设备吊耳.doc

中华人民共和国行业标准 HG HG/T21574-94设 备 吊 耳1994-11-28发布1994-03-01实施中华人民共和国化学工业部 发布中华人民共和国行业标准设 备 吊 耳HG/T21574-94 主编单位：中国成达化学工程公司批准部门：化 学 工 业 部实施日期：一九九五年三月一日化工部工程建设标准编辑中心1995 北 京目 次1 设备吊耳的分类与技术要求1.1主题内容与适应范围.1.2引用标准.1.3吊耳分类.1.4吊耳的材料和制造技术要求.2 顶部板式吊耳.2.1适应范围及说明.2.2结构尺寸及尺寸系列.2.3设置部位和数量.2.4标记及标记示例.3 侧板式吊耳.3.1适应范围及说明.3.2结构尺寸及尺寸系列.3.3设置部位和数量.3.4标记及标记示例.4 轴式吊耳.4.1适应范围及说明4.2结构尺寸及尺寸系列.4.3设置部位和数量4.4标记及标记示例.编制说明1设备吊耳的分类与技术要求1. 1 主题内容与适用范围本标准规定了设备吊装用吊耳的分类、型式、代号、材料和制造技术要求。本标准适用于碳素钢、低合金钢和不锈钢制容器、塔器吊装用设备吊耳。1. 2 引用标准GB196普通螺纹 基本尺寸GB197普通螺纹 公差与配合GB1804公差与配合 未注明公差尺寸的极限偏差GB3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带HGJ15钢制化工容器材料选用规定GB8162结构用无缝钢管GB4237不锈钢热轧钢板GB150钢制压力容器GB3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级1. 3吊耳分类本标准共列入了三类（六种型式）吊耳，即顶部板式吊耳、侧板式吊耳和轴式吊耳。各种吊耳的代号及公称吊重范围见表1.3。吊耳的公称吊重是指一个吊耳所能吊起的最大重量。吊耳分类、代号及公称吊重范围类型代号简 图型式代号公称吊重范围t标准号顶部板式吊耳TPTP110HG/T21574-94TPP侧板式吊耳SPSP10150HG/T21574-94轴式吊耳AXAXA525HG/T21574-94吊耳分类、代号及公称吊重范围类型代号简 图型式代号公称吊重范围t标准号轴式吊耳AXAXB1037.5HG/T21574-94AXC25150HG/T21574-941. 4吊耳的材料和制造技术要求1.4.1吊耳的材料：顶部板式吊耳的吊耳板、侧板式吊耳的吊耳板和轴式吊耳公称直径DN500mm时的管轴以及轴式吊耳的挡板和内筋板材料均为Q235-A。所用钢板或钢带均应符合GB3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带的规定。轴式吊耳公称直径DN500mm时，管轴可选用GB8162结构用无缝钢管中的钢管，材料为20钢。当制造厂选用GB8162结构用无缝钢管中的钢管有困难时，管轴也可用Q235-A钢板卷制而成。垫板材料宜与同垫板相焊的壳体的材料相同。焊接规程和焊接材料由选用者在设备装配图中注明。1.4. 2吊耳的机械加工及装配顶部板式吊耳与侧板式吊耳的吊耳板应平直。轴式吊耳的管轴与设备轴向中心线垂直，偏差不大于0.5。垫板应与封头或壳体的曲面紧密贴合，间隙不大于1.0mm。吊耳板、垫板、挡板、内筋板及连接板等的切割表面不允许存在裂纹、毛刺等缺陷。除图中注明的外，其余机加工表面和非机加工表面的未注明公差尺寸的极限偏差分别按照GB1804公差与配合 未注明公差尺寸的极限偏差中的规定，孔为H14和H16，轴为h14和h16，长度为JS14（js）与JS16（js16）级精度。螺孔尺寸按GB196普通螺纹 公差与配合的规定，其公差按GB197普通螺纹 公差与配合中规定的7H。1.4.3吊耳的检验用Q235-A钢板卷焊制成的管轴，其对接焊缝须经100X射线探伤检查，检查结果符合GB3323钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级的规定，三级合格。其余所有焊缝均应进行外观检查，不得存在裂纹与未熔合缺陷。除轴式吊耳的内筋板焊缝外，其余焊缝还须进行磁粉或渗透探伤检查。探伤按GB150 GB150钢制压力容器中10.8.4的规定进行，不允许存在裂纹。2. 顶部板式吊耳2.1适应范围及说明顶部板式吊耳代号是TP，简称TP型吊耳，适应于轻型立式设备的吊装。注：根据检修重量选用的吊耳，应在装配图中加以说明。2.2结构型式及尺寸系列TP型吊耳的形式、公称吊重和尺寸系列按表2.2规定，并见图2.2所示。TP型吊耳可以不带垫板，其条件也按表2.2规定。2.3设置部位和数量TP型吊耳一般设置在设备顶部的椭圆形封头、碟形封头、无折边球形封头或半球形封头上，以二个、三个或四个均布为宜。对椭圆形封头和碟形封头，吊耳中心线还宜处于0.7倍封头直径范围内。TP型吊耳也可设置在设备顶部的平封头或锥形封头上，但应按吊耳的载荷校核封头的强度。2.4标记及标记示例公称吊重7t，带垫板的顶部板式吊耳规定标记如下：TPP-7 HG/T21574-94公称吊重7t，不带垫板的顶部板式吊耳规定标记如下：TP-7 HG/T21574-94TP型吊耳下列及尺寸Mm 表2.2公称t1234710S162028344248D5076767680100L140180180180180180R5076767680100Ri0.916000.920000.922000.924000.926000.93000min2026303446521min81012142022S11216182026930垫板尺寸LTPHTP300150400200430215440220500250560280单个吊耳重量kg不带垫板2.76.49.111.114.320.3带垫板6.816.322.026.139.656.9注： -标准椭圆形封头的当量球面内半径，取封头内直径的0.9倍。 -不带垫板时，所需封头最小名义厚度。 -带垫板时，所需封头最小名义厚度。图2.2TP型吊耳3侧板式吊耳3.1适应范围几说明侧壁板式吊耳代号是SP，简称SP型吊耳，适应于公称直径DN1000mm的较重型设备的吊装。吊装时，必须保证吊耳仅承受竖向载荷。SP型吊耳适应于无顶部设备法兰的立式设备，且顶部封头为标准椭圆形、半球形、碟形或锥形封头。3.2结构形式及尺寸系列SP型吊耳的形式、公称吊重和尺寸系列按表3.2-1和表3.2-2的规定，并见图3.2所示。SP型吊耳板与垫板之间的贴合，推荐图3.2中A向视图的（a）、（b）、（c）三种形式。在保证焊缝质量的前提下，具体采用哪种形式，由制造厂根据自己的条件决定。选者可以不说明贴合形式。3.3设置部位和数量SP型吊耳一般设置在设备顶部两侧，对称设置两个。3.4标记及标记示例公称吊重15t的侧壁板式吊耳规定标记如下：吊耳SP15 HG/T21574-94SP型吊耳系列及尺寸 mm 表3.2-1公称吊重t10152025355075100150a71214192430323236S1216202640608080100CC + C1 + S1 ( 椭圆封头的C1见表3.2-2 )D80808090110110110140160E454545455050606065F70808080100100100130150G2527.530354550606080H200220230240300300300350400Hsp250275290310390400420470530u0.0160.0280.0360.0490.0940.1410.1880.220.314L1140140140140160160160180220L2L2 ( + h1 ) / 3 + h2 注L390909090120150180180220L480100100115145200280320420Lsp225235240250300310330265455r202020202030304040S1101216202440505064W1kg10.617.724.034.168.7131.3203.2249.8424.6单个吊耳重量kgW = W1 + u ( L2 + C )注: L2公式仅适用于标准椭圆形封头. 式中:-封头名义厚度; h1-封头曲面高度; h2-封头直边高度. 对其它形式封头，L2由设计者自定。 吊耳重量包括了吊耳板、垫板和连接板的重量，选用者按容器直径和封头形状确定L2和C值，再列公式计算出吊耳的重量。 由椭圆形封头内直径查C1值的表 mm 表3.2-2封头内直径10001200140016001800200022002400C12834404651576369封头内直径26002800300032003400360038004000C17580869298104109115图3.2 SP型吊耳 4 轴式吊耳4.1适应范围及说明轴式吊耳代号为AX，简称AX型吊耳，一般适用于较高及较重型的立式设备的吊装。4.2结构形式及尺寸系列AX型吊耳的结构分A、B、C三种形式。见图4.2-1、图4.2-2及图4.2-3所示。AX型吊耳的公称吊重、尺寸系列及对设备最小壁厚的要求，可按表4.2-1和表4.2-2中的规定。4.3设置部位和数量AX型吊耳一般应设置在设备重心1.5m以上，并对称设置两个。4.4标记及标记示例若设备吊装重量为132.860t，内径为2400mm，壁厚为44mm。应选用公称吊重75t，DN450的轴式吊耳二个，其规定标记如下：吊耳AXC-75-450 HG/T25174-94。图4.2-1 AXA吊耳注：内筋板与管轴之间可采用间断焊，但焊接长度应1/2总长度。图4.2-2 AXB型吊耳注：内筋板与管轴之间可采用间断焊，但焊接长度应1/2总长度。图4.2-3 AXC型吊耳AX型吊耳系列及尺寸 mm 表4.2-1 型式ABC公称吊重范围t51051052010251037.51537.5255037.5755087.5100125150N150180200250300350400450500600700800D0150194219273325377426480530630720820D1310370410510580680760840900100012001400D22603003204004505305706507008009001000L120130140150160180200220250280320360S101214141618181818181818S1141418182022242428283236S2161820202224242424242424单个吊耳重量kg17.125.636.154.181.0124.2177.7219.2272.3338.4481.9662.8 *DN-吊耳公称直径轴式吊耳的公称吊重及设置吊耳处设备的最小壁厚要求 mm 表4.2-2设备直径mm公称吊重t51015202537.55062.57587.5100125150600DN150150mn1016650DN150150mn1016700DN180180mn814800DN180180200200mn8141620900DN180200200200mn101418221000DN180200200200250mn10141822241100DN180200250250250mn10141418221200DN180200250250250mn10161620221300DN180200250250250300mn1016162022261400DN180250250250300300mn1012162020281500DN200250250250300300mn101216202228注：mn-按吊耳设置处筒体直径要求的壳体最小名义厚度。设备直径mm公称吊重t51015202537.55062.57587.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 续表4.2-2 续表4.2-3设备直径mm公称吊重t51015202537.55062.57587.51001251503200DN350350400450500500500500600700mn162022263036444648443400DN350350400450500500500500600700mn162022263236444648443600DN350350400450500500500500600700800mn18202226323844484846503800DN350400450500500500500600700800mn202228323844485046504000DN350400450500500500500600700800mn22222834384650504652设 备 吊 耳HG/T21574-94编 制 说 明1.设计指导思想吊耳设计的指导思想是吊耳的承载能力要有较大的余量。因为吊耳的成本与因吊耳不够坚固而造成吊装事故的损失相比，是微不足道的。2.动载荷系数的确定对动载荷系数，各家取值如下：化工设备设计全书 塔设备设计：1.2重型设备吊装工艺与计算 杨文柱1984 冲击系数K1=1.2不均匀系数K2=1.2；K1K2=1.44Pressure Vessel Design Handbook Henry H. Bednar，P.E；2德国Lurgi公司：1.2日本TEC公司：1.25（另加20m以下的风压6kg/m2，20m以上的风压15Kg/m2。以20001240000空塔为例，如将风压计入动载荷系数，其值达1.28）。本标准采用的动载荷综合系数是1.65。其中已考虑了风压值引起的载荷影响及几个吊耳承载的不均匀性，这样可以减少设计人员的计算工作量。3.吊耳的强度本标准系列中的所有吊耳本身都是按1.65的动载荷综合系数进行强度设计。对顶部板式吊耳和轴式吊耳均提出了壳体最小壁厚要求。设置吊耳处壳体的最小壁厚是根据吊耳载荷（按1.65的动载荷综合系数考虑）在壳壁中引起的局部应力确定的。局部应力按WRC-107公报的方法计算。壳体的标准许应力值采用GB150中20R的许用应力值。由于吊耳处的局部应力属一次应力，故局部应力的许用应力值取为1.5倍标准许用应力值。当壳体材料的许用应力值低于20R的许用应力值和（或）壳体的壁厚小于要求的最小壁厚值时，设计人员应自行校核壳壁中的局部应力是否在安全范围内。4.SP型吊耳C1值的计算方法侧壁板式吊耳标准的表3.2-2中C1值，是按椭圆方程X2/a2+Y2/b2=1计算的。对标准椭圆形封头，a=b/2式中： a-椭圆形封头半短轴长； b-椭圆形封头半长轴长。例如：对Dg=1000mm的标准椭圆形封头，a=250mm，b=500mm，X=1/3250mm，按上式可求出Y=471.4mm，C1=500471.5=28.6mm，故表中取mm。对上述封头，当C1=28mm时，随封头厚度达30mm时，间隙是2.3mm，这对焊接是可以接受的。5.吊耳强度算例例1吊耳SP-50计算中的符号、尺寸和载荷参见第3章侧板式吊耳表3.2-1及图3.2，以及编制说明中的图1。图1 SP型吊耳计算简图吊耳板材质：Q235-A许用应力：130Mpa许用剪应力：91Mpa角焊缝系数a ：0.7动载荷综合系数：K=1.65吊耳竖向载荷Fv=5010009.8061.65=808995N吊角A-A截面拉应力：Fv= S（HD）808995= （601.3）（300110）=72.5MPa，满足要求。垫板焊缝剪应力：=Fv/0.707a2（HspLsp）820220a =808995/0.707302（400310）160400.7 =39.3MPa，满足要求。吊耳板焊缝剪应力：=Fv/0.707aa2（LspGL1）0.5FHF8r2r =808995/0.707300.72（31050160）0.5100300100830230 =47.6Mpa，满足要求。例2 吊耳TPP10计算中的符号、尺寸和载荷等参见第2章顶部板吊耳和编制说明中的图2。图2TP型吊耳计算简图吊耳板材质：Q235-A吊耳板许用拉应力L ：130MPa吊耳板许用剪应力L ：91MPa角焊缝系数a：0.7垫板、封头材质：20R垫板、封头许用应力H：133MPa动载综合系数K：1.65竖向载荷Fv=1010009.8061.65 =161799N横向载荷FH=Fvtan30=161799tan30=93414.7N吊索方向载荷FL=Fv/cos30=161799/ cos30=186829.4N经向弯矩M=FHL=93414.7180 =16814646Nmm吊耳板吊索方向的最大拉应力（偏保守）：L=FL/（2RD）S =186829.4/（2100100）（481.2）=39.9MpaLL，满足要求。吊耳板吊索方向的最大剪应力：L=L =39.9MPaLL满足要求。吊耳板角焊缝应力校核：角焊缝面积偏保守为A=2（Ltan15R）S =2（180tan15100）（481.2）=13874.4mm2角焊缝的拉应力a=Fv/A=161799/13874.4 =11.66Mpa角焊缝的剪应力a=FH/A=93414.7/13874.4 =6.73Mpa 角焊缝的弯曲应力ab6M/S2（Ltan15R）2 =616814646/（481.2）2（180tan15100）2 =24.53MPa组合应力ab= （aab）4a2 = （11.6624.53）2 46.732 =38.61MPa角焊缝许用应力为0.7L=0.7130=91Mpa，其值大于组合应力，满足要求。封头局部应力校核：封头为Dg3000的标准椭圆形封头。载荷计算采用的重力加速度值为9.81。吊耳中心线距封头中心距离为0.73000/2=1050mm。带垫板时方形附件边长为：Cx= HTP LTP = 560 280 =396mm不带垫板时方形附件边长为：Cx= 2（Ltan15R）S = 2（180tan15100）（481.2） =117.8mm带垫板和不带垫板时封头的局部应力的考核结果分别见编制说明中的表1表3。例3吊耳AXC-100-600计算中的符号、尺寸和载荷等参见第4章轴式吊耳和编制说明中的图3。图3AXC吊耳计算简图管轴、内筋板材质：Q235-AQ235-A许用拉应力L：130MPa垫板、筒体材质：20R20R许用应力S：133MPa角焊缝系数a：0.7动载荷综合系数K：1.65竖向载荷Fv=10010009.8061.65=1617990N横向载荷FH=Fvtan15=1617990tan15=433539N经向弯矩M=FvL=1617990280=453037200Nmm吊耳强度校核：吊耳横截面积A=（D0S）S4S （D02S）2T2 4S2 =（63018）18418 （630218）22102 4182 =73317.9mm2吊耳抗弯断面模数W=J/0.5（D0）其中：J=0.393（D0）3S2SH3/122HS3/12Hs（0.5T）2其中：H为内筋板高，其值为：H= （D02S）2T2 = （630218）22102 =555.6mm故J=0.393630318218555.63/122555.6183/12555.618（0.5210）2 =2.5109mm4W=2.5109/0.5630 =7.94106mm3吊耳拉应力Lt=FH/A=433539/73317.9=5.9Mpa吊耳最大弯曲应力Lb=M/W=453037200/7.94106=57.1Mpa组合应力L=LtLb=5.957.1=63.0MpaLL ，满足要求。筒体局部应力校核见编制说明中的表1表3的计算书。 WRC107封头局部应力计算 表1设计压力P（MPa） .00 封头内径Di（mm） 3000.0封头名义壁厚S1（mm） 22.0 封头壁厚附加量C（mm） .0设计温度Tem（度） .0 壳体材料名称（即钢号）NAME 20R壳体材料类型KINDD 板材 壳体材料标准号STAND GB 6654计算类型kind（疲劳设计=1；其它=0） 0 附件边缘边长Cx（mm） .0封头结构形式Type（椭圆1，碟形2，球形3） 1 方形附件边长Cx（mm） 396.0 附件中心到封头对称轴投影距离L（mm） 1050.0轴向力Fzp（N） 161865.0 水平力1V1p（Nmm） 93453.0水平力2V2p .0 1轴向的力矩M1p（Nmm） .02轴向的力矩M2p（Nmm） 16821540.0 轴向力矩Mzp .0计算结果（球壳上方附件边缘）应力集中系数： 薄膜系数：Kn=1.00 弯曲系数：Kb=1.00外载荷： 径向载荷F3=185466.6N 径向载荷F1=23149.3N 切向载荷F2=.0N切向弯矩M1= .0Nmm 径向弯矩M2=16821540.0Nmm 扭 矩M3= .0Nmm几何参数： U= . 927应力计算系数： SR2/Nx： .0727 SR3/Nx： .0859 SR2/Mx： .0386 SR3/Mx： .0830 SR2/Ny： .0216 SR3/Ny： .0250 SR2/My： .0118 SR3/My： .0239 续表1局 部 应 力 表图 号AuAlBuBlCuClDuDlAmBmCmDm径向应力：SR2/Nx27.8627.8627.8627.8627.8627.8627.8627.8627.8627.8627.8627.86SP2/Mx88.7988.7988.7988.7988.7988.7988.7988.7988.79.00.00.00SR3/Nx.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00SP3/Mx.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00SR3/Nx-12.22-12.22-12.22-12.22.00.00.00.00-12.22-12.22.00.00SR3/Mx-70.91-70.91-70.91-70.91.00.00.00.00.00.00.00.00Sigmaxi.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00总 值33.52-2.25199.78-119.62116.65-60.93116.65-60.9315.6440.0827.8627.86 续表1局 部 应 力 表图 号AuAlBuBlCuClDuDlAmBmCmDm切向应力：SR2/Ny8.288.288.288.288.288.288.288.288.288.288.288.28SR2/My27.02-27.0227.02-27.0227.02-27.0227.02-27.02.00.00.00.00SR3/Ny.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00SR3/My.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00SR3/Ny3.56-3.563.56-3.56.00.00.00.003.56-3.56.00.00SR3/My-20.4220.42-20.4220.42.00.00.00.00.00.00.00.00Sigmaxi.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00总 值11.32-1.8759.28-35.6035.30-18.7335.30-18.734.7211.848.288.28 续表1局 部 应 力 表图 号AuAlBuBlCuClDuDlAmBmCmDm剪切应力：Tou1（F1）.00.00.00.001.331.33-1.33-1.33.00.001.33-1.33Tou2（F2）.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00Tou3（M3）.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00总 值.00.00.00.001.331.33-1.33-1.33.00.001.33-1.33应力强度SI33.522.25199.78119.62116.6760.98116.6760.9815.6440.0827.9527.95壳体许用应力Sa=133.0最大表面应力Smax=199.8最大薄膜应力Sm=40.1Smax3Sa及Sm1.5Sa，安全 注：应力评定部分仅供参考。 WRC107封头局部应力计算 表2设计压力P（MPa） .00 封头内径Di（mm） 3000.0封头名义壁厚S1（mm） 52.0 封头壁厚附加量C（mm） .0设计温度Tem（度） .0 壳体材料名称（即钢号）NAME 20R壳体材料类型KINDD 板材 壳体材料标准号STAND GB 6654计算类型kind（疲劳设计=1；其它=0）