压力容器隔板的一种设计方法
2021-03-13亓立锋
亓立锋
中海油石化工程有限公司 济南 250101
压力容器经常利用隔板来分隔内部液体,隔板可以不带加强,也可以采用加强筋进行加强。一般情况下,隔板两侧都有液体,但计算时考虑隔板一侧有液体作为设计条件。
1 实例分析
某多元醇项目,一台卧式产品储罐,DN=4400 mm。在筒体中间位置需设置中间隔板,高度H=4100 mm,设备筒体材料为SS30403,隔板受力示意图见图1。

图1 储罐隔板受力示意图
1.1 计算无加强筋隔板厚度
(1)载荷:
p=ρ×a×9.8×10-9=973×4100×9.8×10-9=0.039
(2)隔板厚度:
隔板尺寸见图2。

a-隔板竖直方向尺寸;b-隔板水平方向尺寸

由表1得出β1=0.3 ,γ1=0.0556

表1 一个短自由边,三个简单的支撑边,均匀地向自由边降低载荷的计算系数
(3)偏移量:

1.2 设定合适隔板厚度及最大格板尺寸
设置加强筋的隔板结构见图3。
假设隔板厚度:tb=16 mm;最大“分隔”尺寸:a=690 mm;b=690 mm;最大载荷为图3中9号加强筋所受载荷,a9=4071 mm。

图3 设置加强筋的隔板结构
(1)载荷:
p=ρ×a9×9.8×10-9=973×4071×9.8×10-9=0.0388
(2)隔板的弯曲应力:
其隔板尺寸:a/b=1;查系数见表2。

表2 所有边均简单支撑,均匀降低载荷的计算系数
由表2得出:β2=0.16,γ2=0.02
σb<[σ1]
(3)偏移量:
按图3,设置加强筋后的隔板厚度校核合格。
以上式中,a为隔板竖直方向尺寸,见图2;b为隔板水平方向尺寸,见图2;an为第N个加强筋距离隔板最上端距离,mm;bn为第N个加强筋长度,mm;l为带加强筋隔板的受力长度,mm;[σ]为材料许用应力,[σ]=105.6 MPa;[σ1]为材料许用弯曲应力,[σ1]=69.7 MPa;σb为隔板的弯曲应力,MPa;E为材料弹性模量,E=1.96×105MPa;ρ为物料密度,ρ=973 kg/m3;tb为隔板计算厚度,mm;δ为偏移量,mm;Ⅰ为组合截面惯性矩,文中T型加强筋组合截面惯性矩I=9.03×107mm4。
1.3 加强筋校核
隔板加强筋采用200×110×16倒置T型钢,加强筋与隔板组合截面见图4。……
