氯乙烯聚合釜的设计说明书+CAD图纸+答辩PPT(11)
材料 16MnR 16MnR
内径(Di、Dj)mm 1800 1900
壁厚(δn、δnj)mm 14 6
高度mm 2500 475 2100 500
3.5 釜体、夹套的开孔补强
根据《钢制石油化工压力容器设计规定》[8]P576.2.1：在圆筒、球体、椎体及凸形封头(以封头中心为中心的80%封头内内径的范围内)上，单个开孔直径d≤0.14 时允许不另补强。
d≤0.14× =19.7mm
根据接管的尺寸可知在釜体上的开孔直径都超过d，且开孔数目较多。因此进行釜体整体开孔补强。
由《钢制石油化工压力容器设计规定》[8]P58(2)：筒体内径Di >1500mm时，开孔最大直径dmax≤1/3 Di且dmax≤1000；
dmax≤1/3 Di=1800×1/3=600且dmax=400≤1000mm
所以釜上所有开孔都是允许的，人孔直径最大，故人孔的补强厚度计算出来作为釜体的补强厚度即可，还便于加工制造及焊接。
3.5.1 釜体开孔补强
由《钢制石油化工压力容器设计规定》[8]P59因开孔削弱所需的补强面积为 采用开孔等面积补强。参考《化工设备设计基础》[3]P213等面积补强规定局部补强的金属截面积必须大于或等于开孔所减去的壳壁面积。接管为0Cr18Ni10Ti，[σ]t =137Mpa，C= C1+ C2=0.8+0.6=1.4mm；
d=di+2 C2 ；C2=0.6
d=di+2 C2=400+2×0.6=401.2mm
开孔位于封头中心的80%封头内的范围；
封头开孔处的计算壁厚根据《钢制石油化工压力容器设计规定》[8]P59式6-3得到
δ0= = mm
开孔补强面积 =401.2×8.17=3277.80mm2
接管补强的有效宽度B=2d=2×401.2=802.4mm
外伸有效长度外侧h1= mm
外伸有效长度外侧h2= mm
接管的计算壁厚根据P666.4.2.1
δi0= = mm
A1封头承受内压所需厚度和壁厚附加量
A1=(B-d)[( δd-C)- δ0]=(802.4-401.2) ×(12-1.4-8.17)=974.92 mm2
A2封头承受内压所需厚度和壁厚附加量：
A2=2 h1 [( δt-δi0-C)+ 2 h2 [( δt-2C)=2×58.74×(10-2.27-1.4) +2×53.75×(10-2×1.4)=1517.65mm2
A3补强区域内焊缝截面积：
A3=2×（1/2×10×10）=100 mm2
A1+ A2+ A3=974.92+1517.65+100=2592.57 mm2
则补强区的补强面积为：
A4=A-（A1+ A2+ A3）=3277.80-（974.92+1517.65+100）=685.23 mm2
所以δ补= mm
圆整后取δ补=2mm，即可满足要求。将整体厚度增加2mm则壁厚为14mm，符合钢板厚度标准。
3.5.2 夹套开孔补强
夹套开孔后，由于夹套壳体材料的削弱，出现开孔应力集中现象，夹套的开孔中最大直径为100mm，且开孔相距较远，开孔较少，根据《钢制石油化工压力容器设计规定》[8]P57： 用补强圈来弥补设备壳体因开孔过大而造成的强度损失，根据《JB/T4736-2002补强圈》[21]补强圈结构及C型坡口形式如图3-1所示；
图3.1 补强圈结构及坡口形式图
根据《JB/T4736-2002补强圈》[21]表1选择DN100×4的补强圈，其结构尺寸如表3.4所示：
表3.4 补强圈尺寸表
接管公称直径DN 外径D2 内径D1 厚度δc 质量kg
100 200 108 4 0.68
根据《JB/T4736-2002补强圈》[21]附录A各种坡口的焊接接头形式及使用范围，可得到DN100×4的C型坡口的焊接形式及具体尺寸。