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直立设备板式吊耳强度计算_武建宏

直立设备板式吊耳强度计算_武建宏直立设备板式吊耳强度计算_武建宏第33卷第4期石油化工设备 Vol.33 No.42004年7月PETRO-CHEMICALEQUIPMENT July 2004文章编号:1000-7466(2004)04-0049-02 直立设备板式吊耳强度计算武建宏 (中国石化集团兰州设计院,甘肃兰州 730060) 摘要:分析了直立设备的顶部吊耳及尾部吊耳的受力,提出了其强度核算的方法及公式。指出在设备吊装过程中对设备本身的强度也应进行核算,并给出了参考计算方法。关键词:直立设备;吊...

直立设备板式吊耳强度计算_武建宏第33卷第4期石油化工设备 Vol.33 No.42004年7月PETRO-CHEMICALEQUIPMENT July 2004文章编号:1000-7466(2004)04-0049-02 直立设备板式吊耳强度计算武建宏 (中国石化集团兰州设计院,甘肃兰州 730060) 摘要: 分析了直立设备的顶部吊耳及尾部吊耳的受力,提出了其强度核算的方法及公式。指出在设备吊装过程中对设备本身的强度也应进行核算,并给出了参考计算方法。关键词:直立设备;吊耳;强度计算中图分类号:TQ050.2 文献标识码:A Strengthcalculationofliftinglugonverticalvessel WUJian-hong (SINOPECLanzhouDesignInstitute,Lanzhou 730060,China) Abstract:Theforcesontheliftinglugintheupperandtailoftheverticalvesselw ereanalyzed,andthestrengthcalculationand formulawerepresented.Thestrengthcalculationforvesselduringliftingwasal ——————————————————————————————————————————————— sogiven. Keywords:verticalvessel;liftinglug;strengthcalculation 符号说明 F———吊耳所承受的载荷,N L———吊耳高度,mmσ——拉压许用应力,MPaa—R1———吊耳处的垂直作用力,Nθ———起吊夹角,(?)l1———加强板到吊孔距离,mmt———顶部吊耳厚度,mmd———顶部吊耳吊孔直径,mmh———顶部吊耳宽度,mm x1———设备重心高度,mm ———焊接接头系数,取0.6t1———焊缝喉部厚度(0.707倍的焊角高度),mmR2———基础环板处的作用力,Nb2———焊缝长度,mml2———焊缝中点到吊孔距离,mmta———尾部吊耳厚度,mmD———尾部吊耳吊孔直径,mmha———尾部吊耳宽度,mm 为了便于直立设备的制造、运输、安装及检修,在设计中均考虑设置吊耳。当设备质量较小时,吊耳所承受的载荷也较小,一般无须对吊耳的强度进行核算。但对质量大的直立设备,则必须对吊耳的强度及吊耳与设备连接处的局部应力进行核算,以避免在起吊过程中对吊耳本身和壳体造成破坏。板式吊耳通常设置在设备上封头附近,一般为2个对称布置,称为顶部吊耳。在吊装过程中为了防止设备突然剧烈摆动,在设备裙座基础环与盖板之间设置1个吊耳,与顶部吊耳相错90?,称为尾部吊耳。在起吊和吊起阶段,设备处于水平和垂直状态,此时吊耳受——————————————————————————————————————————————— 力亦处于极限阶段,需对其进行强度收稿日期:2004-01-22 核算。目前对吊耳还没有规范的强度计算方法,文中介绍了1种简单且实用的吊耳强度核算方法。1 顶部吊耳1.1 起吊质量及起吊力 ?首先确定吊耳及设备重心位置。?计算吊耳承受的载荷。考虑到起吊过程中动力因素的影响,吊耳所承受的载荷F应为起吊重力乘以动力系数,动力系数一般在1.2,2.0[1],从安全考虑,文中取2.0。?计算吊耳在水平和垂直状态下起吊时的受力。水平状态下设备的受力见图1,有R1=Fx1/L,R2=F-R1。水平状态下吊耳受力见图2a,有F1=Fx1/(2L),F2=F1tanθ,F3=F1/cosθ;垂直状态下作者简介:武建宏(1969-),男(汉族),甘肃平凉人,工程师,学士,现从事压力容器设计工作。 ?50? 石油化工设备 2004年第33卷吊耳受力见图2b,有F4=F/2,F5=F4tanθ,F6=F4/cosθ 。 -d)],校核条件为σ1.5σ7<α。1.3 焊接接头强度校核焊接接头强度校核见图5。水平状态下由F1 引起的焊接接头切应力: F1l2 ——————————————————————————————————————————————— τ52(h,t1)(b2,t1)t1 校核条件为τ1.2σ5<α。图1 水平状态下设备受力简图垂直状态下F4引起的焊缝切应力: τF4/*2(h,b2)t1 +6= 校核条件为τ1.2σ6<α。图2 吊耳受力图 1.2 应力校核1.2.1 水平状态吊耳应力校核图见图3。A-A截面弯曲应力σ1=6F1l1/(th),σ6F2l1/(th)。切应力τ2=1=F1/(th),τ2=F2/(th)。组合应力σ=1/2(σ1+σ2)+ 1/4(σ(ττ<1.5σ1+σ2)+1+2),校核条件为σα。 2 2 图5 吊耳焊接接头强度校核图 2 尾部吊耳尾部吊耳结构及尺寸见图6,其承受载荷F7=R2=F-2F1。A-A截面上的切应力为τa1=2F7/[ta(ha-D)],校核条件为τ1.2σal<α。B-B截面上的拉应力σF7/[ta(ha-D)],校核条件为σa1=al<1.5σα。尾部吊耳焊缝所受的拉应力σw1=F7/(2Sha ),校核条件为σ1.5σw1<a。 B-B截面拉应力σ2F3/[t(h-d)],校核条件为4=σ1.5σh-d)],4<α。——————————————————————————————————————————————— C-C截面切应力τ3=F3/[t(校核条件为τ1.2σ3<α。图3 水平状态吊耳应力校核 1.2.2 垂直状态吊耳应力校核图见图4。A-A截面处σ5=6F5l1/(t2h),σ6=F4/(th),校核条件为σ5+σ1.5σ-B截面上6<α。B的切应力τ4=2F6/[t(h-d)], 校核条件为τ1.2σ4<α。C-C截面上th图4 参考文献: 图6 尾部吊耳结构 3 结语在直立设备的吊装过程中,吊耳与壳体连接处的局部应力可按WRC-107方法计算。此外还要考虑设备整体的抗弯强度及起吊时裙座基础环板的强度,要综合考虑各因素才能确保在吊装及使用过程中吊耳和设备不被破坏。 [1] HG/T21574-94,设备吊耳[S]. (张编) ———————————————————————————————————————————————

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