在催化劑制備罐設計的過程中,使用的橢圓封頭的開孔的接管結構會對其結構受力產生不會程度的影響,遇到較大的管道載荷,經過管道載荷和內壓共同的作用下,橢圓封頭開孔接管結構不連續(xù)引起的彎曲應力具有一次應力和二次應力的性質。
在對其應力大小進行分析的過程中,我們目前可采用有限元分析方法,對橢圓封頭開孔接管結構局部的實際力學行為進行分析研究,以彈性應力分析和塑性失效準則、彈塑性失效準則為基礎,對局部應力強度進行了安全評定。根據三維橢圓封頭軸向開孔接管的結構特點和載荷特性,計算采用三維力學模型。網格劃分采用20節(jié)點六面體單元,并對接管與封頭過渡區(qū)域網格加密,共109196個節(jié)點,24865個單元。
利用這種分析方法能夠對其在外載荷和內壓共同作用以及內壓作用下進行了分別計算,從而計算出橢圓封頭開孔接管局部不連續(xù)處的應力分布狀態(tài)。在應力處沿封頭壁厚方向選取路徑進行線性化處理,并將兩種工況作用下的應力分類結果進行比較。
經過對比可知,在管道外載荷和內壓共同作用下,橢圓封頭開孔接管結構局部不連續(xù)引起的彎曲應力具有一次應力和二次應力的性質,并且隨著管道外載荷的增大,一次應力成分占的比例越大。
經過以上對橢圓封頭局部應力的分析我們可以看出來,該方法能夠有效的對結構受力狀態(tài)進行分析,避免了應力分類的盲目,以塑性失效準則、彈塑性失效準則為基礎的分析設計,是與工程力學緊密結合的產物,它不僅解決了壓力容器常規(guī)設計中無法解決的問題,也是容器設計觀念與方法上的一個飛躍。
1)對原材料的驗收加強,確保橢圓封頭的原材料不會出現內外的缺陷,對于板坯進行切割的時候,一定要將周邊打磨的較為光滑;
2)提高橢圓封頭在化學成分,在不改變成形工藝的情況之下,使用比較的材料;
3)將橢圓封頭在加工后的溫度上加以提升,在溫度適當的情況下進行旋壓的工藝處理;
4)橢圓封頭的熱處理方式,因為固溶的處理方式,可以有效的將馬氏的性能直接恢復;
5)焊接質量的提升,在對橢圓封頭進行旋制之前,首先對其內外部的缺陷進行詳細的檢查,選擇較為合適的焊接工藝,這樣可以有效的提升焊接在接頭上的力學性能,降低熱影響的區(qū)域。
橢圓形封頭與碟形封頭無嚴格區(qū)分的標準(見文獻[1~3]) ,還是直接坦言近似橢圓形封頭可等效代替2∶1橢圓形封頭的(見文獻[4~7]) ,有一條共同的依據:無論按什么成形原理和加工方法制造的成形封頭,只要終的內樣板檢查結果在GB1 5 0—1 998標準規(guī)定的2∶1橢圓形封頭允許的偏差范圍內,那么該成形封頭都屬于2∶1橢圓形封頭而無需增加壁厚,可見允許偏差在可等效代替之說中占據著何等重要的地位。