9容器零部件 2
压力容器常用零部件资料
1 2 3 4 5 6 7 8 9 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 压力容器常用零部件资料20111208.xls 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 封头 补强圈 容器法兰（甲型） 容器法兰（乙型） 容器法兰（长颈） 管法兰（盖）质量 管法兰（带颈对焊） 管法兰（带颈平焊） 管法兰（板式平焊） 人孔（垂吊） 人孔（水吊）
10 压力容器常用零部件资料20111208.xls
标准及内容
GB/T25198-2010 《压力容器封头》 JB/T4736-2002 《补强圈》
JB/T4701-2000《压力容器法兰》 JB/T4702-2000《压力容器法兰》 JB/T4703-2000《压力容器法兰》 HG/T20592-2009、HG/T20615-2009《钢制管法兰》 HG/T20592-2009、HG/T20615-2009《钢制管法兰》（含大直径法兰、 欧标PN≥10法兰盖，美标PN≥150法兰盖） HG/T20592-2009、HG/T20615-2009《钢制管法兰》 HG/T20592-2009《钢制管法兰》（含PN≤10法兰盖） HG/T21521-2005《垂直吊盖带颈对焊法兰人孔》 HG/T21524-2005《水平吊盖带颈对焊法兰人孔》
章教案容器零部件化工机械与设备
第一章教案——容器零部件化工机械与设备一、教学目标：1. 知识与技能：（1）掌握容器的基本概念和分类；（2）了解容器零部件的常见类型及作用；（3）熟悉化工机械与设备的基本构成及功能。
2. 过程与方法：（1）通过观察和分析，识别不同类型的容器及其零部件；（2）学会运用化工机械与设备的知识，解决实际问题。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生的团队合作精神，提高动手操作能力；（2）培养学生对化工机械与设备行业的兴趣和责任感。
二、教学内容：1. 容器的概念与分类（1）介绍容器的基本概念；（2）讲解容器的分类及特点。
2. 容器零部件（1）介绍容器零部件的常见类型；（2）讲解各种零部件的作用及其在容器中的重要性。
3. 化工机械与设备（1）介绍化工机械与设备的基本构成；（2）讲解化工机械与设备的功能及应用。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：（1）容器的基本概念与分类；（2）容器零部件的常见类型及作用；（3）化工机械与设备的基本构成及功能。
2. 教学难点：（1）容器零部件在实际应用中的识别与选择；（2）化工机械与设备在化工生产中的应用。
四、教学方法与手段：1. 教学方法：（1）采用讲授法，讲解基本概念和原理；（2）采用案例分析法，分析实际问题；（3）采用小组讨论法，培养团队合作精神。
2. 教学手段：（1）使用多媒体课件，展示图片和视频；（2）利用模型和实物，进行直观教学；（3）布置实践作业，巩固理论知识。
五、教学安排：1. 课时：2课时（90分钟）2. 教学过程：（1）第一课时：讲解容器的基本概念与分类，容器零部件的常见类型及作用；（2）第二课时：讲解化工机械与设备的基本构成及功能，分析实际应用案例。
3. 作业布置：（2）查找相关资料，了解化工机械与设备在化工生产中的应用。
第二章教案——容器零部件化工机械与设备六、教学目标：1. 知识与技能：（1）掌握容器密封件的类型及作用；（2）了解容器支撑部件的分类与功能；（3）熟悉搅拌设备的工作原理与应用。
压力容器零部件设计2法兰设计
管法兰的密封面型式
平面型，凹凸型，榫槽型（同容器法兰） ，梯形槽和全平面型：
1
确定法兰类型和密封面型式、管子材料和尺寸；
2
再由工作温度，确定材料或由材料定公称压力；
5
参照各尺寸绘法兰图。
4
由型式和工作温度，确定匹配的垫片种类、材料和紧固件材料、尺寸；
3
再由公称压力，确定法兰各部分尺寸；
管法兰连接的设计步骤
3
由于操作压力不高，由表12－1（垫圈选用表）可采用平面型密封面，垫片材料选用石棉橡胶板，查JB4704-92定出尺寸。标注为：垫片1200－0.6 JB4704-92
选择标准法兰举例
法兰的各部分尺寸可从JB4701-92中查得，并可绘出法兰图。
联接螺栓为M20，共52个，材料由表12－5（法兰、螺栓、螺母、材料匹配表）查得为35 ，螺母材料为Q235－A。
包括：选择螺栓材料、确定螺栓尺寸和个数，螺栓载荷计算。
计算螺栓载荷：达到预紧密封比压和工作密封比压。
材料：根据螺栓载荷、工作温度等。一般螺栓材料比螺母材料的硬度高30HB以上。
直径和个数：连接螺栓DN≥ M12，先由标准定个数，一般为4的倍数，然后由螺栓载荷、材料的许用应力计算螺栓根径，再由此定DN。最后校核螺栓中心距。
垫圈的选择
垫圈的结构形式、材料和尺寸，标准化。 选择依据：介质的腐蚀性、操作温度和压力， 考虑价格低廉、制造容易和更换方便。 高温高压：金属垫圈 中温中压：金属与非金属组合式或非金属 中、低压：多用非金属 高真空或深冷：金属垫圈
压力容器法兰：连接筒体与封头、筒体与筒体、法兰与管板。
01
密封原理分为：
自紧密封（高压）：依靠容器内介质的压力压紧密封元件，使密封面获得很大的压紧力，在密封口产生较大的密封比压，达到密封目的。
容器零部件计算软件说明
-3-
-4-
四 常用数据菜单
1.5 定距管：根据折流板和拉杆的布置，计算出不同规格定距管的数量、长度、质量。
- 23 -
1.6 分程隔板：包括“分程隔板尺寸”、“ 分程隔板槽面积”、“ 分程隔板倒角”、“ 分程隔板 质量”。 1.6.1 分程隔板尺寸计算。
- 24 -
1.6.2 分程隔板槽面积计算，只适用于双管球形封头： 半球形封头计算包括不开孔半球形封头和开孔半球形封头计算，计算结果包括半球形封头容 积和质量以及“焊缝到切线的距离”，“壁厚轴线间距离（壳体与封头）”。“焊缝到切线的距 离”和“壁厚轴线间距离（壳体与封头）”的计算结果宜符合注意事项的提示数据。
- 15 -
6. 平盖： 平盖计算包括平面、凸面、凹面平盖计算。
- III -
一 软件的安装和卸载
1.1 运行环境 本软件能够在 windows xp 和 win7（32 位）下运行，win7（64 位）没有试过。
1.2 安装 双击“setup.exe”按提示点击下一步，即可完成安装。
1.3 卸载 开始——容器零部件计算软件——卸载容器零部件计算软件
-1-
二 软件简介
-8-
-9-
六 壳体菜单
壳体菜单包括“圆筒”、“椭圆封头”、“ 碟形封头”、“球冠形封头”、“ 半球形封头”、“平 盖”、“ 锥形封头”。 1. 圆筒： 圆筒计算包括不带复层筒体和带复层筒体计算，每种计算的计算基准均分为以内径为基准和 以外径为基准两种，计算结果包括筒体容积和质量。带复层筒体计算用于复合板、带堆焊层 或金属衬层、非金属衬层计算。
容器设计基础PPT课件
2、按承压性质分类
（1）压力方向 真空容器与外压容器的区别
内压容真器空容器指外部压力来源于大气的压 外力压（容外器压（为真1个空大容气器压:外，Ｐ即=00..11MMpPaa,）内，P<即0.1Mpa） 将设备内空气抽掉，内部压力小于大气压 （2）力压。力大小（设计压力大小） 压力外不压限大容小器低指。压外容部器压：力0来.1≤源P＜于1介.6质M压Pa力， 内压容器 中压容器：1.6≤P＜10 MPa
二类容器
高度、极度毒性 ≥0.2
三类 容器
4、按容器壁温或材料分类
低温容器：≤-20℃ 常温容器：-20～200℃ 中温容器：200～420 ℃ 高温容器：达到材料蠕变温度
蠕变碳：素在钢应或力低不合变金的钢条＞件4下20，℃应变随时间延长 而增合加金的钢现＞象4。50它℃与屈服现象不同，屈服现象 通常奥在氏应体力不超锈过钢弹＞性5极50限℃之后才出现，而蠕变 只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹 性极限时也能出现。
10.2 内压薄壁容器设计
一、薄壁容器设计的理论基础
1、薄壁容器 容器
厚壁容器 K＞1.2 薄壁容器 K ≤1.2
δ/Di≤0.1
根据容器的外径D0和内径Di的比值K来判断。
K D0 Di 2 1 2
Di
Di
Di
石油、化工中使用的压力容器大多为薄壁容器。
2、圆筒薄壁容器承受内压时的应力
2
1 2 p R1 R2
pr
1 2 cos
pr
2 cos
pr
1 2 cos
pr
2 cos
锥形壳的环向应力是经向 应力的2倍，并且应力随着 半锥角α的增大而增大。
一般α≤45°，不宜太大。
压力容器焊后热处理工艺规程.doc
压力容器焊后热处理工艺规程前言本标准代替《压力容器焊后热处理工艺规程》。
本标准与相比主要变化如下:——将常用钢原材料牌号变更为按GB713-2008标准的相应牌号自本标准实施之日起，原标准压力容器焊后热处理工艺规程》停止使用。
标准起草人：标准化审查：审核：批准：压力容器焊后热处理工艺规程1 范围本标准规定了压力容器焊后热处理工艺、设备、测量、检验等技术要求。
本标准适用于我公司制造的、有焊后热处理要求的压力容器及其零部件热处理。
2 热处理工艺2.1 整体热处理工艺2.1.1 装炉容器或零部件必须放置在有效加热区内。
装炉量、装炉方式及堆放形式均应确保加热、冷却均匀一致，且不致造成畸变及其它缺陷。
2.1.2 容器或零部件的装、出炉温度不大于400℃。
2.1.3 容器或零部件在炉内升温至400℃后，再继续升温，升温速度限制在55℃/h—220℃/h之间，一般升温速度按V升=5500/δS℃/h（δS为焊后热处理厚度，mm）控制；升温过程中要求加热均匀，被加热容器或零部件任意5米距离内温差不大于120℃。
2.1.4 炉温达到退火温度后进行保温，保温时间按（δS/25）小时计算；但不得少于0.5小时；保温期间被加热容器或零部件的全部受热段，最大温差不超过65℃。
2.1.5 保温阶段完成后炉冷至400℃以下出炉在空气中冷却；炉冷速度控制在55℃/h—280℃/h之间，一般炉冷速度按V降=7000/δS℃/h控制，炉冷过程温差要求与加热升温过程相同。
2.1.6 焊后热处理允许在炉内分段进行，分段热处理时，其重复热处理长度应不小于1500mm，炉外部分应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。
其它与整体热处理要求相同。
2.1.7 我公司常用钢材的压力容器焊后退火温度按表1执行，其它钢种按专用热处理工艺卡执行。
表12.1.8 焊后热处理通用工艺曲线图1注1：50℃/h≤V升=5000/δS ℃/h≤200℃/h50℃/h≤V降=6500/δS ℃/h≤260℃/h注2：同炉处理两种以上容器或零部件时，δS应选取最大厚度者。
压力容器基本结构及制造过程 (2)
压力容器通常是由板、壳组合而成的焊接结构。
受压元件中，圆柱形筒体、球罐(或球形封头)、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳。
而平盖(或平封头)、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大于10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚)以及弹性基础圆平板。
上述7种壳和4种板可以组合成各种压力容器结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的压力容器。
图1-1为一台卧式压力容器的总体结构图，下面结合该图对压力容器的基本组成作简单介绍。
筒体筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。
圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
筒体直径较小(一般小于1000mm)时，圆筒可用无缝钢管制作，此时筒体上没有纵焊缝；直径较大时，可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，再用焊缝将两者焊接在一起，形成整圆筒。
由于该焊缝的方向和圆筒的纵向(即轴向)平行，因此称为纵向焊缝，简称纵焊缝。
若容器的直径不是很大，一般只有一条纵焊缝；随着容器直径的增大，由于钢板幅面尺寸的限制，可能有两条或两条以上的纵焊缝。
另外，长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头，构成一个封闭的压力空间，也就制成了一台压力容器外壳。
但当容器较长时，由于钢板幅面尺寸的限制，就需要先用钢板卷焊成若干段筒体(某一段筒体称为一个筒节)，再由两个或两个以上筒节组焊成所需长度的筒体。
筒节与筒节之间、筒体与端部封头之间的连接焊缝，由于其方向与筒体轴向垂直，因此称为环向焊缝，简称环焊缝。
圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。
1、单层式筒体筒体的器壁在厚度方向是由一整体材料所构成，也就是器壁只有一层(为防止内部介质腐蚀,衬上的防腐层不包括在内)。
压力容器的设计_ 压力容器零部件(支座及开孔)
壳体开孔满足全部条件，可不另行补 强：
(1) 设计压力小于或等于2.5MPa； (2) 两相邻开孔中心的间距(对曲面间距 以弧长计算)应不小于两孔直径之和的 两倍； (3) 壳体名义壁厚大于12mm，接管公称 外径小于或等于80mm；壳体名义壁厚 小于或等于12mm ，接管公称外径小于 或等于50mm (4) 接管最小壁厚满足表4-19的要求。
设备直径大，可同时用几组液面计接管。
现有标准中有反射式玻璃板液面计、 反射式防霜液面计、透光式板式液 面计和磁性液面计。
第二节 容器支座
概述：
容器支座，支承容器重量、固定容器 位置并使容器在操作中保持稳定。 结构型式由容器自身的型式决定，分 卧式容器支座 立式容器支座 球形容器支座
一、立式容器支座
立式容器的支座主要有 耳式支座 支承式支座 裙式支座 中、小型直立容器常采用前二种， 高大的塔设备则广泛采用裙式支座。
3. 不需补强的最大开孔直径
计算壁厚考虑了焊缝系数，钢板规格，壳 体壁厚超过实际强度，最大应力值降低， 相当于容器已被整体加强。 且容器开孔总有接管相连，其接管多于实 际需要的壁厚也起补强作用。 容器材料有一定塑性储备，允许承受不是 十分过大的局部应力，所以当孔径不超 过一定数值时，可不进行补强。
第三节 容器的开孔补强
一. 容器开孔应力集中现象及其原因
容器为什么要开孔？ 工艺、安装、检修的要求。 开孔后，为什么要补强？ 削弱器壁的强度，出现不连续， 形成高应力集中区。
峰值应力通常较高，达到甚至超 过材料屈服极限。 局部应力较大，加之材质和制造 缺陷等, 为降低峰值应力，需要对结构开 孔部位进行补强，以保证容器 安全运行。
㈠ 耳式支座
• 简称耳座，筋板和支脚板。 广泛用在反应釜及 立式换热器等直立设备上。 简单、轻便，但局部应力较大。 当设备较大或器壁较薄应加垫板。 不锈钢制设备，用碳钢作支座，防止合 金元素流失，也需加一个不锈钢垫板。
制图复习题(3)
制图复习题1.你认为装配图和零件图的异同是?a)相同之处：i.都有视图进行结构表达，ii.都采用正等投影法进行视图表达iii.都有尺寸iv.都有技术要求和标题栏b)不同之处i.零件图表达的是某个零件的结构、尺寸等装配图时表达多个零件的结构、装配关系和尺寸等ii.零件图中的尺寸要求完整，装配图则只要标注装配体的整体尺寸、装配尺寸等iii.零件图中零件的结构均需表达清楚，如倒角；装配图中零件的这些小结构可以省略不表达iv.装配图中有零件序号、明细栏，零件图中没有此项内容2.多选题关于装配图的尺寸标注描述错误的是（BC ）A）性能尺寸是表示装配体的性能、规格或特征的尺寸B）装配尺寸是表示装配体安装时所需要的尺寸C）外形尺寸是装配体各零件间装配关系的尺寸D）运动零件的极限位置尺也是非常重要的尺寸3.多选题4.关于右图描述正确的是:ACDA）A是非接触面画两条线B）C处零件应化剖面线符号C）G是两零件接触面画一条线D）D是同意零件剖面线符号相同5.下列合理的是6.该零件构造结构是否合理,为什么?应怎样改进?画出改进后草图。
7.下图为一填料函密封结构示意图，其中A是,B是,C是,D是,E是。
8.多选题关于该零件描述正确的是（）A）圆螺母B）止动垫圈C）是轴向零件的固定结构D）是轴端挡圈9.多选题如图所示有一轴承座,关于其尺寸标注描述正确的是A）外形尺寸B）是配合尺寸C）相对位置尺寸D）安装尺寸10.如图所示是一个齿轮和一个轴连接件的剖面图。
其绘制过程中,A采用了画法，B采用了画法,C采用了画法, D采用了画法，E采用了画法。
11.下图采用何种表达方法? B如何旋转?12.简述化工设备图的内容,及化工设备的结构特点。
13.简述常见化工设备的种类。
14.该设备名称是?请写出1-12的零部件名称,画出7号部件的示意图。
说明5、8、10、6号部件的作用。
15.塔设备的作用是什么？16.换热器的作用是什么？17.请绘制板塔结构简图,说明与填料塔的不同。
化工机械基础第十五章
鞍式支座的选用，其步骤如下： 1、已知容器的重量，算出作用在每个鞍座上的实际负荷Q； 2、根据容器的公称直径和支座的高度，从JB/T4712.1中查出 轻型（A）和重型（B）两个允许负荷值[Q]； 3、按[Q] ≥Q（略大），选取相应的鞍座。 鞍式支座的标记：
（1）耳式支座 （悬挂式支座）
1-垫板； 2-筋板； 3-支脚板 耳式支座
任意式法兰
任意式法兰
2、密封面形式
（a）全平面
（b）突面
（c）凹凸面
（d）榫槽面
（e）环连接面（T型槽）
凹凸面法兰连接
榫槽面法兰连接
3、垫片的选择
根据： 介质的压力、温度、腐蚀性和 选择：
压紧面的形状，兼顾价格、
制造、更换是否方便等因素来 选择 基本要求：
垫片的结构形式、
材料、尺寸
垫片的材料不污染工作介质、耐腐蚀、具有良好 的变形能力和回弹能力，在工作温度下不易变质 硬化或软化、能重复使用等。 （表15-3 垫片选用表）
支承式支座的选用，其步骤如下： 1、已知容器的重量，算出作用在每个鞍座上的实际负荷Q； 2、根据容器的公称直径，从JB/T4712.4中查出A型或B型支座 的允许负荷值[Q] ； 3、按[Q] ≥Q（略大），选取相应的支承式座。 支承式支座的标记：
㈡ 公称压力
为了设计、制造、使用的方便，制定系列标准 时规定了若干压力等级，这些规定的标准压力 等级即为公称压力，以PN表示，单位MPa。 国际上通用的压力等级有两大体系： 欧洲体系和美洲体系 欧洲体系和美洲体系：0.25、0.6、1.0、1.6、 2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0等等。 欧洲体系和美洲体系：2.0、5.0、11.0、15.0、 26.0、42.0等等。
压力容器结构
26
（2）椭圆形封头——椭圆形封头是个半椭球体。它的纵剖 面是条半椭圆曲线。曲线的曲率半径连续变化，没有形状 突变处。直边段高度为h。因而封头的应力分布比较匀称， 受力状况比碟形封头优越。我国规定的标准椭圆形封头， 长径与高度之比为2.0。这样，封头和与它相连接的圆筒体 就可以采用相同的材料和相等的壁厚，组焊比较方便。近 期制造的锅炉与压力容器，大部分都采用椭圆形封头。
39
裙座上须开孔： ① 排气孔 裙座顶部须开设Φ80~Φ100的排气孔，以排放 可能聚结在裙座与封头死区的有害气体。对于有人孔的矮 裙座或者顶部在封头拼接焊缝处开有缺口的可以不开设排 气孔。 ② 排液孔 裙座底部须开设80~100的排液孔，一般孔径 Φ50，中心高50mm的长圆孔。 ③ 人孔 裙座上须开设人孔，以方便检修；人孔一般为圆 形，当截面削弱受到限制或为方便拆卸塔底附件（如接管 等），可开长圆孔。 ④ 引出管通道孔 考虑到管子热膨胀，在支承筋与引出管 之间应保留一定间隙。
压力容器结构
压力容器定义
《特种设备安全监察条例》定义：
压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的 密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于 0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于 2.5MPa· L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者 等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛 装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压)，且压力 与容积的乘积大于或者等于1.0Mpa· L的气体、液化气 体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。
28
压力容器零部件
（4）球冠形封头——球冠形封头可用作 端封头，也可以用作容器中两独立受 压室的中间封头，由于封头为一球面 且无过渡区，在连接边缘有较大边缘 应力，要求封头与筒体联接处的T形 接头采用全焊透结构。 任何情况下，与球罐型封头连接 的圆筒厚度应不小于封头厚度。否则， 应在两者之间设加强段过渡连接。加 强段的厚度应与封头等厚。 （5）平盖——弯曲应力较大，在等厚度、同直径条件下， 平板内产生的最大弯曲应力是圆筒壁薄膜应力的20～30倍。 但结构简单，制造方便。压力容器上的人孔 、手孔，或者直 径较小的高压容器，一般采用平盖。
压力容器结构
压力容器零部件
称直径，其系列尺寸有 300 、 400 、 500 、 600… 等，如
果筒体是用无缝钢管制作的，用钢管的外径作为筒体 的公称直径。
24
2. 封头
压力容器零部件
压力容器封头，常见的形式有凸形封头（包括半球形封 头、椭圆形封头，碟形封头、球冠形封头）、锥形封头、变 径段、平盖等 。
25
为改善容器的受力情况，将支座垫板四角倒圆；并在垫 板中心开一通气孔，以利于焊接或热处理时气体的排放。
33
支承式支座
支承式支座是由数块钢板焊接成（A型），也可以用钢管制 作（B型）。 支承式支座适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器： ① 公称直径DN800~4000mm； ② 圆筒长度L与公称直径DN之比L/DN≤5； ③ 容器总高度H0≤10m。 支承式支座多用于距基础面较近的具有椭圆形或碟形封头的 立式容器。一般为3个或4个均布。 支座与筒体连接处是否加垫板，一般应根据容器材料与支座 连接处的强度或刚度决定
14
主要受压元件
压力容器的筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法 兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰； 球罐的球壳板；换热器的管板和换热管； M36 以 上的主螺栓及公称直径大于 250mm 的接管和管法 兰均作为主要受压元件。
15
压力容器的典型结构和特点
低、中压压力容器的筒体结构
１、圆筒形的筒体结构形式 ２、球形容器
（1）球形封头——半球形封头由球壳的一半作成。与 其他形状的封头相比，封头壳壁在压力作用下产生 的应力最小， 因此它所需要的壁厚最薄，用材节省。 但半球形封头深度大、制造比较困难，尤其对加工 设备条件较差的中小型设备制造厂困难更大。而对 于大直径（Di＞3m）的半球形封头可用数块钢板在 大型水压机成型后拼焊而成。半球形封头还用于高 压容器上代替平封头，以节省钢材。
化工设备基础9 容器零部件-2
18
第9章 容器零部件
选用： 选用： 1）根据容器公称直径DN和 根据容器公称直径DN和 总质量选取相应的支座号和 支座数量 2）计算支座承受实际载荷， 计算支座承受实际载荷， 使其不大于支座允许载荷。 使其不大于支座允许载荷。 除容器总质量外， 除容器总质量外，实际载荷 还应综合考虑风载荷、 还应综合考虑风载荷、地震 载荷和偏心载荷。 载荷和偏心载荷。
裙座的结构
22
第9章 容器零部件
裙座结构
23
第9章 容器零部件
9.3 容器的开孔补强 ——开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中， ——开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中，较 开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中 大的局部应力； 大的局部应力； ——作用于接管上的各种载荷所产生的应力， ——作用于接管上的各种载荷所产生的应力，温度 作用于接管上的各种载荷所产生的应力 差造成的温差应力； 差造成的温差应力； ——容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用； ——容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用； 容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用 ——接管成为容器的破坏源，必须考虑补强问题 ——接管成为容器的破坏源，必须考虑补强问题。 补强问题。 接管成为容器的破坏源
第9章 容器零部件
鞍式支座
5
第9章 容器零部件
鞍座的结构—— 鞍座的结构—— 由横向直立筋板、轴向直立筋板和底板焊接而成， 由横向直立筋板、轴向直立筋板和底板焊接而成，在与设 备筒体相连处， 带加强垫板的和不带加强垫板的两种 的和不带加强垫板的两种。 备筒体相连处，有带加强垫板的和不带加强垫板的两种。
27
第9章 容器零部件
（b）塑性失效补强设计原则 ——极限设计的方法，考虑到结构的安定性。 ——极限设计的方法，考虑到结构的安定性。 极限设计的方法 开孔容器的接管处达到全域塑性时的极限应力应等 于无孔壳体的屈服应力；同时， 于无孔壳体的屈服应力；同时，按弹性计算的最大 应力应不超过2 应力应不超过2σs。 σmax=2σs max=2σs 而 所以 σs =1.5[σ] σmax=3[σ] max=3[σ
第二节 压力容器零部件 1.2.1 筒体和封头
管子的公称直径（通径）既不是管子的内径也不 是管子的外径，而是一个略小于外径的数值。
零部件的二个基本参数
公称压力（PN）
国家标准GB1048将管路元件的公称压力分为以 下十个等级：0.25MPa、0.6MPa、1.0Ma、 1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.30MPa、10.0MPa、 16.0MPa、25.0MPa 。
(e) 梯形压紧面（Trapezium face）：适用于高温，压力较高场合，O形圈、金 属垫圈— —八角垫、椭圆垫
（a）全平面
（b）突面
（c）凹凸面
（d）榫槽面
（e）环连接面（梯形槽）
突出平面型压紧面
凹凸面法兰连接
榫槽面法兰连接
榫槽型密封面
梯形槽密封面
金属与金属的接触（Metal to metal）
中华人民共和国机械电子工业部 中华人民共和国化学工业部 中华人民共和国劳动部 中国石油化工总公司
JB4700－92 压力容器法兰分类与技术条件
适用范围：公称压力0.25~6.4MPa，工作温度-20~450℃ 分类：甲型平焊法兰，乙型平焊法兰，长颈对焊法兰 法兰、垫片、螺柱、螺母材料的匹配
容器法兰公称直径：指与法兰相配的筒体或封头的公称直径。
压力容器的公 称直径DN：
无 钢缝 板钢 卷管 焊作 点筒 筒体 体： ：外 内径 径D1i5390，201，590，302，850，40， 216000，1600，3000等
公称压力pN：一定温度和材料的法兰的最高工作压力。
容器法兰的公称压力是以16Mn在200℃时的最高操作压 力为依据制订的。
3）法兰的类型
化工设备机械基础9-容器零部件
公称压力（nominal pressure）是压力容器或管道的标准化
压力等级，即按标准化要求将工作压力划分为若干个压力等级。
指规定温度下的最大工作压力,也是一种经过标准化后的压力数
值。
Evaluation only.
ith在实As主际p要过os是程e指中.S标进l准行id件选e如用s法，f兰而or、不阀需.N门要E等每T规次3定都.5了要一进Cl系行i列计en标算t准。P以如r便法of于兰ile
（3）按法兰端面形状分类
ith（3.31A）s影Cpo螺响op预栓s法y紧er预兰力.i紧必密Sglh须力封it使的dE垫2e因v片0sa素0压lf4紧uo-a并r2t实0i.1现oN1初nE始TAo密sn3p封l.o条y5s.件e；ClP同it时ey预n紧tLt力Pd也r.不o能file
太大，否则将会使垫片被压坏或挤出。提高螺栓预紧力，可以增加垫 片的密封能力。采取减小螺栓直径，增加螺栓个数的办法对密封是有 利的。
（3）容器法兰尺寸的确定、示例及标记
步骤： （a）根据容器的公称直径DN和设计压力，参照表16-9初步确
定法兰的结构类型； （b）根据容器的设计压力p，设计温度t及准备采用的法兰材料，
ith（cA）按原sp根表来o据根1s6e所据-1.2确设S确l定计定i的压d所Ee法力v选sa兰p法所lf的u兰初oaPr的N步t和i公确.oND称定nEN压的T返o力法n回3lP兰.查Ny5类.；看型C表l是1i6否e-9n，包t以含P便有r验已of证确ile 定Co的pPyNr与igDhNt。 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Co和 直p尺径y寸唯r圆一ig整确h而定t得的到。20的0。4所-以20法1兰1的尺As寸p是o由s法e兰P的t公y称L压t力d和.公称
压力容器的设计—压力容器零部件
·板卷筒体，与相联接筒体的公称直径相 同； ·无缝钢管作筒体，与相联接无缝管的公 称直径相同。
50
公称压力
公称压力——是以16Mn在200℃时的最高工作压力为依据 制定的，因此当法兰材料和工作温度不同时，最大工作压
力将降低或升高。
法兰公称压力与法兰的最大操作压力和操作温度以及法 兰材料三个因素有关。
公称压力 PN 法兰材质
Q235-A
0.6
16MnR
15MnVR
最大允许工作压力 (MPa)
-20~200℃ 300℃ 350℃
0.4
0.33 0.30
0.6
0.51 0.49
0.65
0.63 0.651
3、压力容器法兰的标记
52
压力容器法兰设计步骤：
（1）确定DN; （2）根据法兰材质、工作温度和最高工作压力，确
有一个圈座是滑动支承的。
77
㈢ 腿式支
座
简称支腿
连接处造成严重的局部应力， 只适用于小型设备
难，榫易损坏。
注意：应使固定在设备上的 法兰为槽面,可拆下部分的法
兰为榫面。
榫槽型压紧面
29
锥形压紧面
通常用于高压密封，其缺 点是需要的尺寸精度和表 面粗糙度要求高。须与透 镜垫片配合,常用于高压管
道。
锥形压紧面
30
梯形槽压紧面
槽底不起密封作用，是槽的 内外锥面与垫片接触成梯形, 形成密封的，与椭圆或八角
凝土制的基础上。
66
㈡ 支承式支座
用钢管、角钢、 槽钢制作，或 用数块钢板焊 成，
型式、结构、 尺寸及材料 JB/T 4724-92 《支承式支 座》。
压力容器基本知识
一、容器一般知识 1. 容器定义： 容器定义： 压力容器: 是指盛装气体或者液体 承载一定压力的密闭设备。 压力容器: 是指盛装气 体或者液体，承载一定压力的密闭设备。 盛装气体或者液体， 其范围规定为： 其范围规 定为： ①、最高工作压力大于或者等于 0.1MPa（表压），且压 最高工作压力大于或者等于 0.1MPa（表压）， ），且压 力与容积的乘积大于或者等于 2.5MPa?L 的气体 的气体、 力与 容积的乘积大于或者等于 2.5MPa?L 的气体、液化气体和 最高工作温度高于或者等于标准 沸点的液体的固定式容器和 移动式容器； 移动式容器； ②、盛装公称工作压力大于或者 等于 0.2MPa（表压）， 盛装公称工作压力大于或者等于 0.2MPa（表压）， 且压力与容积的 乘积大于或者等于 1.0MPa?L 的气体 的气体、且压力与容积的乘积大于或者等于 1.0MPa?L 的气体、液化气 体和标准沸点等于或者低于 60℃液体的气瓶； 体和标准沸点等于或者低 于 60℃液体的气瓶； ③、医用氧舱等。 医用氧舱等。 2.容器品种及分类 2.容器品种及分类 安装分类： 固定式、移动式 外形分类： 立式、卧式； 圆柱形、球形、矩形、锥形、长圆柱形； 结构分类（成形）： 板焊结构：卷制焊接成形（包括多层包扎）； 锻焊结构：锻制成形； 功能分类： 储存容器：各种储罐、储槽； 反应容器：反应釜、搅拌反应器（釜）、合成反应器、聚 合釜； 换热容器：加热器、冷却器、管壳式废热锅炉； 分离容器：油水分离器、重力分离 器、分馏塔； 罐车： 汽车罐车、铁路罐车； 压力分类： 低压 — 设计压力 P＜1.6 MPa（表压）； MPa（表压）； 中压 —1.6 MPa（表压）≤ 设计压力 P ＜10.0 MPa（表压） ； MPa（表压）≤ MPa（表压） 高压 —10.0 MPa（表 压）≤设计压力 P ＜100.0 MPa（表压） ； MPa（表压）≤ MPa（表压） 超高压 —— 设计压力 P ≥100.0 MPa（表压） ； ——设计压力 MPa（表压） 按管理级别分类： 按管理级别分类： 综合压力高低、功能、介质等 因素 一 类 —— 最低级别； 二 类 —— 中等级别 ； 三 类 —— 最高级别 ； 注意：高压容器一定是三类， 中压、低压容器也可能是三类！ 按制造许可分类： A 类 —— A1、A2、A3、A4、A5 ； A1、A2、A3、A4、 B 类 —— B1、B2、B3； B1、B2、B3； C 类 —— C1、C2、C3； C1、C2、C3； D 类 —— D1、D2； D1、D2； 3.压力容器的应用 3.压力容器的应用 二、压力容器的一般结构 1.简单结构容器 1.简单结构容器 筒体：是容器的主要零件。 封头：是容器闭合的“头”，与筒体 组成密闭空 间。 支 腿：是容器的“腿”，起支撑容器的作用。 接管法兰：是容器与外部管道连接的接口。通常 有进、出口；排污口；安全附件接口；备用口等。 一般需用户确定其数量、功能、大小、 位置。 附件：如安全阀、液位计、压力表、温度计，是 显示、控制容器运行状态的部件。 人（手）孔：是检修容器的通道。 吊耳：用于容器运输、安装时起吊。 2.换热器（以管壳式为例） 2.换热器（以管壳式为例）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第9章 容器零部件
鞍座标记方法： JB/T 4712—1992 鞍座 ××－×
固定鞍座F 滑动鞍座S 公称直径mm 型号（A，BⅠ，BⅡ， BⅢ，BⅣ，BⅤ） 如公称直径为1600mm的轻型（A型）鞍座，标记为 JB/T 4712—92鞍座A1600—F JB/T 4712—92鞍座A1600—S
16
第9章 容器零部件
带垫板的支承式支座
17
第9章 容器零部件
（3）腿式支座（支腿）
应用：多用于高度较小的中小型立式容器中。
结构与支承式支座区别： 腿式支座是支承在容器圆柱 体部分，而支承式支座是支承在容器底封头上。
特点：结构简单、轻巧、安装方便，容器下面有较大 操作维修空间。但当容器上管线直接与产生脉动载荷 的机器设备刚性连接时，不宜选用腿式支座。
结构：容器封头底部焊上数根支柱，直接支承基础地面
特点：简单方便，但对容器封头会产生较大的局部应力， 故当容器较大或壳体较薄时，必须在支座和封头间加垫 板，以改善壳体局部受力情况。
标准： JB/T 4724《支承式支座》 A型（钢板支柱） B型（钢管支柱）
15
第9章 容器零部件
B型
A型
图12-21 支承式支座
裙座的结构
22
第9章 容器零部件
裙座结构
23
第9章 容器零部件
9.3 容器的开孔补强 ——开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中，较 大的局部应力； ——作用于接管上的各种载荷所产生的应力，温度 差造成的温差应力； ——容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用； ——接管成为容器的破坏源，必须考虑 补强问题。
鞍式支座
5
第9章 容器零部件
鞍座的结构—— 由横向直立筋板、轴向直立筋板和底板焊接而成，在与设 备筒体相连处，有带加强垫板的和不带加强垫板的两种。
F型鞍式支座
S型鞍式支座
鞍座标准—— 轻型（A）和重型（B）两大类，重型又分为BⅠ～BⅤ 五种型号，见表13-1。
6
第9章 容器零部件
鞍座标准的选用 ?根据鞍座实际承载的大小 ?确定选用轻型（ A型 ）或重型（ BⅠ~BⅤ型）鞍座 ?找出对应的公称直径， ?根据容器圆筒强度确定 120°或150°包角的鞍座 ?标准高度下鞍座的允许载荷和各部分结构尺寸可从 表12-7和JB/T4712 —92中得到。
24
第9章 容器零部件
1、开孔补强的设计原则与补强结构 开孔补强设计
——采取适当增加壳体或接管厚度的方法将应力集 中系数减小到某一允许数值。
开孔补强设计准则 弹性失效设计准则 ——等面积补强法
塑性失效准则 —极限分析法
25
第9章 容器零部件
（1）补强设计原则 （a）等面积补强法的设计原则
——规定局部补强的金属截面积必须等于或大于开 孔所减去的壳体截面积，其含义在于补强壳壁的平 均强度，用于开孔等截面的外加金属来补偿削弱的 壳壁强度。
一个固定（重量大，配管较多的一侧）
双鞍座
一个可沿轴线移动（操作时和安装时的 温度不同可能引起热膨胀以及可能出现 弯曲造成附加应力）
鞍座包角的选取
影响鞍座处圆筒截面上的应力分布， 影响稳定性和储罐-支座系统重心的高低
常用包角120°、135 °、150°我国JB/T4712用120°、150° 4
第9章 容器零部件
应用 常见的大型卧式储罐、 换热器等多采用鞍座。
是应用最为广泛的 一种卧式容器支座。
其它 圈座： 用于大直径薄壁容器和 真空容器，增加局部刚度。 支腿： 重量较轻的小型容器。
3
第9章 容器零部件
支座数量的决定
双鞍座结构较普遍，多支座结构难 于保证各支座受力均匀
安装位置的安排
一般，外伸长度A ≤0.2L，且最好A ≤0.5R m，A 最大不超过0.25L座
9
第9章 容器零部件
鞍式支座
10
第9章 容器零部件
圈座
圈座
支腿式
11
第9章 容器零部件
2、立式容器支座 （1）耳式支座 （悬挂式支座）
结构：由筋板和支脚板组成
特点： 简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。 当容器较大或器壁较薄时，应在支座与器壁间加一垫 板，垫板的材料最好与筒体材料相同 。
26
第9章 容器零部件
问题：没有考虑开孔处 应力集中 的影响，没有计入 容器直径变化 的影响，补强后对不同接管会得到不 同的应力集中系数，即 安全裕量不同 ，因此有时显 得富裕，有时显得不足。
优点： 长期实践经验，简单易行，当开孔较大时， 只要对其开孔尺寸和形状等予以一定的配套限制， 在一般压力容器使用条件下能够保证安全，因此 不少国家的容器设计规范主要采用该方法，如 ASME Ⅷ-1和GB150等。
第9章 容器零部件
第9章 容器零部件
9.2 容器支座
——用来支承容器及设备重量，并使其固定在某一位
置的压力容器附件。在某些场合还受到风载荷、地震载
荷等动载荷的作用。
卧式支座
鞍式支座 圈式支座 支腿支座
支座
耳式支座
立式支座
支撑式支座 腿式支座
裙式支座
2
第9章 容器零部件
1、卧式容器支座 形式：鞍座、圈座及支腿 三种
标准： JB/T 4725《耳式支座》 A型（短臂） A、AN B型（长臂） B 、BN
12
第9章 容器零部件
1-垫板； 2-筋板； 3-支脚板 图12-19 耳式支座
带垫板的耳式支座
13
第9章 容器零部件
14
第9章 容器零部件
（2）支承式支座 应用：高度不大、安装位置距基础面较近且具有凸形 封头的立式容器。
标准：JB/T4713 《腿式支座》。 A型（角钢支柱） B型（钢管支柱）
18
第9章 容器零部件
选用： 1）根据容器公称直径 DN和 总质量选取相应的支座号和 支座数量 2）计算支座承受实际载荷， 使其不大于支座允许载荷。
除容器总质量外，实际载荷 还应综合考虑风载荷、地震 载荷和偏心载荷。
图12-23 腿式支座
19
第9章 容器零部件
垫板 盖板 支柱
底板
垫板 盖板 支柱
底板
垫板 盖板 支柱
底板
垫板 盖板 支柱
底板
A型
AN型
B型
BN型
20
第9章 容器零部件
（4）裙式支座 应用：高大的立式容器，特别 是塔设备。
形式：圆筒形裙座和圆锥形裙座。
裙座结构
21
第12章 容器零部件（续）
1—塔体; 2—保温支承圈; 3—无保温时排气孔; 4—裙座筒体; 5—人孔 ; 6—螺栓座; 7—基础环; 8—有保温时排气孔; 9—引出管通道; 10—排液孔