The effect of manhole shape and wall thickness on stress state in a cylindrical pressure vessel

Abstract

The paper describes attempts to find advantageous shape and configuration of a manhole located in the upper part of a cylindrical pressure vessel. Manholes of circular and elliptical cross sections have been considered. The manhole is placed vertically and symmetrically with respect to the cylindrical vessel. Three variants of the manhole walls have been taken into account. In the first variant, the manhole wall reaches only the cylinder surface. The manhole walls in two other variants are elongated inside the cylindrical vessel to various lengths. In the case of elliptical manholes two other variants were been considered, i.e. with their major axes situated in parallel or perpendicularly to the axis of symmetry of the cylindrical vessel. Results of the numerical calculation are presented in figures and tables.

Metodología De Diseño De Una Escotilla De Inspección Para Recipientes a Presión

“…Ahora bien, los tipos de Manhole evaluados en el presente estudio fueron los de formato circular y elíptico. El pasaje elíptico garantiza una mayor comodidad para el operador que ingresa en el recipiente [9]. Este formato fue analizado en dos configuraciones: el formato elíptico-transversal, posicionado en forma perpendicular al eje longitudinal del cilindro y el formato elíptico-longitudinal, en el cual el semieje que describe el diámetro mayor de la elipse está paralelo al eje longitudinal del cilindro.…”

“…La boquilla fue diseñada del mismo material que la membrana y tiene 58 mm de altura desde la generatriz superior del recipiente, y un espesor de 12,7 mm [0,5 in]. También se aplicaron controles de refinamiento de malla en las aristas de los tres formatos, ya que por recomendación [9], son los puntos de estudio gobernantes (junta de abertura/membrana), como muestra la Figura 10.…”

“…Posteriormente, fue establecido un estudio de las tensiones equivalentes sobre la geometría anterior (Von Mises) en relación con la longitud. Según [9]. Se esperaría que en el caso en que el Manhole se sitúe cerca de una transición de formato membrana/ tapa toriesférica, colisionen las tensiones que se producen por los tipos de discontinuidades.…”

“…Como característica importante, la ubicación de las tensiones máximas (señalada por la marca oval de guiones) se trasladó hacia el lado más próximo a la mudanza de formato entre membrana/tapa toriesferica. Este fenómeno es descrito como resultado de una rigidez excesiva derivada de la unión entre el Manhole y la membrana [9]. La Figura 15 expone una estructura alámbrica deformada del modelo, en la cual, son ubicados los volúmenes con mayor deformación.…”

“…• El Manhole con formato elíptico-transversal presenta el mejor compor-tamiento respecto a las cargas y restricciones impuestas y en comparación con los formatos circular y elíptico longitudinal. • Al contrario de los esperado por el autor de la referencia [9], la proximidad entre la abertura y la discontinuidad representada en la unión membrana/tapa toriesférica no produce una colisión de tensiones que comprometa la integridad del recipiente, dándose más bien un comportamiento de caída de la tensión en función de la longitud.…”