SW6应用-2006 - 图文

SW6-1998v3.5在工程设计中的应用

秦叔经

全国化工设备设计技术中心站

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Email：tcedmci@public.sta.net.cnsw6@tced.comWeb Site：www.tced.com?软件使用的一些基本技巧

??

每个设备程序保存输入数据的文件名都有固定的后缀。程序与后缀名的对应关系见《用户手册》p.3

(1)极少数计算机在插上加密块的情况下，程序会提示找不到

加密块。

解决办法：卸去杀毒软件(对单机版)或防火墙(对网络版)；(2) 网络版有时运行感觉很慢。

解决办法：卸去防火墙

?在WORD中形成计算书时，有时会出现字体很小的情况。应

在“工具-选项”对话框中点击“Web选项”按钮，然后在打开的对话框中，将“取消下述软件不支持的功能”选择框的钩去掉。

?

点击“出计算书”按钮后，如WORD已打开，但提示“WORD

无法打开文档…DOC1‖，这是WORD本身的问题。解决办法：

删除文件Normal.dot，打开WORD，然后关闭，使生成一新的Normal.dot

?现发布的单机版在安装时的默认的安装目录中有小数点“.”，

请在安装时将该小数点去掉，否则，运行时会出错。

?SW6补丁的发布?将不定期的发布SW6 补丁；

?发布位置：www.tced.com-―软件下载”选项；

?为了通知用户补丁发布信息，请用户将Email地址发送到：

sw6@tced.com?有色金属的B值曲线和其它性能数据

?

?

铜和铜合金的B值曲线参照ASME II－D：

T2、T3 －图NFC-1（纯铜）

H68A、HSn70-1、HAl77-2、BFe30-1-1、BFe10-1-1 －图NFC-3（铜合金）；线胀系数、弹性模量和其它强度数据参照GB151

铝和钛的B值曲线、线胀系数、弹性模量和其它强度数据参照JB4734-2002和JB4745-2002

?用户材料数据库的建立

???

对应的每一种强度数据当作为一种独立材料名对应的数据在输入强度数据时，要注意温度范围与最低使用温度和最高使用温度相对应

在增添了一种新材料数据或修改了某一个材料的数据后，应点击“更新”按钮以使数据存盘

当一种材料需要两种以上的强度数据时，应将同一材料名

?关于试验压力和钢板负偏差的取值

?

试验压力：液压试验：P]T＝1.25 P[?[?]t气压试验：

P[?]T＝1.15 P[?]t在筒体单独计算时，程序仅取筒体材料的许用应力比值；

在设备计算时，程序会比较所有需计算零部件的许用应力比值，选取最小值用来计算试验压力。建议用户自行确定后将试验压力值输入

?

?

在标准GB150－1998中对外压容器的试验压力有如下的规定：

液压试验：p气压试验：pT= 1.25 p带夹套的容器，当夹套内压力为正时，其内筒即为外压T= 1.15 p

容器

在标准GB6654－1996中规定所有的容器钢板，即在牌号后带“R‖的钢板，其负偏差值一律为0.25mm。故在SW6－98中，所有容器钢板的负偏差均取0

?工程设计方法与结构的安全性

?关于受外压筒体和变径段的壁厚计算

?锥壳与筒体连接处不作为支撑线时(见图b) ，按L 和各自的

直径、壁厚进行校核，且锥壳厚度应不小于与之连接的筒体厚度；

?锥壳与筒体连接处作为支撑

线时(见图a) ，按GB150 中7.2.5.2节计算锥壳厚度，并校核与大、小端筒体连接处的刚度是否足够；

(a)

(b)

1.大、小端连接处都不作为支撑线：

计算长度L= 900+1000+800 = 2700 mm

分别计算大端筒体、锥壳、小端筒体的厚度。锥壳的最终厚度取三者中大值；2.小端连接处作为支撑线：计算长度L= 900+1000

= 1900 mm

分别计算大端筒体、锥壳的厚度。锥壳的最终厚度取两者中大值；3. 大、小端连接处都作为支撑线

以1000mm 作为锥壳长度, 对锥壳单独计算其所需要的厚度

?

同一个结构可用不同的模型进行计算，从而得到不同的结果

?开孔补强

?开孔处壳体焊缝系数的选取:

1. 开孔不在焊缝上，或壳体本身焊缝系数为1，则开孔处壳体焊缝系数取1；

2. 开孔在焊缝上，壳体本身焊缝系数为0.85，虽然，开孔处壳体焊缝需100%探伤，但如评片级别为3级，则焊缝系数仍应取0.85。

?

开孔补强计算时所用的有效厚度没有考虑制造减薄量

?切向接管补强计算的限制

对于长圆形开孔，GB150 规定长、短轴之比不得大于2.0。在HG20582 中有同样的规定

?SW6-98中开孔补强的计算方法：???筒体或封头上的径向开孔接管且满足GB150 的开孔直径要求，采用GB150 的等面积法计算

筒体或封头上的非径向开孔接管且满足GB150 的开孔直径

要求，采用HG20582的“非径向接管的开孔补强计算”一节筒体或封头上的径向开孔接管如超出GB150 的开孔直径范

围，但d/Di 不大于0.8时，采用HG20582 的压力面积法计算

中的等面积法计算

?

椭圆封头上的开孔补强计算

当开孔接管全部在0.8Di 范围内时的计算厚度：

?＝pcK1Di2[?]??0.5pct对于标准椭圆封头，K1＝0.9

当开孔接管全部在0.8Di 范围外时的计算厚度：

?＝pcKDi2[?]??0.5pct对于标准椭圆封头，K＝1.0

以上算法是基于椭圆封头边缘的周向受压和第一强度理论。但通过有限元分析可以得到结论，当以第三强度理论为设计基础时，该算法确实是合理的（见算例）。

设计压力设计温度材料腐蚀裕量椭圆封头内表面高度[短半轴]b椭圆封头厚度t1筒体内直径[长轴]d筒体高度h筒体厚度t3.3MPa150℃16MnR0mm300121200200012总体薄膜应力强度：

SI= 177.87

?

平盖的开孔补强计算

1）平盖上开孔可用两种方法进行计算：整体补强法和等

面积法；

2）标准法兰盖上开孔后，需进行法兰盖厚度校核和开孔

补强计算

?

关于不需另行补强的开孔

凡不符合GB150-1998 中8.3节条件的都需考虑补强及进行补强计算(特别需注意表8-1的条件)

?关于法兰选用和设计计算

??

?

标准容器法兰的最大允许工作压力应按JB/T4700的表6和表7确定

标准容器法兰的公称压力是以板材16MnR在常温下的强度为依据而制定

标准容器法兰选用举例：法兰材料：锻件20钢；设计温度：250

如选用压力等级为0.25 MPa 的甲型平焊法兰，则该法兰的最大许用工作压力为0.17 MPa

?减薄高颈法兰颈部大端的厚度g1，可降低小端的轴向弯曲

应力?H。注：系数f 相当于小端处轴向弯曲应力

与大端处轴向弯曲应力之比，即

f>1表示小端处轴向弯曲应力较大。

?用于法兰计算的Waters法是一个强度计算方法，而法兰

的失效主要是刚度不够而引起的泄漏。故法兰计算的强度条件为：

?H?1.5???tf?2.5 ?R????tf?T????tf?H??R2????tf, or 1.5???tn??H??T2????tf?浮头法兰厚度计算：

?f?Ja或?f?L?Jp?L2(1)

取上两式中之大值。操作工况下：

Lr??FD?LD?FG?LG?FT?LT?Fr?LrMo???FD?(LD?LG)?FT?(LT?LG)?Fr?Lr?'f2??h2cos??l结论：

式(1)得到的厚度不是计算厚度，只能用于检验假定厚度?f’是否合格。

?当预紧工况起主要作用时，封头焊入深度对法兰厚度没有影响；?当操作工况起主要作用时：

1.浮头法兰受内压作用时，封头薄膜力的水平分力对法兰环作用的扭矩一般不可能大于其它几个力对法兰环所作用的扭矩之和。因此，封头焊入深度应尽可能取较小的值，以使封头薄膜力的水平分力对法兰截面形心作用的力臂有较大值；

2.浮头法兰受外压作用时，一般来说，封头薄膜力的水平分力对法兰环将起主要作用，封头焊入深度的值不宜取得太小

?SW6－98 v3.1中关于浮头法兰的设计计算方法

?

输入封头焊入深度l和浮头法兰厚度，程序进行强度校核由程序用优化计算的方法设计封头焊入深度l和浮头法厚度?f 。设计人员还应进行圆整后再次校核

当仅输入封头焊入深度l，则程序所算出的浮头法兰厚

?

兰

?

度

?f 并不能保证满足强度要求。建议封头焊入深度l和浮头法兰厚度?f 都不输入，而由程序给出优化计算结果后，

再进行调整

?关于壳体上安放接管时的局部应力计算

?对于筒体上安放接管的结构，如按HG20582 (即WRC107)计算，

将只计算筒体的强度；如按WRC297 计算，则还计算和校核接管根部的强度。理论上要求按HG20582 计算时，接管应具有较大的刚度

?

??

外力作用点的说明如下：

凡需输入接管伸出长度时，力和力矩的作用点均为接管法兰密封面

不需输入接管伸出长度时，力和力矩的作用点为附件与壳体的连接处，即壳体的外表面

?球壳上安放接管或实心附件的局部应力计算时，由于图表的

关系，结构参数会受到限制，见HG20582 的图27-3 到图27-22。

?HG20582和WRC297的计算方法是基于薄壳理论，没有考虑

应力集中的影响

截面越大，所算得的局部应力值越小

rm?5时，如计算径向载荷P通过接管对球壳引起的应力时，当tTTrm?0.25~4；而当?15时，?1~10tttrmT?10例：t，?5，无法进行插值

t?在外加载荷和其它条件都不变的条件下，接管或实心附件的

?

强度条件中对薄膜加弯曲应力的限制条件在使用时需慎重

?当应力由持久机械载荷引起时，限制条件应为1.5[?]

容器支座对容器作用的力；

t

如管道仅受重力作用时，管道对容器作用的力和力矩；

?当应力由非持久的机械载荷引起时，限制条件可为1.8[?]

管道受重力和地震或风力同时作用时，管道对容器作用的力和力矩；

容器上吊耳对容器作用的力；

t

?即使已知管道力是由温差载荷和其它位移载荷联合作用，如

在局部应力计算时，给定条件为管道力，则管道推力所产生的

t

1.5[]应力需按一次应力限制，即对弯曲应力限制条件也为?

?固定管板换热器设计中，影响管板、管子和壳体应力的因素

1.管、壳程温差大于50℃需考虑安装膨胀节”的原则不一定正确，应通过计算确定。在设置膨胀节以后，有可能使得管板应力或管板法兰部分的应力反而增大(特别在管程压力单独作用的情况下)。2. 在可能的条件下，应尽量通过计算或实测获得壳体和换热管的金属温度，这两个温度值对换热管应力校核有很大影响。

?在计算管板应力时，程序采用筒体有效厚度

?

关于管板计算中的系数G1：

当m > 0 时，取G1e和G1i中大值。G1e 按以下公式计算：

G1e?3?mK当m>1时，G1i 值按解析式计算得到

?

当程序设计管板厚度时，如布管数很少，则计算出的管板

厚度有可能是由条件k?1 决定的

?

对于k> 1的情况，新增了按JB4732的解析法进行计算的模块；

新增加的固定管板计算模块还可按解析方法对以下结构进行计算：

1) GB151中给出的b、e型管板；2) 贴面焊薄管板；3) 平齐焊薄管板

?

说明：

1) 对于k?1的情况，该新增模块也可按JB4732的解析法对b、e型管板进行计算，但在屏幕结果显示中将提示用户选GB151的方法进行计算；

2 ) 薄管板结构不适宜用膨胀节

?

新增加的固定管板计算模块价格为：单机版：3000元网络版：5000元

购买方式：1) 下载SW6订购单并填妥(在备注中注明为购买

k>1的固定管板换热器计算模块)；2) 汇款后将订购单和收据复印件寄我站;

3) 我站收到汇款和订购单后，将软件光盘寄出

?塔式容器标准JB4710-2005简介

?

地震载荷计算时，与老标准的差异

地震力的计算按GB50011-2001 ―建筑抗震设计规范”中的

反应谱法：

?????T?g??T????2?max地震影响系数?与设防烈度、场地类别、设计地震分组、阻尼比和结构自振周期有关。

?取消近震、远震概念，而以设计地震分组代替，共分成三

组。设防烈度和设计地震分组按GB50011-2001附录A查取

?地震影响系数曲线中的指数与阻尼比有关(原标准取0.05) ，

阻尼比可取0.01~0.03，SW6默认取0.01(参照JB4710-2005的编制说明)

?地震影响系数曲线范围扩展到6.0Tg，并考虑了不同阻尼

比的影响

?

取消了综合影响系数Cz。在JB4710-92中使用Cz是考虑两个1）当时的地震影响系数曲线是在阻尼系数为0.05的前提下

因素：

制定的，与实际结构的阻尼比有差异；

2）所采用的地震反映谱是弹性反映谱，而在工程设计中，在地震时，允许结构处于弹塑性状态；

在新标准中，已按照GB50011-2001将综合影响系数Cz溶于地震影响系数最大值αmax中去，即一阶振型第k个质点的地震力为：

F1k??1?1kmkg?

横向风弯矩的计算

?风力对塔器所产生的横向振动—卡曼涡街效应

?

需考虑卡曼涡街效应的条件

v?vDc1?aDaS?T?5?t1T1v–设计风速

vc1–临界风速

Ti–塔设备的i 阶振型自振周期

Da–塔的外径

当v > vc2，还需考虑第二阶振型的横向振动

卡曼涡街效应引起横向振动而产生的弯矩方向与顺风向弯矩方向垂直，因此，组合弯矩为

?

I?IMew??I?I2Mca???I?I2Mcw?但要注意，在计算

于本地区的基本风压值

?

I?IMcw12时，基本风压应取qo??vci，该值小

2如要考虑二阶振型，则取

I?IMewI?I?M?ew??I?I??Mew12中大值再与比较，取大值而参与最大弯矩的计算，见式(A.11)

和(A.12)

I?IMw

?

各危险截面最大组合应力的计算

?按裙座与塔体不同的连接方式而决定筒体和下封头上需校核的

危险截面为:

1. 裙座与塔体对接，校核筒体最低截面及下封头的直边部分2. 裙座与下封头搭接，同上

3. 裙座与筒体搭接，只校核筒体与裙座搭接的那个截面

?程序仍将按JB4710-92 中表5-6 给出裙座结构尺寸，但这些

尺寸只是参考性的，用户可以进行修改

?卧式容器标准JB4731-2005简介

?

计算中考虑了地震载荷，地震力的计算按GB50011-2001

―建筑抗震设计规范”中的反应谱法：

Fh???mg?Tg????T?????2?max??地震影响系数?与设防烈度、场地类别、设计地震分组、阻尼比和结构自振周期有关。

?

在JB4731-2005中，将卧式容器简化为质点考虑，即有：

T?Tg且取阻尼比为0.05，得到?2=1，因此

???max?

JB4731-2005中，比原GB150-89增加的计算内容：

?

无集中载荷作用的情况：

1）校核鞍座在温差载荷作用下的强度

?tsa??FFfHA?saZr?tsa???sa??

无集中载荷作用的情况（续）：

2）校核鞍座在地震载荷作用下的强度

?saFEvHv?FFEvH????2ZrAsa(L?2A)?Asa??FEvHvF(FEv?Ffs)H?????ZrAsa(L?2A)?AsaFEv?mgfFEv?mgfFEvHvF?(L?2A)?sa?K0???sa

?

无集中载荷作用的情况（续）：

3）校核地脚螺栓在地震载荷作用下的强度

?FEvHvbt?nlAbt?bt?K0??bt???FEvbtn'Abt?bt?0.8??bt?FEvHvlFEv2FEv2FEvHvl?

有集中载荷作用的情况：

1）筒体上需进行轴向应力校核的危险截面：

a）鞍座截面；

b）集中载荷作用的截面；c）轴向弯矩导数为0的截面

qM?Mo?Go(e?A?x)??A?x?2?F1?x223Go?q?hi;e?hi38dM?0dxMmax?F12x1??hi?Aq3?需满足x1?a??Ri2?hi2?A?x1?2??q??hi?A?x1????F1?x132???4??当卧式容器上有垂直附加设备时：

1）附加设备与卧式容器的直径之比不能大于0.52）附加设备与卧式容器连接处需进行开孔补强计算

?卧式换热器的鞍座设计：

1）当需考虑地震载荷时，标准鞍座的强度也应进行校核2）设计人员应确定鞍座处筒体的强度是否需进行计算

?卧式换热器鞍座和筒体应力的设计计算方法

用SW6－98 可计算鞍座非对称设置的卧式换热器。若条件如下：两鞍座到筒体两端的距离分别为A1 和A2 ，且假定A1 > A2；两鞍座之间的跨距为L1 。可采用以下方法进行三次计算：

1. 取A＝A1，L＝L1；(计算鞍座截面的弯矩所产生的应力)

22(A?A3. 取A＝A1，12)；(计算支座反力所产生的应力)L?L1?L12. 取A＝A2，L＝L1+(A1 -A2)；(计算跨中截面的弯矩所产生的应力)

注：1. 和3. 的应力校核如不合格，则实际的设备强度不够，应采取措施；

2. 的应力校核如不合格，则实际设备的强度不一定不合格。2 的应力校核如合格，则可保证实际设备的强度合格。

?灵活应用SW6中的程序

?

固定管板换热应按筒体名义厚度和有效厚度两种情况来计算管板、筒体和管子应力

?

对固定管板换热器只考虑温差载荷的工况也可计算（壳程和管程压力以很小的值输入）

?带中间封头的塔器计算可分两次进行

?自定义材料用于外压计算可指定替代材料以得到B值

?对于某一个结构，如标准规范或SW6 没有提供计算方法，可

考虑采用任何已确认为偏保守的方法进行设计计算

?SW6的服务方法

?

??

用户在使用中出现问题，请用Email将数据文件传给我们，

以便我们检查原因

请留下确切的Email地址，以便我们在发布补丁后及时通知用户

当原在我站登记的联系人离开单位后，请及时告知我们新联系人的姓名和联系方式

END

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/drdo.html