SW6-1998v4.0使用说明与工程设计问题的讨论 2007.7《SW6精华演讲》PPT课件 q SW6v4.0 的升级内容的升级内容q SW6 的基本使用方法和技巧的基本使用方法和技巧q 在使用在使用SW6进行承压元件设计时，如何进行承压元件设计时，如何正确理解和使用标准中的条款正确理解和使用标准中的条款q 塔器塔器、、换热器换热器、、卧式容器卧式容器、、立式容器计算立式容器计算方法的说明方法的说明《SW6精华演讲》PPT课件 q SW6 v4.0 新增和修改的内容新增和修改的内容§ 按两个新颁布的材料标准按两个新颁布的材料标准《《JB/T4755-2006 铜制压力容器铜制压力容器》》和和《《JB/T4756-2006 镍及镍合金制压力容器镍及镍合金制压力容器》》, ,扩充了材料数据扩充了材料数据库库。
§ 增加了塔器程序的计算功能增加了塔器程序的计算功能: : 1) 1) 允许对多腔塔进行设计计算允许对多腔塔进行设计计算; ; 2) 2) 可以对由两段不同材料制成的裙座进行计算可以对由两段不同材料制成的裙座进行计算 § 增加了按增加了按GB150-1998附录附录B B进行超压泄放装置的校核计算内容进行超压泄放装置的校核计算内容§ 在开孔补强计算中，考虑了实际有效补强范围小于允许有效补在开孔补强计算中，考虑了实际有效补强范围小于允许有效补强范围的情况强范围的情况《SW6精华演讲》PPT课件 q 软件使用的一些基本技巧软件使用的一些基本技巧§ 每个设备程序保存输入数据的文件名都有固定的后缀程序每个设备程序保存输入数据的文件名都有固定的后缀程序 与后缀名的对应关系见与后缀名的对应关系见《《用户手册用户手册》》p.3 § 在在WORD中形成计算书时，有时会出现字体很小的情况应中形成计算书时，有时会出现字体很小的情况应 在在“工具工具-选项选项”对话框中点击对话框中点击“Web选项选项”按钮，然后在打开按钮，然后在打开 的对话框中，将的对话框中，将“取消下述软件不支持的功能取消下述软件不支持的功能”选择框的钩选择框的钩 去掉。
去掉§ (1) 极少数计算机在插上加密块的情况下，程序会提示找不到极少数计算机在插上加密块的情况下，程序会提示找不到 加密块解决办法：卸去杀毒软件解决办法：卸去杀毒软件(对单机版对单机版)或防火墙或防火墙(对网络版对网络版)；； (2) 网络版有时运行感觉很慢网络版有时运行感觉很慢解决办法：卸去防火墙解决办法：卸去防火墙新的网络版加密块不能被检测到新的网络版加密块不能被检测到解决办法：在解决办法：在“管理工具管理工具-Windows放火墙放火墙”中将中将UDP端口端口6001打开打开《SW6精华演讲》PPT课件 § 点击点击“出计算书出计算书”按钮后，如按钮后，如WORD已打开，但提示已打开，但提示“ WORD 无法打开文档无法打开文档…DOC1”，，这是这是WORD本身的问题本身的问题 解决办法：解决办法： 删除文件删除文件Normal.dot，打开，打开WORD，，然后关闭，使生成一然后关闭，使生成一 新的新的Normal.dot§ 用户可自定义封面格式，只需修改用户可自定义封面格式，只需修改dot目录下的文件目录下的文件cover.rtf 即可。
但用户增加的内容程序不会自动填写即可但用户增加的内容程序不会自动填写§ 为了使用用户材料数据库管理程序，需在为了使用用户材料数据库管理程序，需在“控制面板控制面板-显示显示”中中 将字体设置成将字体设置成“小字体小字体”或或“正常字体正常字体”§ 文件名和每一个目录名都不能超过文件名和每一个目录名都不能超过8个字符，目录的层数不限个字符，目录的层数不限§ 可在可在“原始数据输出原始数据输出”菜单中打印全部输入数据，以供校对菜单中打印全部输入数据，以供校对《SW6精华演讲》PPT课件 q 有色金属的有色金属的 B 值曲线和其它性能数据值曲线和其它性能数据§ 铜铜、、铜合金铜合金和镍、镍合金和镍、镍合金的的线胀系数、弹性模量、其它线胀系数、弹性模量、其它 强度数据和强度数据和B值曲线参照值曲线参照JB4755-2006 和和 JB4756-2006 n 白铜白铜B19和白铜合金和白铜合金BFe10-1-1的线胀系数在标准中指定为：的线胀系数在标准中指定为： 在在21℃~288℃范围内，范围内，α= 1.71×10-5 在在SW6中，白铜的线胀系数没有放入数据库，需用户自行中，白铜的线胀系数没有放入数据库，需用户自行 填入填入§ 铜和铜合金管材的许用应力在铜和铜合金管材的许用应力在JB/T 4755 中分两张表：中分两张表： 表表5-4和表和表5-5，表，表5-4为换热管用管，表为换热管用管，表5-5为筒体用管。
为筒体用管 因此，在因此，在SW6中，作为筒体用材和作为换热管用材所提供中，作为筒体用材和作为换热管用材所提供 的材料名会有所不同的材料名会有所不同《SW6精华演讲》PPT课件 § 铝和钛的铝和钛的线胀系数、弹性模量、其它强度数据和线胀系数、弹性模量、其它强度数据和B值曲线参值曲线参照照JB4734-2002 和和 JB4745-2002§ 按照按照JB/T 4734-2002 (p.17) 和和JB/T 4755-2006 (p.20) 的规定的规定和说明，和说明，SW6所给出的所给出的铝和铝合金、铜和铜合金的许用应力均铝和铝合金、铜和铜合金的许用应力均为退火状态的值为退火状态的值 ( 6A02为为T4焊状态下的值焊状态下的值 )《SW6精华演讲》PPT课件 q 用户材料数据库的建立用户材料数据库的建立§ 当一种材料需要两种以上的强度数据时，应将同一材料名当一种材料需要两种以上的强度数据时，应将同一材料名 对应的每一种强度数据当作为一种独立材料名对应的数据对应的每一种强度数据当作为一种独立材料名对应的数据§ 在输入强度数据时，要注意温度范围与最低使用温度和最在输入强度数据时，要注意温度范围与最低使用温度和最 高使用温度相对应高使用温度相对应§ 在增添了一种新材料数据或修改了某一个材料的数据后，在增添了一种新材料数据或修改了某一个材料的数据后， 应点击应点击“更新更新”按钮以使数据存盘按钮以使数据存盘《SW6精华演讲》PPT课件 q 试验压力的取值试验压力的取值n 试验压力的试验压力的下限下限：： 液压试验：液压试验： 气压试验：气压试验： 试验压力的试验压力的上限上限为满足以下公式：为满足以下公式：《SW6精华演讲》PPT课件 n 在标准在标准GB150－－1998中对中对外压容器外压容器的试验压力有如下的的试验压力有如下的 规定：规定：液压试验：液压试验：pT = 1.25 p气压试验：气压试验： pT = 1.15 p 带夹套的容器，当夹套内压力为正时，其内筒即为外压容器带夹套的容器，当夹套内压力为正时，其内筒即为外压容器n 在在GB150的的3.5.1节中说明：节中说明： “由两室或两个以上压力室组成的容器，确定设计压力时，由两室或两个以上压力室组成的容器，确定设计压力时， 应考虑各室之间的最大压力差应考虑各室之间的最大压力差。
《SW6精华演讲》PPT课件 n 压力试验的目的：压力试验的目的： 1. 检验受压壳体的宏观强度；检验受压壳体的宏观强度； 2. 检验接头的可靠性：检验接头的可靠性：- 焊接接头的致密性焊接接头的致密性- 法兰接头的密封性法兰接头的密封性n SW6中对于带夹套容器内筒的最低试验压力按如下确定：中对于带夹套容器内筒的最低试验压力按如下确定：注：现程序中仍按注：现程序中仍按“容器顶部的最高压力容器顶部的最高压力”定义设计压力定义设计压力《SW6精华演讲》PPT课件 q SW6确定试验压力的方法确定试验压力的方法n 在筒体单独计算时，程序仅取筒体材料的许用应力比值；在筒体单独计算时，程序仅取筒体材料的许用应力比值； 在设备计算时，程序会比较所有需计算零部件的许用应力在设备计算时，程序会比较所有需计算零部件的许用应力 比值，选取最小值用来计算比值，选取最小值用来计算试验压力的最低值试验压力的最低值n 建议用户自行确定后将试验压力值输入建议用户自行确定后将试验压力值输入《SW6精华演讲》PPT课件 q 工程设计方法与结构的安全性工程设计方法与结构的安全性n 进行承压设备设计需要达到的目的：进行承压设备设计需要达到的目的： 1）保证足够的安全性）保证足够的安全性 2）满足设备所需要的运行性能）满足设备所需要的运行性能 3）降低设备的造价）降低设备的造价n 强度或刚度设计方法的主要步骤：强度或刚度设计方法的主要步骤： 1）得到结构中的应力分布状态）得到结构中的应力分布状态 2）确定合适的强度或刚度条件并进行校核）确定合适的强度或刚度条件并进行校核《SW6精华演讲》PPT课件 《SW6精华演讲》PPT课件 工程规范中一些计算方法的说明工程规范中一些计算方法的说明q 椭圆封头的设计计算公式：椭圆封头的设计计算公式： 《SW6精华演讲》PPT课件 n 该公式考虑了椭圆封头与筒体连接处产生的边缘应力与该公式考虑了椭圆封头与筒体连接处产生的边缘应力与压力产生的薄膜应力叠加后的总应力，最大应力出现在封头压力产生的薄膜应力叠加后的总应力，最大应力出现在封头与筒体连接处。
但该公式并没有采用应力分类的概念与筒体连接处但该公式并没有采用应力分类的概念 n ASME VIII-1采用的是第一强度理论采用的是第一强度理论《SW6精华演讲》PPT课件 总体薄膜应力强度：总体薄膜应力强度：S SI I = 177.87 = 177.87《SW6精华演讲》PPT课件 p 碟形封头的设计计算公式：碟形封头的设计计算公式：有力矩理论的分析结果表明：最大应力在折边区有力矩理论的分析结果表明：最大应力在折边区 规范采用的经验公式为：规范采用的经验公式为：《SW6精华演讲》PPT课件 《SW6精华演讲》PPT课件 q 外压壳体计算外压壳体计算n GB150中的材料，有一些在标准中没有提供相应的中的材料，有一些在标准中没有提供相应的B值曲线，值曲线，如如09MnNiDR、、07MnCrMoVR、、13MnNiMoNbR，，等等等等n 可采用选择替代材料的方法，以利用程序进行计算选择替可采用选择替代材料的方法，以利用程序进行计算选择替代材料的原则：代材料的原则： 1））相近的弹性模量；相近的弹性模量； 2））相近的屈服点相近的屈服点n 在壳体的外压校核计算或塔器的稳定性校核计算时，如已知在壳体的外压校核计算或塔器的稳定性校核计算时，如已知实际材料的实际材料的B值可使校核通过，则也可选择值可使校核通过，则也可选择B值稍大于值稍大于实际材实际材料的任何一种替代材料进行校核计算，然后，在计算书中将料的任何一种替代材料进行校核计算，然后，在计算书中将B值和许用外压力改成实际材料的值和许用外压力改成实际材料的B值和许用外压力值和许用外压力《SW6精华演讲》PPT课件 § 关于受外压筒体和变径段的壁厚计算关于受外压筒体和变径段的壁厚计算• 锥壳与筒体连接处锥壳与筒体连接处不作为支撑线不作为支撑线时时(见图见图b) ，，按按 L 和各自的和各自的 直径、壁厚进行校核，且锥壳厚度应不小于与之连接的筒体直径、壁厚进行校核，且锥壳厚度应不小于与之连接的筒体 厚度；厚度；(a)(b)• 锥壳与筒体连接处锥壳与筒体连接处作为支撑作为支撑 线线时时(见图见图a) ，按，按GB150 中中 7.2.5.2节计算锥壳厚度，并校节计算锥壳厚度，并校 核与大、小端筒体连接处的核与大、小端筒体连接处的 刚度是否足够；刚度是否足够； • 锥壳与筒体连接处是否作为锥壳与筒体连接处是否作为 支撑线由设计人员自行确定。
支撑线由设计人员自行确定《SW6精华演讲》PPT课件 1. 大、小端连接处都不作为支撑线：大、小端连接处都不作为支撑线： 计算长度计算长度 L = 900+1000+800 = 2700 mm 分别计算大端筒体、锥壳、小端筒体的厚度锥壳的最终厚度分别计算大端筒体、锥壳、小端筒体的厚度锥壳的最终厚度 取三者中大值；取三者中大值；2. 小端连接处作为支撑线：小端连接处作为支撑线： 计算长度计算长度 L = 900+1000 = 1900 mm 分别计算大端筒体、锥壳的厚度锥壳分别计算大端筒体、锥壳的厚度锥壳 的最终厚度取两者中大值；的最终厚度取两者中大值；3. 大、小端连接处都作为支撑线大、小端连接处都作为支撑线 以以 1000mm 作为作为锥壳长度锥壳长度, 对锥壳单独对锥壳单独 计算其所需要的厚度计算其所需要的厚度• 同一个结构可用不同的模型进行计算，同一个结构可用不同的模型进行计算， 从而得到不同的结果从而得到不同的结果《SW6精华演讲》PPT课件 § 标准容器法兰选用举例：标准容器法兰选用举例：法兰材料：锻件法兰材料：锻件20钢；钢；设计温度：设计温度：250如选用压力等级为如选用压力等级为 0.25 MPa 的甲型平焊法兰，则该的甲型平焊法兰，则该法兰的最大许用工作压力为法兰的最大许用工作压力为 0.17 MPa§ 标准容器法兰的公称压力是以板材标准容器法兰的公称压力是以板材16MnR在常温下的在常温下的 强度为依据而制定强度为依据而制定q 关于法兰选用和设计计算关于法兰选用和设计计算n 标准容器法兰的最大允许工作压力应按标准容器法兰的最大允许工作压力应按 JB/T 4700 的表的表6和表和表7确定确定《SW6精华演讲》PPT课件 q 法兰设计的法兰设计的 Waters 法法n Waters法是一个强度计算方法，而法兰的失效主要是刚度不法是一个强度计算方法，而法兰的失效主要是刚度不够而引起的泄漏。
故法兰计算的强度条件为：够而引起的泄漏故法兰计算的强度条件为：《SW6精华演讲》PPT课件 n 在进行法兰计算时，在进行法兰计算时，SW6认为用户输入的尺寸是已扣除了腐认为用户输入的尺寸是已扣除了腐蚀余量后的尺寸蚀余量后的尺寸n 法兰在设计压力下计算通过，并不能保证在压力试验时不发法兰在设计压力下计算通过，并不能保证在压力试验时不发生泄漏；同样，生泄漏；同样，法兰在设计压力下计算通过，实际上也不能保法兰在设计压力下计算通过，实际上也不能保证在操作工况下，介质一定不泄漏证在操作工况下，介质一定不泄漏n 减薄高颈法兰颈部大端的厚度减薄高颈法兰颈部大端的厚度 g1，， 可降低小端的轴向弯曲应力可降低小端的轴向弯曲应力 H 注：系数注：系数 f 相当于小端处相当于小端处轴向弯曲应力轴向弯曲应力 与大与大端处端处轴向弯曲应力之比，即轴向弯曲应力之比，即 f >1表示表示小端处小端处轴向弯曲应力较大轴向弯曲应力较大《SW6精华演讲》PPT课件 q 开孔补强的设计方法开孔补强的设计方法 l开孔补强的目的：减小壳体与接管连接处的应力水平，开孔补强的目的：减小壳体与接管连接处的应力水平，避免由于该处的高应力水平而引起的开裂避免由于该处的高应力水平而引起的开裂l 考察设计方法是否合用的准则为，当按该方法设计后，应满考察设计方法是否合用的准则为，当按该方法设计后，应满足：足：l 对筒体上法向接管的结构，对筒体上法向接管的结构，WRC 335公报发表的实验结果公报发表的实验结果 表明，满足等面积法补强要求后，表明，满足等面积法补强要求后，l 等面积法等面积法 – 是一种经验方法，无法从理论上证明能满足以是一种经验方法，无法从理论上证明能满足以上条件。
一般而言，接管上补强的效果要好于壳体上补强的效上条件一般而言，接管上补强的效果要好于壳体上补强的效果果 《SW6精华演讲》PPT课件 n 在假定接管厚度与壳体厚度相等的条件下，要使得压力面积在假定接管厚度与壳体厚度相等的条件下，要使得压力面积 法的有效补强范围大于等面积法的有效补强范围的条件是：法的有效补强范围大于等面积法的有效补强范围的条件是： 0.10.20.30.40.0020.0080.0170.045n 压力面积法压力面积法 – 也是一种经验方法，也无法从理论上证明能也是一种经验方法，也无法从理论上证明能满满 足以上条件足以上条件 《SW6精华演讲》PPT课件 n 一般性结论：一般性结论： 1）在）在小直径接管的情况下（小直径接管的情况下（ ），等面积法的有效），等面积法的有效 补强范围小于压力面积法的有效补强范围，使得补强补强范围小于压力面积法的有效补强范围，使得补强计算结果较为保守；计算结果较为保守； 2））在接管直径较大时，一般总是压力面积法的结果更为保在接管直径较大时，一般总是压力面积法的结果更为保 守，除非压力很高的情况守，除非压力很高的情况（当（当 时，压力时，压力 p 需大于需大于0.09[ ]t 才会使等面积法才会使等面积法 的结果更安全）的结果更安全）《SW6精华演讲》PPT课件 n 开孔处壳体焊缝系数的选取开孔处壳体焊缝系数的选取: 1. 开孔不在焊缝上，或壳体本身焊缝系数为开孔不在焊缝上，或壳体本身焊缝系数为1.0，则，则开孔处开孔处壳体焊缝系数取壳体焊缝系数取1.0；； 2. 开孔在焊缝上，壳体本身焊缝系数为开孔在焊缝上，壳体本身焊缝系数为0.85，虽然，，虽然，开孔开孔处壳体焊缝需处壳体焊缝需100%探伤，但如评片级别为探伤，但如评片级别为3级，则级，则焊缝系数焊缝系数仍应取仍应取0.85。
n 开孔补强计算时所用的有效厚度没有考虑制造减薄量开孔补强计算时所用的有效厚度没有考虑制造减薄量n 切向接管补强计算的限制切向接管补强计算的限制 对于长圆形开孔，对于长圆形开孔，GB150 规定长、短轴之比不得大于规定长、短轴之比不得大于2.0 在在HG20582 中有同样的规定中有同样的规定《SW6精华演讲》PPT课件 n 平盖的补强计算平盖的补强计算 1）平盖上开孔可用两种方法进行计算：）平盖上开孔可用两种方法进行计算：整体补强法整体补强法和和等等 面积法面积法；； 2）标准法兰盖上开孔后，需进行法兰盖厚度校核和开孔）标准法兰盖上开孔后，需进行法兰盖厚度校核和开孔 补强计算补强计算n 关于不需另行补强的开孔关于不需另行补强的开孔 凡不符合凡不符合GB150-1998 中中8.3节条件的都需考虑补强及进节条件的都需考虑补强及进行补强计算行补强计算(特别需注意表特别需注意表8-1的条件的条件)n 外压壳体上的大开孔补强尚没有标准所提供的常规计算外压壳体上的大开孔补强尚没有标准所提供的常规计算 方法方法《SW6精华演讲》PPT课件 n 关于联合补强计算关于联合补强计算 1）两孔联合补强时，程序将按等面积补强法或压力面积法进）两孔联合补强时，程序将按等面积补强法或压力面积法进 行计算；行计算； 2）进行联合补强计算的两孔的补强结构必须一致，即或者都）进行联合补强计算的两孔的补强结构必须一致，即或者都 无补强圈或者都设置补强圈无补强圈或者都设置补强圈《SW6精华演讲》PPT课件 q 关于壳体上安放的接管上受到机械外载时的关于壳体上安放的接管上受到机械外载时的 局部应力计算局部应力计算• 对于筒体上接管受到机械外载时，如按对于筒体上接管受到机械外载时，如按HG20582 (即即WRC107) 计算，将只计算计算，将只计算筒体的强度；如按筒体的强度；如按WRC297 计算，则还计算和校计算，则还计算和校核接管根部的强度。
理论上要求按核接管根部的强度理论上要求按HG20582 计算时，接管计算时，接管应应具有具有较大的刚度较大的刚度• 外力作用点的说明如下：外力作用点的说明如下：§ 凡需输入接管伸出长度时，力和力矩的作用点均为接管法兰凡需输入接管伸出长度时，力和力矩的作用点均为接管法兰 密封面密封面§ 不需输入接管伸出长度时，力和力矩的作用点为附件与壳体不需输入接管伸出长度时，力和力矩的作用点为附件与壳体 的连接处，即壳体的外表面的连接处，即壳体的外表面《SW6精华演讲》PPT课件 • 球壳上安放接管或实心附件的局部应力计算时，由于图表的球壳上安放接管或实心附件的局部应力计算时，由于图表的 关系，结构参数会受到限制，关系，结构参数会受到限制，见见HG20582 的的图图27-3 到图到图27-22 如计算径向载荷如计算径向载荷P通过接管对球壳引起的应力时，当通过接管对球壳引起的应力时，当 时，时， ；而当；而当 时，时， • HG20582和和WRC297的的计算方法是基于薄壳理论，没有考虑计算方法是基于薄壳理论，没有考虑 应力集中的影响应力集中的影响例：例： ，， ，无法进行插值，无法进行插值《SW6精华演讲》PPT课件 l 对于椭圆封头和碟形封头上的接管上作用外加机械载荷，程对于椭圆封头和碟形封头上的接管上作用外加机械载荷，程序在计算壳体上的局部应力时，是以椭圆封头的当量半径和碟序在计算壳体上的局部应力时，是以椭圆封头的当量半径和碟形封头球冠部分的半径按球壳进行计算。
在使用其他软件计算形封头球冠部分的半径按球壳进行计算在使用其他软件计算时，要注意，对于椭圆封头和碟形封头，输入的局部应力计算时，要注意，对于椭圆封头和碟形封头，输入的局部应力计算处的壳体半径并不是筒体半径处的壳体半径并不是筒体半径l 局部应力计算时，当外载荷大小和方向不变的条件下，局部应力计算时，当外载荷大小和方向不变的条件下， 管子外径不变：管子厚度管子外径不变：管子厚度 ：管子上的应力：管子上的应力 ，壳体上的应力，壳体上的应力 管子厚度不变：管子厚度不变：管子外径管子外径 ：管子上的应力：管子上的应力 ，壳体上的应力，壳体上的应力 《SW6精华演讲》PPT课件 • 强度条件中对强度条件中对薄膜加弯曲应力薄膜加弯曲应力的限制条件在使用时需慎重的限制条件在使用时需慎重§ 当应力由持久机械载荷引起时，限制条件应为当应力由持久机械载荷引起时，限制条件应为 1.5[ ]t 例如管道仅受重力作用时，管道对容器作用的力和力矩；例如管道仅受重力作用时，管道对容器作用的力和力矩； 容器支座对容器作用的力容器支座对容器作用的力; 容器上吊耳对容器作用的力。
容器上吊耳对容器作用的力§ 当应力由非持久的机械载荷引起时，限制条件可为当应力由非持久的机械载荷引起时，限制条件可为 1.8[ ]t 例如管道受重力和地震或风力同时作用时，管道对容器作例如管道受重力和地震或风力同时作用时，管道对容器作 用的力和力矩；用的力和力矩；§ 当应力由机械载荷、温差载荷和其它位移载荷叠加引起时，当应力由机械载荷、温差载荷和其它位移载荷叠加引起时， 限制条件可为限制条件可为 3.0[ ]t 例如管道受重力、温差引起的端点位移同时作用时，管道对例如管道受重力、温差引起的端点位移同时作用时，管道对 容器作用的力和力矩容器作用的力和力矩《SW6精华演讲》PPT课件 q 安全泄放装置的计算安全泄放装置的计算• 设计数据的确定设计数据的确定:- 绝热指数绝热指数 k 必须大于必须大于1.0;- 介质临界温度的量纲为绝对温度，绝对温度不可能低介质临界温度的量纲为绝对温度，绝对温度不可能低 于于 0 (K);- 凡程序要求输入的所有数据都必须输入凡程序要求输入的所有数据都必须输入.《SW6精华演讲》PPT课件 q 浮头法兰浮头法兰厚度计算厚度计算 或或 (1) 取上两式中之大值。
取上两式中之大值操作工况下：操作工况下：结论结论：： 式式(1)得到的厚度不得到的厚度不是计算厚度，只能用于检是计算厚度，只能用于检验假定厚度验假定厚度 f’是否合格是否合格《SW6精华演讲》PPT课件 n 当当操作工况操作工况起主要作用时：起主要作用时：1. 浮头法兰受内压作用时，封头薄膜力的水平分力对法兰环作浮头法兰受内压作用时，封头薄膜力的水平分力对法兰环作用的扭矩一般不可能大于其它几个力对法兰环所作用的扭矩之用的扭矩一般不可能大于其它几个力对法兰环所作用的扭矩之和因此，封头焊入深度应尽可能取较小的值，以使封头薄膜和因此，封头焊入深度应尽可能取较小的值，以使封头薄膜力的水平分力对法兰截面形心作用的力臂有较大值；力的水平分力对法兰截面形心作用的力臂有较大值；2. 浮头法兰受外压作用时，一般来说，封头薄膜力的水平分力浮头法兰受外压作用时，一般来说，封头薄膜力的水平分力对法兰环将起主要作用，封头焊入深度的值不宜取得太小对法兰环将起主要作用，封头焊入深度的值不宜取得太小 n 当当预紧工况预紧工况起主要作用时，封头焊入深度对法兰厚度没有影响；起主要作用时，封头焊入深度对法兰厚度没有影响；《SW6精华演讲》PPT课件 • SW6 中关于浮头法兰的设计计算方法中关于浮头法兰的设计计算方法§ 输入封头焊入深度输入封头焊入深度 l和浮头法兰厚度，程序进行强度校核和浮头法兰厚度，程序进行强度校核§ 由程序用优化计算的方法设计封头焊入深度由程序用优化计算的方法设计封头焊入深度l 和浮头法兰和浮头法兰 厚度厚度 f 。
设计人员还应进行圆整后再次校核设计人员还应进行圆整后再次校核§ 当仅输入封头焊入深度当仅输入封头焊入深度l ，则程序所算出的浮，则程序所算出的浮头法兰头法兰厚度厚度 f 并不能保证满足强度要求建议并不能保证满足强度要求建议封头焊入深度封头焊入深度l 和和浮浮 头法兰头法兰厚度厚度 f 都不输入，而由程序给出优化计算结果后，都不输入，而由程序给出优化计算结果后， 再进行调整再进行调整《SW6精华演讲》PPT课件 n 在换热器上安装标准膨胀节时，该标准膨胀节也需校核，在换热器上安装标准膨胀节时，该标准膨胀节也需校核， 除非能确保该膨胀节的实际膨胀量小于标准中所规定的除非能确保该膨胀节的实际膨胀量小于标准中所规定的 允许最大膨胀量允许最大膨胀量n 当程序设计管板厚度时，如出现管子或壳体轴向力不合格，当程序设计管板厚度时，如出现管子或壳体轴向力不合格， 程序会自动选用合适的标准膨胀节；不锈钢膨胀节的材料按程序会自动选用合适的标准膨胀节；不锈钢膨胀节的材料按 GB16749 为为0Cr19Ni9 ，，需用户在计算需用户在计算膨胀节前自行修改膨胀节前自行修改q 固定管板换热器的计算固定管板换热器的计算n 用用SW6－－98计算时，建议先计算管板，再计算膨胀节，以计算时，建议先计算管板，再计算膨胀节，以 利用程序所算出的膨胀节所受的轴向力利用程序所算出的膨胀节所受的轴向力n 程序允许用户直接输入膨胀节的刚度以进行管板计算程序允许用户直接输入膨胀节的刚度以进行管板计算《SW6精华演讲》PPT课件 n 在计算膨胀节的许用平面失稳压力时，要用到的是膨胀节材在计算膨胀节的许用平面失稳压力时，要用到的是膨胀节材 料加工成形后的料加工成形后的实际屈服点实际屈服点，该值与，该值与许用平面失稳压力成正许用平面失稳压力成正 比。
比n 对于管板兼作法兰的结构，当配对的管箱法兰的法兰连接螺对于管板兼作法兰的结构，当配对的管箱法兰的法兰连接螺栓强度校核不合格时，将无法进行管板的应力计算，程序在管栓强度校核不合格时，将无法进行管板的应力计算，程序在管板应力计算时将提示板应力计算时将提示““法兰力矩系数为法兰力矩系数为0 0””《SW6精华演讲》PPT课件 n 固定管板换热器设计中，影响管板、管子和壳体应力的因素固定管板换热器设计中，影响管板、管子和壳体应力的因素 1. 管、壳程温差大于管、壳程温差大于50℃需考虑安装膨胀节需考虑安装膨胀节”的原则不一定正的原则不一定正 确，应通过计算确定确，应通过计算确定在设置膨胀节以后，有可能使得管板在设置膨胀节以后，有可能使得管板 应力或管板法兰部分的应力反而增大应力或管板法兰部分的应力反而增大(特别在管程压力单独特别在管程压力单独 作用的情况下作用的情况下)2. 在可能的条件下，应尽量在可能的条件下，应尽量 通过计算或实测获得壳体通过计算或实测获得壳体 和换热管的金属温度，这和换热管的金属温度，这 两个温度值对换热管应力两个温度值对换热管应力 校核有很大影响。
校核有很大影响n 换热器管板计算中，所提及的管板与管子的连接方式都是以换热器管板计算中，所提及的管板与管子的连接方式都是以 强度为准（故强度焊加贴胀等同于焊接）强度为准（故强度焊加贴胀等同于焊接）《SW6精华演讲》PPT课件 n 对于对于k > 1的情况，新增了按的情况，新增了按JB4732的解析法进行计算的模块；的解析法进行计算的模块； 新增加的固定管板计算模块还可新增加的固定管板计算模块还可按按解析方法对以下结构解析方法对以下结构进行计进行计算：算： 1) GB151中给出的中给出的b、、e型结构管板；型结构管板； 2) 贴面焊薄管板；贴面焊薄管板； 3) 平齐焊薄管板平齐焊薄管板n 说明：说明： 1) 对于对于k 1的情况，该新增模块也可按的情况，该新增模块也可按JB4732的解析法对的解析法对b、、e型结构管板型结构管板进行计算，但在屏幕结果显示中将提示用户选进行计算，但在屏幕结果显示中将提示用户选GB151的的方法进行计算；方法进行计算； 2 ) 薄管板结构不能用膨胀节薄管板结构不能用膨胀节《SW6精华演讲》PPT课件 q 换热器设计标准没有提及的一些问题换热器设计标准没有提及的一些问题 n 标准与规范并不保证解决设计中的所有问题标准与规范并不保证解决设计中的所有问题n 对于带膨胀节的固定管板换热对于带膨胀节的固定管板换热器，在壳程压力较高时（如器，在壳程压力较高时（如ps > 5MPa左右），压力对膨胀节的左右），压力对膨胀节的推力将使得壳体的轴向应力为负，推力将使得壳体的轴向应力为负，为平衡这个推力，管子的应力将为平衡这个推力，管子的应力将进一步增大。
由于进一步增大由于GB151没有计没有计及膨胀节的这个推力，使得计算及膨胀节的这个推力，使得计算结果偏不安全结果偏不安全 《SW6精华演讲》PPT课件 n 固定管板换热器，在壳程压力较高或温差较大时，管板与壳固定管板换热器，在壳程压力较高或温差较大时，管板与壳体连接处的薄膜应力加边缘弯曲应力的值有可能过大而导致在体连接处的薄膜应力加边缘弯曲应力的值有可能过大而导致在该处开裂，特别在水压试验工况，但在现行规范中均没有给出该处开裂，特别在水压试验工况，但在现行规范中均没有给出该处应力的计算式和强度条件该处应力的计算式和强度条件 n 在在k > 1的计算模块中给出了的计算模块中给出了管板与壳体连接处的薄膜应力加管板与壳体连接处的薄膜应力加边缘弯曲应力计算值，并进行了校核边缘弯曲应力计算值，并进行了校核如校核不通过时，应根如校核不通过时，应根据应力不合格的工况而采取不同的结构尺寸修正方案：据应力不合格的工况而采取不同的结构尺寸修正方案：有温差工况有温差工况：减小筒体厚度或增加管板厚度；减小筒体厚度或增加管板厚度；无无温差工况温差工况：增加筒体厚度或减小管板厚度增加筒体厚度或减小管板厚度《SW6精华演讲》PPT课件 n GB151对管板作了满布管的假定，但实际上周边不布管区对管板作了满布管的假定，但实际上周边不布管区的存在将有助于降低换热管中的最大应力。
的存在将有助于降低换热管中的最大应力 GB151简化算法简化算法的的后果是对换热管应力校核的结果在某些情况下会过于保守，后果是对换热管应力校核的结果在某些情况下会过于保守，特别是对浮头式换热器，有可能使保守程度大于特别是对浮头式换热器，有可能使保守程度大于100%以上 n GB151 的简化方法只计算布管区最外圈的管子应力，将有的简化方法只计算布管区最外圈的管子应力，将有可能忽略掉管子应力的最大值可能忽略掉管子应力的最大值另外，该简化方法肯定忽略掉另外，该简化方法肯定忽略掉了正、负两个不同符号最大值中的一个了正、负两个不同符号最大值中的一个 《SW6精华演讲》PPT课件 n 标准没有要求对膨胀节在压力试验工况下进行应力校核，标准没有要求对膨胀节在压力试验工况下进行应力校核，当介质存在腐蚀的条件下，设计人员需考虑在正常大修以后当介质存在腐蚀的条件下，设计人员需考虑在正常大修以后在膨胀节被腐蚀条件下进行压力试验的工况在膨胀节被腐蚀条件下进行压力试验的工况 《SW6精华演讲》PPT课件 q 塔式容器的设计计算塔式容器的设计计算n 地震力的计算按地震力的计算按 GB50011-2001 “建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范”中的反中的反应谱法：应谱法：地震影响系数地震影响系数 与设防烈度、场地类别、设计地震分组、阻尼比与设防烈度、场地类别、设计地震分组、阻尼比和结构自振周期有关。
和结构自振周期有关n 取消近震、远震概念，而以取消近震、远震概念，而以设计地震分组代替，共分成设计地震分组代替，共分成三组设防烈度设防烈度和和设计地震分组设计地震分组按按GB50011-2001附录附录A查取查取《SW6精华演讲》PPT课件 n 地震影响系数曲线中的指数与阻尼比有关地震影响系数曲线中的指数与阻尼比有关(原标准中该指数原标准中该指数取取0.9,相当于阻尼比取相当于阻尼比取0.05) ，阻尼比可取，阻尼比可取0.01~0.03，，SW6 默默认取认取0.01(参照参照JB4710-2005 的编制说明的编制说明) )n 现程序要求对每一段筒体和变径段输入设计压力，如不输现程序要求对每一段筒体和变径段输入设计压力，如不输入则作为该段压力为入则作为该段压力为0进行计算进行计算n 多腔塔两腔之间的分隔封头在塔器程序中不能计算，可利多腔塔两腔之间的分隔封头在塔器程序中不能计算，可利用零部件程序进行计算用零部件程序进行计算《SW6精华演讲》PPT课件 n 塔设备各段筒体用法兰连接时，该连接法兰的计算压力将塔设备各段筒体用法兰连接时，该连接法兰的计算压力将由程序自动计算得到，该计算压力可能远高于塔设备的设计压由程序自动计算得到，该计算压力可能远高于塔设备的设计压力，在选用标准法兰时必须注意这一点力，在选用标准法兰时必须注意这一点n 考虑考虑水压试验工况下，水压试验工况下，塔设备筒体应力校核时的试验压力塔设备筒体应力校核时的试验压力取值：取值： 周向应力校核：计算压力值周向应力校核：计算压力值 = 卧试水压试验压力卧试水压试验压力+液柱压力液柱压力 轴向应力校核：计算轴向应力校核：计算压力值压力值 = 卧试水压试验压力卧试水压试验压力n 液柱压力的计算：液柱压力的计算： 单腔塔：液柱压力单腔塔：液柱压力 = (筒体总高筒体总高+上封头高度上封头高度)(m) 9.81/1000 多腔塔：多腔塔：液柱压力液柱压力 = 每腔筒体高度每腔筒体高度(m) 9.81/1000《SW6精华演讲》PPT课件 n 各危险截面最大组合应力的计算各危险截面最大组合应力的计算《SW6精华演讲》PPT课件 § 按裙座与塔体不同的连接方式而决定筒体和下封头上需校核的按裙座与塔体不同的连接方式而决定筒体和下封头上需校核的 危险截面为危险截面为: 1. 裙座与塔体对接裙座与塔体对接，校核筒体最低截面及下封头的直边部分，校核筒体最低截面及下封头的直边部分 2. 裙座与下封头搭接裙座与下封头搭接，同上，同上 3. 裙座与筒体搭接裙座与筒体搭接，只校核筒体与裙座搭接的那个截面，只校核筒体与裙座搭接的那个截面§ 程序仍将按程序仍将按 JB4710-92 中表中表5-6 给出裙座结构尺寸，但这些给出裙座结构尺寸，但这些 尺寸只是参考性的，用户可以进行修改尺寸只是参考性的，用户可以进行修改《SW6精华演讲》PPT课件 r 卧式容器的设计计算卧式容器的设计计算n 计算中考虑了地震载荷对容器的作用。
但将卧式容器简化为计算中考虑了地震载荷对容器的作用但将卧式容器简化为质点考虑，即有：质点考虑，即有： 且取阻尼比为且取阻尼比为0.05，得到，得到 2 =1，因此，因此 设备所受的地震力为设备所受的地震力为 《SW6精华演讲》PPT课件 n JB4731-2005中，比原中，比原GB150-89增加的计算内容：增加的计算内容：l 无集中载荷作用的情况：无集中载荷作用的情况：1）校核鞍座在温差载荷作用下的强度）校核鞍座在温差载荷作用下的强度《SW6精华演讲》PPT课件 l 无集中载荷作用的情况（续）：无集中载荷作用的情况（续）：2）校核鞍座在地震载荷作用下的强度）校核鞍座在地震载荷作用下的强度《SW6精华演讲》PPT课件 l 无集中载荷作用的情况（续）：无集中载荷作用的情况（续）：3）校核地脚螺栓在地震载荷作用下的强度）校核地脚螺栓在地震载荷作用下的强度《SW6精华演讲》PPT课件 l 有集中载荷作用的情况：有集中载荷作用的情况： 1）筒体上需进行轴向应力校核的危险截面：）筒体上需进行轴向应力校核的危险截面：a））鞍座截面；鞍座截面；b））集中载荷作用的截面；集中载荷作用的截面； c））轴向弯矩导数为轴向弯矩导数为0的截面的截面《SW6精华演讲》PPT课件 l 有集中载荷作用的情况（续）：有集中载荷作用的情况（续）： 2）校核鞍座在温差载荷作用下的强度：）校核鞍座在温差载荷作用下的强度： 同无集中载荷作用工况，但鞍座反力取两个反力中的大值同无集中载荷作用工况，但鞍座反力取两个反力中的大值 3）校核地震载荷作用下的各个应力：）校核地震载荷作用下的各个应力： a）鞍座截面上筒体的压应力）鞍座截面上筒体的压应力σ5 ~σ8；； b）鞍座腹板压应力）鞍座腹板压应力σ9；； c）鞍座筋板和腹板组合截面的弯曲应力）鞍座筋板和腹板组合截面的弯曲应力σsa；； d）地脚螺栓的拉应力和剪应力）地脚螺栓的拉应力和剪应力 注：注：1）鞍座反力取两个反力中的大值）鞍座反力取两个反力中的大值;2）要计及附加设备在地震作用下产生的弯矩）要计及附加设备在地震作用下产生的弯矩;3）考虑地震载荷作用，只计算操作工况下的应力）考虑地震载荷作用，只计算操作工况下的应力;4）许用应力乘以系数）许用应力乘以系数Ko = 1.2《SW6精华演讲》PPT课件 l 腹板长边中心线与筋板短边距离腹板长边中心线与筋板短边距离 结构结构1:结构结构2:《SW6精华演讲》PPT课件 l 当鞍座边角处的压应力当鞍座边角处的压应力 不合格时，可采用以下结构中的一不合格时，可采用以下结构中的一种：种：a)增设加强板，但需满足：增设加强板，但需满足： - - 加强板的包角加强板的包角 鞍座包角鞍座包角+12°；；- - 加强板厚度不小于筒体的厚度加强板厚度不小于筒体的厚度 ；；- - 加强板的宽度加强板的宽度 圆筒的有效宽度圆筒的有效宽度b) 增大鞍座包角增大鞍座包角c) 在鞍座截面或靠近鞍座处设加强圈，但一般这不是一个在鞍座截面或靠近鞍座处设加强圈，但一般这不是一个d) 有效的方法有效的方法《SW6精华演讲》PPT课件 • 一般卧式容器鞍座和筒体应力计算方法一般卧式容器鞍座和筒体应力计算方法n Zick法的主要贡献是在已知轴向弯矩和支座反力的条件下，法的主要贡献是在已知轴向弯矩和支座反力的条件下，给出了计算轴向弯曲应力和鞍座处压缩应力的公式给出了计算轴向弯曲应力和鞍座处压缩应力的公式n 对具有以下特点的卧式容器使用对具有以下特点的卧式容器使用Zick法的要点是计算出最法的要点是计算出最大轴向弯矩和支座反力：大轴向弯矩和支座反力： 1. 载荷非均匀分布载荷非均匀分布 2. 鞍座或其他结构相对于跨中截面非对称布置鞍座或其他结构相对于跨中截面非对称布置 3. 采用了两个以上的鞍座采用了两个以上的鞍座《SW6精华演讲》PPT课件 • 卧式换热器鞍座和筒体应力的设计计算方法卧式换热器鞍座和筒体应力的设计计算方法 用用 SW6－－98 可可计算鞍座非对称设置的卧式计算鞍座非对称设置的卧式换热换热器。
若条件如下：器若条件如下： 两鞍座到筒体两端的距离分别为两鞍座到筒体两端的距离分别为A1 和和A2 ，，且假定且假定A1 > A2；； 两鞍座之间的跨距为两鞍座之间的跨距为L1 可采用以下方法进行三次计算：可采用以下方法进行三次计算： 1. 取取A＝＝A1，，L＝＝L1；；(计算鞍座截面的弯矩所产生的应力计算鞍座截面的弯矩所产生的应力) 2. 取取A＝＝A2，，L＝＝L1+(A1 - A2)；；(计算跨中截面的弯矩所产生的应力计算跨中截面的弯矩所产生的应力) 3. 取取A＝＝A1，， ；； (计算支座反力所产生的应力计算支座反力所产生的应力)注：注：1. 和和3. 的应力校核如不合格，的应力校核如不合格，则实际的设备强度不够，应采取则实际的设备强度不够，应采取措施；措施； 2. 的应力校核如不合格，则的应力校核如不合格，则实际设备的强度不一定不合格实际设备的强度不一定不合格 2 的应力校核如合格，则可保证实的应力校核如合格，则可保证实际设备的强度合格际设备的强度合格《SW6精华演讲》PPT课件 q SW6的服务方法的服务方法• 用户在使用中出现问题，请用用户在使用中出现问题，请用Email将数据文件传给我们，将数据文件传给我们， 以便我们检查原因以便我们检查原因• 请留下确切的请留下确切的Email地址，以便我们在发布补丁后及时通知地址，以便我们在发布补丁后及时通知 用户用户• 当原在我站登记的联系人离开单位后，请及时告知我们新联系当原在我站登记的联系人离开单位后，请及时告知我们新联系 人的姓名和联系方式人的姓名和联系方式《SW6精华演讲》PPT课件 感谢您的支持！感谢您的支持！谢谢！谢谢！《SW6精华演讲》PPT课件 《SW6精华演讲》PPT课件 •在在GB150和和HG20582两个标准中补强计算方法中的差异两个标准中补强计算方法中的差异 ：： 需补强的面积公式两者形式相同：需补强的面积公式两者形式相同： GB150的计算公式的计算公式: HG20582的计算公式的计算公式: 注：在注：在GB150中，计算中，计算 时，焊缝系数可小于时，焊缝系数可小于1.0; 在在HG20582中规定，中规定，计算计算 时，焊缝系数取时，焊缝系数取1.0。
除去由于焊缝削弱而增加的面积除去由于焊缝削弱而增加的面积《SW6精华演讲》PPT课件 。