
【化】 reinforcement pad; stiffening ring
在壓力容器和管道工程領域,"補強圈"(bǔ qiáng quān)指焊接在開孔接管周圍、用于補償殼體強度削弱的環形金屬構件,其核心功能是通過局部增加壁厚來分散應力。英文術語為Compensating Ring或Reinforcement Pad(簡稱Repad)。
補強圈通常為環形或鞍形鋼闆,緊密貼合在容器殼體與接管連接處,通過全焊透焊縫與二者連接。其内徑略大于接管外徑,外徑由補強計算确定(參考ASME VIII-1 UG-37标準)。
當容器開孔導緻承壓面積減少時,補強圈通過增加局部截面積,将應力峰值從開孔邊緣轉移至補強區域,防止應力集中引發的裂紋或失效(依據GB/T 150.3-2011第6.3條)。
補強圈寬度與厚度需滿足等面積補強原則:補強金屬截面積 ≥ 殼體因開孔移除的承壓截面積。具體公式為:
$$ A_{req} = d times t_n times F $$
其中 (d) 為開孔直徑,(t_n) 為殼體名義厚度,(F) 為校正系數(詳見ASME VIII-1 UG-37(d))。
補強圈與殼體間的焊縫須全焊透(CJP),并執行無損檢測(如RT/UT),符合NB/T 47013-2015《承壓設備無損檢測》要求。
用于反應釜、儲罐的進料口/人孔周圍補強(例:DN400接管在10MPa設計壓力下需16mm厚補強圈)。
在電站鍋爐集箱、化工管道三通部位補償分支接管強度(材料需匹配母材,如Q345R補強圈用于SA516 Gr.70殼體)。
參數 | 技術要求 | 規範依據 |
---|---|---|
材料等級 | 與殼體同質或更高韌性(如16MnDR用于低溫容器) | GB/T 713-2014 |
坡口形式 | 單面V型或U型(确保焊透) | JB/T 4709-2018《鋼制壓力容器焊接規程》 |
排氣孔設置 | 直徑≥6mm的檢漏孔(檢測焊縫氣密性) | ASME VIII-1 UW-15(f) |
行業術語對照:
- 中文:補強圈(強化環/加強圈)
- 英文:Compensating Ring / Reinforcement Pad / Repad
注:"Stiffening Ring"(加強圈)指防失穩的環向支撐件,與補強圈功能不同。
數據來源:ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII, GB/T 150《壓力容器》, NB/T 47013《承壓設備無損檢測》, JB/T 4709《鋼制壓力容器焊接規程》(中國機械工業聯合會發布)。
補強圈是工程領域中用于增強結構穩定性和承載力的關鍵元件,主要應用在壓力容器、管道等設備的開孔部位。以下從定義、作用、結構設計等方面詳細解釋:
補強圈是一種貼焊在殼體開孔周圍的環形鋼闆,用于補償因開孔導緻的材料減少和應力集中問題。其設計遵循“等面積補強原則”,即補強圈的面積需等于被開孔削弱的面積,以恢複結構的整體強度。
補強圈需嚴格遵循設計規範,焊接質量直接影響補強效果。安裝後需進行氣密性測試(通過信號孔通入0.4~0.5MPa壓縮空氣),确保無洩漏。
以上信息綜合了工業設備及建築領域的應用,具體設計需參考相關标準(如GB 150)。
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