提高设计压力免除疲劳分析的注意事项

疲劳分析的免除中涉及到如下条款，“压力波动范围超过设计压力20%的工作压力循环的预计次数，压力波动不超过设计压力20%的循环不限次数”，所以就存在不成文的规定，通过提高设计压力，增加壳体厚度，降低壳体薄膜应力，同时降低接管与壳体连接处的峰值应力强度Sv，可以提高使用循环次数，免除疲劳分析计算。

一.以下不利影响应予特别注意：

1. 非整体结构，如使用补强圈补强或角焊缝连接件，支撑垫板，加强圈与壳体的间断焊接，非全焊透法兰结构…

2. 管螺纹连接接头，特别是管径超过70mm

3. 螺柱连接件

4. 局部熔透的焊缝

5. 相邻部件间有显著的厚度变化

6. 封头转角过渡区的开孔接管

7. 非径向开孔接管

8. ASME VIII 2-2019规定循环次数超过10⁶的，应进行疲劳分析

9. 换热管与管板焊接接头

10. 焊缝余高，接口错边量，棱角度等

说白了，你可以提供设计压力，钻标准的空子，但上述提到的10条，可能对提高设计压力免除疲劳没有意义，疲劳是根据操作工况进行的，操作工况没有改变的话，还是存在压力和温度循环作用，疲劳可能还是没有免除，还是存在失效隐患。

怎么做呢？保证全焊透结构，保证圆滑过渡，保证检测无裂纹….总之，能采用降低峰值应力的办法，都可以应用。

二、举例如下：

案例1.内伸接管

常规设计经常用到内伸接管，节点应采用如下结构形式，内外表面做100%MT-I检测，不可留有焊缝直角，应采用圆滑过渡的结构形式。

案例2.斜三通

这样的结构，可能对提高设计压力免除疲劳没有意义，疲劳是根据操作工况进行的，操作工况没有改变的话，还是存在压力和温度循环作用，疲劳可能还是没有免除。

尖角太大，太大，太大

案例3.换热管与管板焊接接头

有一台换热器，压力没有波动，但存在温度波动，温度波动带来金属平均壁温的波动，导致换热管与管板焊接接头的应力波动，存在疲劳，存在隐患，问提高设计压力能否免除疲劳，我说一下我的观点：换热管与管板焊接接头的设计，只是满足静强度的要求，比如设计压力，设计压力和膨胀变形差的组合等等，但没有考虑压力和温度波动的影响，即使提高设计压力，操作工况还是存在的，换热管与管板焊接接头的应力还是波动的。提高设计压力能否降低应力，降低多少，需要你去分析。

三、总结：

不同的结构，不同的材料，不同的压力和温度波动，会产生不同的应力和不同的许用循环次数……不是你能提高设计压力就能消除的。我们设计时，角焊缝应采用圆滑过渡，消除应力集中，降低峰值应力强度，角焊缝内外表面进行100%MT-I检测等等。壳体焊缝应保证全焊透，是否需要100%RT-II检测,是否需要进行热处理……设计人员根据设备重要情况酌情处理，标准没有说。