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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?

作者:来家小仙女  来源:www.sh-ces.com  更新时间:2020-07-09 18:51:30  点击次数:

  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》。

  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q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q=120°或q=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,设计时取A≤0.5Rm(Rm为筒体的平均半径)。

  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:

  立式容器支座

  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。

  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。

  法兰连接

  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。

  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

  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。

  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

  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)接管小壁厚满足下表的要求;

  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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