化工设备支座的选用

一．支座

设备支座用来支承设备重量和固定设备的位置。支座一般分为立式设备支座、卧式设备支座和球形容器支座。

立式设备支座分为悬挂式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座四种。

卧式设备支座分为鞍式支座、圈式支座和支腿三种。

球形容器支座分为柱式、裙式、半埋式、高架式支座四种。

1．悬挂式支座（JB/T4725-92）

悬挂式支座又称耳座，一般由两块筋板及一块底版焊接而成。耳座的优点是简单，轻便；缺点是对器壁易产生较大的局部应力。

●耳座适用范围（JB/T4725-92）：适用于公称直径不大于4000mm的立式圆筒形容器。

●耳座数量一般应采用四个均布，但容器直径小于等于700mm时，支座数量允许采用2个。

●耳式支座标准中分为A、AN（不带垫板），B、BN（带垫板）四种; A、AN

型用于一般立式设备，B、BN型用于带保温的立式设备。

●支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。对低温容器的支座，一般要加垫板。对于不锈钢制设备，当用碳钢制作支座时，为防止器壁与支座在焊接的过程中，不锈钢中合金元素的流失，也需在支座与筒连接处加垫板。

●JB/T4725-92特点：

1.考虑支座弯矩对容器圆筒所产生的局部应力，避免筒体由于局部应力过大有可能引起失效。局部径向弯矩包括设备自重、水平载荷（风载荷或地震载荷）及偏心载荷所产生的弯矩。

2.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。

若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。

3.改进了垫板结构。为改善容器的受力情况，JB/T4725-92将垫板四角倒圆；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。

●耳式支座设计计算：

支座处容器圆筒内存在以下几种应力：（1）内压引起的一次总体薄膜应力Pm；（2）支座弯矩引起的一次局部薄膜应力Pl；（3）支座弯矩引起的一次弯曲应力Pb；根据应力分析的方法按照下列原则计算：

Pm≤[σ]

Pm+Pl≤1.5[σ]

Pm+Pl+Pb≤1.5[σ]

至于组合应力，按照第三强度理论进行计算。

一般情况下，应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，目的是为了防止过大的局部应力造成衬里层的破坏。

若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。

●耳式支座选用方法：

（1）计算一个支座的实际负荷Q

KN

式中，m0-设备总质量（包括壳体及其附件，内部介质及保温层的质量），Kg;

g-重力加速度;Ge-偏心载荷，K-不均匀系数，n=3时，K =1，n >3时，K=0.83 ; n –支座数量；P-水平力，P=MAX（Pe,Pw）

当容器高径比不大于5，且总高度H0不大于10m时，Pe、Pw可按下式计算，超出此范围的容器本标准不推荐使用耳座。

Pe(水平地震力)=0.5a0m0g ao-地震系数，对7，8，9度地震分别取0.23,0.45,0.9。

Pw(水平风载荷)=0.95f1q0D0H0 D0-容器外径，有保温层时取保温层外径；f1-风压高度变化系数；q0-10米高度处的基本风压值；H0-容器总高度；h-水平力作用点至底板距离；Se-偏心距；D-螺栓分布圆直径。

（2）按，选取相应的支座。

（3）校核，若不符合则应选取大一号的支座或增加支座数量。

由于支反力Q对容器器壁作用一外力矩M，M=Q（l2-s1）/103；支座处的器壁内在此力矩作用下产生弯矩和弯曲应力，为了使支座处器壁内附加弯曲应力和由介质压力引起的薄膜应力之和不超过许用值，对于不同DN，不同的筒体，在不同内压下，均有其允许承受的最大支座外力矩值（“由容器筒体限定的、支座的许用外力矩”）。因此，值既和筒体的DN，，材质及所承受的内压有关，也和支座的型号有关。

2．支承式支座（JB/T4724-92）

●支承式支座适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器：

a.公称直径DN800~4000mm；

b.圆筒长度L与公称直径DN之比L/DN≤5;

c.容器总高度HO≤10m。

●支承式支座多用于安装在距地坪或基础面较近的具有椭圆形或碟形封头立式容器。

●支承式支座数量一般应采用三个或四个均布。

●支承式支座型式分类：

型式支座号适用公称直径（mm）结构特征

A 1~6 DN800~3000 钢板焊制，带垫板

B 1~8 DN800~4000 钢管制作，带垫板

●支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。

●JB/T4724-92特点：

1.考虑了B型支承式对封头产生的局部应力，避免封头由于支座垂直反作用力可能引起的失效。对于A 型支座，严格规定了垫板尺寸，以改善局部应力。

2.在支座选用时，应考虑偏心载荷、风载荷或地震载荷对支座所引起的附加载荷。

3.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。

4垫板结构及尺寸 A型支座采用四角倒圆及开通气孔的矩形垫板结构，其尺寸由结构决定；B型支座垫板直径由下式确定：1.25≤d3/d2≤1.5，并应在垫板上方便的部位开设排气孔（开设排气孔目的是利于焊接或热处理时气体的排放）。

●支承式支座设计计算：

支座处容器圆筒内存在以下几种应力：（1）内压引起的一次总体薄膜应力Pm；（2）支座垂直载荷引起的一次局部薄膜应力Pl；（3）垂直载荷引起的一次弯曲应力Pb；根据应力分析的方法，对这些应力的组合按照第三强度理论进行计算：

Pm≤[σ]

Pm+Pl≤1.5[σ]

Pm+Pl+Pb≤1.5[σ]

●对于B型支座，应校核由容器封头限定的允许垂直载荷，即要求Q≤[F]；但对于衬里容器，要求Q≤[F]/1.5。目的为了防止过大的局部应力造成衬里层的破坏。

●支承式支座用于带夹套容器时，如夹套不能承受整体重量，应将支脚焊于容器的下封