平蓋應(yīng)力釋放槽結(jié)構(gòu)的探討

蔣培培，劉軍旺，張建秀，劉國(guó)振

（1.河北正元化工工程設(shè)計(jì)有限公司， 河北 石家莊 050061）

（2.河北陽(yáng)煤正元化工集團(tuán)有限公司， 河北 石家莊 050000）

1 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)平蓋開(kāi)槽處尺寸的規(guī)定

GB150-1998[1]中規(guī)定應(yīng)力釋開(kāi)槽處平蓋的厚度不小于平蓋設(shè)計(jì)厚度的三分之二。GB/T150.3-2011[2]、JB4732-1995（2005年確認(rèn)）[3]以及ASME B&P Code Ⅷ-1[4]均規(guī)定開(kāi)槽處平蓋的厚度不應(yīng)小于平蓋的設(shè)計(jì)厚度，釋放槽半徑規(guī)定，當(dāng)筒體厚度不大于38mm時(shí)，釋放槽半徑不小于10mm，筒體厚度大于38mm時(shí)，釋放槽半徑大于0.25倍筒體厚度，不大于20mm，此類(lèi)釋放槽結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1(a)。而在EN13445-2009中規(guī)定應(yīng)力釋放槽處平蓋的厚度不小于與平蓋連接筒體的厚度，當(dāng)平蓋材料的許用應(yīng)力值小于筒體材料的許用應(yīng)力時(shí)，在該厚度的基礎(chǔ)上乘以筒體與封頭材料的許用應(yīng)力值之比，釋放槽半徑未做規(guī)定，EN13445標(biāo)準(zhǔn)釋放槽結(jié)構(gòu)如圖1(b)所示。本文對(duì)這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較。GB/T 150等標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為第一種結(jié)構(gòu)，EN13445稱(chēng)為第二種結(jié)構(gòu)。

圖1 帶應(yīng)力釋放槽平蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 有限元模型建立及討論

2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)及邊界條件[5]

結(jié)構(gòu)尺寸：分析設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1(a)所示，筒體長(zhǎng)度取500mm，長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于邊緣應(yīng)力衰減長(zhǎng)度。設(shè)備設(shè)計(jì)壓力P=2MPa。應(yīng)力釋放槽附近網(wǎng)格加密處理。邊界條件：設(shè)備內(nèi)表面施加內(nèi)壓2MPa，筒體底部施加軸向位移約束，對(duì)稱(chēng)面施加對(duì)稱(chēng)約束。有限元模型[6]見(jiàn)圖2。

2.2 第一種結(jié)構(gòu)

圖2 第一種結(jié)構(gòu)有限元模型

GB/T 150.3-2011中規(guī)定，當(dāng)筒體厚度不大于38mm時(shí)，應(yīng)力釋放槽不小于10mm，上限未做規(guī)定，本文對(duì)應(yīng)力釋放槽半徑從4～54mm，增量為2mm進(jìn)行分析。從分析結(jié)果中，做兩條線性化路徑[7]，a路徑為平蓋中心；……