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壓力容器支座和人孔(手孔)等零部件的那些事,你都知道嗎?

作者:來家小仙女  來源:www.astrominimix.com  更新時間:2020-07-09 18:51:30  點擊次數:

  容器支座

  作用:用來支撐容器的重量,並將其固定在需要的位置上。另外,支座還要承受操作時設備的振動,地震力及風載荷等。

  型式:按容器的型式,支座可分為臥式容器支座、立式容器支座和球形容器支座。

  臥式容器支座

  有鞍座、圈座和腿式支座,其中鞍式支座應用廣(常見的臥式容器和熱交換器)。

  對於大型薄壁容器和真空容器,為了增加筒體的剛度而采用圈座;對於重量不大的小型臥式容器,可采用支腿。

  1.鞍式支座的結構

  鞍座的結構由橫向直立筋板(腹板)、軸向直立筋板和墊板焊接而成,在與筒體接觸處,有帶加強墊板和不帶加強墊板兩種結構。有關要求見國家標準。JB/T4712.1《鞍式支座》。

  2.鞍座形式的選擇

  根據底板上的螺栓孔形狀不同,將鞍座分為F型(固定支座,螺栓孔為圓形)和S型(活動支座——活動支座的螺栓孔采用長圓孔,孔的長軸與容器的軸線平行),兩種支座除螺栓孔外,各部分尺寸相同。在一台容器上,總是將F型和S型配對使用。一般,將F型支座放在容器較重的一端。活動支座的地腳螺栓采用雙螺母緊固,第一個螺母擰緊後應倒退一圈,然後用第二個螺母鎖緊,以便能使鞍座在基礎麵上自由滑動。

  設計時按標準選用支座,然後根據標準的規定計算容器支座截麵、跨中截麵和鞍座腹板中的應力,然後對筒體和鞍座進行強度校核。

  3.鞍座包角q的選擇:

  增大包角可減小鞍座包角處容器壁內的應力,但鞍座也變得笨重,一般取q=120°或q=150°。

  4.支座的數目和位置

  從力學角度出發,為了減小筒體中的彎曲應力,支座宜多為好。但實際上臥式容器支座一般采用雙支座支承。原因是采用三個以上支座時,往往由於基礎的不均勻沉陷,導致各支承麵水平高度不同;另外,容器的不圓、不直和受力後的變形不同等很多因素,都會使各支點的支反力無法均勻分配,有時反而會導致殼體局部應力增大。

  鞍式支座的位置可如下設置

  為使梁跨中截麵和支承截麵處的彎矩大致相等,設計時通常取A=0.2L。

  由於封頭剛性較大對筒體有局部加強作用,為利用此點,設計時取A≤0.5Rm(Rm為筒體的平均半徑)。

  如果鞍座設置不當,由於筒體剛性不足,可導致鞍座上部的筒體產生局部變形,出現“扁塌”現象。(這也是內壓筒體失穩的一種情況)。

  補充:圈座和支承式支座(支腿)

  圈座的適用範圍:因自身重量而可能在支座處造成較大變形的薄壁容器,某些外壓或真空容器,多於兩個支座的長容器。

  支腿容易在與容器連接處產生局部應力,隻用於小型容器。

  圈式支座和支腿的結構如下:

  立式容器支座

  1.耳式支座(耳座)

  由兩塊筋板和一塊支腳板焊接而成。該支座結構簡單,製造方便,但在與支座連接處的容器壁處存在較大的局部應力。故對於直徑較大或器壁較薄的設備,應在支座與器壁間加一塊墊板。廣泛用於中、小型之力設備的支撐。

  對於不鏽鋼容器,一般要加一塊不鏽鋼墊板,以防碳鋼與不鏽鋼直接焊接使殼體焊縫處的耐腐蝕能力降低。

  2.支承式支座

  通常作為高度不大的直立設備的支承(H0≤10m,L/DN≤5),支座焊在設備的下部封頭上。圖14-9。

  其型式也有加墊板和無墊板兩種,與封頭接觸處要求與封頭外形尺寸相吻合。

  3.腿式支座

  由支柱、墊板、蓋板(可防止雨水等對支腳或焊縫的侵蝕)和底板組成。圖14-7。支柱采用角鋼或鋼管製作,支座與容器的連接位於筒體的下側(一般直接焊在筒體或筒體的加強板上)。通常用於小型直立設備的支承。(H0≤5m,DN=400~1600,L/DN≤5)

  注意:

  (1)耳式、支承式、腿式支座的個數一般為2~4個。

  (2)設計時,根據設備的公稱直徑DN和設備的重量按相應的標準選取相應型號的支座。

  容器開孔與補強

  容器的開孔與接管

  為滿足工藝和結構的需要,容器和設備上要開孔。包括物料進出口、測量和控製點接管、視鏡、人孔、手孔、安全泄放口等。

  1.接口管

  這類接口常用法蘭於外管路連接,直徑較小的接管可用螺紋連接。

  法蘭連接

  螺紋連接

  2.視鏡(HGJ501~502-86)

  用來觀察設備內部的情況,應成對使用。

  不帶頸視鏡(左)和帶頸視鏡(右)

  3.人孔和手孔:

  為了設備內件的檢修和裝拆。

  人孔:HG21515~21527

  手孔:HG21528~21535

  DN>1000時應至少開一個人孔,若L≥6m應開兩個;

  DN=500~1000,應開一個人孔或兩個手孔;

  DN=300~500,應開兩個手孔;

  圓形人孔的公稱直徑為400、450、500、600。手孔的公稱直徑為150、250。

  開孔補強

  開孔對殼體強度的影響:

  使殼體承受壓力載荷的麵積減小。

  由於器壁結構的連續性受到破壞,在孔邊會產生類似於邊緣應力的應力集中。

  因此對開孔要考慮補強。

  1.補強結構

  局部補強結構

  補強圈補強:中低壓容器中常用,但有限製:

  (1)鋼材的σb≤540MPa;

  (2)補強圈厚度≤1.5δn;

  (3)殼體的名義厚度δn≤38mm。

  接管補強(厚壁管補強):結構簡單,補強麵積集中,能有效降低應力集中係數。

  鍛件補強:補強效果好,但製造麻煩。常用於高壓容器。

  對於一些直徑較小的開孔可不另行補強。

  2.允許不另行補強的開孔直徑

  同時滿足下列要求的開孔,可不另行補強。

  (1)設計壓力p≤2.5MPa;

  (2)兩相鄰開孔中心距不小於兩孔直徑之和的兩倍;

  (3)接管公稱外徑do≤89mm;

  (4)接管小壁厚滿足下表的要求;

  注:

  (1)鋼材的標準抗拉強度下限值大於540MPa時,接管與殼體的連接宜采用全焊透的結構型式

  (2)接管的腐蝕裕量為1mm。

  3.允許的開孔直徑範圍

  圓筒上:

  Di≤1500時,dmax≤Di/2,且dmax≤520;

  Di>1500時,dmax≤Di/3,且dmax≤1000;

  凸形封頭和球殼上:

  dmax≤Di/2;

  錐形封頭:

  dmax≤Di/3,Di為開孔中心處的錐殼內直徑。(dmax為接管內直徑加上2倍厚度附加量)

  器壁上開橢圓孔時,其長軸與短軸之比應不大於2。

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