
【化】 reinforcement pad; stiffening ring
在压力容器和管道工程领域,"补强圈"(bǔ qiáng quān)指焊接在开孔接管周围、用于补偿壳体强度削弱的环形金属构件,其核心功能是通过局部增加壁厚来分散应力。英文术语为Compensating Ring或Reinforcement Pad(简称Repad)。
补强圈通常为环形或鞍形钢板,紧密贴合在容器壳体与接管连接处,通过全焊透焊缝与二者连接。其内径略大于接管外径,外径由补强计算确定(参考ASME VIII-1 UG-37标准)。
当容器开孔导致承压面积减少时,补强圈通过增加局部截面积,将应力峰值从开孔边缘转移至补强区域,防止应力集中引发的裂纹或失效(依据GB/T 150.3-2011第6.3条)。
补强圈宽度与厚度需满足等面积补强原则:补强金属截面积 ≥ 壳体因开孔移除的承压截面积。具体公式为:
$$ A_{req} = d times t_n times F $$
其中 (d) 为开孔直径,(t_n) 为壳体名义厚度,(F) 为校正系数(详见ASME VIII-1 UG-37(d))。
补强圈与壳体间的焊缝须全焊透(CJP),并执行无损检测(如RT/UT),符合NB/T 47013-2015《承压设备无损检测》要求。
用于反应釜、储罐的进料口/人孔周围补强(例:DN400接管在10MPa设计压力下需16mm厚补强圈)。
在电站锅炉集箱、化工管道三通部位补偿分支接管强度(材料需匹配母材,如Q345R补强圈用于SA516 Gr.70壳体)。
参数 | 技术要求 | 规范依据 |
---|---|---|
材料等级 | 与壳体同质或更高韧性(如16MnDR用于低温容器) | GB/T 713-2014 |
坡口形式 | 单面V型或U型(确保焊透) | JB/T 4709-2018《钢制压力容器焊接规程》 |
排气孔设置 | 直径≥6mm的检漏孔(检测焊缝气密性) | ASME VIII-1 UW-15(f) |
行业术语对照:
- 中文:补强圈(强化环/加强圈)
- 英文:Compensating Ring / Reinforcement Pad / Repad
注:"Stiffening Ring"(加强圈)指防失稳的环向支撑件,与补强圈功能不同。
数据来源:ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII, GB/T 150《压力容器》, NB/T 47013《承压设备无损检测》, JB/T 4709《钢制压力容器焊接规程》(中国机械工业联合会发布)。
补强圈是工程领域中用于增强结构稳定性和承载力的关键元件,主要应用在压力容器、管道等设备的开孔部位。以下从定义、作用、结构设计等方面详细解释:
补强圈是一种贴焊在壳体开孔周围的环形钢板,用于补偿因开孔导致的材料减少和应力集中问题。其设计遵循“等面积补强原则”,即补强圈的面积需等于被开孔削弱的面积,以恢复结构的整体强度。
补强圈需严格遵循设计规范,焊接质量直接影响补强效果。安装后需进行气密性测试(通过信号孔通入0.4~0.5MPa压缩空气),确保无泄漏。
以上信息综合了工业设备及建筑领域的应用,具体设计需参考相关标准(如GB 150)。
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