一种裙座筒体与下封头连接结构的点评

今天讨论一种裙座筒体与下封头连接的结构，和大家分享，材料为Q345R的一台普通的填料塔，塔高约20m，裙座与下封头采用如下图结构：

该塔采用常规设计方法，那么该结构是否安全可靠呢？原设计人员也说不好，我说说我的观点，仅供参考。

1.塔器裙座壳体的理想位置，就是与封头上筒体的厚度中心保持一致，目的是为了减少重量及附加的弯矩，提高裙座的承载能力，国内标准给出下封头厚度与裙座壳体厚度相差8mm时裙座内径不同的对齐方式，可以查看SH/T3098标准和塔器NB/T47041标准，而ASME标准给出的是尽量保证裙座筒体与封头上筒体中心对齐。

2.焊缝处的结构突变，会导致局部的高应力，特别是塔器有一定高度的时候，塔器不仅仅承受内压，还有承受附加的地震弯矩和风弯矩，会增加裙座与下封头焊缝处的应力值，如下图所示，可以看出焊缝处区域的应力都是比较高的

3.如果焊缝处存在突变，就会有局部的应力集中，如下图所示

4.塔器设计要保证裙座与封头连接处的温差不宜过大，上述结构加长了裙座下封头与裙座筒体的距离，温度梯度大，温差应力也大，看下图的计算，虽然不是一个结构，但也说明了这个问题，反而增加了很高的应力，弄的裙座壳体厚度存在安全隐患，可以和传统的对接焊缝做个对比，就会发现，对接焊缝的应力没有这么高的。

5.材料和制造成本高，既无疲劳，又不是特殊材料，为何做成此结构？需要给个合理的科学的理由。即使采用此结构，也要进行优化，具体怎么优化，那就需要你的设计水平和计算能力了。

有人说此结构来源于SH/T3098标准，不也是这么做的吗，有些特殊的设备，需要这样的结构，但要经过计算，计算棘轮，计算温差，计算地震载荷和风载荷，，，，，，

常规设计的做法更多的是依据标准，看到表面，看不到里子，分析设计的做法更多的是验证常规设计的做法是否合理，是否安全，考虑更实际的载荷，分析设计更有深度，不盲目，全靠应力说话，与时俱进，动态的发展和分析，此时的点评，又不是一成不变的，不是固定的，又不一定适用于所有的设备和场合。要结合自己的设计，做出相应的计算，保证设备的安全，这才是最重要的。