弯曲应力随α角的增大而加大，有可能使经向总应力超过安全控制值3[σ]。在小端因剪力向外，使直径扩大，因叠加而加大小端的环向应力，其值控制在1.1[σ]。故本标准采用图表控制方式解决。 其二是两元件受压径向位移的不同要协调会产生较复杂的应力和应力集中。 关于应力增值系数Q的来源和相关图表的绘制依据，在“全国压力容器设计审核人资格考核培训教材”2000年2月版中有解释，可见该教材第93-95页的“5.圆筒—锥形封头的边界效应”一节 8．开孔和开孔补强 8．1开孔的作用 ①检查孔:为检查压力容器使用过程中是否产生裂纹，变形，腐蚀等缺陷. ②安装安全附件的接口。 ③工艺性接管的接口。 ④安装，检修内件用孔。 8．2 开检查孔的要求 8．2．1 检查孔的最低数量和最小尺寸（引自《容规》）： 内直径Di 检查孔最少检查孔最小尺寸 mm 备注 mm 数量 人孔 手孔 300＜Di≤500 手孔2个 ф75或长圆 孔75X50 500＜人孔1个，或ф400或长圆ф100或长圆 Di≤1000 手孔2个（当孔400X250 孔100X80 容器无法开 380X280 人孔时） Di＞1000 人孔1个，或ф400或长圆ф150或长圆球罐人孔手孔2个（当孔400X250 孔150X100 最小容器无法开 380X280 500mm 人孔时） 8．2．2属于下列情况之一者可不开检查孔： ①筒体的Di≤300 mm者； ②容器上可拆件的尺寸不小于上述开孔的相应要求者； ③无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理者； ④制冷装置用的压力容器； ⑤换热器； ⑥因特殊情况不能开检查孔，但同时进行下列处理者：（1）对每条纵，环焊缝做100%无损检测（射线或超声）；（2）设计图样上注明计算厚度，检查时应进行测厚；（3）相应缩短检验周期。 8．2．3 检查孔的位置要求：开在封头上或筒体接近封头处，便于观察或清理内部的部位。 8．3 开孔的形状和尺寸限制 8．3．1 形状：应为圆形，长径/短径≤2的椭圆形、长圆形及类似形状。 8．3．2 适用的开孔范围： 1）筒体 当Di≤1500 mm时，开孔最大直径d≤1/2 Di,且d≤520mm; 当Di＞1500 mm时，开孔最大直径d≤1/3Di,且d≤1000mm; 2）凸形封头或球壳，开孔最大直径d≤1/2 Di,当开孔处于封头过渡部位时，孔中心线宜垂直封头表面。 3）锥形封头或锥壳，开孔最大直径d≤1/3Di（Di为开孔中心线处的锥体内直径）。 开孔直径d是：对圆形孔， d=接管内直径+接管的2倍厚度附加量C C = C1（厚度负偏差）+C2（腐蚀裕量） 8．4 补强要求 8．4．1 开孔的影响： ①开孔使截面积减少，平均应力增大； ②开孔处由于安装接管或人孔，在操作情况下，接管的受力变形的大小和方向与筒体不同，在连接处产生综合变形进行协调，因此产生局部应力； ③在连接处还产生高的应力集中，峰值应力的数值很高。 研究开孔处的强度问题是很复杂的，我们只要按标准规定开孔范围和补强方法进行补强，对D级压力容器设计是可行的。 注：（1）应力分类中关于一次应力、二次应力和峰值应力的概念。 一次应力是为平衡压力与其它机械载荷所必须的法向应力或剪应力。它分为： ① 一次总体薄膜应力，它是影响范围遍及整个结构的一次薄膜应力，它会直接导致结构的破坏； ② 一次局部薄膜应力，它是影响范围仅限于结构局部区域的一次薄膜应力，会因局部过量塑性变形而导致破坏； ③ 一次弯曲应力，它为平衡压力与其它机械载荷所需的沿截面厚度线性分布的弯曲应力。 二次应力是为满足外部约束条件或结构本身变形连续要求所须的法向应力或剪应力，它具有自限性，即局部屈服和小量变形就可使约束条件得到满足，只要不反复加载，不会导致破坏。 峰值应力是由局部结构不连续或局部热应力影响而引起的附加在一次或二次应力上的应力增量，它具有自限性和局部性，不会引起明显的变形，可能导致疲劳裂纹或脆性破裂，必须加以控制。 8．4．2 不另行补强的条件 开孔在符合下列全部条件下，可不补强： 1）设计压力P≤2.5MPa； 2) 两相邻开孔中心的距离（对曲面间距以弧长计算）为L，L应不小于两孔直径之和的两倍；即 L≥2(d1+d2)； 3）接管的公称外直径do≤89 mm； 4）接管壁厚的最小值为： mm 接管公称外径 最小壁厚 25 32 38 45 4.0 48 57 5.0 65 76 6.0 89 3.5 注：接管的腐蚀裕量为1 mm 8．4．3 开孔补强结构 ①壳体的开孔补强的结构有：补强圈补强和整体补强。 ②补强圈补强通常采用的材料与壳体一致，厚度与壳体厚度相同，便于备料、焊接和等面积补强的计算。也可用厚壁管代替补强圈进行补强。 ③整体补强是通过增加壳体的厚度（如常用的分气缸），或用全焊透的结构型式将厚壁管或整体补强锻件与壳体相焊。

补强件与接管壳体的焊接结构可参考附录J（提示的附录）《焊接结构》中的有关部分。

8．4．3 壳体开孔补强的要求

开孔补强就是补足壳体因开孔而导致抗力削弱的部分，在开孔前经计算多余的部分，可用于补强，不足部分用开孔补强结构补足。

采用等力量补强的方法，在补强材料的许用应力与壳体比较，相等或较大的条件下，则简化为采用等面积补强法：

需要补强的面积，是指通过开孔中心，且垂直于壳体表面的截面上所需的最小补强面积。设A为开孔削弱所需补强的面积，Ac是在有效的补强范内，可用作补强的截面积，则补强面积为Ae

Ae ≥ A - Ac

8．4. 3. 1 内压容器开孔补强量的要求 1）圆筒或球壳开孔需要补强的面积A

A=dδ+2δδet(1-fr) ---------------------8-1

式中：δ—按受内压厚度计算公式计算出在开孔处的计算厚度mm；

d –开孔直径，对圆形孔，取d=接管内直径+接管的2倍厚度附加量C

δet –接管有效厚度， δet=δnt- C mm

fr -- 强度削弱系数，fr=[σ]tt/[σ]t ，当 fr＞1时，取 fr=1 [σ]tt–接管在设计温度下的许用应力,MPa; [σ]t –圆筒在设计温度下的许用应力,MPa.

2）锥壳开孔需要补强的面积按8-1式计算

在计算锥壳厚度δ时，公式中的直径应为孔中心处的壳体内直径。 3）椭圆封头和碟形封头开孔需要补强的面积，也按8-1式计算。 在计算厚度δ时，则与开孔的位置有关，

①位于椭圆封头中心为中心的80%封头内之直径的范围内：

--------------8-2

K1是长短轴比值决定的系数（查本资料7.2.3节，受外压（凸面受压）的标准椭圆封头中的表格）。当比值为2时，K1=0.90。 4）孔开在碟形封头的球面部分时，δ按下式计算：

-------- ----------- 8-3

5）当孔开在上述范围以外时，则应按计算椭圆封头和碟形封头的厚度公式计算： 椭圆封头计算厚度：

碟形封头计算厚度：

8．4. 3. 2 外压容器开孔补强量的要求

圆筒或球壳开孔所需的补强面积，取受内压的一半，即：

A=0.5[dδ+2δδet(1-fr)]

式中：δ为圆筒或球壳开孔处的计算厚度，mm

对于内压与外压相间的容器，应同时满足内压和外压的补强要求。

8．5 有效补强范围及补强面积

8．5．1 有效补强范围 既然需要补强，就有有效补强范围问题，即在哪个范围内补强才有效，才能列入计算补偿面积。

通常用有效宽度B、接管外伸有效长度h1和内伸有效长度h2表示； B=2d，或 B=d+2δn+2δnt 中选大者，

,若管实际外伸长度小于h1（由壳面最高处起算），则按管的实际外

伸长度计算，

，若管实际内伸长小于h2（由内表面最高处起算），则按管的实际内

伸长度计算

8．5．2 补强面积Ae（见GB150图8-1） Ae = A1 + A2 + A3

壳体可用作补偿的截面积为A1：

A1 = (B-d)(δe-δ)- 2δet(δe-δ)(1-fr) 接管可用作补偿的截面积为A2：

A2 = 2h1(δet-dt)fr + 2h2(δet-C2)fr A3 焊缝金属截面积（在有效范围内） 如果Ae ≥ A ，开孔可不另加补强； 如Ae ＜ A，则用加补强圈补强， 补强面积为A4，其值A4 ≥ A - Ae

8．6 多个开孔的补强

多孔补强分两种情况：多个开孔和排孔。 1）多个开孔的补强要求：

如相邻两孔的中心距小于两孔平均直径的两倍，此时两孔之间的补强范围重叠，可采用联合补强法，即补强面积最少等于两单孔所须补强面积之和，且两孔之间的补强面积应至少等于两孔所须补强面积的一半；

如两个以上相邻开孔的中心距小于两孔平均直径的两倍，而至少为1.33倍。此时补强面积应为须补强面积之和，且任意两孔之间的补强面积应至少等于两孔所须补强面积的一半；

两个以上相邻开孔的中心距小于两孔平均直径的两倍，且小于1.33倍时，则应作一其直径包括相邻所有孔的孔作为假想孔进行补强计算，所有接管金属均不得用作补强。且假想孔的范围不得超出开孔的规定。 2）排孔的补强要求：

开设排孔时，应对圆筒的强度进行校核，校核时，用排孔削弱系数υ代替圆筒计算厚度公式中的焊接接头系数φ，排孔削弱系数υ的数值与孔的排列方式有关，排管的排列方式有： a) 在圆筒平行于轴线的开孔