半管夹套设备设计方法及温差应力讨论

赵 耿，江可申，张 轩

（江苏金诺化工装备有限公司，江苏 宿迁 223800）

1 半管夹套设备计算原理

对半管夹套设备的计算原理和应力分析，文献［6］中有详细阐述，主要包括以下几项内容：①半管厚度根据ASME Ⅷ-1—1992《压力容器建造规则》［7］中的内压圆筒公式计算。计算壳体厚度时，考虑由半管压力引起的轴向弯曲应力与壳体内设计压力在容器壁上引起的轴向应力的共同作用，即满足Kp+S≤1.5Sm。其中，K为由壳体尺寸及半管尺寸决定的系数；p为半管内压力，S为壳体内压力引起的轴向应力，Sm为设计温度下材料许用应力，MPa。②半管对壳体的受载区长度L≤3.12时 （R为壳体内半径，t为壳体厚度，mm），壳体是刚性筒体，半管内压对壳体产生的周向压缩应力不会使圆筒发生周向失稳，即可以不需要考虑壳体的稳定性问题。③半管夹套的节距大小不会对壳体的最大应力产生影响，最大应力仅由机械载荷引起。

2 标准半管夹套设计方法

HG/T 20582—2011中半管夹套设备的设计方法就是按上述计算原理编制的，且限定了设备的直径为760～4300mm，圆筒或封头厚度为4.5～50 mm。标准中的常用半管外径为 60 mm、89 mm、114 mm，并给出了相应系数K的曲线图。对这3种规格的标准半管，可以按HG/T 20582—2011选取K值来核算半管夹套设备的轴向总应力。

3 非标半管夹套设计方法

3.1 半管内正负载荷影响

HG/T 20582—2011规定适用于半管夹套内为正压的情况，对壳体内的压力能否是负压未做说明。但HG/T 20582—2011对压力载荷引起的轴向应力进行了补充说明，即当其他轴向载荷与壳体压力引起的轴向总应力为负值时，轴向应力应为0。……