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5.螺柱预紧力+螺柱疲劳+平盖开孔+法兰计算的注意事项

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记得那是2021年,我们做过一台高压换热器疲劳的整体分析设计,这是真实的项目,当时遇到一个非常棘手的问题,就是螺柱疲劳的计算。说实话,当时的我们对螺柱疲劳计算没有太多的掌握,在计算的过程中对螺柱的使用寿命评估让业主不满意,因为这次设计是第二台产品,业主以前的那台都已经用了很多年,螺柱都没问题,目前新设计的这台就要每隔几年进行更换螺柱,不能按照全寿命进行,而且是设备管箱的主螺柱,这个螺柱可是M90的螺柱,数量多,直径大,材料特殊,采购周期长 ,,,,,对于更换螺柱的做法,业主是不能接受的,业主就问我这里的计算是不是有问题,业主也是很委婉的试探是不是我这里有什么其他的想法,如果有其他想法都可以提出来,他们肯定满足我的要求。公司领导亲自过来找我谈话,问我具体的情况,,,,业主的领导也亲自给我打电话,和我聊了好久,真是亲兄弟的那种,都舍不得放下电话,天南海北的说了很多很多,,,,我发现业主领导很有魅力,人家能够当领导不是那么简单的。哈哈哈  

我反复调试计算模型,查找计算中的每个步骤,我是非常想知道计算的结果为什么不能像以前那台设备一样,,,,弄的我开始怀疑人生,,,就那么几个步骤,怎么就不行呢,到底问题出在哪里了呢?因为是换热器,网格数量非常大,每调整一次计算,就需要很长的时间,每天都是半夜11点后才回家,真的是压力山大。面对大家的质疑,毕竟做了这么多年的分析设计,这样的压力是无法解释的。  

我们开始查找相关的论文,发现某核工业员工发表过类似的论文,对安全系数进行了调整,我们就咨询他,他也没说出个什么来,我们又请教同行业的大佬,请他们帮忙寻找问题的原因和螺柱疲劳的计算方法,有的大佬给我一个老外的标准,有的大佬说螺柱疲劳强度减弱系数4.0是不能降低的,,,,,谁也无法对我们这台设备的情况给个准确的说法。我发现很多人也没做过螺柱的疲劳计算,只能靠自己了。  

面对如此大的压力,我失眠了,无法给业主一个满意的交代,半夜3点我还没睡着,我突然想起一个事情,外界任何人都无法对我的这台设备进行帮助,只有我自己了,那么进出口管箱的螺柱是否一样呢?如果工况都一样,那计算结果就应该一样的啊,两个管箱可以进行对比啊,凌晨3点多我给业主发个微 信,我说我明天上午再调试一次,如果还不行,我就认输了,,,  

第二天我开始进行对比,发现进出口管箱的工况是不一样的,出口管箱的工况和业主原来的那台是一样的,螺柱评定的使用年限也和原来的那台一样,但进口管箱的工况就和原来的那台不一样了,后来经过和业主确认,业主这次对进口管箱的操作压力和温度进行了调整,导致了我这里的螺柱计算和以前就不一样了,我终于找到了原因。当我们和业主进行解释的时候,得到了他们的认可,真的真的太不容易了,我们开始查找螺柱疲劳的基础知识,查找影响螺柱疲劳的各项参数,并在后面的项目设计过程中得到应用,并经过大量的实际计算案例进行验证。  

2025年SAD审核培训已经进行了两大节课,我们结合ASME标准和GB/T4732标准,对标准中的重点内容进行讲解,并和ASME标准进行对比,涉及到的内容都是大家在实际审核中容易混淆的内容,课程内容都是我们实际工程项目应用所需要的,老师讲课思路非常清晰,近20年的经验积累,哈哈,既有弹性分析,又有弹塑性分析,真实的应力应变曲线应用,,,,,,给大家截几个图,都是我们讲课时讲到的内容


 

接下来的第三节课,我们要重点讲解  

1.螺柱疲劳的计算过程  

2.螺柱预紧力如何正确施加  

3.平盖开孔的计算  

4.法兰计算的注意事项  




来源:承压设备分析设计
疲劳材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-08-02
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承压设备分析设计—老梁
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东北老梁之学习笔记前言: 看到这个题目,有人会问,分析设计审核经验分享(一)呢?什么时候写的分析设计审核经验分享(一)?怎么没印象呢?其实(一)是在仿真秀平台上以现场讲课的方式备份的视频,已经被哔哩哔哩等平台无限循环播放了,具体被多少粉丝浏览,已经无法统计!可能是不计其数。 主题: 今天给大家分享的主题是我的学习笔记《一种夹套封闭环的设计》,为什么叫一种呢?因为我们做过很多种封闭环结构,我们主要是给万华化学做过很多的反应釜分析设计,当然今天说的这个主题不存在泄密的情况。先看图1的结构,是外侧焊接的锥形封闭环,分析设计和常规设计相比,有很多的注意事项,简单的封闭环设计就有很多需要注意的内容,我简要的分享一下我的设计经验。一、国内外标准上对封闭环的厚度确定,是没有考虑温差应力的,而标准也明确了这部分的内容需要单独考虑,反应釜也是一种换热设备,夹套和釜内存在温差,有时温差较大时就会产生较高的温差应力,常规设计无法体现和满足这样的工况需求,只能通过应力分析来计算确定。 二、夹套内壁和釜体外壁的距离如果过大,会增大锥形封闭环的应力,因为锥形封闭环的厚度计算类似锥壳厚度的计算,直径越大,应力越大,需要的厚度越大。 三、夹套封闭环的厚度如果和夹套筒体厚度一样的话,夹套筒体本身不会留太多的余量,有时很有可能会出现夹套封闭环强度不够的现象,就很危险,封闭环开裂的现象特别多,没有高应力怎么会开裂呢? 四、如果封闭环厚度比较薄,在压力和温差应力的作用下,产生的变形会相对比较大,变形大就会带动根部焊缝的应力偏高,如果封闭环厚度选取的不好,会存在一系列的连带问题。 五、如果仅仅是夹套筒体和封闭环的结构,不考虑其他的影响,按照应力指数法的估算,夹套封闭环转角处的应力应是夹套筒体应力的3.0-4.0倍左右,具体还要看结构,要看是轴向应力还是环向应力起主导作用。 六、应力的评定不仅要看锥形封闭环本身,比如锥壳部分、转角过渡区部分、直边部分、与夹套筒体连接部分,这些位置的路径是必须要选取和评定的,除此以外,锥形封闭环与釜体的焊缝位置,内外都要要选取路径进行评定,比如上图中的裂纹线,是我们要重点关注的,是路径的必选位置,所以我们设计的反应釜,焊缝的焊趾处都要倒角圆滑过渡并做好检测,避免因局部的峰值应力过高导致开裂,毕竟我们做的是疲劳反应釜,而且是给万华化学做的反应釜,要相当的注意细节。 七、夹套封闭环水压试验的评定,常规设计对夹套封闭环的水压试验评定,留了一个空白,留了一个寂寞,我们做分析设计时要进行水压试验计算和评定的,就好像开孔接管的水压试验评定,国内外标准也没有一个完整的明确的说法,但我们有自己的做法,保证安全。 八、如果锥形封闭环的厚度需要加厚,而夹套筒体本身不需要加厚的情况下,就需要单独加厚封闭环,比如下图2所示: 这时候就给我们创造了很多的便利条件,内侧的角焊缝可以填补,单独压制封闭环,然后与夹套筒体焊接,当然成本会增加一些,比如增加了一道环焊缝,比如增加了单独压制封闭环的费用等等。我们要根据应力的大小考虑风险识别,千万不要一味的做这样的结构,要考虑成本,我的个人观点是分析设计做的再好,如果增加了成本,那也是不完美的。 九、还有很多详细的内容,比如具体的应力分析和评定,不在这里长篇大论了,具体问题还要具体分析,与同行共勉。 来源:承压设备分析设计

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