姜 蓉 胡效东

（1.山东科技大学工程实训中心，青岛 266590；2.山东科技大学 机电学院，青岛 266590）

压力容器作为特种设备具有完备的设计标准体系。常用的SW6是在GB 150—2016[1]等国家行业标准的基础上研发的压力容器设计软件。但是，对于不满足相关标准的结构中，常规设计不再适用。目前，基于《钢制压力容器-分析设计标准》（JB 4732—1995）[2]的分析设计，成为设计大开孔[3]、疲劳容器[4]和高压容器的唯一方法。特别是计算机计算能力的提高，为复杂的结构分析设计提供了条件。本文针对某公司提供的原料汽化器大开孔管板，通过简化模型，采用该汽化器管板的应力分布特性，用JB 4732—1995 标准进行强度校核，以保证设备的本质安全性。

1 设计条件和建立模型

1.1 管板结构图

本原料汽化器主要包括两端管程和壳程3部分，采用管板连接起来，管板部分如图1所示。外圈为连接法兰，中间为大开孔。中间部分为换热管焊接部分。

图1 管板结构图

1.2 设计条件

该原料汽化器的管板、筒体等为Q235B低合金钢，管程、换热管为06Cr19Ni10奥氏体不锈钢。设计材料和设计条件如表1所示。金属材料的屈服强度和抗拉强度受温度的影响，许用应力也不一样。所选材料在室温（20 ℃）和160 ℃温度下的许用应力如表2所示。

表1 设计材料及条件

表2 设备材料性能参数

1.3 管板模型

本文主要校核大开孔管板的强度，在保证计算结果的前提下减少计算量，忽略螺栓孔、换热管等对计算影响较小的结构，主要包括管板、筒体和内筒体，如图2所示。

图2 原料汽化器壳程模型