王 晨，王荣贵

(中国五环工程有限公司，湖北武汉 430223)

压力容器承压件中螺纹结构的强度计算

王 晨，王荣贵

(中国五环工程有限公司，湖北武汉 430223)

压力容器常用的螺纹结构，其设计不当会造成灾难性的破坏。分析了高压螺纹发生事故的原因，并给出了不同螺纹结构的强度计算公式及应力控制条件。

压力容器；螺纹结构；轴向载荷；剪切应力；强度计算

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2016.05.009

在高温高压下操作的压力容器，其承压部件常常采用螺纹连接。如高压容器的外螺纹、内螺纹卡扎里顶盖的强制密封、采用透镜垫密封连接的螺纹法兰、高压螺纹管与高压螺纹接头的密封等。这些螺纹连接的密封，如果螺纹结构设计不当，就会出现灾难性的破坏。图1为某氨厂合成装置中高压管道采用的螺纹法兰连接，由于螺纹法兰连接的啮合端部设计不当，使操作时在螺纹牙C部位出现应力集中，造成螺纹接头断裂，引发爆炸事故。又如图2超高压内螺纹卡扎里顶盖密封结构，在千次的循环操作后，A部位即第一圈螺纹牙根出现了疲劳裂纹，且裂纹扩展并贯穿整个筒体壁厚，出现了破坏事故。从许多螺纹破坏的实例报道来看，啮合螺纹破坏都是在螺纹端部的第一圈螺纹牙为多，这说明第一圈螺纹的承受载荷最大。图3是螺纹牙承压后载荷分布图，图纵坐标为螺纹牙序号，横坐标为每个螺纹牙所承受的载荷与全长啮合时螺纹牙载荷平均值的比。由图看出，大部分载荷由第一圈螺纹牙所承担，后面的螺纹牙几乎处于松弛的状态。……