外壓圓筒設置加強圈的目的是什么？ 外壓圓筒上設置加強圈，就是為了變長圓筒為短圓筒或縮短圓筒的計算長度，目的均為提高圓筒的穩定性。該法較直接增加圓筒厚度節省材料，約可減少重量1/3。 對不銹鋼圓筒，通過在外部設置碳鋼加強圈則更為經濟。此外，加強圈尚可減少大直徑薄壁容器的形狀缺陷的影響，提高結構的---性。
走近科學-減壓塔加強圈斷裂之謎
減壓塔加強圈為何齊齊斷裂，為何有些裂縫已經延伸到內圈板處，完全符合gb150的設計，為何會產生這么---的問題。這一切的背后，是鋼板的扭曲還是型鋼的淪喪?是設計的疏忽還是校審的的-？敬請關注，---《走近科學》讓我們跟隨鏡頭走進減壓塔高溫狂熱的內心。
某年某月的某---，就像一張破碎的臉，十堰粉碎機內齒圈毛坯，難以開口說再見，就讓一切重演。這不是件容易的事~~~stop，言歸正傳.
施工是很嚴肅的事情，開車儀式上，工地上桌子上擺放紅綢---大白豬，經理率眾燒香拜佛念念有詞，道士做法保平安，在吊車上高高掛起，慶功宴席早已預定，裝置終于要開車了。
常減壓裝置試開工，減壓塔設計壓力為-0.1mpa，設計溫度410°c，操作溫度---380°c，設備直徑7400mm，厚度26mm，高度66米，材料為q345r。由于是負壓工況，按照gb150計算了外壓失穩，設置了很多工字鋼的加強圈。強度方面按照塔器規范設計，粉碎機內齒圈毛坯生產廠家，一看設備就像理工科男生，屬于結實---型的。
該塔雄壯威武，容貌甚偉，見下圖：
塔的加強圈型鋼如下：
設備鋪設了保溫，材料為硅酸鋁氈，厚度為140mm。
開車沒多久，塔外壁加強圈從下到上均有不同程度的徑向焊縫斷裂現象，有些裂縫已經延伸到內圈板處。事故發生后，趕緊停止開車，檢查原因。
查看計算書，計算書均合格，而且設備厚度裕量不小，加強圈強度慣性矩均有較大裕量，那么一定不可能是因為失穩，那么究竟是什么原因造成了加強圈斷裂呢？
經過檢查，發現問題可能出在保溫上。當時施工做的保溫如下圖所示：
加強圈露在保溫外側110mm，造成熱損失比較大，加強圈外部溫度低，內部溫度高，內部要膨脹，被外面的低溫的部分約束住無法自由膨脹。造成加強圈外部的應力過大，從而造成加強圈從外側開始斷裂，甚至延伸到內圈。
那么怎么證明這點呢？
可以先估計一下，按照加強圈內側溫度400°較高，外側溫度100°c實測，外側應力應該會---過q345r的抗拉強度。要是計算的話，還需要用有限元計算一下：
建立有限元模型，保溫和加強圈全部建上。
劃分網格
在設備內壁施加400°c高的操作溫度，求得溫度場如下，加強圈外側溫度為高為139°c，邊緣大概116°c左右：
在筒體下部施加uy方向的位移約束，求解溫度產生的應力場如下：
溫差產生的大應力---838.55mpa，遠---過q345r的屈服強度和抗拉強度！
這就是使得加強圈斷裂的原因?
一般來說現場的保溫制作會將加強圈一起包進保溫里面，但是這個項目的施工方并未按照標準要求，而是將加強圈露在外面，而因為設備直徑大，加強圈剛性又很大，導致熱應力非常大，從而造成加強圈的。
下圖為另一項目中，對于加強圈處的保溫結構詳圖，一般現場施工，均需要將加強圈包在保溫內部，包的厚度一般也需要有保溫層的厚度，這種工程經驗，一般施工隊都應該有。
事情已經發生了，那么應該如何彌補呢？
舒婷有首詩寫的---：
《這也是一切》
不是一切大樹都被暴風折斷；
不是一切種子都找不到生根的土壤；
不是一切真情都流失在人心的沙漠里；
不是一切夢想都甘愿被折掉翅膀。
不，不是一切
都像你說的那樣！
不是一切火焰都只燃燒自己
而不把別人照亮；
不是一切星星都僅指示黑夜
而不報告曙光；
不是一切歌聲都掠過耳旁
而不留在心上。
不，不是一切
都像你說的那樣！
不是一切-都沒有回響；
不是一切損失卻都無法補償；
的確不是一切損失都無法補償，工程團隊就是要解決出現的實際問題。
幸運的是，粉碎機內齒圈毛坯銷售，扒開保溫，經過檢查，設備和加強圈內圈均沒有出現裂紋。
原因可能在于外側加強圈斷裂，變形，釋放了應力，使得內側的應力大幅度下降，所以設備還是完好無損的。
停車之后將外壓加強圈開裂部分焊好，并重新作保溫，將加強圈外露部分也做上有效的保溫。
再分析一下加強圈也蓋上保溫的溫度場，可以發現，加強圈溫度上升很多，從110多度上升到360度，溫度更均勻，也就意味著，約束更小。
查看應力場結果，大點的位置沒有變化，但是大點的應力從838.5mpa下降到106.79mpa，下降幅度非常大，遠遠小于許用應力。
業主再也不用---開裂了。
加強圈位于鞍座平面內是指加強圈位于鞍座平面內兩側各小于等于b2/2的距離。那么現在問題來了：由于結構問題筒體內部無法設置加強圈，加強圈設置在外側時，當設備直徑較大時，鞍座的墊板寬度，筋板寬度都比較大，如果要躲避墊板的話，加強圈的中心線就不在鞍座平面內了。 如果不躲避的話，只能把加強圈設置在墊板包角以外的地方。例如，150度鞍座，墊板包角162度。那么，加強圈只能覆蓋1/2稍大的圓周。以前看過幾張圖紙，他們的加強圈就是這樣做的。不過這樣做的話，加強圈覆蓋不到的地方，而且還是受力較大的區域。所以我認為加強圈應是整圈的。也有人認為鞍座本身的結構也是可以起加強圈的作用的，因此加強圈不用整圈的。
|
登錄后臺
