盲板计算方法.docx

管道试压用盲板的形式和强度计算

天津二十冶机装分公司 徐兰柱整理

一、正交加强筋盲板的强度计算

1、概述

大口径碳钢管道(特别是Dg≥1000mm)的试压盲板上承受的总压力是很大的,以D1220×12、水压试验压力为0.75MPa的盲板为例计算,总压力

w

为84t之大。若按照常规方法选用平盖盲板，板厚t≥56.7mm。这显然是不合理不经济的。

此时就适宜采用正交加强筋盲板，它是比较合理和经济的。下面给出盲板的强度计算方法。对于现场施工具有很大的实用价值。

2、盲板的抗弯强度计算

图1 正交加强筋盲板剖面

图2 受力简图

图3 加强筋的单元截面图

如上图示，图中：Dw---管道外径；D---管道内径；R---管道半径；б---

管道壁厚；t---盲板厚度；t

---加强筋板厚；h---加强筋宽度；d---加强筋

1

的间距；P---试验压力；x---为盲板横截面上的中性轴；H---盲板至加强筋

的距离；y

---盲板横截面上的中性轴到盲板的距离；y

1

---盲板横截面上的中

2

性轴到加强筋的距离；[б]---盲板材料拉伸许用应力；бs---屈服极限。

H=y

1

+y=t+h b=d-t

2 1

=1y tH2 bt2

=1

y=H-y

1 2(tH bt) 2 1

1

Ιx=(dy

3-b(y-t)3+ty

3)/3

1 1 1 2

考虑一定的安全裕度,则其强度条件为：бmax≤1.5бs/n=1.5[б]

最大弯曲应力б

max

=M/W

max

min

=PR2yd

8 2

/Ix =PY

dD2

2

≤1.5[б]

即бmax=

PYdD2

2

≤1.5[б]；[б]=бs/n

32Ix

32Ix

上式即为正交加强筋盲板的应力计算公式和强度条件,式中长度单位和压强单位分别取一致即可。

3、盲板的剪切强度计算剪应力公式：τ=Q/A

式中：τ——剪应力（MPa）

Q——剪切面上的剪力（N）A——剪切面积(mm2)

Q=pπR2

A=πDt=2πRt

τ=Q/A=pπR2/2πRt=pR/2≤t[τ][τ]=(0.6～0.8)[б]（[б]为拉伸许用应力）

20毫米厚的Q235-B钢板许用剪切力[τ]为0.6×170=100MPa

钢材的容许应力可参考《机械设备安装工程手册》表1-25、表1-26、表1-29。

4、应用实例

某工程循环水管道为Dw1220×12的现场卷制直缝电焊钢管,工作压力为0.6MPa,水压试验压力为0.75MPa。采用正交加强筋盲板,利用卷管的余料

钢板,加强筋组合为正交#字形,筋板高度为125mm。试校核该盲板的强度。

4.1强度校核计算: 直接引用上面的推导公式和结果可得:

求y

2

y=tH2 bt2=tH2 d tt2

1 1 1

1 2(tH bt) 2t d t)t

1 1 1

由实际情况可知

t=t=б=12(mm)

1

H=h+t=125+12=137(mm)

d≈D/3=(Dw-2б)/3=（1220-2×12）/3=398.67(mm)

将这些条件代入y得

1

y=tH2 d t

t2=22.35(mm)

1

1 2t

1

1

d t)t

1

y =H-y=137-22.35=114.65(mm)

2 1

求Ix,由公式(13)可知

Ix=[dy

3-b(y-t)3+ty3]/3=[dy3-(d-t)(y-t)3+ty3]/3

1 1 1 2 1 1 2

将数值代入,得

Ix=7368837.59(mm4)

确定许用应力

根据《钢制压力容器》(GB150—89)选取安全系数n=1.6,屈服极限бs=235MPa。许用应力为[б]=бs/n=146.88(MPa)

强度校核

бmax=PydD2/32Ix

2

=0.75×114.65×398.67×11962/32×368837.59

=207.95(MPa)1.5[б]=1.5×146.88=220.32(MPa)

所以,盲板的强度校核合格。

二、无加强筋盲板的强度计算

、无加强筋盲板的计算公式（请大家帮助寻找此公式的出处来源）

P

P

t=0.4d

100

式中：t为所求盲板的厚度（mm）d为管道的内径（mm）

P为实验压力（MPa）如图4示意：

图4 无加强筋盲板剖面

、平盖盲板的计算公式（如图4示意）

KP盲板厚度：t≥Dc （请大家帮助寻找此公式的出处来源以及公式中

KP