化工機(jī)械基礎(chǔ)(第三版)第十一章 容器零部件設(shè)計(jì)

1、第十一章第十一章 容器零部件設(shè)計(jì)容器零部件設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理；法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用。法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理；法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用。容器支座的類(lèi)型和其它附件的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。容器支座的類(lèi)型和其它附件的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用。開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的原理與方法。開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的原理與方法。第一節(jié)第一節(jié) 法蘭聯(lián)接法蘭聯(lián)接 生產(chǎn)工藝要求，或?yàn)橹圃?、運(yùn)輸、安裝、檢修方便，常采用生產(chǎn)工藝要求，或?yàn)橹圃?、運(yùn)輸、安裝、檢修方便，常采用可拆卸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)?？刹鹦兜穆?lián)接結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的可拆卸結(jié)構(gòu)有：常見(jiàn)的可拆卸結(jié)構(gòu)有： 法蘭聯(lián)接法蘭聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接 承插式聯(lián)接承插式聯(lián)接?？刹鹦堵?lián)接應(yīng)確保接口密封的可靠性?？刹鹦堵?lián)接應(yīng)確保接口密封的可

2、靠性。法蘭聯(lián)接強(qiáng)度較好和緊密性，適用尺寸范圍寬，設(shè)備和管道法蘭聯(lián)接強(qiáng)度較好和緊密性，適用尺寸范圍寬，設(shè)備和管道應(yīng)用最普遍。應(yīng)用最普遍。法蘭聯(lián)接不能很快裝配與拆卸，制造成本較高。法蘭聯(lián)接不能很快裝配與拆卸，制造成本較高。 設(shè)備法蘭與管法蘭均已制定出標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公稱(chēng)直徑和公稱(chēng)壓設(shè)備法蘭與管法蘭均已制定出標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公稱(chēng)直徑和公稱(chēng)壓力，可以從標(biāo)準(zhǔn)中查到，少量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍法蘭，才需力，可以從標(biāo)準(zhǔn)中查到，少量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍法蘭，才需進(jìn)行設(shè)計(jì)。進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理一、法蘭聯(lián)接結(jié)構(gòu)與密封原理組合件組合件聯(lián)接件強(qiáng)度破壞很少見(jiàn)，多是密封不好而泄漏。設(shè)計(jì)中要防止介質(zhì)泄漏。法蘭密封的原理法蘭密封的

3、原理預(yù)緊力壓緊墊片。預(yù)緊力壓緊墊片。壓緊應(yīng)力（墊片密封比壓力）到一定數(shù)值使墊片變形，密封壓緊應(yīng)力（墊片密封比壓力）到一定數(shù)值使墊片變形，密封面上微隙被填滿(mǎn)，形成初始密封條件。面上微隙被填滿(mǎn)，形成初始密封條件。密封比壓力主要決定于墊片材質(zhì)。密封比壓力主要決定于墊片材質(zhì)。墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證比壓力，預(yù)緊力越大，墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證比壓力，預(yù)緊力越大，螺栓和法蘭尺寸也越大，所以墊片不應(yīng)過(guò)寬，更不應(yīng)該把整螺栓和法蘭尺寸也越大，所以墊片不應(yīng)過(guò)寬，更不應(yīng)該把整個(gè)法蘭面都鋪滿(mǎn)墊片。個(gè)法蘭面都鋪滿(mǎn)墊片。工作狀態(tài)內(nèi)壓軸向力拉伸，降低了壓緊應(yīng)力。墊片有足夠工作狀態(tài)內(nèi)壓軸向力拉伸，降低了壓緊

4、應(yīng)力。墊片有足夠回彈，補(bǔ)償變形，預(yù)緊密封比壓值不小于某一值回彈，補(bǔ)償變形，預(yù)緊密封比壓值不小于某一值( (工作密封工作密封比壓比壓) )，保持良好密封。反之，回彈不足，則此密封失效。，保持良好密封。反之，回彈不足，則此密封失效。密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。螺栓和法蘭須有足夠大的強(qiáng)度和剛度，不發(fā)生過(guò)大的變形。螺栓和法蘭須有足夠大的強(qiáng)度和剛度，不發(fā)生過(guò)大的變形。二、法蘭的分類(lèi)二、法蘭的分類(lèi)（一）整體法蘭（一）整體法蘭平焊法蘭，制造容易，應(yīng)用廣泛，但剛性較差。平焊法蘭，制造容易，應(yīng)用廣泛，但剛性較差。法蘭附近筒壁的截面上，將

5、產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力。所以法蘭附近筒壁的截面上，將產(chǎn)生附加的彎曲應(yīng)力。所以平焊法蘭適用的壓力范圍較低（平焊法蘭適用的壓力范圍較低（PNPN4.0MPa4.0MPa）。）。平焊法蘭的適用范圍：平焊法蘭的適用范圍：對(duì)焊法蘭對(duì)焊法蘭又稱(chēng)又稱(chēng)高頸法蘭高頸法蘭或或長(zhǎng)頸法蘭長(zhǎng)頸法蘭。頸提高剛性，厚度比筒體厚，降低根部彎曲應(yīng)力。頸提高剛性，厚度比筒體厚，降低根部彎曲應(yīng)力。對(duì)接焊縫，比平焊法蘭的角焊縫強(qiáng)度好，對(duì)焊法蘭適用對(duì)接焊縫，比平焊法蘭的角焊縫強(qiáng)度好，對(duì)焊法蘭適用于壓力、溫度較高或設(shè)備直徑較大的場(chǎng)合。于壓力、溫度較高或設(shè)備直徑較大的場(chǎng)合。 （二）松式法蘭（二）松式法蘭法蘭與容器或管道不連接，比整體式連接強(qiáng)度

6、差。法蘭與容器或管道不連接，比整體式連接強(qiáng)度差。法蘭盤(pán)可用不同材料，用于銅制、鋁制、陶瓷、石墨及其法蘭盤(pán)可用不同材料，用于銅制、鋁制、陶瓷、石墨及其非金屬材料的設(shè)備或管道上。非金屬材料的設(shè)備或管道上。受力后無(wú)附加彎曲應(yīng)力，只適用于壓力較低場(chǎng)合。受力后無(wú)附加彎曲應(yīng)力，只適用于壓力較低場(chǎng)合。（三）任意式法蘭（三）任意式法蘭整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間，包括未焊透的焊整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間，包括未焊透的焊接法蘭。接法蘭。圓形法蘭最常見(jiàn)，方形法蘭利于管子排列緊湊，橢圓形法圓形法蘭最常見(jiàn)，方形法蘭利于管子排列緊湊，橢圓形法蘭常用于閥門(mén)和小直徑的高壓管子上。蘭常用于閥門(mén)和小直徑的高壓管子上。

7、三、影響法蘭密封的因素三、影響法蘭密封的因素影響法蘭密封的因素主要有：影響法蘭密封的因素主要有： 螺栓預(yù)緊力；螺栓預(yù)緊力； 密封面型式；密封面型式；墊片性能；墊片性能；法蘭剛度；法蘭剛度；操作條件。操作條件。 螺栓預(yù)緊力螺栓預(yù)緊力螺栓預(yù)緊力是影響密封一個(gè)重要因素。螺栓預(yù)緊力是影響密封一個(gè)重要因素。v 預(yù)緊力使墊片壓緊并實(shí)現(xiàn)初始密封。預(yù)緊力使墊片壓緊并實(shí)現(xiàn)初始密封。v 預(yù)緊力過(guò)大則墊片被壓壞或擠出。預(yù)緊力過(guò)大則墊片被壓壞或擠出。 預(yù)緊力通過(guò)法蘭密封面?zhèn)鬟f給墊片，良好的密封，必須使預(yù)緊力通過(guò)法蘭密封面?zhèn)鬟f給墊片，良好的密封，必須使預(yù)緊力均勻地作用于墊片。預(yù)緊力均勻地作用于墊片。當(dāng)需要預(yù)緊力一定時(shí)，

8、采取增加螺栓個(gè)數(shù)、減小螺栓直徑當(dāng)需要預(yù)緊力一定時(shí)，采取增加螺栓個(gè)數(shù)、減小螺栓直徑對(duì)密封有利。對(duì)密封有利。1 1、突面（、突面（RFRF）光滑平面，可車(chē)制密紋水線(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，便光滑平面，可車(chē)制密紋水線(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，便于進(jìn)行防腐襯里。于進(jìn)行防腐襯里。接觸面積大，預(yù)緊時(shí)墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。接觸面積大，預(yù)緊時(shí)墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。 密封面密封面法蘭聯(lián)接密封性能與密封面型式有關(guān)，密封面型式選擇，主法蘭聯(lián)接密封性能與密封面型式有關(guān)，密封面型式選擇，主要考慮壓力、溫度、介質(zhì)。要考慮壓力、溫度、介質(zhì)。壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型式和特點(diǎn)：壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型

9、式和特點(diǎn)：2 2、凹凸面（、凹凸面（MFMMFM）凸面和凹面相配合，凹面上放置墊片，防止墊片被擠凸面和凹面相配合，凹面上放置墊片，防止墊片被擠出，適用于壓力較高。出，適用于壓力較高。3 3、榫槽面、榫槽面(TG)(TG)v槽中墊片不被擠動(dòng)。槽中墊片不被擠動(dòng)。v螺栓力較小。獲得良好的密封效果。螺栓力較小。獲得良好的密封效果。v結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更換墊片較困難。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更換墊片較困難。v榫面容易損壞。榫面容易損壞。適于易燃、易爆、有毒介質(zhì)及較高壓力。適于易燃、易爆、有毒介質(zhì)及較高壓力。壓力不大時(shí)，即使直徑較大，也能很好密封。壓力不大時(shí)，即使直徑較大，也能很好密封。4 4、全平面（、全平面（FFFF）

10、與環(huán)連接面（）與環(huán)連接面（RJRJ）v 全平面密封適合于壓力較小的場(chǎng)合全平面密封適合于壓力較小的場(chǎng)合（PNPN1.6MPa1.6MPa）；）；v 環(huán)連接面主要用在帶頸對(duì)焊法蘭與整體法蘭上，適用壓環(huán)連接面主要用在帶頸對(duì)焊法蘭與整體法蘭上，適用壓力范圍為（力范圍為（6.3MPa6.3MPaPNPN25.0MPa25.0MPa）。）。5 5、其他類(lèi)型密封面、其他類(lèi)型密封面高壓容器和高壓管道用高壓容器和高壓管道用球面（透鏡）和橢圓或八角形截面金屬墊片球面（透鏡）和橢圓或八角形截面金屬墊片 墊片性能墊片性能墊片適當(dāng)變形和回彈能力是形成密封的必要條件。墊片適當(dāng)變形和回彈能力是形成密封的必要條件。最常用墊片

11、分為：最常用墊片分為：非金屬、金屬、非金屬與金屬混合制的墊片非金屬、金屬、非金屬與金屬混合制的墊片非金屬墊片：非金屬墊片：橡膠石棉板、聚四氟乙烯等。橡膠石棉板、聚四氟乙烯等。 柔軟柔軟 耐溫度和壓力性能較金屬墊片差。耐溫度和壓力性能較金屬墊片差。只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的法蘭密封。只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的法蘭密封。金屬與非金屬混合制墊片：金屬與非金屬混合制墊片：金屬包墊片金屬包墊片及及纏繞墊片纏繞墊片等等。金屬包墊片用薄金屬板（鍍鋅薄鋼板、金屬包墊片用薄金屬板（鍍鋅薄鋼板、0Cr18Ni90Cr18Ni9等）將非金等）將非金屬包起來(lái)；屬包起來(lái)；金屬纏繞墊片是薄低碳鋼帶

12、金屬纏繞墊片是薄低碳鋼帶( (或合金鋼帶或合金鋼帶) )與石棉帶一起繞制與石棉帶一起繞制而成。不帶定位圈和帶定位圈。而成。不帶定位圈和帶定位圈。金屬包墊片及纏繞墊片較單純的金屬墊片有較好的性能，適金屬包墊片及纏繞墊片較單純的金屬墊片有較好的性能，適應(yīng)的溫度與壓力范圍較高一些。應(yīng)的溫度與壓力范圍較高一些。 金屬墊片：金屬墊片：材料一般并不要求強(qiáng)度高，而是要求軟韌。材料一般并不要求強(qiáng)度高，而是要求軟韌。常用是軟鋁、紫銅、鐵常用是軟鋁、紫銅、鐵( (軟鋼軟鋼) )、蒙耐爾合金、蒙耐爾合金( (含含Ni67Ni67，Cu30Cu30，Cr4Cr45 5) )鋼等。鋼等。主要用于中、高溫和中、高壓法蘭聯(lián)

13、接密封。主要用于中、高溫和中、高壓法蘭聯(lián)接密封。墊片材料的選擇：墊片材料的選擇：根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)腐蝕決定，同時(shí)考慮密封面形式、根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)腐蝕決定，同時(shí)考慮密封面形式、螺栓力的大小以及裝卸要求等。螺栓力的大小以及裝卸要求等。查表查表10-1510-15 壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn) 四、法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用四、法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用石油、化工上用的法蘭標(biāo)準(zhǔn)有兩類(lèi)，石油、化工上用的法蘭標(biāo)準(zhǔn)有兩類(lèi)， 一類(lèi)是壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)一類(lèi)是壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)一類(lèi)是管法蘭標(biāo)準(zhǔn)一類(lèi)是管法蘭標(biāo)準(zhǔn)1 1平焊法蘭：平焊法蘭：2 2對(duì)焊法蘭對(duì)焊法蘭 長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭有厚度更大的頸，剛性大。長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭有厚度更大的頸，剛性

14、大。更高壓力范圍更高壓力范圍( (PN PN 0.6MPa0.6MPa6.4MPa)6.4MPa)和直徑范圍和直徑范圍( (DNDN300mm300mm2000mm)2000mm)，適用溫度范圍為，適用溫度范圍為-20-20450450。乙型平焊法蘭中乙型平焊法蘭中DN DN 2000mm2000mm以下規(guī)格包括在長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭以下規(guī)格包括在長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的規(guī)定范圍之內(nèi)。兩者聯(lián)接尺寸和法蘭厚度一樣。的規(guī)定范圍之內(nèi)。兩者聯(lián)接尺寸和法蘭厚度一樣。DNDN2000mm2000mm以下的乙型平焊法蘭可用軋制長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭代以下的乙型平焊法蘭可用軋制長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭代替，以降低成本。替，以降低成本。平焊與對(duì)焊法蘭

15、都有帶襯環(huán)的與平焊與對(duì)焊法蘭都有帶襯環(huán)的與不帶襯環(huán)的兩種。不帶襯環(huán)的兩種。當(dāng)設(shè)備是由不銹鋼制作時(shí)，采用當(dāng)設(shè)備是由不銹鋼制作時(shí)，采用碳鋼法蘭加不銹鋼襯環(huán)，可以節(jié)碳鋼法蘭加不銹鋼襯環(huán)，可以節(jié)省不銹鋼。省不銹鋼。3 3、公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力、公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力根據(jù)公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)確定法蘭尺寸根據(jù)公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)確定法蘭尺寸壓力容器法蘭公稱(chēng)直徑同壓力容器壓力容器法蘭公稱(chēng)直徑同壓力容器例如例如DN DN 1000mm1000mm的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用DN DN 1000mm1000mm的的壓力容器法蘭。壓力容器法蘭。 法蘭公稱(chēng)壓力：法蘭公稱(chēng)壓力：與最大操作壓力、操

16、作溫度以及材料有關(guān)。與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關(guān)。定義：定義：以以16MnR16MnR在在200200時(shí)的機(jī)械性能為基準(zhǔn)確定法蘭尺時(shí)的機(jī)械性能為基準(zhǔn)確定法蘭尺寸，在寸，在200200時(shí)，它的最大允許操作壓力就認(rèn)為是具有該時(shí)，它的最大允許操作壓力就認(rèn)為是具有該尺寸法蘭的尺寸法蘭的公稱(chēng)壓力公稱(chēng)壓力。公稱(chēng)壓力公稱(chēng)壓力PNPNO.6MPaO.6MPa法蘭，用法蘭，用16MnR16MnR制造的，在制造的，在200200時(shí)，時(shí)，最大允許操作壓力最大允許操作壓力0.6MPa0.6MPa。高于高于200200的最大操作壓力將低于它的公稱(chēng)壓力的最大操作壓力將低于它的公稱(chēng)壓力0.6MPa0.6MPa。低于

17、低于200200仍按仍按200200確定其最高工作壓力。確定其最高工作壓力。材料改為材料改為Q235-AQ235-A，機(jī)械性能比，機(jī)械性能比16MnR16MnR差，公稱(chēng)壓力差，公稱(chēng)壓力PNPN0.6MPa0.6MPa的法蘭，的法蘭，200200操作，最大允許操作壓力也低于操作，最大允許操作壓力也低于公稱(chēng)壓力。公稱(chēng)壓力。材料由材料由16MnR16MnR改為改為15MnVR15MnVR，機(jī)械性能優(yōu)于，機(jī)械性能優(yōu)于16MnR16MnR，公稱(chēng)壓，公稱(chēng)壓力力PNPN0.6MPa0.6MPa的法蘭，在的法蘭，在200200操作時(shí)，最大允許操作壓力操作時(shí)，最大允許操作壓力將高于它的公稱(chēng)壓力。將高于它的公稱(chēng)壓

18、力。只要法蘭的公稱(chēng)直徑、公稱(chēng)壓力確定了，法蘭的尺寸也就確只要法蘭的公稱(chēng)直徑、公稱(chēng)壓力確定了，法蘭的尺寸也就確定了。定了。最大允許工作壓力的確定：最大允許工作壓力的確定：為操作溫度為操作溫度300300，設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)壓力0.6MPa0.6MPa的容器選配法蘭。的容器選配法蘭。材料材料15MnVR15MnVR按公稱(chēng)壓力按公稱(chēng)壓力0.6MPa0.6MPa查取。查取。材料材料20R20R按公稱(chēng)壓力按公稱(chēng)壓力1.0MPa1.0MPa查取尺寸。查取尺寸。課堂作業(yè)：課堂作業(yè)： 管法蘭標(biāo)準(zhǔn)管法蘭標(biāo)準(zhǔn)v 同樣公稱(chēng)直徑的容器法蘭和管法蘭的尺寸不相同，不能互同樣公稱(chēng)直徑的容器法蘭和管法蘭的尺寸不相同，不能互相代用

19、。相代用。v 管法蘭的型式除平焊、對(duì)焊法蘭外，還有鑄鋼法蘭、鑄鐵管法蘭的型式除平焊、對(duì)焊法蘭外，還有鑄鋼法蘭、鑄鐵法蘭、活套法蘭、螺紋法蘭等。法蘭、活套法蘭、螺紋法蘭等。v 管法蘭標(biāo)準(zhǔn)查選方法、步驟與壓力容器法蘭同。管法蘭標(biāo)準(zhǔn)查選方法、步驟與壓力容器法蘭同。 GB9119.7-88GB9119.7-88外，常用標(biāo)準(zhǔn)還有：化工部標(biāo)準(zhǔn)外，常用標(biāo)準(zhǔn)還有：化工部標(biāo)準(zhǔn)HG20592HG20592HG20602-97HG20602-97；中石化標(biāo)準(zhǔn)；中石化標(biāo)準(zhǔn)SH3406-96SH3406-96等。其中化工部標(biāo)準(zhǔn)等。其中化工部標(biāo)準(zhǔn)中分為歐洲體系、美洲體系等，我國(guó)常用的為歐洲體系。中分為歐洲體系、美洲體系等

20、，我國(guó)常用的為歐洲體系。 例例11-111-1：塔身與封頭的法蘭。塔內(nèi)徑：塔身與封頭的法蘭。塔內(nèi)徑1000mm1000mm，操作溫度，操作溫度280280，設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)壓力0.2MPa0.2MPa。Q235-AQ235-A。 根據(jù)操作溫度、設(shè)計(jì)壓力和所用材料，應(yīng)按公稱(chēng)壓力為根據(jù)操作溫度、設(shè)計(jì)壓力和所用材料，應(yīng)按公稱(chēng)壓力為0.6MPa0.6MPa查選尺寸。查選尺寸。壓力不高，直徑不大，表壓力不高，直徑不大，表11-211-2用甲型平焊法蘭、平面密封面，用甲型平焊法蘭、平面密封面，墊片用石棉橡膠板。墊片用石棉橡膠板。法蘭的各部尺寸從附錄表法蘭的各部尺寸從附錄表9 9中查，中查， 聯(lián)接螺栓材料聯(lián)接

21、螺栓材料Q235-AQ235-A，M20M20共共3636個(gè)。個(gè)。思考題：思考題：1. 1.法蘭墊片密封的原理是什么？影響密封的因素有哪些？法蘭墊片密封的原理是什么？影響密封的因素有哪些？2.2.法蘭的型式有哪些？各有什么特點(diǎn)？法蘭的型式有哪些？各有什么特點(diǎn)？3.3.法蘭密封面型式有哪些？各適用什么場(chǎng)合？法蘭密封面型式有哪些？各適用什么場(chǎng)合？4.4.常用的墊片材料有哪些？常用的墊片材料有哪些？作業(yè)作業(yè) ：P224 1P224 1、2 2、3 3概述：概述：容器支座：容器支座：支承容器重量、固定容器位置并使容器在操支承容器重量、固定容器位置并使容器在操作中保持穩(wěn)定。作中保持穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)型式由容器自

22、身的型式?jīng)Q定，分：結(jié)構(gòu)型式由容器自身的型式?jīng)Q定，分：臥式容器支座臥式容器支座立式容器支座立式容器支座球形容器支座球形容器支座第二節(jié)第二節(jié) 容器支座容器支座 鞍式支座鞍式支座 應(yīng)用最廣泛的臥式容器支座。應(yīng)用最廣泛的臥式容器支座。已有標(biāo)準(zhǔn)已有標(biāo)準(zhǔn)JB/T4712-92 JB/T4712-92 鞍式支座鞍式支座，根據(jù)容器公稱(chēng)直徑，根據(jù)容器公稱(chēng)直徑和重量選用。和重量選用。 由橫向筋板、若干軸向筋板和底板焊接而成。在與設(shè)備連由橫向筋板、若干軸向筋板和底板焊接而成。在與設(shè)備連接處，有帶加強(qiáng)墊板和不帶加強(qiáng)墊板兩種結(jié)構(gòu)。接處，有帶加強(qiáng)墊板和不帶加強(qiáng)墊板兩種結(jié)構(gòu)。一、臥式容器的支座一、臥式容器的支座臥式容器的支

23、座有三種：臥式容器的支座有三種：鞍座、圈座、支腿鞍座、圈座、支腿鞍座包角鞍座包角120120或或150150，安放穩(wěn)定。，安放穩(wěn)定。高度高度200200、300300、400400和和500mm500mm。寬度寬度b b根據(jù)容器公稱(chēng)直徑查出。根據(jù)容器公稱(chēng)直徑查出。每種型式鞍座又分為固定式支座（代號(hào)每種型式鞍座又分為固定式支座（代號(hào)F)F)：底板上開(kāi)圓形螺：底板上開(kāi)圓形螺栓孔和滑動(dòng)式支座（栓孔和滑動(dòng)式支座（S) S) ：底座開(kāi)長(zhǎng)圓形螺栓孔（安裝）：底座開(kāi)長(zhǎng)圓形螺栓孔（安裝）鞍座的種類(lèi)與安裝：鞍座的種類(lèi)與安裝：鞍座分為鞍座分為A A型（輕型）和型（輕型）和B B型（重型），重型又分為型（重型），重

24、型又分為BBBB五種型號(hào)。五種型號(hào)。A A型和型和B B型的筋板和底板、墊板等尺寸不同或型的筋板和底板、墊板等尺寸不同或數(shù)量不同。數(shù)量不同。鞍座與筒體端部距離鞍座與筒體端部距離A A確定：確定： 當(dāng)當(dāng)L L/ /D D較大，且無(wú)加強(qiáng)圈，應(yīng)盡量利用封頭對(duì)支座處筒體的較大，且無(wú)加強(qiáng)圈，應(yīng)盡量利用封頭對(duì)支座處筒體的加強(qiáng)作用，取加強(qiáng)作用，取A0.25A0.25D D；當(dāng)筒體的當(dāng)筒體的L L/ /D D較小，較小，d d/ /D D較大，或有加強(qiáng)圈時(shí)，取較大，或有加強(qiáng)圈時(shí)，取A0.2A0.2L L。 圈座圈座 采用圈座的情況：采用圈座的情況： 對(duì)于大直徑薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成嚴(yán)對(duì)于大直

25、徑薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成嚴(yán)重?fù)锨?；重?fù)锨?多于兩個(gè)支承的長(zhǎng)容器。多于兩個(gè)支承的長(zhǎng)容器。除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個(gè)圈座是滑動(dòng)支承的。除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個(gè)圈座是滑動(dòng)支承的。 腿式支座腿式支座 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)支腿支腿連接處造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，只適用于小型設(shè)備連接處造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，只適用于小型設(shè)備（DNDN16001600、L L5m5m）。）。腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參數(shù)等參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參數(shù)等參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4714-JB/T 4714-92 92 腿式支座腿式支座。 二、立式容器的支座二、立式容器的支座立式容器的支座主要有：立式容

26、器的支座主要有：耳式支座耳式支座 支承式支座支承式支座裙式支座裙式支座中、小型直立容器常采用前二種，中、小型直立容器常采用前二種，高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。 耳式支座耳式支座 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)耳座耳座：墊板、筋板和支腳板。：墊板、筋板和支腳板。廣泛用在反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上。廣泛用在反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上。簡(jiǎn)單、輕便，但局部應(yīng)力較大。簡(jiǎn)單、輕便，但局部應(yīng)力較大。當(dāng)設(shè)備較大或器壁較薄應(yīng)加墊板。當(dāng)設(shè)備較大或器壁較薄應(yīng)加墊板。不銹鋼制設(shè)備，用碳鋼作支座，防止合金元素流失，不銹鋼制設(shè)備，用碳鋼作支座，防止合金元素流失，也需加一個(gè)不銹鋼墊板。也需加一個(gè)不銹鋼

27、墊板。已標(biāo)準(zhǔn)化已標(biāo)準(zhǔn)化JB/T 4725-92 JB/T 4725-92 耳式支座耳式支座。該標(biāo)準(zhǔn)分該標(biāo)準(zhǔn)分A A型（短臂）和型（短臂）和B B型（長(zhǎng)臂）（有保溫層或直接放型（長(zhǎng)臂）（有保溫層或直接放在樓板上）在樓板上）每類(lèi)又分帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)每類(lèi)又分帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)耳式支座選用的方法：耳式支座選用的方法：（1 1）估算設(shè)備總重，算每個(gè)支座（按）估算設(shè)備總重，算每個(gè)支座（按2 2個(gè)計(jì)算）的負(fù)荷個(gè)計(jì)算）的負(fù)荷QQ值；值；（2 2）確定支座型式，從表）確定支座型式，從表11-511-5或表或表11-611-6按允許負(fù)荷按允許負(fù)荷QQ允允大于大于實(shí)際負(fù)荷實(shí)際負(fù)荷QQ，選支座。，選支座

28、。 v小型設(shè)備耳式支座，可支承在管子或型鋼制的立柱上。小型設(shè)備耳式支座，可支承在管子或型鋼制的立柱上。v大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土制的基礎(chǔ)上。大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土制的基礎(chǔ)上。 支承式支座支承式支座用鋼管、角鋼、用鋼管、角鋼、槽鋼制作，或用槽鋼制作，或用數(shù)塊鋼板焊成，數(shù)塊鋼板焊成，型式、結(jié)構(gòu)、尺型式、結(jié)構(gòu)、尺寸及材料寸及材料JB/T JB/T 4724-92 4724-92 支承支承式支座式支座。 適用范圍和結(jié)構(gòu)：適用范圍和結(jié)構(gòu)：支承式支座分支承式支座分A A型和型和B B型。型。形式形式支座號(hào)支座號(hào)適用的公稱(chēng)直徑（適用的公稱(chēng)直徑（mmmm）結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征A A1 16

29、6DN800DN8003000 3000 鋼板焊制，鋼板焊制，帶墊板帶墊板B B1 18 8 DN800DN80040004000鋼管焊制，鋼管焊制，帶墊板帶墊板支承式支座的選用：支承式支座的選用：選用見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，尺寸按表選用見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，尺寸按表10-810-8查。查。簡(jiǎn)單輕便簡(jiǎn)單輕便局部應(yīng)力較大，當(dāng)殼體剛度較小、殼體和支座材料差異局部應(yīng)力較大，當(dāng)殼體剛度較小、殼體和支座材料差異或溫度差異較大時(shí)，或殼體需焊后熱處理，應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)或溫度差異較大時(shí)，或殼體需焊后熱處理，應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)板。板。加強(qiáng)板的材料應(yīng)和殼體材料相同或相似。加強(qiáng)板的材料應(yīng)和殼體材料相同或相似。 裙式支座裙式支座塔設(shè)備最常用裙式支座。塔

30、設(shè)備最常用裙式支座。目前還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)。目前還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)。各部分尺寸均需通過(guò)計(jì)算或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)確定。各部分尺寸均需通過(guò)計(jì)算或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)確定。思考題：思考題：1 1、臥式容器和立式容器的支座有哪幾種？、臥式容器和立式容器的支座有哪幾種？2 2、雙鞍座臥式容器支座位置按哪些原則確定？、雙鞍座臥式容器支座位置按哪些原則確定？一、容器的開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)一、容器的開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)容器為什么要開(kāi)孔？容器為什么要開(kāi)孔？工藝、安裝、檢修的要求。工藝、安裝、檢修的要求。開(kāi)孔后，為什么要補(bǔ)強(qiáng)？開(kāi)孔后，為什么要補(bǔ)強(qiáng)？削弱器壁的強(qiáng)度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成削弱器壁的強(qiáng)度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成高應(yīng)力集中區(qū)高應(yīng)力集中區(qū)。第三節(jié)第三節(jié) 容器的開(kāi)孔與附件容器

31、的開(kāi)孔與附件峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超過(guò)材料屈服極限。峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超過(guò)材料屈服極限。局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等, ,為降低峰值應(yīng)力，需要對(duì)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以保證為降低峰值應(yīng)力，需要對(duì)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以保證容器安全運(yùn)行。容器安全運(yùn)行。開(kāi)孔的形狀：開(kāi)孔的形狀：應(yīng)力集中和開(kāi)孔形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度最低。應(yīng)力集中和開(kāi)孔形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度最低。 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)在開(kāi)孔附近區(qū)域增加補(bǔ)強(qiáng)金屬，提高器壁強(qiáng)度，滿(mǎn)在開(kāi)孔附近區(qū)域增加補(bǔ)強(qiáng)金屬，提高器壁強(qiáng)度，滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。容器開(kāi)孔

32、補(bǔ)強(qiáng)的形式分為容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的形式分為整體補(bǔ)強(qiáng)整體補(bǔ)強(qiáng)和和補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 1 1整體補(bǔ)強(qiáng)整體補(bǔ)強(qiáng) 增加整個(gè)殼體的厚度，或用全焊透將厚壁接管或整體補(bǔ)增加整個(gè)殼體的厚度，或用全焊透將厚壁接管或整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件與殼體相焊，降低開(kāi)孔附近的應(yīng)力。強(qiáng)鍛件與殼體相焊，降低開(kāi)孔附近的應(yīng)力。 應(yīng)力集中的局部性，除非制造或結(jié)構(gòu)需要，一般不把整應(yīng)力集中的局部性，除非制造或結(jié)構(gòu)需要，一般不把整個(gè)容器壁加厚。個(gè)容器壁加厚。2 2補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 開(kāi)孔周?chē)N焊一圈鋼板，即補(bǔ)強(qiáng)圈。開(kāi)孔周?chē)N焊一圈鋼板，即補(bǔ)強(qiáng)圈。補(bǔ)強(qiáng)圈與器壁搭接，材料相同，補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)確定，補(bǔ)強(qiáng)圈與器壁搭接，材料相同，補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)確定，或等

33、面積補(bǔ)強(qiáng)?；虻让娣e補(bǔ)強(qiáng)。為方便焊接，外面單面補(bǔ)強(qiáng)。為方便焊接，外面單面補(bǔ)強(qiáng)。檢驗(yàn)緊密性，檢驗(yàn)緊密性，M10M10螺孔通入壓縮空氣。螺孔通入壓縮空氣。 補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍：補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍：GB150GB150用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，規(guī)定：用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，規(guī)定： 鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值s sb b540MPa540MPa； 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于1.51.5d dn n； 殼體名義厚度殼體名義厚度d dn n38mm38mm。 允許開(kāi)孔的范圍允許開(kāi)孔的范圍 筒體及封頭開(kāi)孔最大直徑不允許超過(guò)：筒體及封頭開(kāi)孔最大直徑不允許超過(guò)： （1 1）

34、圓筒圓筒D Di i1500mm1500mm，開(kāi)孔最大直徑，開(kāi)孔最大直徑d d1/21/2D Di i，且，且d d520mm520mm；圓筒；圓筒D Di i1500mm1500mm時(shí)，開(kāi)孔最大直徑時(shí)，開(kāi)孔最大直徑d d1/31/3D Di i，且且d d1000mm1000mm； （2 2） 凸形封頭或球殼的開(kāi)孔最大直徑凸形封頭或球殼的開(kāi)孔最大直徑d d1/21/2D Di i。 （3 3） 錐殼開(kāi)孔最大直徑錐殼開(kāi)孔最大直徑d d1/31/3D Di i，D Di i為開(kāi)孔中心處的錐殼內(nèi)為開(kāi)孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。直徑。 不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑計(jì)算壁厚考慮了焊縫系數(shù)，鋼

35、板規(guī)格，殼體壁厚超過(guò)實(shí)際計(jì)算壁厚考慮了焊縫系數(shù)，鋼板規(guī)格，殼體壁厚超過(guò)實(shí)際強(qiáng)度，最大應(yīng)力值降低，相當(dāng)于容器已被整體加強(qiáng)。強(qiáng)度，最大應(yīng)力值降低，相當(dāng)于容器已被整體加強(qiáng)。且容器開(kāi)孔總有接管相連，其接管多于實(shí)際需要的壁厚也且容器開(kāi)孔總有接管相連，其接管多于實(shí)際需要的壁厚也起補(bǔ)強(qiáng)作用。起補(bǔ)強(qiáng)作用。容器材料有一定塑性?xún)?chǔ)備，允許承受不是十分過(guò)大的局部容器材料有一定塑性?xún)?chǔ)備，允許承受不是十分過(guò)大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。 殼體開(kāi)孔滿(mǎn)足全部條件，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：殼體開(kāi)孔滿(mǎn)足全部條件，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：(1) (1) 設(shè)計(jì)壓力小于或等于設(shè)計(jì)壓

36、力小于或等于2.5MPa2.5MPa；(2) (2) 兩相鄰開(kāi)孔中心的間距兩相鄰開(kāi)孔中心的間距( (對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算) )應(yīng)不小應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；于兩孔直徑之和的兩倍； (3) (3) 殼體名義壁厚大于殼體名義壁厚大于12mm12mm，接管公稱(chēng)外徑小于或等于，接管公稱(chēng)外徑小于或等于80mm80mm；殼體名義壁厚小于或等于；殼體名義壁厚小于或等于12mm 12mm ，接管公稱(chēng)外，接管公稱(chēng)外徑小于或等于徑小于或等于50mm50mm(4) (4) 接管最小壁厚滿(mǎn)足表接管最小壁厚滿(mǎn)足表11-911-9的要求。的要求。 接管公稱(chēng)外徑接管公稱(chēng)外徑2532384548576

37、57689最小壁厚最小壁厚3.54.05.06.0540MPa，全焊透，接管腐蝕裕量，全焊透，接管腐蝕裕量1mm。 二、容器的接口管與凸緣二、容器的接口管與凸緣用于裝置測(cè)量、控制儀表，或連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。用于裝置測(cè)量、控制儀表，或連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。 接口管接口管 焊接設(shè)備的接口管長(zhǎng)度焊接設(shè)備的接口管長(zhǎng)度鑄造設(shè)備接管可與筒體一并鑄出。鑄造設(shè)備接管可與筒體一并鑄出。螺紋管主要用來(lái)接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，陰螺紋或螺紋管主要用來(lái)接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，陰螺紋或陽(yáng)螺紋。陽(yáng)螺紋。 凸緣凸緣接管長(zhǎng)度必須很短時(shí)接管長(zhǎng)度必須很短時(shí)可用凸緣代替可用凸緣代替( (又叫又叫突突出接口出接口) )凸緣本身有加強(qiáng)作用，不需另外補(bǔ)強(qiáng)。凸緣本身有加強(qiáng)作用，不需另外補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中，取出較困難。當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中，取出較困難。凸緣與管道法蘭配用，聯(lián)接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用的管法蘭來(lái)確凸緣與管道法蘭配用，聯(lián)接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用的管法蘭來(lái)確定。定。三、手孔與人孔三、手孔與人孔檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)件。檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)件