非标长圆视镜分析设计及注意事项

非标长圆视镜分析设计及注意事项

梁庆海

 [摘  要]介绍了压力容器非标长圆视镜的分析设计和选用问题，对设计中存在的安全隐患，采用应力分析方法进行详细说明，并对该结构提出改进措施，为工程技术人员在设计和制造中遇到此问题提供参考。

[关键词]长圆视镜；应力分析；

1．非标长圆视镜的设计

压力容器视镜又称设备视镜，是用来观察化工、石油、医药及其它工业设备容器内介质变化情况的一种产品。操作人员根据其显示的情况来调节或控制充装量，从而保证容器内的介质始终在正常范围内。液化气体贮罐、槽车、气液相反应器、反应釜等容器都需要装设视镜，以防止因超装过量而导致事故或由于投料过量而造成物料反应不平衡的现象。现行标准为：NB/T47017-2011《压力容器视镜》，由国家能源局在2011年7月1日发布，在同年十月一日实施。

在压力容器设计和制造过程中，经常遇到非标长圆视镜，长圆视镜与圆形视镜不同，在工艺上可以更大程度满足观察容器内的不同高度的介质状况，为设备操作过程带来更多的便利，为更多的工程设计人员选用。

  在某项目中遇到非标长圆视镜的设计，设备设计压力0.5Mpa，设备内径为500mm，沿筒体轴线方向上安装长度为1000mm的非标视镜，该视镜的设计结构简图如图1所示，玻璃板由凸缘与压盖夹持，并通过螺柱、螺母、垫片进行固定。

2.应力分析

按照GB150.1-2011《压力容器》附录E的规定，对凸缘与筒体之间进行局部应力分析计算，发现该视镜存在设计缺陷，视镜安装后，相当于在筒体轴线方向，人为的开了一条长约1000mm的缺口，在筒体环向应力的作用下，会出现视镜开口变形过大，导致凸缘和压盖无法夹持中间的玻璃板，即相当于筒体纵向焊接接头开裂。视镜中间凸缘变形为7.6mm，变形详图见图2所示。

3.解决方案

通过对视镜凸缘内侧沿长度方向增加三块筋板，等间距布置，使视镜在筒体中不产生过大的变形，才能保证该视镜安全可靠。改进后视镜的变形详图见图3所示，通过对原结构的改进，视镜的变形降低为0.67mm，能够保证玻璃板被凸缘和压盖夹持。

4.结论

设计者在该视镜的设计和选用过程中，没有考虑视镜在筒体中的受力状态，导致设计存在安全隐患，所以应对该视镜结构的设计和选用引起注意。