压力容器设计中补强结构的选择及运用

王 村，岳东阳

（江苏四方锅炉有限公司，江苏 徐州 221142）

由于生产工艺和产品结构的需要，通常需要在压力容器的壳体上开孔。开孔不但消弱了壳体对压力的承载能力，而且在开孔附近处，会产生很大的局部应力。为使开孔处应力下降到允许范围内，需要对开孔处进行补强。壳体的开孔补强，有补强圈补强和整体补强两种结构形式。

1 补强圈补强形式

补强圈补强俗称“贴板补强”，结构形式如图1所示。

其优点在于：结构简单，便于制造，实践经验丰富，应用普遍。

缺点是：与壳体金属间不能完全贴合，热量传递效果差，在温度较高场合使用时，会产生较大的温差应力；与壳体的连接形式为搭接，抗疲劳性能差。

图1 补强圈补强的结构形式

这种补强结构，一般使用在非疲劳载荷、常温、中低压、材料的标准抗拉强度下限值不大于540 MPa、补强圈厚度不大于1.5倍开孔处壳体名义厚度、壳体厚度不大于38 mm、承装介质为非极度、高度危害的场合。

JB/T 4736-2002标准中，给出的补强圈的最大厚度为30 mm，在选择补强圈补强的时候，设计采用该标准中的补强圈，却标注出32 mm、34 mm的补强圈厚度，或在制造过程中“以厚代薄”的材料代用，也经常出现这类超厚度范围的问题。

按GB150中8.4.1的适用范围，当壳体的名义厚度是38 mm时，补强圈厚度最厚可以是1.5×38=57 mm，显然JB/T4736-2002中对补强圈的允许厚度，远小于GB150中的规定。如果只是遵照GB150的要求是不够的。

在设计中，经常会遇到设计人员对公称直径50 mm的接管选用补强圈补强，由于补强圈外径太小，导致补强圈的外圈和里圈的焊接接头的热影响区重合，甚至由于内外圈焊缝太近，而发生检漏孔被焊缝堵死的情况。……