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压力容器支座和人孔(手孔)等零部件的那些事,你都知道吗?

浏览次数: 发布日期:2020-02-17 14:35

列管式冷凝器搅拌式反应釜专业生产厂家无锡天骥化工设备2020年2月17日讯  昨天大家已经科普了法兰的有关常识,今天大家继续说说支座和人孔(手孔)等零部件的那些事。

 

 
 
容器支座
 

 

 

作用:用来支撑容器的重量,并将其固定在需要的位置上。另外,支座还要承受操作时设备的振动,地震力及风载荷等。

 

型式:按容器的型式,支座可分为卧式容器支座 、立式容器支座和球形容器支座。

 

卧式容器支座
 

 

有鞍座、圈座和腿式支座,其中鞍式支座应用最广(常见的卧式容器和热交换器)。

 

对于大型薄壁容器和真空容器,为了增加筒体的刚度而采用圈座;对于重量不大的小型卧式容器,可采用支腿。

 

1. 鞍式支座的结构

 

鞍座的结构由横向直立筋板(腹板)、轴向直立筋板和垫板焊接而成,在与筒体接触处,有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。有关要求见国家标准。JB/T4712.1《鞍式支座》。

 

 

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2.  鞍座形式的选择

 

根据底板上的螺栓孔形状不同,将鞍座分为F型(固定支座,螺栓孔为圆形)和S型(活动支座——活动支座的螺栓孔采用长圆孔,孔的长轴与容器的轴线平行),两种支座除螺栓孔外,各部分尺寸相同。在一台容器上,总是将F型和S型配对使用。一般,将F型支座放在容器较重的一端。活动支座的地脚螺栓采用双螺母紧固,第一个螺母拧紧后应倒退一圈,然后用第二个螺母锁紧,以便能使鞍座在基础面上自由滑动。

 

设计时按标准选用支座,然后根据标准的规定计算容器支座截面、跨中截面和鞍座腹板中的应力,然后对筒体和鞍座进行强度校核。

 

3. 鞍座包角?的选择:

 

增大包角可减小鞍座包角处容器壁内的应力,但鞍座也变得笨重,一般取?=120° 或?=150 °。

 

4. 支座的数目和位置

 

从力学角度出发,为了减小筒体中的弯曲应力,支座宜多为好。但实际上卧式容器支座一般采用双支座支承。原因是采用三个以上支座时,往往由于基础的不均匀沉陷,导致各支承面水平高度不同;另外,容器的不圆、不直和受力后的变形不同等很多因素,都会使各支点的支反力无法均匀分配,有时反而会导致壳体局部应力增大。

 

鞍式支座的位置可如下设置

 

 

为使梁跨中截面和支承截面处的弯矩大致相等,设计时通常取A=0.2L。

 

由于封头刚性较大对筒体有局部加强作用,为利用此点,设计时最好取A≤0.5Rm(Rm为筒体的平均半径)。

 

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如果鞍座设置不当,由于筒体刚性不足,可导致鞍座上部的筒体产生局部变形,出现“扁塌”现象。(这也是内压筒体失稳的一种情况)。

 

 

补充:圈座和支承式支座(支腿)

圈座的适用范围:因自身重量而可能在支座处造成较大变形的薄壁容器,某些外压或真空容器,多于两个支座的长容器。

支腿容易在与容器连接处产生局部应力,只用于小型容器。

 

 

 

圈式支座和支腿的结构如下:

 

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立式容器支座
 

 

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1. 耳式支座(耳座)

 

由两块筋板和一块支脚板焊接而成。该支座结构简单,制造方便,但在与支座连接处的容器壁处存在较大的局部应力。故对于直径较大或器壁较薄的设备,应在支座与器壁间加一块垫板。广泛用于中、小型之力设备的支撑。

 

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对于不锈钢容器,一般要加一块不锈钢垫板,以防碳钢与不锈钢直接焊接使壳体焊缝处的耐腐蚀能力降低。

 

2. 支承式支座

 

通常作为高度不大的直立设备的支承(H0≤10m,L/DN ≤5) ,支座焊在设备的下部封头上。图14-9。

其型式也有加垫板和无垫板两种,与封头接触处要求与封头外形尺寸相吻合。

 

3. 腿式支座

    

由支柱、垫板、盖板(可防止雨水等对支脚或焊缝的侵蚀)和底板组成。图14-7。支柱采用角钢或钢管制作,支座与容器的连接位于筒体的下侧(一般直接焊在筒体或筒体的加强板上)。通常用于小型直立设备的支承。 (H0≤5m, DN =400~1600, L/DN ≤5) 

 

注意:

(1)耳式、支承式、腿式支座的个数一般为2~4个。

(2)设计时,根据设备的公称直径 DN和设备的重量按相应的标准选取相应型号的支座。

 

 

 
 

容器开孔与补强

 

 

容器的开孔与接管
 

 

为满足工艺和结构的需要,容器和设备上要开孔。包括物料进出口、测量和控制点接管、视镜、人孔、手孔、安全泄放口等。

 

1. 接口管

 

这类接口常用法兰于外管路连接,直径较小的接管可用螺纹连接。

 

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法兰连接

 

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螺纹连接

 

2. 视镜(HGJ501~502-86)

 

用来观察设备内部的情况,应成对使用。

 

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不带颈视镜(左)和带颈视镜(右)

 

 

3. 人孔和手孔:

 

为了设备内件的检修和装拆。

人孔 :HG21515~21527

手孔 :HG21528~21535

 

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DN>1000时应至少开一个人孔,若L≥6m应开两个; 

DN=500~1000,应开一个人孔或两个手孔; 

DN=300~500,应开两个手孔;

 

圆形人孔的公称直径为400、450、500、600。手孔的公称直径为150、250。

 

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开孔补强
 
 

 

开孔对壳体强度的影响:

 

 

使壳体承受压力载荷的面积减小。

 

由于器壁结构的连续性受到破坏,在孔边会产生类似于边缘应力的应力集中。

 

因此对开孔要考虑补强。

 

 

1. 补强结构

 

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局部补强结构

 

补强圈补强:中低压容器中常用,但有限制:

(1)钢材的σb≤540MPa;

(2)补强圈厚度≤1.5δn;

(3)壳体的名义厚度δn ≤38mm。

 

 

 

接管补强(厚壁管补强):结构简单,补强面积集中,能有效降低应力集中系数。

 

锻件补强:补强效果最好,但制造麻烦。常用于高压容器。

 

对于一些直径较小的开孔可不另行补强。

 

 

2. 允许不另行补强的最大开孔直径

 

同时满足下列要求的开孔,可不另行补强。

(1)设计压力p ≤2.5MPa;

(2)两相邻开孔中心距不小于两孔直径之和的两倍;

(3)接管公称外径do≤89mm;

(4)接管最小壁厚满足下表的要求;

 

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注:

(1)钢材的标准抗拉强度下限值大于540MPa时,接管与壳体的连接宜采用全焊透的结构型式

(2) 接管的腐蚀裕量为1mm。

 

3. 允许的开孔直径范围

圆筒上:

Di ≤1500时,dmax ≤ Di/2,且dmax ≤520;

Di >1500时,dmax ≤ Di/3,且dmax ≤1000;

 

凸形封头和球壳上:

dmax ≤ Di/2;

 

锥形封头:

dmax ≤ Di/3, Di为开孔中心处的锥壳内直径。( dmax为接管内直径加上2倍厚度附加量)

 

器壁上开椭圆孔时,其长轴与短轴之比应不大于2。

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