卧式容器的支座.doc
浅谈卧式容器鞍式支座的允许载荷
CHEMICAL ENGINEERING DESIGN 化工设计2020,30(4)浅谈卧式容器鞍式支座的允许载荷常永波∗ 北京石油化工工程有限公司西安分公司 西安 710075摘要 卧式容器作为压力容器中最常见的结构型式之一,常采用鞍式支座来支承。
当选用NB /T47065.1-2018标准鞍式支座进行卧式容器设计计算时,发现在垫板不起加强作用,鞍座的应力由水平拉应力控制时,部分鞍座水平应力σ9不满足《卧式容器》NB /T47042-2014校核要求。
由此可见,按标准鞍式支座的选取原则,即在满足鞍座标准规定的条件下,当垫板不起加强作用时,有必要对选用的标准鞍式支座进行强度校核。
关键词 鞍式支座 受力分析 允许载荷∗常永波:工程师。
2008年毕业于西北大学过程装备与控制工程专业。
一直从事化工容器设计工作。
联系电话:187********,E -mail:280775137@。
鞍式支座是卧式容器广泛应用的一种支座,通常由垫板、腹板、筋板和底板构成。
垫板能够减少筒体的周向应力,筋板作用是将垫板和腹板连接起来增加鞍座刚度,用来抵抗压缩力和外弯矩。
腹板、筋板的厚度以及鞍座的高度直接决定着鞍式支座的允许载荷的大小。
1 鞍式支座的受力分析1.1 鞍式支座腹板的水平拉应力容器作用于鞍座的载荷见图1。
图1 容器作用于鞍座的载荷示意图此径向载荷的水平分量即静载荷产生的水平分力Fs,有将鞍座沿纵向截面撕裂的趋势,该力由Zick 法导出:F s =[1+cos β-0.5sin 2βπ-β+sin βcos β]Q =K 9Q式中,Q 为一个鞍座的反力(支承的重量),N;K 9为系数,当鞍式支座包角θ=120°时,K 9=0.204;当鞍式支座包角θ=150°时,K 9=0.259。
依据《卧式容器》NB /T47042-2014规定,鞍式支座腹板的水平拉应力σ9按以下两种情况分别计算:(1)无垫板或垫板不起加强作用时:σ9=F s H s b 0=K 9QH s b 0(1)(2)垫板起加强作用时:σ9=F s H s b 0+b r δre =K 9QH s b 0+b r δre(2)式中,H s 为计算高度,取min {H,13R a},mm;b 0为鞍座腹板厚度,mm;b r 为鞍座垫板有效宽度,mm,取b r =b 2。
卧式容器设计
L
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
(1)均布载荷q、支座反力F 假如容器总重量为2F，则作用在外伸梁 上(梁全长仍为L)单位长度的均布载荷为：
对于平封头，H＝0，则 由静力平衡条件，对称配置的双鞍座中 每个支座的反力就是F，或写成：
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
卧式容器设计 前言
卧式容器广泛应用在石油化工、医药、食品等工业
领域，卧式是相对于立式而言的，其筒体轴线一般 为水平。设计所卧式容器设计的特点
卧式压力容器的设计由于其支承方式的特点决 定了其设计的特殊性，按JB/T4731-2005 《钢制卧式容器》，其设计步骤为： 1）卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外 压或常压)确定壁厚； 2）再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校 核轴向、剪切、周向应力及稳定性；
(二) 载荷分析
(2)竖直剪力V 和力偶M 封头本身和封头中物料的重量为 (2/3H)q，此重力作用在封头(含物 料)的重心上。对于半球形封头，可 算出重心的位置e=3/8H，e为封头 重心到封头切线的距离。 按照力线平移法则，此重力可用一 个作用在梁端点的横向剪力V和一个 附加力偶m1来代替，即：
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
卧式容器设计..
(2)竖直剪力V 和力偶M 封头本身和封头中物料的重量为 (2/3H)q，此重力作用在封头(含物 料)的重心上。对于半球形封头，可 算出重心的位置e=3/8H，e为封头 重心到封头切线的距离。 按照力线平移法则，此重力可用一 个作用在梁端点的横向剪力V和一个 附加力偶m1来代替，即：
当鞍座邻近封头时，则封头对支座处简体有加强作用。 为了充分利用这一加强效应，在满足A≤0.2L下应尽 量使A≤0.5Ri(筒体内半径)。
注意这里的L为两封头切线之间的距离。 鞍座包角 的大小对鞍座筒体上的应力有直接关系， 一般采用120o、135o、150o三种。 双鞍座中一个鞍座为固定支座，另一个鞍座应为活动 支座。
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力
2.支座截面上筒体的最大轴向应力 计算支座处筒体的轴向弯曲正应力时， 分两种情况进行： 鞍座平面上筒体有加强圈或已被封 头加强(A<0.5Ri)。由整个圆筒截面 承受弯矩，不存在扁塌效应。则该 截面的抗弯断面模数为 Ri2te 。
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
容器支座介绍
容器支座介绍一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。
㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。
鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。
鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。
在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。
鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。
鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。
鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。
鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。
其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。
A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。
BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。
根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。
在一台容器上，两个总是配对使用。
在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。
第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。
长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。
一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。
因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。
采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。
容器的支座.
裙座均由裙座体、基础环、螺栓座、人 孔、排气孔、引出管通道等部分组成。
（3）裙式支座
（3）裙式支座
（3）裙式支座
（3）裙式支座
（2）鞍式支座（JB/T 4712.1－2007）
焊制鞍座由一块底板、一块腹板、若干个 筋板和垫板焊接而成。有带加强垫板和不带 加强垫板两种结构。
（2）鞍式支座
弯制鞍座的腹板和底板是由用一块钢板弯 制而成。只有当DN≤900mm的设备才使用弯 制鞍座。也可采用焊制鞍式支座。
（2）鞍式支座
◆鞍座的种类
固定式鞍座底板上的螺栓孔是圆形的； 滑动式鞍座底板上的螺栓孔是长圆形的， 其长度方向与筒体轴线方向一致。
（2）鞍式支座
鞍座的标记方法为：
标记示例：
JB/T 4712.1－2007 鞍座 BⅠ 900－S 表示公称直径为900mm、重型带垫板、 120°包角的滑动式鞍式支座。
Байду номын сангаас
（3）裙式支座
裙式支座简称裙座，适用于总高大于 10m，高度和直径之比大于5的高大直立塔设 备中。
职业教育应用化工技术专业教学资源库《化工设备认知与制图》课程
容器的支座
吉林工业职业技术学院
支座
◆ 设备支座的作用： 支承设备 固定其位置 承受操作 时的振动载荷、地震载荷、风载荷的作 用
◆支座结构型式一般分为：
卧式容器支座 立式容器支座 球形容器支座
1、卧式容器支座
分为三种：鞍式支座、圈式支座和支腿式支座
下面仅介绍几种常见的支座。
（1）耳式支座（JB/T 4712.3－2007）
耳式支座简称耳座，又称悬挂式支座， 直接焊在容器外壁上，是中小型立式设备 （高径比小于5且总高度不超过10m）应用 最广的一种支座
容器支座及其选用
支承式支座（ JB/T4712.4-2007代JB/T4724-92） 新标准的变化 适用范围：本标准适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器 公称直径DN800～4000 圆筒长度L与公称直径DN之比L/DN≤5 容器总高度H0≤10000
结构型式 支腿 筋板（钢板焊制）、钢管 垫板 底板
与支腿相比：高度低、承载量大，支承在封头上
支座的标记 JB/T4712.2-2007 支座 ① ② － ③ － ④ —— 型式 —— 号数 —— 支承高度 H —— 垫板厚度（对于A、B、C型支座）
支座的选用
支腿设计条件（新标准已合并在适用范围内）
01
设计温度：200℃
02
设计载荷：基本风压值800Pa
03
地震设防烈度：8度（Ⅱ类场地土）
基础垫板
当容器基础为钢筋混凝土时，滑动鞍座底板下面必须安装基础垫板
01
基础垫板由设计者在图样上规定其供货关系
04
基础垫板必须保持平整光滑
02
垫板尺寸参照附录C确定
03
*
当容器操作壁温与安装环境温度有较大差异时，应根据容器圆筒金属温度、两鞍座间距，按标准附录A核算螺栓孔长度L 螺栓孔应根据其不同膨胀形式，按下图要求进行安装
支座型式(老）
支座型式（新）
*
支座 Q235A 垫板材料 与筒体材料相同
JB/T4712.1-2007 鞍座 ① ② － ③ ——型号（A,BI,BII,BII,BIV,BV) ——公称直径 ——F或S
鞍座的材料
支座的标记
鞍座的选用
JB/T4712.1-2007的设计条件
校核支座处圆筒所受的支座弯矩ML，使ML≤[ML]，对衬里容器ML≤[ML]/1.5
卧式容器的支座
一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。
㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。
鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。
鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。
在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。
鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。
鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。
鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。
鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。
其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。
A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。
BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。
根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。
在一台容器上，两个总是配对使用。
在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。
第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。
长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。
一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。
因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。
采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。
㈡圈座在下列情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。
容器支座
ＢⅣ
159～900
弯制，120°包角，带垫板， 单、双筋
ＢⅤ
2019/10/13
159～900
弯制，120°包角，不带垫 板，单、双筋
8
二、鞍座的选用 鞍座尺寸由容器公称直径确定，其选用原则： （1）鞍座实际承受的最大载荷Qmax必须小于鞍座
的允许载荷[Q]。 在计算Qmax时，不要忘记水压试验时容器内充满
将以上确定之数据，代入式13-1，计算Q值
Q [16739.8 43689 200]103 [5465 854]103 6.32KN [Q]
1 3
31152
按13-５算出Ｍ
M
Q(l2 103
s1)
6.32(100 40) 103
0.379KN
m
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5
（5）当容器置于鞍座上时，鞍座的约束反力将集 中作用于容器的局部器壁上，引起该处器壁内复 杂的而且是相当大的局部应力，这些应力除了与 筒壁的厚度和鞍座的位置有关外，鞍座包角的大 小对鞍座边角处器壁内的应力有相当大的影响。 增大包角可以减小该处的应力。
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BI型鞍座结构图
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三、裙式支座
对高大的塔设备最常用的支座就是裙式支座。
它与前两种支座不同，目前还没有标准。各部分
尺寸均需通过计算或实践经验确定。
按所支承设备的高度与直径比，裙座可分成两种：
一种是圆筒形，一种是圆锥形。
裙座由裙座体、基础环板、螺栓座及基础螺栓等
结构组成。
圆筒形裙座制造方便和节省材料，所以被广泛采
第十三章容器支座
将角钢（A型）、钢管（B 型）和H型钢直接焊在容器 筒体的外圆柱面上，在筒体 与支腿之间可以设置加强 板，也可以不设置加强板。
角钢支柱及H型 钢支柱的材料应 为Q235A；钢管 支柱应为20号钢。
适用范围：
（ 1）公称直径DN400～1600； （2）圆筒长度L与公称直径DN之比 L/DN<5； （3）容器的总高H<8m。
（2）同DN的鞍座按其允许承受的最大载 荷分为轻型（A型）和重型（B型）。其中 重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。鞍座形式 汇总于下表中。 DN≤900mm的鞍座只有重型。 （3）鞍座大都带有垫板，但DN≤900mm 的鞍座也有不带垫板的。
（4）根据底板上的螺 栓孔形状不同,鞍座 分为F型(固定支座) 和S型(活动支座)。
3.耳式支座的标记： JB/T 4712.3－2007，耳座 × ×-×
材料（I,II,III,IV） 支座号(1~8) 型号(A、B、C)
举例：A型，3号耳式支座，支座材料为 Q235A, 垫板材料16MnR 标记为：JB/T4712.3-2007，耳座A3-I
材料：Q235A/16MnR
二、腿式支座（JB/T 4712.2-2007）
6~8
1~5 B型
6~8
C型 1~3 4~8
2. 耳式支座的选用
第一步：根据公称直径DN及估算的总重量预选一 标准支座及支座数目，计算出一个支座实际承受的 载荷Q 。 m 0g Q 10－3 kN kn 第二步：将所设定支座的允许载荷[Q]从表13－5或 表13－6中查出。比较 [Q]与 Q。 第三步：校核支座反力Q对器壁产生的外力矩M,如 果M ≤ [M],所选用的支座可用。否则，需选大一 号的支座或增加支座数目。 Q (l 2－S1 ) M kN m 3 10
卧式容器的支座
一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。
㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。
鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。
鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。
在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。
鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。
鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。
鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。
鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。
其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。
A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。
BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。
根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。
在一台容器上，两个总是配对使用。
在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。
第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。
长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。
一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。
因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。
采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。
㈡圈座在下列情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。
化工设备设计基础-13
垫板
底板 腹板
筋板
（2）鞍式支座在同一直径下分为轻型（A型）、重型 （B型）两种，主要是考虑了在同一直径的容器，由于 内部结构、长径比及内部物料等因素使得容器的总重量 有很大的差别。 重型鞍座可满足卧式换热器，介质比重较大或L/D 较大卧式容器的要求；轻型鞍座则满足一般卧式容器的 使用要求。 但容器直径DN≤900mm,鞍座未设轻型结构，原因 容器直径太小其重量差别不大，此时轻型与重型的尺寸 及用途相差不大。
(3)鞍座间距.尽量使支座中心到封头切线的距离A小 于或等于0.5Ra,当无法满足A小于或等于0.5Ra时， A不宜大于0.2L。（JB/T4731-2005 6-1-1） (4)选用F、S型各一， S型鞍座的定位尺寸
5
5
4.鞍座标记
JB/T4712.1-2007,鞍座X X- X 固定鞍座F,滑动鞍座S 公称直径,mm 型号（A,BI,---BV)
2.碳素钢与低合金钢人孔、手孔 《碳素钢与低合金钢人孔、手孔》标准，其标淮号为 e ( ) HG21515~21535—2005) D L 1.17 D 2.2 E ( ) 2.6 E Do L D 详细标准号及相关说明见教材P353-,表11-2。 Do
2.5 e
cr
0
e
3.不锈钢人孔、手孔 (HG21594-21604) P373
⑥耳式支座标记
JB/T4712.3-2,007耳座 X X-X
3
=X
垫板厚度，标准可不标 筋板或底板材料代号
支座号（1，2，3---） 型号（A,AN,B,BN)
2.支承式支座（JB/T4712.2-2007）(p419)
Chap. 11 人孔、手孔、视镜和液面计 一、人孔和手孔 1、容器上开设人孔、手孔的规定 e ( ) e （1）最少数量与最小尺寸的规定 P P353表11-1 2.6 E Do P 2.2 E ( ) L Do
13.第十三章 容器支座
A型
21
A型支承式支座
22
B型支承式支座
23
2.支承式支座的安装高度
指支座底板到封头切线的距离。
可查相关标准。
B型
A型
24
3.支承式支座标记
JB/T4724－92，支座 × × ，H=×× δ 3=×× 垫板厚度， 标准值可不标 支座高度，标准值可不标 支座号（1，2，3…，8） 型号（A、B） 问题：①JB/T4724－92，支座A3 ②JB/T4724－92，支座B4， δ3=12的含义
第十三章 容器支座
1
概述
支座的作用：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，分为：
卧式容器支座
立式容器支座 球形容器支座
2
容器支座
3
塔 设 备 裙 座
4
球形容器支座
5
§13-1 卧式容器支座
卧式容器的支座有三种：
鞍座：应用最广泛。
圈座：用于大直径薄壁容
立式容器的支座主要有耳式支座、支承式支座、腿式支座、 裙式支座四种； 中、小型直立容器常采用前三种，高大的塔设备则广泛采 用裙式支座。
15
一、耳式支座（悬挂式支座） 1.结构、形式与尺寸
耳座由底板、筋板和垫板组成。 耳座 A型（短臂）
B型（长臂）
耳座 不带垫板 带垫板，当设备较大或器壁较薄应加垫板。
7
二、鞍座尺寸与质量
无缝钢管做筒体， DN159～426焊制 与弯制鞍座， （BⅠ、BⅢ、BⅣ、 BⅤ型）；
钢板卷制筒体， DN300～450焊制 与弯制鞍座， （BⅠ、BⅢ、BⅣ、 BⅤ型）；
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二、鞍座尺寸与质量
DN1000～2000焊制、轻型与重型鞍座，（A、BⅠ型）；
容器支座
第二节容器支座容器和设备的支座，是用来支撑其重量，并使其固定在一定的位置上。
在某些场合下制作还要承受操作是的振动，承受风载荷和地震载荷。
容器和设备的结构形式很多，根据容器与之身的形式，支座可分两大类，即卧式容器支座和立式容器支座。
一卧式容器支座卧式容器支座有三种形：鞍座圈座和支腿。
常见的卧式容器和大型卧式储罐，换热器等多采用鞍座，它是应用的最广泛的卧式容器支座。
但对于大直径薄壁容器和真空设备，为增加筒体支座处的局部刚度常采用圈座。
小型设备常采用机构简单的支腿。
1 双鞍支座及制作标准置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，由材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。
当尺寸和载荷一定时，多支点在梁内产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。
但对于大型卧式容器而言，当采用多支座时，如果各制作的水平高度有差异或地基呈现不均匀，或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为个支点平均分摊，导致壳体应力正大，因而体现不出多做的优点，故一般情况下采用双支座。
采用双支座时，支座位置的选取一方面要考虑到利用封头的加强效应，另一方面又要考虑不是壳体中因荷重引起的弯曲应力过大，所以选取原则如下。
1双鞍卧式支座容器的受力状态可简化为受韵部载荷的外伸梁，由材料力学知，当外申长度A=0.207时。
跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，所以一般近似取A0.2l。
其中L取两封头切线间距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离。
2当鞍座临近封头时，则封头对支座处筒体有加强刚性效应，在满足A0.207下应尽量使a0.5R此外，卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩，因此容器两端的支座不能都固定在基础上，必须有一段能在基础上滑动，以避免产生过大的附加力。
通常的做法是将一个支座上的地脚螺旋孔做成圆形，并且螺母不上紧，使其成为活支座，而另一个支座仍未固定支座。
还有一种是采用滚动支座，他克服了滑动摩檫力大的缺点，但结构复杂照价高。
卧式设备支座设计方法分析
卧式设备支座设计方法分析周季乾【摘要】卧式设备越来越大型化,根据对HG/T 20582—2011《钢制化工容器强度计算规定》、NB/T47042—2014《卧式容器》等标准的研究,从外载荷、设备尺寸、支座数量、支座垂直位置差及支座布置等角度对卧式设备支座设计进行分析,对设备大型化支座的设计提出了建议.%Horizontal equipment is becoming larger and larger.Based on the study of the standards of HG/T 20582-2011 \"Strength Calculation Regulations for Steel Chemical Vessels\" and NB/T 47042-2014 \"Horizontal Vessels\",the design of support for horizontal equipment is analyzed from different angles,such as externalload,equipment size,number of supports,vertical position difference of supports and arrangement of supports.The design of large-scale bearings provides some opinions.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P116-116,118)【关键词】支座;大型化;卧式设备【作者】周季乾【作者单位】中石化洛阳工程有限公司,河南洛阳 471003【正文语种】中文【中图分类】TH122鞍式支座是卧式容器、卧式换热器等压力设备的重要组成部分，其设计的可靠性、安全性对整个设备至关重要，尤其最近几年设备越来越大型化，需要进一步对支座设计进行研究。
jbt 4731-2019 钢制卧式容器讲稿.doc
jbt 4731-2019 钢制卧式容器讲稿1.适用范围JB/T4731—2005《钢制卧式容器》相关于原来GBl50—1989第8章作了部分修订，如：取消圈座支承，增加鞍座轴向弯曲强度校核及附录A《有附加载荷作用时卧式容器旳强度汁算》等。
JB/T4731适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称旳鞍式支座支承旳常压及受压卧式容器，它不适用于：——直截了当火焰加热及受核辐射作用旳卧式容器；——经常搬运旳卧式容器；——带夹套旳卧式容器；一一作疲劳分析旳卧式容器：卧式容器设计是先依照操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性，卧式容器设计还包括支座位置旳确定及支座本身旳设计。
2.术语和定义.操作压力.设计压力.计算压力.试验压力设计温度工作温度试验温度计算厚度设计厚度名义厚度有效厚度3设计旳一般规定3.1设计压力旳确定：〔a〕设计压力值应不低于操作压力；〔b〕装有超压泄放装置时，设计压力按GB150附录B确定设计压力；(c)液化气体，液化石油气旳卧式容器，按《容规》规定确定设计压力；(d)真空容器旳设计压力按承受外压考虑，当装用安全操纵装置时，设计压力取1.25倍旳最大内外压差或0.1Mpa两者旳较低值；当无安全操纵装置时，设计压力取0.1Mpa。
3、2设计温度旳确定：(a)设计温度不低于元件金属在工作时可能达到旳最高温度。
关于0度以下旳金属温度,设计温度不应高于元件金属在工作时可能达到旳最低温度。
铭牌上应标志设计温度。
(b)低温卧式容器旳设计温度按GB150附录C规定确定。
3、3元件金属温度确定〔a〕传热计算；(b)在已使用旳同类容器上测定；(C)在使用过程中，金属温度接近介质温度时按内部介质温度确定。
3、4关于有不同工况旳卧式容器，应按最苛刻旳工况设计，并在图样或技术文件中注明各工况旳操作压力和操作温度。
3.5设计载荷〔a〕.长期载荷设计压力——内压、外压；液体静压力；容器质量载荷——自身质量，容器所容纳旳物料质量，保温层、梯子平台、接管等附件质量载荷。
卧式容器设计
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
（一）总体结构
支座形式及特点 化工厂的贮槽、换热器等设备一般都是两端 具有成型封头的卧式圆筒形容器。卧式容器 由支座来承担它的重量及固定在某一位置上。 常用卧式容器支座形式主要有鞍式支座、圈 座和支腿三种，如图所示。 支腿的优点是结构简单，但反力给壳体造成 很大的局部应力，用于较轻的小型设备。
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力
2.支座截面上筒体的最大轴向应力 计算支座处筒体的轴向弯曲正应力时， 分两种情况进行： 鞍座平面上筒体有加强圈或已被封 头加强(A<0.5Ri)。由整个圆筒截面 承受弯矩，不存在扁塌效应。则该 截面的抗弯断面模数为 R i2 t e 。
对于平封头的V与m1皆为零。
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一、卧式容器的支座
卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。
㈠鞍式支座
鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。
鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。
鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。
在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。
鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。
鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。
鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。
鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。
其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。
A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。
BI型鞍座结构图
鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。
根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型
式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底
板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。
在一台容器上，两个总是配对使用。
在安
装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。
第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁
紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。
长圆孔的长度须根据设
备的温差伸缩量进行校核。
一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。
因为鞍座水平高度的微小差异都
会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。
采用双鞍座时，鞍座与筒体端部
的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强
圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较
大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。
㈡圈座
在下列情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能
造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。
圈座的结构如上图所示。
除常温常压下操作的容器
外，若采用圈座时则至少应有一个圈座是滑动支承的。
㈢腿式支座
腿式支座简称支腿，结构如上图所示。
因为这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的
局部应力，故只适合用于小型设备（DN≤1600、L≤5m）。
腿式支座的结构型式、系列参数等
参见标准JB/T 4714-92 《腿式支座》。
二、立式容器的支座
立式容器的支座主要有耳式支座、支承式支座和裙式支座三种。
中、小型直立容器常采用前二种支座，高大的塔设备则广泛采用裙式支座。
下面来分别介绍这三种支座。
㈠耳式支座
耳式支座简称耳座，它由筋板和支脚板组成。
广泛用在反应釜及立式换热器等直立设备上。
它的优点是简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。
因此，当设备较大或器壁较薄时，应在支座与器壁间加一垫板。
对于不锈钢制设备，当用碳钢作支座时，为防止器壁与支座在焊接过程中不锈钢中合金元素的流失，也需在支座与器壁间加一个不锈钢垫板。
上图是带有垫板的耳式支座。
耳式支座已经标准化，它们的型式、结构、规格尺寸、材料及安装要求应符合JB/T 4725-92 《耳式支座》。
该标准分为A型（短臂）和B型（长臂）两类，每类又分为带垫板与不带垫板两种结构，见表4-18。
表4-18 耳式支座结构型式特征
型式支座号适用公称直径结构特征
A1～8
DN300～4000
短臂、带垫板
AN1～3 短臂、不带垫板
B1～8 长臂、带垫板
BN1～3 长臂、不带垫板
它们的各部分尺寸见耳式支座结构尺寸图。
A型耳式支座的筋板底边较窄，地脚螺栓距容器壳壁较近，仅适用于一般的立式钢制焊接容器。
B型耳式支座有较宽的安装尺寸，故又叫长臂支座。
当设备外面有保温层或者将设备直接放在楼板上时，宜采用B型耳式支座。
标准耳式支座的材料为Q235-A.F，若有改变，需在设备装备图中加以注明。
耳式支座选用的方法是：
（1）根据设备估算的总重量，算出每个支座（按2个支座计算）需要承担的负荷Q值；
（2）确定支座的型式后，从表4-19或表4-20中按照支座允许负荷Q允大于实际负荷Q的原则，选出合适的支座。
3000
7 200 1700～
3400
480 375 280 22 130 430 300 16 600 480 14 70 36 M30 81.5 —
8 250 200～
4000
600 480 360 26 145 510 380 18 720 600 16 72 36 M30148.4 —
小型设备的耳式支座，可以支承在管子或型钢制的立柱上。
大型设备的支座往往搁在钢梁或混凝土制的基础上。
㈡支承式支座
支承式支座可以用钢管、角钢、槽钢来制作，也可以用数块钢板焊成，见支承式支座图。
它们的型式、结构、尺寸及所用材料应符合JB/T 4724-92 《支承式支座》。
支撑式支座
支承式支座分为A型和B型，适用的范围和结构见表4-21所示。
A型支座筋板和底板的材料为Q235-A·F；B型支
第三节容器的开孔与附件
一、容器的开孔与补强
为了满足工艺、安装、检修的要求，往往需要在容器的筒体和封头上开各种形状、大小的孔或连接接管。
容器壳体上开孔后，开孔不但削弱了容器壁的强度，而且在筒体与接管的连接处，由于原壳体结构产生了变化，出现不连续，在开孔区域将形成一个局部的高应力集中区。
开孔边缘处的最大应力称为峰值应力。
峰值应力通常较高，达到甚至超过了材料的屈服极限。
较大的局部应力，加之容器材质和制造缺陷等因素的综合作用，往往会成为容器的破坏源。
因此，为了降低峰值应力，需要对结构开孔部位进行补强，以保证容器安全运行。
开孔应力集中的程度和开孔的形状有关，圆孔的应力集中程度最低，因此一般开圆孔。
㈠开孔补强的设计与补强结构
所谓"开孔补强设计"是在开孔附近区域增加补强金属，使之达到提高器壁强度，满足强度设计要求的目的。
容器开孔补强的形式概括起来分为整体补强和补强圈补强两种。
1．整体补强
整体补强是指采用增加整个壳体的厚度，或用全焊透的结构形式将厚壁接管或整体补强锻件与壳体相焊来降低开孔附近的应力。
由于开孔应力集中的局部性，在远离开孔区的应力值与正常应力值一样，故除非制造或结构上的需要，一般并不把整个容器壁加厚。
在开孔处用全焊透的结构形式焊上一段特意加厚的短管，使接管的加厚部分恰处有效补强区内，则可以降低应力集中系数。
整锻件补强结构是将接管与壳体连同加强部分作成整体锻件，然后与壳体焊在一起。
其优点是补强金属集中于开孔应力最大部分，应力集中现象得到大大缓和。
2．补强圈补强。