潘祥
江苏博鹏重工机械有限公司 222200
摘要：在压力容器的设计期间，需要进行开孔补强设计，开孔补强也是当前容器设计的关键步骤，需要设计人员加大对开孔补强的重视程度，采取必要的措施使开孔补强工作能够在安全和经济上保证容器设计质量水平提升，同时也要符合容器设计理念和相关要求，进而充分地发挥技术的作用。
关键词：压力容器设计；开孔补强；设计应用
引言：
随着国内经济快速的发展，很多领域都应用了压力容器，压力容器自身的储量较大，而且运输比较便捷。因此得到了社会企业的关注和青睐，为了能够使压力容器安全性得到保障，需要给容器内开孔补强，来使用其得以良好的运作，而且使的压力容器使用更加安全。
一、开孔补强的设计概述
（一）开孔补强设计
在压力容器的设计时，需要设计师对压力容器内部的构造有一定的分析。容器内部开孔补强可维持压力容器的平衡，降低压力容器所承受的受力面积，同时也会提高开孔边缘的应力作用，这样就会有效地去削弱原有压力容器内部强度。为充分地满足容器内部压力的重塑要求，需要给容器进行开孔，根据国标的有关规定，要给封头和锥壳等容器的部位开孔，使容器内的强度能够满足技术标准，如图1所示，这样就会使对压力容器开孔补强得到验证。
图1 开孔补强
（二）局部补强和整体补强分析
在给压力容器补强时，要根据压力容器设计的标准要求和容器内部各部件的位置，来确定容器内开孔数量。补强的方法包含了局部补强和整体补强，局部补强主要是针对于容器内某一特殊的位置开展开孔，局部补强有较强的针对性，操作面积比较小。整体补强操作面积较大，但是会降低成本，也会节约时间。整体补强的范围操作较大，而且整体的补强操作流程相对比较简单，补强的位置空间较广，这种补强的方法更多地适用于那些比较大的开孔位置。例如，在容器内部强度差比较大的情况下，这时可以应用整体补强方法，用该方法可以降低材料的消耗，提高工作的效率，而且整体补强具有严格的标准。在过渡阶段，也有一定的平滑性，能够充分地去避免壳体应力集中的问题产生[1]。
二、不同的开孔补强方法研究分析
（一）补强圈的补强设计
在压力容器内部开展补强圈的补强设计，主要是设计人员要找到容器中需要开口的位置，然后去切割焊钢，应用这种方法就需要使用钢板材料。补强圈设计师进行补强圈的设计时，需要选择合适的标准。然后要使压力容器各部件相衔接，根据容器内开孔的补强标准，充分去把握好补强圈内部的相关标准，严格控制开孔的直径。
如果在不明确补强尺寸时，可以根据压力容器设计的状况来确定开孔的直径，精确地去把控好容器的具体开孔位置，来实施补强设计工作。在补强圈内，开展补强设计，应该注意到补强圈的厚度，当厚度超过8毫米时，要确保压力容器内焊点受力均衡，也要实现容器壁、补强圈之间的受力均衡。此外，设计师还要重点去在补强圈内外部表面的合适位置进行焊接来提升补强圈的质量水平。
（二）压力容器内锻件补强
整体的锻件补强与局部的补强还有一定的差异，在容器内，需要针对特殊的位置开始补强，其目的更多的是为了补强圈而补强。但是整体的补强操作需要设计师和操作人员去利用容器内部壳体的强度，来降低应力产生的概率。优化设计锻件补强的设计流程，来实现补强的效果，同时也要使补强圈的补强效果达到相应的目的。针对于操作的时间来讲，整体的断电补强要求相对比较高。如果没能够对其进行充分的设计，就很难实现有效的开孔，这会降低压力容器的安全性。此外，压力容器在设计期间，还要遵循相应的操作流程开展生产的测试操作人员要严格去遵守相关的焊接工艺，以提升断接补强的安全性，使生产制造的成本控制在相应的限度内，才能够确保各项工作开展顺利，使容器的生产更加高效更加经济。在恶劣的环境下，也要保证容器内补强精度达标，同时试验的时候要严格地去遵守压力容器开孔的设计要求，保证开孔设计方案更加可靠。在基于锻件补强的操作流程下，去实现补强设计工作的最大化价值。补强圈的结构相对比较简单，但是在补强设计中，也占有较大的地位，在补强圈补强期间，壳体与补强圈之间有一定的间隙，这就在很大程度上影响到压力容器的开孔效果。在补强圈中，也会形成热膨胀和温差效应，由此就会出现温差应力的问题产生，出现这种现象，会在很大程度上影响容器的开孔补强设计效果。在补强圈和压力容器的焊接中，由于容器结构有一定的特殊性，并不能够保证整体受力均衡，就会造成局部受力过大的现象产生，而损坏了容器壁[2]。
（三）容器后壁接管补强设计
容器内厚壁接管的补强主要是为了能够达到容器正常运营的效果，设计人员选择优质的接管材料。在选择材料时，要严格地根据设计的标准要求和材料的特征来选择，使材料的强度等级要达到相应的标准。由于等级强度与焊接质量有着密切的联系，过高的强度会降低补强压力容器的效果，当强度质量较低时，也会对接管流通的面积带来影响，会影响到焊接的质量，最终会造成加工不良的现象产生。因此，要利用锻件加工和无缝钢管来减少这一现象产生，压力容器内部的水平处于较高的状况下，可以考虑应用整体锻件的加工方法。当容器内部压力水平处于较低的位置时，可以应用无缝接管补强加工方法。
三、结束语
在压力容器的设计时，开孔补强是一个关键的操作步骤。补强的设计效果与压力容器的使用性能有着紧密的联系。在开孔补强设计时，需要充分地考虑压力容器使用状况，选择恰当的开孔补强方法，充分地去避免应力集中的问题产生，以及减少由于应力集中而造成容器壁破损问题产生。在开孔补强设计期间，要从安全性和可靠性两方面，去提高补强设计的效果，以最大化的发挥出补强的作用。
参考文献：
[1]谢宁.压力容器设计中开孔补强设计的应用探析[J].化工管理,2018,No.487(16):171.
[2]张松.压力容器设计中开孔补强设计的运用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,039(006):167-168.