1、一例 ASME -1 扳边大开孔补强的设计计算赵 斌江苏省特种设备安全监督检验研究院摘要：对 ASME 第一册压力容器建造规则中大开孔的补强计算，PV Elite Edition 2010软件一般都默认采用 1-10；而 对于现场手算，把提供补强面积区域进行限制的等面积法 1-7，就显得方便得多。本文试图通 过扳边大开孔补强的算例， 说 明该方法的实用性，也希望对大家能够更好地理解和应用 ASME 规范起到一些帮助作用。关键词：ASME；压力容器；扳边；大开孔；补强；设计计算一、设备概况最近，某 ASME 规范产品制造企业接到一台纸浆罐业务，图样主要相关设计条件如下：CODE Rev. 200
2、7Ed+09Add，设计压力：0.35MPa，设计温度：50，MDMT ：-29；壳体内直径：1600mm，壁厚：6mm；物料出口 H 外直径 752mm，壁厚：6mm ；主体材质：SA-240 316L。二、问题发现整台设备经设计软件 PV Elite Edition 2010 计算通过。但在设计审查过程中，对“物料出口 H”这个筒体上的大开孔按 1-7 做了手工核算，竟然发现补强不够。仔细查看强度计算书，发现软件是默认按照 1-10 计算通过的，于是改为依据 1-7 用软件重新计算，果然出现如下提示：“Warning: Nozzle Layout or placement error. A
3、rea for reinforcement may have been used that does not actually exist in this situation. Please check the nozzle geometry and placement carefully.”三、分析原因根据提示警告内容不难明白，当软件依据 1-10 计算这个大开孔补强时，并未考虑距离这个开孔中心以下 585mm 就是设备法兰这个因素，所以顺利通过；而用 1-7 计算时，软件发现使用了实际上并不存在的，也就是超出 585mm 范围的补强，所以出现该提示。四、计算过程（尺寸见下图）下面，就让我们
4、用 1-7 手工计算开孔的补强情况：P=0.35MPa，Sv=Sn=115MPa ， fr1=fr2=1.0，F=1.0，t=tn=6mm壳体需要壁厚：= 0.6 0.358001150.60.35=2.432接管需要壁厚：= 0.6 0.354701150.60.35=1.433需要的补强：= = 9402.436=2289.842依据 1-7（a）：Ar= 232289.84=1526.56mm2适用区域： （Note：d=940mm，not 740mm ）34940=705壳体提供补强：A1=d(1)=(585+9400.75940)(62.436)=1247.402外伸接管提供补强：A
5、2=5(tn-trn)fr2tn=5(6-1.433)6=137.0121+2=1247.40+137.01=1384.4121526.562=开孔补强不足！五、解决方案接下来提出两个实际解决方案：建议之一（ Suggestion 1）： 向图示的右侧移动接管 H，以使左侧增加的母材金属落入补强限制范围（设移动后接管中心到设备法兰的距离为 X） 。因为要满足补强要求，须满足下式：1+2即： (X+9400.75940)(62.436)+137.011526.56，624.8858539.8840所以，接管 H 需要向图示的右侧移动至少 40mm。建议之二（ Suggestion 2）： 考虑到用户外接管路已定，H 接管位置不宜改变，于是采用添加一段增厚筒节(设厚度为 Y)的方案，增厚筒节长度如图中所示，至少应为补强区域长度：即1525mm。(585+9400.75-940)(Y-2.436)+137.011526.566.4066.5所以，开孔部位增厚筒节的厚度应至少为 6.5mm。从这个案例我们可以发现，在审核设计软件已通过的计算书时，我们不仅要注意审核软件版本与规范产品的一致性、受压部件是否有漏算，同时我们还要注意软件输入数据的准确性、选择规范条款的适用性，最后还要挑选重要部位或有怀疑部位进行手算验证，这样我们才能把设计计算中可能的错误降低到最小程度。
