HGCAD_化工设备设计计算中易忽视的几个问题【SW6－98】

HGCAD_化工设备设计计算中易忽视的几个问题【SW6－98】化工设备设计计算中易忽视的几个问题高玉梅 (南化集团研究院江苏南京 210048) 【摘要】SW6计算软件已成为化工设备设计人员不可缺少的重要工具，本文列举了几种在化工设备设计计算中常被忽视的问题，提醒设计者在设计工作中引起足够重视。【关键词】化工设备设计计算 SWO一998计算软件问题在石油化工装置的设备设计中，在进行结构设计之前，首先要通过SW6—1998计算软件对设备各受压元件进行强度计算。为了保证计算的准确性，必须透彻理解SW6— 1998软件计算...

化工设备设计计算中易忽视的几个问题高玉梅 (南化集团研究院江苏南京 210048) 【摘要】SW6计算软件已成为化工设备设计人员不可缺少的重要工具，本文列举了几种在化工设备设计计算中常被忽视的问题，提醒设计者在设计工作中引起足够重视。【关键词】化工设备设计计算 SWO一998计算软件问题在石油化工装置的设备设计中，在进行结构设计之前，首先要通过SW6—1998计算软件对设备各受压元件进行强度计算。为了保证计算的准确性，必须透彻理解SW6— 1998软件计算的理论基础，但在实际工作中，一些设计者常常会忽视标准规范中的某些说明而导致取值错误，直接影响了设备的安全可靠性。下面是几种在设计计算中常被忽视的问题，提醒设计者在设计工作中引起重视。 1塔设备计算中与最大管线相关的两个数值在利用SW6—1998软件塔设备计算模块进行计算时，要输入的最大管线外径通常是指塔顶部出气管的外径 (见图1)，而很多设计者误认为应输入整个塔体上最大管线的外径(通常 20 f石油皿化工设_。：。。．。都是人孔、卸料孔等)。扶梯与最大管线的相对位置有两个值可供选择， 90。和 180。，计算时可根据工艺配管实际情况进行选择。通常在设备第一次设计计算时，笼式扶梯与塔顶管线的相对位置尚未确定，此时正确的做法应该是按扶梯与最大管线布置成 180。计算比较安全。要能正确输入这两个数值首先应理解这两个值对塔设备计算的意义，在文献1中介绍，当计算各计算段的顺风向水平风力时，需要先确定各计算段的有效直径Dei，塔顶管线一般都会接管从塔顶部下来(见图 1)，当笼式扶梯与从塔顶下来的管线布置成180。时，迎风面的有效直径 Dei最大，顺风向水平风力也就最大，此时的计算最安全。详细的计算公式可参见文献2中式 (8—17)～ (8— 20)。 2圆筒上接管开孔补强计算时开孔计算直径d的取值在压力容器设计中，一般圆筒上可有三个方向的接管(见图2)，即径向接管a、斜向接管b和切向接管C。对斜向接管和切向接管情况，壳体上开孔为椭圆和卵圆。由于受内压圆筒中的环向应立是轴向应力的两倍，而环向应力作用的是纵向截面，因此，当圆筒具有长圆形开孔时，其开孔长轴方向与圆筒轴线垂直时具有较小的应力集中系数。圆筒上非圆形开孔计算直径d的取法应以开孔的补强截面为依据进行认定。因为圆筒计算厚度时根据环向薄膜应力的截面进行考虑，由此认定圆筒开孔截面应是与圆筒轴线相平行的纵向截面，则开孔计算直径为孔沿纵截面方向的直径。由此对斜向接管 d应取d (另加两倍厚度附加量，以下同)。对切向接管d仍然取接管直径 d，对径向接管则取 d。 — — —l 门 3 卧式容器计算中鞍座宽度 a的数值在SW6—1998软件的卧式容器计算模块中a是要输入的鞍座宽度，其鞍座数据输入对话框(2)中图示的 a标在鞍座的底板处，很多设计者误认为应输入底板宽度，而实际上鞍座计算的理论依据是标准 JB473 1一XX 《钢制卧式容器》，该标准明确指出鞍座宽度是用于计算圆筒的有效宽度，而有效宽度用于计算鞍座处圆筒的周维普资讯 http://www.cqvip.com 向应力。从而得知，计算软件中要输入的鞍座宽度数值应为鞍座与圆筒接触处的鞍座轴向宽度，而不应取鞍座的底板宽度。对于JB4712—92 鞍式支座应取b3值而不是b1值 (见图3)，这样才能正确地反映JB4731 标准的计算理论。 4 夹套设备的内筒壳体外压加强圈的设计计算问题夹套设备的内筒壳体设计计算分两部分进行，第一部分是圆筒外压校核；第二部分是加强圈设计计算。在利用SW6— 1998软件进行加强圈设计计算时，当夹套间隙较小时，无论如何增加加强圈的数量，其计算结果都不能通过，或是退出计算或是要求在水压试验时对内筒保压。原因是夹套间隙小，加强圈的高度不够。对于常用的扁钢， LO=bh3／12，即惯性矩与扁钢高度的立方成正比，如图4所示。当夹套间隙较小时，h值较小，使计算结果不能通过。需要注意的另一问题使h与b之比不应大于5。上述判断过程，计算软件没有给以提示，使一些设计者感到困惑。 5 接管开孔补强计算时实际外伸长度 h．的取值问题如图5所示，在进行开孔补强计算时，输入接管实际外伸长度常出现两种理解错误：(1)将带管法兰的长度L值作为实际外伸长度；(2) 将厚壁管的长度h1”作为实际外伸长度。第一种情况当采用厚壁管补强并带有长颈对焊法兰时，错误尤为严重，会导致计算通过而由于实际补强面积不足而引发安全问题。因为接管实际外伸长度应理解为能等效提供补强面积的那部分接管的外伸长度，而不应计入承担密封功能的法兰高度，也不应计人接管削薄部分本不输入L误差更大，更不安全。以上两种错误均可能造成计算通过而实际上补强面积不足的问题。最简单有效的办法是无论有效外伸长度大于h，”、小于h，’ 还是在两者之间都取h，=h，’，这样就能保证只要实际外伸长度大于等于有效外伸长度且补强面积合格即是安全的。 6 结语计算软件的广泛采用，提高了设计速度和质量，对设计人员的素质也提出了较高的要求。有的设计人员由于对常用标准规范缺乏正确理解，导致数据输入有误，又充分依赖电算，只看结果，忽略计算过程，容易产生错误结论和安全隐患。因此，设计人员应充分考虑压力容器的设计参数、标准要求、介质特性和设备的安装使用环境，重视压力容器设计过程中的某些细节问题，计算时严格校审选用的模块、输入的数据、输出的结果，详细检查计算书的每一个数据是否正确，确保其符合设计标准规范的规定，保证设计作品的安全性。图参考文献 1 GB 150— 1998 钢制压力容器北京：中国标准出版社 1998 2 JB／T4710—2005，钢制塔式容器北京：新华出版社 2005 3 JB／T4731—2005钢制卧式容器 4 JB4712—92鞍式支座 5化工压力容器设计 ——方法、问题和要点王非化学工业出版社 6高强，丁雪景．化工设备设计计算中的几个误区．压力容器，2005，22(3)： 52 53．21 高玉梅，(1 9 7 5一)，工程师， 1998年毕业于大连理工大学，现在南化集团研究院从事化工设备的设计工作。。。．。。石垃一化工设_f 2 维普资讯 http://www.cqvip.com

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