压力容器---零部件

江2 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。
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 Q Q，选取相应的支座。 （3） 校核 M M ，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）
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 A B 式 支 座 号 适 用 公 称 直 径 结 构 特 征 （mm） 1~6 DN800~3000 钢板焊制，带垫板 1~8 DN800~4000 钢管制作，带垫板
m0 g Ge 4( P h Ge Se) Q 10 3 K n nD
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 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 D0ao- 地震
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（mm） A AN B BN 1~7 1~7 1~5 1~5 DN400~1600 角钢支柱，带垫板 角钢支柱，不带垫 板 钢管支柱，带垫板 钢管支柱，不带垫 板
A、AN 型支座具有易与容器圆筒相吻合、焊接安装较为容易 的优点；B、BN 型支座具有在所有方向上都具有相同截面系数， 具有较高抗压失稳能力的优点。标准考虑了支腿与圆筒连接处局 部应力问题,故分为带垫板和不带垫板。 ● 符合下列情况之一,应设置垫板: a 用合金制的容器壳体; b 容器壳体有热处理要求; c 与支腿连接处的圆筒有效厚度小于 JB/T4712-92 表 4 给出的 最小厚度; 垫板材料一般与容器壳体材料相同. ●腿式支座设计计算： 支座连接处局部应力计算复杂,为了方便选用小于 JB/T4712-92 表 4 给出的最小厚度,标准中采用比吉拉德法,计算了 圆筒的局部应力,得出不同直径,不同材料,不需要设置垫板的圆筒 有效厚度的最小值.凡圆筒的有效厚度小于 JB/T4712-92 表 4 给出 的最小厚度,即需要设置垫板。
KN
（2） 按 Q Q，选取相应的支座。 （3）对于 B 型支座，校核 Q F ；但对于衬里容器，则要求 对于具有矩形垫板的 Q F /1.5； A 型支座来说， 由于对支反力
计算尚无合理的计算方法，暂不进行这项校核计算。
3．腿式支座 ● 腿式支座（JB/T4713-92）适用于安装在刚性基础，且符合 下列条件的容器： a.公称直径 DN400~1600mm； b.圆筒长度 L 与公称直径 DN 之比 L/DN≤5; c.容器总高度 H1≤5000m。 不适用于通过管线直接与产生脉动载荷的机器设备刚性连接 的容器，而应选用裙座等支承型式，以避免振动，如经计算， 确认无问题时，可不受此限制。 ● 耳座数量一般应采用三个或四个均布。 ●腿式支座型式分类： 型 式 支 座 号 适 用 公 称 直 径 结 构 特 征
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过程装备通用零部件
压力容器（过程装备）零部件是容器不可缺少的组成部分。 压力容器特定的操作条件不仅要求其主体必须满足设计要求，而 且零部件也应符合结构、材料、性能等方面的要求。作为受压元 件的零部件， 如问壳体一样， 应纳入质量管理与保证的监控范围。 所以能否按照要求合理地选用各零部件，对压力容器的整体质量 和确保安全使用有着十分重要的意义。 为了便于组织生产，降低成本，利于互换，我国各有关部门 对压力容器零部件进行了标准化和系列化工作，并制定了国家标 准和满足行业特点的行业标准。随着经济的发展和生产技术的不 断提高曾多次修定，目前已日臻完善。 压力容器零部件种类很多，涉及面较广，但总体可以分为两 类： 1 通用零部件； 2 各种典型化工设备零部件。包括搅拌器、机械密封、填料密 封、管板、塔盘等等，
化工设备中常使用一些作用和结构相同的零部件，如筒体、封 头、支座、法兰、人手孔、视镜、液面计及安全阀等。为了便于 设计、互换及批量生产，这些零部件都已经标准化、系列化，并 在各种化工设备上通用。
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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）
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隙。 ● 裙座与塔体封头连接 裙座直接焊接在塔底封头上，可采用对接焊缝或搭接焊 缝。在没有风载荷或地震载荷时，对接焊缝承受容器重量产生 的压缩载荷，搭接焊缝则承受剪切载荷。相比而言，搭接焊缝 受力情况较差，在一些小塔或受力较小的情况下采用。
● 裙座壳体过渡段 塔壳设计温度低于-20℃或高于 250℃时，裙座壳顶部分 的材料应与塔下封头材料相同， 裙座壳体过渡段长度取 4 倍保 温层厚度，但不小于 500mm；对奥氏不锈钢塔，其裙座壳体 过渡段高度不小于 300mm，材料同底封头。 ● 裙座保护层 当塔内或周围容器内有易燃、易爆介质时，一旦发生火灾， 裙式支座型式会因温度升高而丧失强度，故裙座应设防火层。 当裙座 D≤1500mm 时， 仅外面敷设防火层； 当裙座 D>1500mm 时，两侧均敷设 50 mm 石棉水泥层。 当塔内操作温度很高，塔体与裙座的温度差引起不均匀热 膨胀，会使裙座与塔底封头连接焊缝受力情况恶化，此时须对 裙座加以保温。
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●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头上。 ● 支承式支座选用方法： （1） 计算一个支座的实际负荷 Q
m0 g Ge 4( P h Ge Se) Q 10 3 nD K n
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。
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●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
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。
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4 裙式支座 ● 裙式支座适用于高大型或重型立式容器的支承。 ● 裙式支座型式 裙座有圆筒形和圆锥形两种形式，通常采用圆筒型裙座。 圆锥形裙座一般用于以下情况：1 塔径 D>1000，且 H/D≥ 30 或 D≤1000，且 H/D≥25；2 基本风压 q≥0.5KN/m2 或地震 烈度≥8 度时。圆锥形裙座的半锥角≤15°。 ● 裙座开孔 1 排气孔 裙座顶部须开设Φ 80~Φ 100 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Φ 50，中心 高 50mm 的长圆孔。 3 人孔 裙座上必须开设人孔，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
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
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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
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/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 e 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 M （ “由容器 筒体限定的、支座的许用外力矩” ） 。因此， M 值既和筒体的 DN， e ，材质及所承受的内压有关，也和支座的型号有关。