補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)背景：球罐人孔補(bǔ)強(qiáng)通常采用整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，即以全焊透焊縫將整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件與殼體相焊。整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件即人孔凸緣結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)中其開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算通常采用GB150—2011《壓力容器》等面積補(bǔ)強(qiáng)的原則和有效補(bǔ)強(qiáng)范圍的規(guī)定。于廣彥等在編寫標(biāo)準(zhǔn)SH/T3138—2003《球型儲罐整體補(bǔ)強(qiáng)凸緣》時(shí)，采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法對球罐凸緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的工作，并按照J(rèn)B4732—1995《鋼制壓力容器———分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》采用應(yīng)力分析法對部分凸緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行了安全性驗(yàn)證。隨著石油化工技術(shù)的發(fā)展，新的、更低的安全系數(shù)被采用，通常的按照SH/T3138—2003進(jìn)行直接選取的方法已經(jīng)變得越來越不適應(yīng)。文中采用應(yīng)力分析法，對球罐凸緣的受力和應(yīng)力分布進(jìn)行了詳細(xì)地分析，經(jīng)過多方案的大量計(jì)算比較，提出了一種新型的球罐人孔翻邊補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

球罐開孔及補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）球罐開孔：為了滿足各種工藝和結(jié)構(gòu)的需要，球罐上不可避免要開孔并安裝接管

或凸緣。開孔除了削弱罐體本身強(qiáng)度外，在殼體與開孔處，因結(jié)構(gòu)的整體連續(xù)性被破壞，會產(chǎn)生較高的局部應(yīng)力。開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)是影響球罐安全操作的重要因素之一，對于尺寸較小的接管開孔，通常的做法是采用厚壁管進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)；對于尺寸較大的開孔結(jié)構(gòu)，一般采用整體鍛件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。人孔作為工作人員進(jìn)出罐體檢驗(yàn)和維修之用的重要元件，其補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用凸緣結(jié)構(gòu)。

（2）球罐人孔凸緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：球罐人孔進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常的做法為：①對于采用常規(guī)設(shè)計(jì)的球罐，人孔凸緣結(jié)構(gòu)直接按照SH/T3138—2003《球型儲罐整體補(bǔ)強(qiáng)凸緣》進(jìn)行選取；②對于采用分析設(shè)計(jì)的球罐，其人孔凸緣結(jié)構(gòu)直接采用或類比上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并采用應(yīng)力分析對其進(jìn)行安全性驗(yàn)證。隨著新的、更低的安全系數(shù)被采用，采用*種方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)存在安全隱患，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì);第二種采用應(yīng)力分析對人孔凸緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動校核的做法具有一定的局限性。人孔規(guī)格相對固定，球罐上人孔采用的尺寸多為DN500和DN600兩種。人孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)所具有的較規(guī)則的形狀和尺寸，以及裝備制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，給設(shè)計(jì)出更加合理、更加經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式提供了可能。按照等安全裕度的設(shè)計(jì)原則以及圖2所示的設(shè)計(jì)流程圖，經(jīng)多方案的大量比選和優(yōu)化設(shè)計(jì)，終設(shè)計(jì)出了一種滿足補(bǔ)強(qiáng)要求、應(yīng)力分布均勻、結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省材料的新型人孔翻邊補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。