1、過程裝備通用零部件南京工業(yè)大學(xué)過程裝備與操縱工程研究所 董金善 壓力容器（過程裝備)零部件是容器不可缺少的組成部分。壓力容器特定的操作條件不僅要求其主體必須滿足設(shè)計要求，而且零部件也應(yīng)符合結(jié)構(gòu)、材料、性能等方面的要求。作為受壓元件的零部件,如同殼體一樣,應(yīng)納入質(zhì)量治理與保證的監(jiān)控范圍。因此能否按照要求合理地選用各零部件,對壓力容器的整體質(zhì)量和確保安全使用有著十分重要的意義。 為了便于組織生產(chǎn)，降低成本，利于互換，我國各有關(guān)部門對壓力容器零部件進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化和系列化工作,并制定了國家標(biāo)準(zhǔn)和滿足行業(yè)特點的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高曾多次修定,目前已日臻完善。 壓力容器零部件種類專門

2、多，涉及面較廣,但總體能夠分為兩類:1通用零部件。如筒體、封頭、法蘭、支座、人孔與手孔、安全附件等。各種典型化工設(shè)備零部件。包括攪拌器、機(jī)械密封、填料密封、管板、塔盤等。一、 筒體.鋼制焊接壓力容器的筒體按GB091988壓力容器公稱直徑,筒體用鋼板卷制時，容器公稱直徑按表1規(guī)定，此公稱直徑指筒體的內(nèi)徑。表1- 壓力容器公稱直徑 m300350045000550606507500901001001200304010060070180190020000020230240025002600280030032003403600380040020400460480000050 12鋼管作筒體鋼管作筒體

3、的容器,公稱直徑按表1-2規(guī)定，此公稱直徑系指鋼管的外徑。 表-2 m159219273325377426 二、 封頭在中、低壓壓力容器中，與筒體焊接連接而不可拆的端部結(jié)構(gòu)稱為封頭,與筒體以法蘭等連接的可拆端部結(jié)構(gòu)稱為端蓋。通常所講的封頭則包含了封頭和端蓋兩種連接形式在內(nèi)。壓力容器的封頭或端蓋,按其形狀能夠分為三類,即凸形封頭、錐形封頭和平板封頭。凸形封頭包括:半球形,橢圓形，碟形和球冠形其中平板封頭在壓力容器中除用做人孔及手孔的蓋板以外，其他專門少采納；凸形封頭是壓力容器中廣泛采納的封頭結(jié)構(gòu)形式；錐形封頭則只用于某些專門用途的容器。JB/T4746-002鋼制壓力容器用封頭封頭 A10001

4、0 BT76-2002 內(nèi)徑為基準(zhǔn)的橢圓形封頭封頭 HB273 JBT446202 外徑為基準(zhǔn)的橢圓形封頭封頭 DA4020 JB/720 r=015i的碟形封頭封頭DHB24000 JB/T76-2002 r=.1D的碟形封頭封頭 CH10008 JB/T47202 =30的無折邊錐形封頭封頭CB08 B/T4746202 =45的無折邊錐形封頭封頭CH10008 JB/T462002 =60的帶折邊錐形封頭封頭PSH10008 JB/T74-200 球冠形封頭三、法 蘭 法蘭連接要緊優(yōu)點是密封可靠、強(qiáng)度足夠及應(yīng)用廣泛。缺點是不能快速拆卸、制造成本較高。法蘭分類法蘭分類要緊有以下方法: 1按

5、其被連接的部件分為管法蘭和容器法蘭。 2按法蘭接觸面的寬窄可分為窄面法蘭和寬面法蘭。 a寬面法蘭是指墊片接觸面分布于法蘭螺栓中心圓內(nèi)外兩側(cè)的法蘭連接，一般用于壓力專門低場合。 b窄面法蘭是指墊片接觸面位于法蘭螺栓孔包圍的圓周內(nèi)的法蘭連接。3按整體性程度分為整體法蘭、松式法蘭和任意式法蘭。 整體法蘭：指法蘭環(huán)、頸部及圓筒三者有效地連接成一整體的法蘭，共同承受法蘭力矩的作用。 b松式法蘭:指法蘭與圓筒未能有效地連接成一整體的法蘭，計算中認(rèn)為法蘭力矩完全由法蘭環(huán)本身來承擔(dān)。典型松式法蘭有活套法蘭。 任意式法蘭：指整體性程度介于上述二者間的法蘭。其圓筒與法蘭環(huán)雖未形成一整體結(jié)構(gòu)，但可作為一個接構(gòu)元件，

6、共同承受法蘭力矩。法蘭連接設(shè)計法蘭連接設(shè)計分為三部分：墊片設(shè)計、螺栓設(shè)計和法蘭設(shè)計。a 墊片設(shè)計:應(yīng)依照設(shè)計條件和使用介質(zhì)，選定適當(dāng)墊片種類、材質(zhì)、并確定墊片尺寸(內(nèi)徑和外徑)，以此計算預(yù)緊和操作狀態(tài)下壓緊力。螺栓設(shè)計：在選用適當(dāng)螺栓材料基礎(chǔ)上,依照墊片所需壓緊力分不計算螺栓面積，取大者作計算面積，實際螺栓面積應(yīng)不小于計算面積。螺栓設(shè)計的關(guān)鍵是須確定一盡可能小螺栓中心圓直徑,通過試算合適螺栓規(guī)格和數(shù)量進(jìn)行。c法蘭設(shè)計。墊片強(qiáng)制密封有兩個條件:預(yù)緊密封條件和操作密封條件。法蘭連接在形成預(yù)緊密封條件時,墊圈單位面積上的壓緊力稱為墊片的密封比壓力,用表示。墊片材料越硬,y越高。法蘭連接在形成操作密封

7、條件時,墊圈單位面積上的壓緊力與其內(nèi)壓力的比值，稱為墊片系數(shù),用m表示。隨墊片硬度增大而增大。密封面要緊依照工藝條件、密封口徑以及墊片等進(jìn)行選擇。形式有:全平面(F)、突面(RF）、凹凸面（MFM）、榫槽面（TG)及環(huán)連接面（或稱梯型槽)(J)等；其中以突面、凹凸面、榫槽面最為常用。圖3-1 各密封面結(jié)構(gòu)簡介突面法蘭密封面具有結(jié)構(gòu)簡單，加工方便,且便于進(jìn)行防腐襯里等的優(yōu)點,由于這種密封面和墊片的接觸面積較大，如預(yù)緊不當(dāng)，墊片易被擠出密封面。也不宜壓緊,密封性能較差，適用于壓力不高的場合，一般使用在PN2.5MPa的壓力下。凹凸面法蘭密封面相配的兩個法蘭結(jié)合面是一個凹面和一個凸面。安裝時易于對中

8、，能有效地防止墊片被擠出密封面，密封效果優(yōu)于平面密封。榫槽面法蘭密封面相配的兩個法蘭結(jié)合面是一個榫面和一個槽面。密封面更窄。由于受槽面的阻擋,墊片可不能被擠出壓緊面,且少受介質(zhì)的沖刷和腐蝕。安裝時易于對中,墊片受力均勻，密封可靠，適用于易燃、易爆和有毒介質(zhì)的運(yùn)用。只是由于墊片專門窄,更換時較為困難。法蘭強(qiáng)度校核(G1509997)軸向應(yīng)力：對整體法蘭(除圖9-1（c)、（g）外）：H1ft與25nt小值。f是法蘭材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力,nt是殼體或接管材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力。 對按整體法蘭計算的任意法蘭及圖1（g）所示的整體法蘭:H1.5t與1.5t小值。對圖9-1（c)所示的整體法蘭

9、：H1.5ft2.環(huán)向應(yīng)力：Tft.徑向應(yīng)力:Rf4組合應(yīng)力：HT2f及H+Rf5剪應(yīng)力：在預(yù)緊和操作兩種狀態(tài)下的剪應(yīng)分不小于或等于翻邊（或圓筒）材料在常和氣設(shè)計溫度下許用應(yīng)力的0.8倍。圖32(一）、壓力容器法蘭JB470 47200壓力容器法蘭 包括：法蘭、墊片及等長雙頭螺柱等8個標(biāo)準(zhǔn)。其中法蘭分三種：甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭及長頸法蘭。標(biāo)準(zhǔn)適用范圍:公稱壓力0.2MPa至6.4 MPa,工作溫度-7至0的碳鋼、低合金鋼制壓力容器法蘭。標(biāo)準(zhǔn)中甲、乙型法蘭是以板材1Mn，工作溫度為200時的最大同意工作壓力為公稱壓力作基準(zhǔn)；長頸法蘭是以鍛材16Mn，工作溫度為0時的最大同意工作壓力為公稱壓

10、力作基準(zhǔn)。在同一公稱壓力下,溫度升高或降低,同意的工作壓力能夠相應(yīng)地降低或提高;若溫度不變而所選的材料不同，則同意的工作壓力也不同。 甲、乙型法蘭的比較甲型法蘭,特不是當(dāng)與其相連接圓筒較薄時,由于在圓筒與法蘭環(huán)焊縫上存在專門高的軸向應(yīng)力H,為降低其應(yīng)力,通常可采取兩種處理方法:(1）增加法蘭厚度。由于法蘭厚度對的作用并不明顯,因此往往需要增加較大的法蘭厚度才能使H的滿足要求。計算表明，此法效果不明顯。（2)增加圓筒和焊縫厚度(此結(jié)構(gòu)類似乙型法蘭設(shè)計結(jié)構(gòu))。可明顯降低H值。乙型法蘭較甲型法蘭有較大強(qiáng)度優(yōu)勢,乙型法蘭的使用范圍比甲型法蘭擴(kuò)大了許多。 (2)乙型法蘭與長頸對焊法蘭比較 乙型法蘭由于直

11、接加大了圓筒及錐頸的尺寸，對降低H起著積極的作用，H的最大值往往發(fā)生于錐頸的小端端面上。為有效地降低此起比操縱作用的小端H，更為直接的方法是拉開小端與大端距離，即加長錐頸的長度,使H在錐頸上有較大的衰減，使H滿足許用應(yīng)力要求。 關(guān)于平焊法蘭來講,其錐頸長度取決于焊縫高度。由于焊縫高度是有限的，這就限制了較大地降低小端H的可能。而鍛制法蘭可具有較大的錐頸，從而有效地降低其小端。長頸法蘭較乙型法蘭有較大強(qiáng)度優(yōu)勢,長頸法蘭的使用壓力等級及尺寸范圍比乙型法蘭大。(3)錐頸及法蘭環(huán)尺寸對法蘭應(yīng)力阻礙錐頸及法蘭環(huán)尺寸對法蘭三項要緊應(yīng)力H(軸向應(yīng)力）、R（徑向應(yīng)力)、T（環(huán)向應(yīng)力）的阻礙關(guān)系較為復(fù)雜。增加錐

12、頸尺寸，能夠明顯降低H,(阻礙較小）,。增加法蘭環(huán)厚度，能夠明顯降低R,H（阻礙較小),對阻礙更小，且作用效果并不確信。由此可見：法蘭設(shè)計中H過大或過小時,應(yīng)調(diào)整錐頸尺寸；法蘭設(shè)計中過大或過小時，應(yīng)調(diào)整法蘭環(huán)厚度尺寸；法蘭設(shè)計中T過大或過小時，應(yīng)調(diào)整錐頸尺寸。以上依照法蘭不同應(yīng)力的情況，分不調(diào)整“頸”和“環(huán)”的做法。法蘭設(shè)計優(yōu)化原則：法蘭設(shè)計應(yīng)使各項應(yīng)力分不接近材料許用應(yīng)力值,即結(jié)構(gòu)材料在各個方向的強(qiáng)度都得到較充分的發(fā)揮。(）法蘭設(shè)計時，須注意以下二點：外壓法蘭與內(nèi)壓法蘭其他設(shè)計條件相同時，外壓法蘭所需螺栓面積較小，法蘭力矩值小,法蘭厚度小。因此一般外壓法蘭能夠按同等壓力的內(nèi)壓法蘭選用是安全的

13、。寬面法蘭與窄面法蘭寬面法蘭壓緊面積大，特不在操作狀態(tài)下所需的螺栓載荷較大，因此所需螺栓面積較大，同等設(shè)計條件下，寬面法蘭所需螺栓面積是窄面法蘭的數(shù)倍；寬面法蘭計算模型將法蘭作為沿寬度視作一簡支梁考慮，窄面法蘭將法蘭環(huán)作為沿圓周均布作用力矩的環(huán)板考慮，而寬面法蘭受力較好，因此法蘭較薄。然而由于在壓力較高的場合下,螺栓太多會發(fā)生布置困難或螺栓中心圓直徑太大，法蘭徑向尺寸極不緊湊。另外寬面法蘭密封效果不行。因此一般用于壓力專門低場合。()法蘭類型與墊片、螺柱、螺母材料匹配墊片是整個法蘭連接的基礎(chǔ)。墊片材質(zhì)和型式?jīng)Q定了所需配置螺柱及螺母的要求，同時也直接阻礙到法蘭結(jié)構(gòu)的型式及其所需強(qiáng)度尺寸。甲型平焊

14、法蘭一般采納鋼板制作,由于其最大厚度有限，因此只能適用于低壓情況,為此只宜配用軟墊片,如石棉橡膠板，匹配螺柱螺母材料均為Q235-A。 關(guān)于乙型平焊法蘭和長頸對焊法蘭標(biāo)準(zhǔn)中，對P1P的情況下，采納軟墊片所需螺栓載荷較小,因此配置螺柱材料為3鋼等；對PN1MPa的情況下，由于螺栓載荷逐步變成受操作壓力操縱。壓緊墊片所需螺栓載荷相對為平衡內(nèi)壓軸向力所需的螺栓載荷為小(尤其在大規(guī)格直徑螺栓規(guī)格時），因此采納不同墊片時,它們螺栓載荷相差不專門大,標(biāo)準(zhǔn)中同意采納相同的螺柱配置并以要求較大螺栓載荷的墊片進(jìn)行考慮,螺柱材料為0MnB或40C等，可供匹配墊片包括石棉橡膠板、纏繞墊和包墊。關(guān)于高應(yīng)力和較大直徑規(guī)

15、格的法蘭,由于所需螺栓載荷專門大,因此采納了高強(qiáng)度的螺柱材料：40nV 和35Cr oA,以保證法蘭有較緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，受力合理，同意匹配的材料包括上述三種。(6)法蘭腐蝕裕量依照標(biāo)準(zhǔn)法蘭長期使用經(jīng)驗,能夠認(rèn)為本標(biāo)準(zhǔn)能適應(yīng)2 mm的腐蝕裕量。關(guān)于乙型法蘭,當(dāng)法蘭材料對使用介質(zhì)的腐蝕裕量超過2 mm小于3mm 時，應(yīng)加厚短節(jié)2 mm。長頸對焊法蘭的適用腐蝕裕量不大于 m。(7)對法蘭材料的要求乙型平焊法蘭的強(qiáng)度是按整體法蘭進(jìn)行考慮的，短節(jié)材料不僅應(yīng)具有良好的焊接性，而且直接阻礙到法蘭強(qiáng)度,乙型法蘭短節(jié)的材料及其制造、檢驗和驗收等方面要求與對接的圓筒相同。對法蘭材料進(jìn)行正火或完全退火的目的是細(xì)化晶

16、粒,改善韌性。參照ASMEVIII 和B15，對MnVR鋼板和厚度大于5mm的0R、16MR鋼板制作的法蘭及長頸對焊法蘭（軋制和鍛制）提出了正火狀態(tài)下的使用要求。法蘭短節(jié)材料應(yīng)與法蘭材料相同。如不相同,其強(qiáng)度級不應(yīng)不低于法蘭材料,且應(yīng)與法蘭材料間有良好的焊接性，并在圖樣名細(xì)欄中注明。短節(jié)長度同意加長，加長后,法蘭厚度與總高度H均在法蘭標(biāo)記中標(biāo)明。法蘭襯環(huán)材料由設(shè)計者決定。(8)法蘭焊縫檢測要求法蘭的拼接焊縫須經(jīng)百分之百射線或超聲檢測。對長頸法蘭,當(dāng)工作壓力大于或等于0.8倍本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的最大同意工作壓力時,法蘭與圓筒的對接焊縫必須進(jìn)行00射線或超聲檢測，檢測方法按JB430。射線檢測級合格,超

17、聲波檢測級合格。當(dāng)法蘭所在容器圖樣對容器殼體的檢測要求未能滿足上述要求時,則該要求應(yīng)在圖樣中標(biāo)明。對甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭，法蘭與圓筒或短節(jié)間的連接焊縫應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測，檢測方法按J73，I級合格。(9)法蘭頸部削薄要求乙型平焊法蘭的短節(jié)厚度或長頸對焊法蘭的直邊厚度與其相連接的圓筒厚度不等時:若圓筒厚度不大于10 m,且與短節(jié)或長頸直邊厚度差超過 m;若圓筒厚度大于10 mm,且與短節(jié)或長頸直邊厚度差大于筒體厚度0或超過5 m時,乙型平焊法蘭應(yīng)按斜率1:3、長頸對焊法蘭按標(biāo)準(zhǔn)中圖2.1虛線削薄,或者在對接焊縫的筒體端按標(biāo)準(zhǔn)中圖2堆焊過渡。圖-3 法蘭直邊段削薄問題的處理: 按理論計算要

18、求；對接圓筒厚度應(yīng)與法蘭直邊段保持等厚，且圓筒應(yīng)有足夠的長度(DiS).5，其中D一圓筒直徑，S一圓筒厚度). 法蘭直邊厚度通常比圓筒厚度要大,因此出現(xiàn)不等厚的連接情況.采取以下處理方法：本標(biāo)準(zhǔn)同意對法蘭直邊段作有限制的削薄,而后直接與圓筒對接,標(biāo)準(zhǔn)對“對接圓筒”的最小厚度作了規(guī)定與長頸法蘭相連接的圓筒厚度應(yīng)不小于JBT703中規(guī)定的對接筒體最小0,且筒節(jié)長度不小于（0)0。5。當(dāng)對接圓筒厚度小于最小對接圓筒厚度0時,應(yīng)按JB/4703中的表三要求,調(diào)整法蘭總高度H(其他尺寸不變）,并連同法蘭厚度在標(biāo)記中標(biāo)明 (10） 非金屬軟墊片(JB/T472000)、纏繞墊片（JB/T7052000）、

19、金屬包墊片(B/470-000） (1)墊片的尺寸公差墊片的尺寸公差大小不僅對墊片的安裝有阻礙， 對密封性能也有一定阻礙.本標(biāo)準(zhǔn)尺寸公差與JBT704-2規(guī)定中相同 (A2）本標(biāo)準(zhǔn)中纏繞墊的三種形式： 關(guān)于突密封面，墊片應(yīng)帶外加強(qiáng)環(huán)或帶內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán)； 關(guān)于凹凸密封面,墊片應(yīng)帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)； 對榫槽密封面，選用差不多型的墊片。 （1）壓力容器用等長雙頭螺柱 (B)為了滿足不同使用工況及使用場合的要求，給使用者更大地靈活性,并遵照GBl0鋼制壓力容器中的規(guī)定，結(jié)合實際情況，共列入了七種材料.Q235-A按GT70的規(guī)定；3按GB/699的規(guī)定,應(yīng)在正火狀態(tài)下使用;40MnB、40MnB、40C、5CM

20、oA、2rMoVA按/T3077的規(guī)定,并需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。 （B2） 按照無螺紋部分直徑d2的大小的不同,將螺柱分為A型、型兩種。A型螺柱要緊是為了滿足優(yōu)先選用滾制螺柱的要求;B型螺柱選用于溫度較高的場合,如各種型式熱交換器的大法蘭螺柱。（B3) 螺柱材料用于使用溫度低于-20的螺柱及螺母材料5CO,應(yīng)進(jìn)行使用溫度下的低溫沖擊實驗。使用溫度低于或等于0至大于20的螺柱及螺母材料40B、0MnVB應(yīng)進(jìn)行使用溫度下的沖擊實驗。沖擊實驗按B/T2的規(guī)定,沖擊功AKV7J。（二)、管法蘭 3時，K=0.83 ;n 支座數(shù)量；P水平力，P=max（e2 P, Pw)當(dāng)容器高徑比不大于,且總高度H不大于10

21、m時,e、P可按下式計算,超出此范圍的容器本標(biāo)準(zhǔn)不推舉使用耳座。P(水平地震力） mg a-地震系數(shù)，對，8,度地震分不取.08(0.2)、.16(.24）、0.32。 Pw（水平風(fēng)載荷)1.2i1qDH0 D-容器外徑，有保溫層時取保溫層外徑;fi-風(fēng)壓高度變化系數(shù);設(shè)備質(zhì)心所在高度10 m，fi=1;15 ,1.14;0 m，fi=.2q0-0米高度處的差不多風(fēng)壓值, 2；H0-容器總高度;-水平力作用點至底板距離;Se-偏心距;D支座安裝尺寸(螺栓分布圓直徑）。 按,選取相應(yīng)的支座。校核,若不符合則應(yīng)選取大一號的支座或增加支座數(shù)量。 由于支反力Q對容器器壁作用一外力矩M,M=Q(l2-1

22、)/10；支座處的器壁內(nèi)在此力矩作用下產(chǎn)生彎矩和彎曲應(yīng)力,為了使支座處器壁內(nèi)附加彎曲應(yīng)力和由介質(zhì)壓力引起的薄膜應(yīng)力之和不超過許用值，關(guān)于不同DN，不同的筒體，在不同內(nèi)壓下,均有其同意承受的最大支座外力矩值（“由容器筒體限定的、支座的許用外力矩”）。因此，值既和筒體的DN，材質(zhì)及所承受的內(nèi)壓有關(guān),也和支座的型號有關(guān)。3、支承式支座（B/T412.42007）J/T472.-20要緊修訂內(nèi)容:1)分不給出了許用應(yīng)力在0P、30MPa、10MP、170MP時的由封頭限定的B型支座的同意載荷F值;2）將型支座墊板上的通氣孔確定為墊板的中心位置,并在底板的中心處增開一個的通氣孔； )B型支座的地腳螺栓孔

23、改為周向布置。支承式支座適用范圍：a. 公稱直徑N800000m;b 圓筒長度L與公稱直徑DN之比L/DN5;c. 容器總高度H0。支承式支座多用于安裝在距地坪或基礎(chǔ)面較近的具有橢圓形或碟形封頭立式容器,支座數(shù)量一般應(yīng)采納三個或四個均布。 支承式支座型式分類：型 式支 座 號適 用 公 稱 直 徑(m)結(jié)構(gòu) 特 征A16D0300鋼板焊制，帶墊板18D8000鋼管制作,帶墊板）支座的墊板厚度一般與封頭厚度相等,也可依照實際需要確定；)型支座的高度能夠改變，但應(yīng)不大于規(guī)定的支座高度上限值。J/T4712.4-2007特點:1)考慮了B型支承式對封頭產(chǎn)生的局部應(yīng)力，幸免封頭由于支座垂直反作用力可能

24、引起的失效。關(guān)于A 型支座，嚴(yán)格規(guī)定了墊板尺寸，以改善局部應(yīng)力。2)在支座選用時,應(yīng)考慮偏心載荷、風(fēng)載荷或地震載荷對支座所引起的附加載荷。）提出了支座的制造要求,以保證支座的制造質(zhì)量。）墊板結(jié)構(gòu)及尺寸 A型支座采納四角倒圓及開通氣孔的矩形墊板結(jié)構(gòu),其尺寸由結(jié)構(gòu)決定；型支座墊板直徑由下式確定:1.5d3/d2.5,并應(yīng)在墊板上方便的部位開設(shè)排氣孔(開設(shè)排氣孔目的是利于焊接或熱處理時氣體的排放）。支承式支座的材料:1）墊板的材料一般與容器封頭的材料相同；2）支座底板的材料為Q235A;3）型支座筋板材料為Q23-;B型支座鋼管材料為1號鋼；4）依照需要也能夠選用其他支座材料，現(xiàn)在應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在設(shè)備

25、圖紙中注明。支承式支座設(shè)計計算:a 支座處容器圓筒內(nèi)存在以下幾種應(yīng)力：(1）內(nèi)壓引起的一次總體薄膜應(yīng)力Pm;(2)支座垂直載荷引起的一次局部薄膜應(yīng)力Pl；（3)垂直載荷引起的一次彎曲應(yīng)力；依照顧力分析的方法,對這些應(yīng)力的組合按照第三強(qiáng)度理論進(jìn)行計算：PPmPl+Plb.5關(guān)于型支座,應(yīng)校核由容器封頭限定的同意垂直載荷，即要求QF;但關(guān)于襯里容器，要求QF/1.。目的為了防止過大的局部應(yīng)力造成襯里層的破壞。給出了許用應(yīng)力在110Pa、10Ma、150MP、70Ma時的由封頭限定的B型支座的同意載荷F值； c.支承式支座用于帶夾套容器時，如夾套不能承受整體重量，應(yīng)將支座焊于內(nèi)筒的下封頭上。支承式支

26、座選用方法:計算一個支座的實際負(fù)荷Q KN按，選取相應(yīng)的支座。（3）關(guān)于B型支座,校核；但關(guān)于襯里容器,則要求/1.5；關(guān)于具有矩形墊板的A型支座來講，由于對支反力計算尚無合理的計算方法,暫不進(jìn)行這項校核計算。式中：m0設(shè)備總質(zhì)量（包括殼體及其附件,內(nèi)部介質(zhì)及保溫層的質(zhì)量),g;g-重力加速度;G-偏心載荷；K-不均勻系數(shù)，n=3時， 1,3時,=0.8;n 支座數(shù)量;-水平力,P=a(e+0.2w,P）當(dāng)容器高徑比不大于5,且總高度H0不大于10m時，Pe、Pw可按下式計算，超出此范圍的容器本標(biāo)準(zhǔn)不推舉使用耳座。Pe（水平地震力)= am0 -地震系數(shù),對7,8，9度地震分不取0.0(0.1

27、2)、016（0.24）、0.32。 P(水平風(fēng)載荷）=.fiq0H0 D0-容器外徑,有保溫層時取保溫層外徑;fi -風(fēng)壓高度變化系數(shù);設(shè)備質(zhì)心所在高度10 m，fi1;15 m，fi1.14;2,f=15q0-10米高度處的差不多風(fēng)壓值， /m2；H-容器總高度；h水平力作用點至底板距離；Se偏心距;支座安裝尺寸(螺栓分布圓直徑）。 4、裙式支座（J/4710200）裙式支座適用于高大型或重型立式容器的支承。裙式支座型式裙座有圓筒形和圓錐形兩種形式,通常采納圓筒型裙座。圓錐形裙座一般用于以下情況：1塔徑100，且HD30或D100，且H/D25；2差不多風(fēng)壓05KN/m2或地震烈度8度時。

28、圓錐形裙座的半錐角15。裙座開孔1) 排氣孔裙座頂部須開設(shè)8010的排氣孔,以排放可能聚結(jié)在裙座與封頭死區(qū)的有害氣體。 關(guān)于有人孔的矮裙座或者頂部在封頭拼接焊縫處開有缺口的能夠不開設(shè)排氣孔。） 排液孔 裙座底部須開設(shè)81的排液孔，一般孔徑50,中心高5m的長圓孔。3) 人孔 裙座上必須開設(shè)人孔,以方便檢修；人孔一般為圓形,當(dāng)截面削弱受到限制或為方便拆卸塔底附件（如接管等），可開長圓孔。)引出管通道孔 考慮到管子熱膨脹，在支承筋與引出管之間應(yīng)保留一定間隙。裙座與塔體封頭連接 裙座直接焊接在塔底封頭上，可采納對接焊縫或搭接焊縫。在沒有風(fēng)載荷或地震載荷時,對接焊縫承受容器重量產(chǎn)生的壓縮載荷,搭接焊縫

29、則承受剪切載荷。相比而言，搭接焊縫受力情況較差,在一些小塔或受力較小的情況下采納。裙座殼體過渡段 塔殼設(shè)計溫度低于-20或高于0時，裙座殼頂部分的材料應(yīng)與塔下封頭材料相同，裙座殼體過渡段長度取4倍保溫層厚度，但不小于00mm；對奧氏不銹鋼塔,其裙座殼體過渡段高度不小于300mm，材料同底封頭。裙座愛護(hù)層當(dāng)塔內(nèi)或周圍容器內(nèi)有易燃、易爆介質(zhì)時，一旦發(fā)生火災(zāi),裙式支座型式會因溫度升高而喪失強(qiáng)度，故裙座應(yīng)設(shè)防火層。當(dāng)裙座D500mm時，僅不處敷設(shè)防火層;當(dāng)裙座150時,兩側(cè)均敷設(shè)0mm石棉水泥層。當(dāng)塔內(nèi)操作溫度專門高，塔體與裙座的溫度差引起不均勻熱膨脹,會使裙座與塔底封頭連接焊縫受力情況惡化,現(xiàn)在須對

30、裙座加以保溫。、圈座在下列情況下可采納圈座:因自身重量而可能造成嚴(yán)峻撓曲的薄壁容器；多于兩個支承的長容器。除常溫常壓下操作的容器外,若采納圈座時則至少應(yīng)有一個圈座是滑動支承的。、球形容器支座由于球形容器都設(shè)置在室外,會受到各種自然環(huán)境(如風(fēng)載荷、地震載荷及環(huán)境溫度變化）的阻礙,而且球形容器的重量較大，外形又呈圓球狀，因而支座的結(jié)構(gòu)具有多種球形容器的支座結(jié)構(gòu)。但總括起來可分為柱式支承和裙式支承兩大類。其中柱式支承又可分為赤道正切柱式支承、V型柱式支承和三柱會一型柱式文承等三種要緊類型。裙式支座則包括圓筒形裙式文座、錐形支承、鋼筋混凝土連續(xù)基礎(chǔ)支承、半埋式支承、錐底支承等多種。在上述各種結(jié)構(gòu)型式的

31、球形容器支座中，以赤道正切柱式支承用得最為普遍。赤道正切柱式支承這種支承的結(jié)構(gòu)特點是由多根圓柱狀的支柱，在球殼的赤道帶部位等距離分布，支柱上端加工成與球殼相切或近似相切的形狀與球殼焊在一起。為保證球殼的穩(wěn)定性，必要時在支柱之間加設(shè)連接拉桿。這種支座的優(yōu)點是受力均勻，彈性好,安裝方便，施工簡單,易于調(diào)整,現(xiàn)場操作和檢修也較方便。它的要緊不足是重心高，穩(wěn)定性較差。 赤道正切柱式支承的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意以下三點: 1)關(guān)于儲存易燃、易爆及液化石油氣物料的球罐,每個支柱應(yīng)設(shè)置易熔塞排氣口及防火隔熱層； 2)對需進(jìn)行現(xiàn)場整體熱處理的球形容器,因熱處理時球殼受熱膨脹,將引起支柱移動,因此要求支柱與基礎(chǔ)之間應(yīng)有

32、相應(yīng)的移動措施； 3)當(dāng)需要設(shè)置拉桿以增加赤道正切柱式支座的穩(wěn)定性時,拉桿應(yīng)采納可調(diào)節(jié)松緊的結(jié)構(gòu)型式,兩根拉桿的交叉處應(yīng)為立體交叉，不得焊死,各拉桿最高點和最低點的安裝位置應(yīng)分不在同一標(biāo)高上。采納上述措施的目的，是為了保證各支柱和拉桿的受力均勻。五 、 人孔與手孔壓力容器檢查孔包括人孔與手孔,開設(shè)檢查孔的目的是為了檢查容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。對壓力容器檢查孔的要求見容規(guī)第條,容規(guī)第46、47條列出不開設(shè)檢查孔壓力容器條件。(P2）人孔、手孔的選用（HGT212135-20） 人孔和手孔均巳標(biāo)準(zhǔn)化,可依照設(shè)計需要和操作要求直接選用。選用時應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑（人、

33、手孔的公稱壓力與法蘭的公稱壓力概念類似。公稱直徑則指其簡節(jié)的公稱直徑）、工作溫度以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。人孔和手孔類型的確定人、手孔的類型專門多，選擇使用上有較大的靈活性。通常能夠依照操作需要、使用壓力、重量大小、安裝位置以及開啟頻繁程度等方面確定人、手孔的類型。具體有以下考慮: 1）工作壓力較高時宜選用對焊法蘭人、手孔，反之多用平焊法蘭人、手孔; 2)安裝位置較高,檢修不便的容器上宜選用回轉(zhuǎn)蓋或吊蓋型式的人、手孔；3)若選擇吊蓋人孔時，當(dāng)人孔筒節(jié)軸線水平安裝，應(yīng)選垂直吊蓋人孔;當(dāng)人孔筒節(jié)軸線垂直安裝，應(yīng)選水平吊蓋人孔；4）人、手孔需經(jīng)常打開時,可選用快開式的人、手孔結(jié)構(gòu)。5）

34、臥式容器筒體長度大于6米時,應(yīng)考慮開設(shè)2個以上人孔。六、 視 鏡 視鏡是用來窺視容器內(nèi)部情況、指示物料液面以及照明的部件,常裝設(shè)于容器簡體、封頭或人、手孔等位置。視鏡的結(jié)構(gòu)型式及特點 視鏡有兩種差不多的結(jié)構(gòu)型式,一種是不帶頸視鏡，另一種是帶頸視鏡。這兩種視鏡都有相應(yīng)的襯里結(jié)構(gòu)型式。 1）不帶頸視鏡,它要緊由凸緣、視鏡、玻璃和壓緊環(huán)等零件組成。它結(jié)構(gòu)簡單、不易結(jié)料、便于窺視。但凸緣與簡體或封頭焊接時易產(chǎn)生變形,如不采取措施則會阻礙視頸玻璃的安裝和使用。2）帶頸視鏡要緊由帶頸法蘭、視鏡玻璃和壓緊環(huán)組成。適于在視鏡需要斜裝或容器直徑較小的場合應(yīng)用。依照結(jié)構(gòu)型式不同，還有一些專門的視鏡,如真空設(shè)備視鏡

35、、帶罩視鏡、安全視鏡、粉狀物料視鏡以及長型視鏡等。壓力容器視鏡選用: 壓力容器視鏡其標(biāo)準(zhǔn)號為G26 260-196，其中規(guī)定最高使用壓力為2MP，同意介質(zhì)溫度為0-200。視鏡玻璃材質(zhì)為鋼化硼硅玻璃，其耐熱急變溫差為8,其它金屬零件材料有碳素鋼（代號I）和不銹鋼(代號I)兩種。視鏡的選用: 1）應(yīng)合理選擇視鏡的公稱直徑。大直徑視鏡不易專門快全部污染，可用于污染情況。大直徑容器需要觀看的范圍大,現(xiàn)在應(yīng)選用較大直徑的視鏡。 )當(dāng)需要觀看容器內(nèi)部時,應(yīng)有部分視鏡作照明用。照明視鏡的裝設(shè)位置應(yīng)視視鏡的位置不同、照明光線強(qiáng)弱、觀看區(qū)域大小以及容器內(nèi)部情況而定。 3）視鏡因介質(zhì)結(jié)晶、水汽冷凝等原團(tuán)嚴(yán)峻阻礙

36、觀看時,應(yīng)裝設(shè)沖洗裝置。4)利用某些位置的人、手孔裝置視鏡，可減少容器簡體的開孔,對有襯層的容器有利。七、 液面計 液面計是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類型專門多，大體上可分為四類，有玻璃板液面計、玻璃管液面計、浮子液面計和浮標(biāo)液面計。在中低壓容器中常用前兩種。玻璃板液面計有透光式和反射式兩種結(jié)構(gòu)，其適用溫度一般在0250。但透光式適用工作壓力較反射式高。玻璃管液面計適用工作壓力小于1.6MPa,介質(zhì)溫度在025的范圍。 液面計與容器的連接型式有法蘭連接、頸部連接及嵌入連接,分不用于不同型式的液面計。液面計選用:壓力容器液面計應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并應(yīng)符合第14條規(guī)定:）應(yīng)依照壓力容器介質(zhì)

37、、最高工作壓力和溫度正確選用。2）在安裝使用前,低、中壓容器用液面計，應(yīng)進(jìn)行.5倍液面計公稱壓力的液壓試驗；高壓容器用液面計，應(yīng)進(jìn)行.25倍液面計公稱壓力的液壓試驗。3）盛裝0以下介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)選用防霜液面計。4)嚴(yán)寒地區(qū)室外使用液面計,應(yīng)選用夾套型或保溫型結(jié)構(gòu)液面計。5)用于易燃、毒性程度為極度、高度危害介質(zhì)的液化氣體壓力容器上,應(yīng)有防止泄漏的愛護(hù)裝置。6)要求液面指示平穩(wěn)的，不應(yīng)采納浮子(標(biāo)）式液面計。7）移動式壓力容器不得使用玻璃板式液面計。 8）玻璃板液面計和玻璃管液面計均適用于物料內(nèi)沒有結(jié)晶等堵塞固體的場合。板式液面計承壓能力強(qiáng)，然而比較笨重、成本較高。 9)玻璃板液面計一般選易

38、觀看的透光式,只有當(dāng)物料專門潔凈時才選反射式。 10）當(dāng)容器高度大于m時，玻璃板液面計和玻璃管液面計的液面觀看效果受到限制,應(yīng)改用其它適用的液面計。 八、 超壓泄放裝置 超壓泄放裝置是一種保證壓力容器安全運(yùn)行,防止發(fā)生超壓爆炸,兼有自動報警作用的保險裝置。它包括安全閥、爆破片裝置,以及二者組合裝置。安全閥是使用最廣泛的自動泄壓防護(hù)閥門,當(dāng)介質(zhì)壓力由于某種緣故升高到開啟壓力時，閥瓣自動開啟，隨之介質(zhì)排放,以防止容器或系統(tǒng)超壓。當(dāng)容器或系統(tǒng)中壓力恢復(fù)正常后，閥門自動關(guān)閉,保持密封狀態(tài),阻止介質(zhì)排出。爆破片裝置是一次性使用的泄放裝置，它靠進(jìn)口靜壓使爆破片受壓爆破或脫落，形成泄放口,超壓介質(zhì)迅速排放，

39、愛護(hù)容器不發(fā)生超壓變形或爆炸。容規(guī)第141條規(guī)定:本規(guī)程適用范圍內(nèi)的壓力容器，應(yīng)依照設(shè)計要求裝設(shè)安全泄放裝置（安全閥或爆破片裝置)。壓力源來自壓力容器外部，且得可靠操縱時，安全泄放裝置能夠不直接安裝在壓力容器上。、壓力容器泄放量的計算防止超壓容器同意的超壓限度，按容規(guī)第145(P67）條規(guī)定：，必須使泄放裝置排放能力大于等于容器的安全泄放量。 容器的安全泄放量是指容器內(nèi)的介質(zhì)壓力在達(dá)到規(guī)定的泄放壓力或爆破壓力值時,為保證其壓力不在再接著升高而在單位時刻內(nèi)所必須泄放的介質(zhì)量。計算壓力容器安全泄放量是按可能發(fā)生的最不利的情況考慮的，關(guān)于不同的壓力容器應(yīng)按不同的方法確定其安全泄放量。壓縮氣體或水蒸汽

40、壓力容器的安全泄放量壓縮機(jī)附屬的氣體儲罐和蒸汽鍋爐以及廢熱鍋爐汽包等壓力容器的安全泄放量為單位時刻內(nèi)產(chǎn)生氣體壓力的設(shè)備所能注入的最大氣量，即壓縮機(jī)的排氣量或鍋爐的最大蒸發(fā)量。液化氣體壓力容器的安全泄放量介質(zhì)為易燃液化氣體或位于有可能發(fā)生火災(zāi)的環(huán)境下工作時的非易燃液化氣體的壓力容器。這類容器的安全泄放量應(yīng)根椐火災(zāi)時單位時刻類輸入的熱量和液化氣體的汽化潛熱來確定。容器有無絕熱保溫層，在火災(zāi)環(huán)境下所汲取的熱量是不同的。 （2)介質(zhì)為非易燃液化氣體，且置于無火災(zāi)危險環(huán)境下的壓力容器這類壓力容器的安全泄放量可根椐無保溫層情況計算,并選取大于計算值的%。壓力容器的安全泄放量計算詳見容規(guī)附件5。2、安全閥要

41、緊參數(shù) (1)最大同意工作壓力PW 最大工作壓力系指在設(shè)計溫度下，容器頂部所同意承受的最大壓力。(2）動作壓力動作壓力系指安全閥的開啟壓力。 （3）開啟壓力PZ開啟壓力系指安全閥閥瓣在運(yùn)行條件下開始升起,介質(zhì)連續(xù)排出時的瞬時壓力。化工系統(tǒng)中,開啟壓力一般定為最高工作壓力的.05.1倍。 (4)泄放壓力(排放壓力）泄放壓力系指安全閥閥瓣達(dá)到規(guī)定開啟高度時進(jìn)口側(cè)的壓力。b=1.1P (5)關(guān)閉壓力關(guān)閉壓力及回座壓力，系指閥瓣重新與閥座接觸，介質(zhì)不再排出時的壓力。通常為開啟壓力的0%90。綜合上述壓力值,工作壓力最高工作壓力關(guān)閉壓力開啟壓力設(shè)計壓力排放壓力試驗壓力、安全閥的結(jié)構(gòu)和分類關(guān)于安全閥的結(jié)構(gòu)

42、有不同的分類方法。從安全閥的動作考慮,要緊分為微啟式和全啟式,它們的結(jié)構(gòu)區(qū)不在于閥座閥瓣連接處密封件的型式不同。從加裁機(jī)構(gòu)考慮,要緊分為杠桿重錘式和彈簧式兩種。從介質(zhì)作用是否直接施加于安全閥方面考慮,又可分為直接作用式和非直接作用式(如脈沖式安全閥）兩類。 1)杠桿重錘式安全閥。最原始杠桿重錘式安全閥是閥桿中心直接裝設(shè)鉛塊, 又稱靜重式安全閥。它通過增減重塊的重量調(diào)整安全閥的開啟壓力，因此不能用于壓力較高的場合。杠桿式安全閥特點是:加載衡定和可調(diào)，結(jié)構(gòu)簡單，但整體尺寸大;對高溫敏感性小，易受到振動而發(fā)生泄漏。因此，它不能用于高壓場合,也不能用在移動式容器和活塞式機(jī)械的附屬容器上。目前，在許多場

43、合均已被彈簧式安全閥所代替。 2）彈簧式安全閥是利用彈簧壓縮力平衡介質(zhì)作用在閥瓣上的力,只要調(diào)節(jié)螺旋彈簧的壓縮量,就能夠調(diào)節(jié)安全閥的開啟壓力。彈簧式安全閥接構(gòu)緊湊,較靈敏可靠，故在壓力容器上被廣泛選用。彈簧式安全閥特點是：結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整靈活，體積小，載荷范圍大，對振動不敏感，安裝不受環(huán)境嚴(yán)格限制等優(yōu)點。 )脈沖式安全閥是一種非直接作用式安全閥，它由主閥和脈沖閥組成。脈沖閥僅提供主閥的驅(qū)動源,主閥則通過脈沖閥所提供的驅(qū)動源操縱起自身的啟比閉動作。目前,這種安全閥在電站鍋爐上應(yīng)用較廣,在壓力容器上，仍是由直接作用彈簧式安全閥為要緊安全泄壓裝置。4、安全閥選用 依照安全閥計算確定的公稱直徑;依照容器

44、設(shè)計壓力和設(shè)計溫度,來確定安全閥壓力等級。選用安全閥應(yīng)考慮容器的壓力、溫度、介質(zhì)的性質(zhì)并核算安全閥排氣泄放能力。一股的選用原則如下：按照安全閥排放氣體的方式選用;關(guān)于工作介質(zhì)為有毒、易燃?xì)怏w的容器,應(yīng)選用封閉式彈簧安全閥;對空氣或其它可不能污染環(huán)境、非易燃?xì)怏w的容器,可采納半封閉式或放開式安全閥。槽車等移動式容器應(yīng)選用內(nèi)置全啟式安全閥(容規(guī)3)，以防在車輛行駛時安全閥因被樹枝等刮碰。關(guān)于高壓容器和安全泄放量大的中低壓容器,一股均采納全啟式安全閥。只有在要求緊急排氣量較小、安全閥背壓較大和要求容器壓力平穩(wěn)的情況下,以選用微啟式全安閥為宜。 ()安全閥的設(shè)計、制造是按其規(guī)定的公稱壓力作為系列，因此

45、,每只安全閥擁有適宜的工作壓力范圍，應(yīng)按照容器的最高工作壓力值選用合適的安全閥。盡管通過調(diào)節(jié)安全閥彈簧的松緊程度能夠調(diào)整其開啟壓力,然而假如將公稱壓力過大的安全閥用在壓力較低的場合，彈簧將被過分卸裁，使安個閥的動作可靠性降低。如將公稱壓力低的安全閥用在壓力較高的場合，則使彈簧過分壓縮。這也是不同意的。依照介質(zhì)的工作溫度和化學(xué)性質(zhì)選用相適應(yīng)的材料制造的安全閥，尤其應(yīng)注意閥座閥瓣密封面材料對工作介質(zhì)是否具有耐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性。如液氨容器的安全閥就不能選用銅合金,而必須用合金鋼制造。 （)安全閥總的排氣泄壓能力應(yīng)足以排出容器所能產(chǎn)生或供給的最大氣量，以防止容器在安全閥開啟后的壓力增值過大，要求容器的

46、壓力上升低于設(shè)計壓力或最高工作壓力的11%。假如容器可能暴露于火或外來熱源中,安全閥泄放排氣應(yīng)保證容器的許用超壓被限制在設(shè)計壓力或最高工作壓力的120%范圍內(nèi)。（6)在選用安全閥時還應(yīng)考慮到介質(zhì)的工作壓力、工作溫度改變引起氣體比容的變化。當(dāng)介質(zhì)的壓力和溫度參數(shù)不同時,即使安全閥泄放氣體通道處流速相同，災(zāi)際的排放量也不一樣。因此,計算時應(yīng)換算成實際工作壓力和溫度下的排放量。因此容器工作參數(shù)改變后（如降壓使用、使用工作溫度提高等)應(yīng)重新核算安全閥的排氣量。此外: 對一開啟壓力大于3MP的蒸汽用安全閥或介質(zhì)溫度大于32的氣體用安全閥,則采納帶散熱器安全閥。當(dāng)安全閥有可能承受附加背壓時,應(yīng)選用波浪管安

47、全閥。對空氣、0以上熱水或蒸汽等非危害介質(zhì),采納有可靠提升機(jī)構(gòu)安全閥。依照介質(zhì)性質(zhì)選用合適的安全閥材料，例如含氨介質(zhì)不能采納銅或含銅制安全閥,乙炔不能用70%以上銅合金或紫銅制安全閥。關(guān)于泄放量大工況,應(yīng)采納全啟式安全閥;關(guān)于工作壓力穩(wěn)定,泄放量小工況，應(yīng)選用微啟式安全閥;關(guān)于高壓泄放量工況,應(yīng)采納非直接啟動式,如脈沖式安全閥。容器壓力低且不移動工況,應(yīng)采納靜重式或杠桿重錘式安全閥。關(guān)于移動式壓力容器工況,應(yīng)采納彈簧式安全閥。并應(yīng)依照使用的壓力選用安全閥彈簧等級,以免使用時誤差太大。5、容器設(shè)計壓力（GB150-9 B6.2 P37）壓力容器裝有安全閥時,容器設(shè)計壓力按以下步驟確定:1)依照容器的工作壓力PW，確定安全閥的開啟壓力PZ，取PZ（1.01）；當(dāng)PZ18MPa時，可適當(dāng)提高PZ相關(guān)于W的比值；）取容器的設(shè)計壓力P等于或稍大于開啟壓力P，即P。、安全閥安裝 安全閥裝設(shè)的要點是應(yīng)能保證其正常工作,在容器超壓的時刻及時進(jìn)行排氣泄壓。壓力容器的安全閥最好裝設(shè)在容器本體上，并用短管直接與容器連接，液化氣體儲槽的安全閥應(yīng)裝在氣相空間。假如安全閥不能裝在容器本體上而須裝設(shè)于管道上時，應(yīng)盡可