化工设备基础 第12章 法兰容器零部件

1、1234第十二章第十二章 容器零部件容器零部件12.1 法兰连接法兰连接 12.2 容器支座容器支座12.3 容器的开孔补强容器的开孔补强12.4 容器附件容器附件512.1法兰连接法兰连接 可拆连接必须满足的基本要求可拆连接必须满足的基本要求 （1）有足够的刚度）有足够的刚度 （2）有足够的强度）有足够的强度 （3）能耐腐蚀）能耐腐蚀 （4）成本低廉）成本低廉 （5）拆卸安装便捷）拆卸安装便捷法兰连接结构：法兰法兰连接结构：法兰 密封元件密封元件垫片垫片 连接件连接件螺栓、螺母螺栓、螺母6使用角度分类使用角度分类 压力容器法兰：筒体与封头、筒体与筒压力容器法兰：筒体与封头、筒体与筒体或封头与

2、管板之间连接的法兰。体或封头与管板之间连接的法兰。 管法兰：管道与管道之间的连接法兰。管法兰：管道与管道之间的连接法兰。7左上一图为连接塔节与塔节的容器法兰左上一图为连接塔节与塔节的容器法兰左上二图为连接接管的管法兰左上二图为连接接管的管法兰右图为管法兰右图为管法兰8法兰的用途管法兰9被连接件被连接件 连接件连接件 密封元件密封元件 法兰联接法兰联接螺栓法兰连接结构螺栓法兰连接结构1-螺栓螺栓 2-垫片垫片 3-法兰法兰312第一节法兰联接第一节法兰联接 一、法兰联接结构与密封原理一、法兰联接结构与密封原理 1、密封组成、密封组成10泄漏途径泄漏途径 密封原理密封原理压紧面泄漏压紧面泄漏 垫片

3、渗漏垫片渗漏 当压力介质通过密封口当压力介质通过密封口的的阻力降阻力降大于密封口两大于密封口两侧的介质侧的介质压力降压力降时，介时，介质就被密封住质就被密封住3122、工作原理、工作原理 螺栓法兰连接结构螺栓法兰连接结构1-螺栓螺栓 2-垫片垫片 3-法兰法兰11法兰密封原理预紧密封比压：螺栓预紧，密封面之间的垫片压紧。密封面上由机械加工形成的微隙微隙被填满，形成初始密封条件。这个压紧应力叫垫片密封比压力（MPa）。密封比压力主要决定于垫片材质。垫片越宽，为保证应有的比压力，垫片所需的预紧力就越大，从而螺栓和法兰的尺寸也要求越大，垫片不应过宽，更不应该把整个法兰面都铺满垫片。工作密封比压：当设

4、备或管道在工作状态时，介质内压形成的轴向力使螺栓被拉伸，法兰密封面彼此分离，密封面与垫片之间的压紧应力降低。垫片回弹，补偿螺栓和密封面的变形，而使预紧密封比压值至少降到不小于某一值(这个比压值称为工作密封比压)，则法兰密封面之间能够保持良好的密封状态。反之，垫片的回弹力不足，预紧密封比压下降到工作密封比压以下，甚至密封处重新出现缝隙，则此密封失效。因此，为了实现法兰联接处的密封，必须使密封组合件各部分的变形与操作条件下的密封条件相适应，即使密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定的残余压紧力。12通过垫片材料本体毛通过垫片材料本体毛细管的渗透泄漏。可细管的渗透泄漏。可通过对渗透性垫片材通过对渗透

5、性垫片材料添加某些填充剂进料添加某些填充剂进行改良，或与不透性行改良，或与不透性材料组合成型来避免材料组合成型来避免“垫片渗漏垫片渗漏”。沿着垫片与压紧面之沿着垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大间的泄漏，泄漏量大小主要与界面间隙尺小主要与界面间隙尺寸有关。寸有关。“压紧面泄压紧面泄漏漏”是密封失效的主是密封失效的主要途径。要途径。垫片渗漏垫片渗漏压紧面泄漏压紧面泄漏泄漏泄漏压紧面泄漏压紧面泄漏垫片渗漏垫片渗漏13螺栓法兰连接的整个工作过程：螺栓法兰连接的整个工作过程：图图12-2（a）尚未预紧工况、尚未预紧工况、 （b）预紧工况、预紧工况、 （c）操作工况操作工况（a）尚未预紧工况）尚未预紧工况

6、 将上、下法兰压紧面和垫片的将上、下法兰压紧面和垫片的 接触处的微观尺寸放大，表面接触处的微观尺寸放大，表面 是凹凸不平的，这就是流体泄是凹凸不平的，这就是流体泄 漏的通道。漏的通道。（a）尚未预紧工况尚未预紧工况密封机理图密封机理图14（b）预紧工况（无内压）预紧工况（无内压） 拧紧螺栓，螺栓力通过法兰压拧紧螺栓，螺栓力通过法兰压紧面作用到垫片上。垫片产生弹性紧面作用到垫片上。垫片产生弹性或屈服变形，填满凹凸不平处，堵或屈服变形，填满凹凸不平处，堵塞泄漏通道，形成初始密封条件。塞泄漏通道，形成初始密封条件。 形成初始密封条件时垫片单位面积形成初始密封条件时垫片单位面积上所需的最小压紧力，称为

7、上所需的最小压紧力，称为“” ” ，单位为，单位为MPaMPa。在预紧。在预紧工况下，如垫片单位面积上所受的工况下，如垫片单位面积上所受的小于小于预紧密封比压预紧密封比压，介质即发，介质即发生泄漏。生泄漏。引入概念引入概念1“预紧密封比压预紧密封比压”（b）预紧工况预紧工况图图12-3 密封机理图密封机理图其值仅与垫片材料、其值仅与垫片材料、结构与厚度有关。结构与厚度有关。15法兰密封面环线16通入介质通入介质压力上升压力上升密封比压下降密封比压下降导致导致垫片弹性压缩变形部分产生回弹，使压垫片弹性压缩变形部分产生回弹，使压紧面上的密封比压力仍能维持紧面上的密封比压力仍能维持以以保持密封性能。

8、保持密封性能。为保证在操作状态时法兰的密封性为保证在操作状态时法兰的密封性能而必须施加在垫片上的压应力，能而必须施加在垫片上的压应力，称为称为。操作密封比压往往用介质计算压力操作密封比压往往用介质计算压力的的m倍表示，倍表示， m称为称为“垫片系数垫片系数”。引入概念引入概念2“工作密封比压工作密封比压”（c）操作工况操作工况（c）操作工况操作工况 图图12-3 密封机理图密封机理图17二、法兰的结构与分类二、法兰的结构与分类宽面法兰窄面法兰接触面形式分类18二、法兰的结构与分类二、法兰的结构与分类1、按法兰接触面分类：、按法兰接触面分类：图图12- 窄面法兰与宽面法兰窄面法兰与宽面法兰窄面法

9、兰窄面法兰：法兰与垫片的整个接触面积都位于螺纹：法兰与垫片的整个接触面积都位于螺纹孔包围的圆周范围内。孔包围的圆周范围内。宽面法兰宽面法兰：法兰与垫片的接触面积都位于法兰螺：法兰与垫片的接触面积都位于法兰螺栓孔中心圆的内外两侧。栓孔中心圆的内外两侧。19整体法兰整体法兰将法兰与壳体锻或铸成一体或全焊透，将法兰与壳体锻或铸成一体或全焊透，典型的整体法兰有一个锥形的颈脖，典型的整体法兰有一个锥形的颈脖，故又称高（长）颈法兰。法兰受力后故又称高（长）颈法兰。法兰受力后会使容器产生附加弯曲应力。会使容器产生附加弯曲应力。2、按法兰与设备或管道的联接方式划分、按法兰与设备或管道的联接方式划分整体整体法兰

10、法兰20松套法兰松套法兰法兰不直接固定在壳体上或虽然固定而不能保证法兰法兰不直接固定在壳体上或虽然固定而不能保证法兰与壳体作为一个整体承受螺栓载荷的结构。与壳体作为一个整体承受螺栓载荷的结构。图图12-6 松套法兰松套法兰21松套法兰松套法兰22螺纹法兰螺纹法兰 法兰和管壁通过螺纹进行连接，法兰对管壁产生的附法兰和管壁通过螺纹进行连接，法兰对管壁产生的附加应力较小。常用于高压管道。加应力较小。常用于高压管道。图图12-7 螺纹法兰螺纹法兰23螺纹法兰螺纹法兰24圆形、方形和椭圆形3、按法兰形状分、按法兰形状分图图12-8 不同形状的法兰不同形状的法兰25三、影响法兰密封的因素三、影响法兰密封的

11、因素预紧力应均匀地作用到垫片上，可采取减小螺栓直径、预紧力应均匀地作用到垫片上，可采取减小螺栓直径、增加螺栓个数等措施来提高密封性能。增加螺栓个数等措施来提高密封性能。预紧力不宜太大，否则使垫片整体屈服丧失回弹能力，预紧力不宜太大，否则使垫片整体屈服丧失回弹能力，甚至将垫片挤出或压坏。甚至将垫片挤出或压坏。适当提高预紧力可增加垫片的密封能力，即在正常工况适当提高预紧力可增加垫片的密封能力，即在正常工况下保留较大的接触面比压力。下保留较大的接触面比压力。预紧力使垫片压紧实现初始密封。预紧力使垫片压紧实现初始密封。1、螺栓预紧力、螺栓预紧力26主要根据工艺条件、密封口径以及准备采用的主要根据工艺条

12、件、密封口径以及准备采用的垫片等进行（常用垫片等进行（常用5 5种）选择种）选择u形状和粗糙度应与垫片相匹配形状和粗糙度应与垫片相匹配;u使用金属垫片时其压紧面的质量要求比使用非金属垫片时高；使用金属垫片时其压紧面的质量要求比使用非金属垫片时高；u压紧面表面不允许有刀痕和划痕；压紧面表面不允许有刀痕和划痕；u应能均匀地压紧垫片，保证平面度和垂直度。应能均匀地压紧垫片，保证平面度和垂直度。压紧面的质量要求压紧面的质量要求 压紧面的型式压紧面的型式2、压紧面（密封面）、压紧面（密封面）27平面型压紧面平面型压紧面 优点：结构简单，加工方便。优点：结构简单，加工方便。缺点：是接触面积大，需要的预紧比

13、压大，螺栓承载大，故缺点：是接触面积大，需要的预紧比压大，螺栓承载大，故法兰等零件要求高、笨重，垫片易挤出，密封性能较差。使法兰等零件要求高、笨重，垫片易挤出，密封性能较差。使用压力用压力P2.5MPa，有毒、易燃、易爆介质中不能使用。有毒、易燃、易爆介质中不能使用。28凹凸型压紧面凹凸型压紧面 由一个凹面和一个凸由一个凹面和一个凸面配合组成。垫片放面配合组成。垫片放凹面中。凹面中。优点：便于对中，能优点：便于对中，能防垫片挤出。防垫片挤出。可用在可用在P6.4MPa，DN800mm29榫槽型压紧面榫槽型压紧面 一榫一槽密封面组成，优点一榫一槽密封面组成，优点是对中性好，密封预紧压力是对中性好

14、，密封预紧压力小，垫片不易挤出，不受介小，垫片不易挤出，不受介质冲刷，用于易燃易爆密封质冲刷，用于易燃易爆密封要求高处。缺点是更换较困要求高处。缺点是更换较困难，榫易损坏。难，榫易损坏。注意：应使固定在设备上的注意：应使固定在设备上的法兰为槽面法兰为槽面, ,可拆下部分的法可拆下部分的法兰为榫面。兰为榫面。30锥形压紧面锥形压紧面 通常用于高压密封，通常用于高压密封，其缺点是需要的尺寸其缺点是需要的尺寸精度和表面粗糙度要精度和表面粗糙度要求高。须与求高。须与透镜式透镜式垫垫片配合片配合, ,常用于高压管常用于高压管道道。 31梯形槽压紧面梯形槽压紧面 槽底不起密封作用，是槽底不起密封作用，是槽

15、的内外锥面与垫片接槽的内外锥面与垫片接触成梯形触成梯形, ,形成密封的，形成密封的，与椭圆或八角形截面的与椭圆或八角形截面的金属垫圈配合。金属垫圈配合。3 32非金属垫片非金属垫片 金属垫片金属垫片 金属金属非金属组合垫片非金属组合垫片 一般要求软韧，一般要求软韧，强度要求其次强度要求其次 3、垫片性能、垫片性能33密封失效的主密封失效的主要原因之一要原因之一提高法兰刚度的措施：提高法兰刚度的措施：增加法兰厚度增加法兰厚度；减小螺栓力作用减小螺栓力作用的力臂的力臂( (即缩小中心圆直径即缩小中心圆直径) )；增大法兰盘外径增大法兰盘外径。刚度不足：过大的翘曲变形刚度不足：过大的翘曲变形4、法兰

16、刚度、法兰刚度34图图12-15 法兰的翘曲变形法兰的翘曲变形 35在压力、介质和温度的联合作用下，尤其是波动在压力、介质和温度的联合作用下，尤其是波动的高温下，会严重影响密封性能，甚至使密封因的高温下，会严重影响密封性能，甚至使密封因疲劳而完全失效。疲劳而完全失效。操作条件操作条件指压力、温度及介质的物理化学性质对密封性能指压力、温度及介质的物理化学性质对密封性能的影响的影响。 特特 点点高温下，介质粘度小，渗透性大，易泄漏；介质高温下，介质粘度小，渗透性大，易泄漏；介质对垫片和法兰的腐蚀作用加剧，增加了泄漏的可对垫片和法兰的腐蚀作用加剧，增加了泄漏的可能性；法兰、螺栓和垫片均会产生较大的高

17、温蠕能性；法兰、螺栓和垫片均会产生较大的高温蠕变与应力松弛，使密封失效；某些非金属垫片还变与应力松弛，使密封失效；某些非金属垫片还会加速老化、变质，甚至烧毁。会加速老化、变质，甚至烧毁。 原原 因因5、操作条件、操作条件36四、法兰标准及选用四、法兰标准及选用 平焊法兰平焊法兰 对焊法兰对焊法兰 甲型甲型 压力容器压力容器法法 兰兰乙型乙型 1、压力容器法兰标准、压力容器法兰标准（环形平板（环形平板 ）（法兰带颈（法兰带颈 ）37焊缝形式：圆管或圆孔插入法兰圆孔中。焊缝形式：圆管或圆孔插入法兰圆孔中。甲型为甲型为V型坡口，乙型为型坡口，乙型为U型坡口，因此乙型更易焊透，型坡口，因此乙型更易焊透

18、，故其强度和刚度更高。故其强度和刚度更高。比较比较 乙型法兰带有一个短筒体，因此刚性较甲型法兰乙型法兰带有一个短筒体，因此刚性较甲型法兰好，可用于压力较高，直径较大的场合；好，可用于压力较高，直径较大的场合；平平焊焊法法兰兰 图图12-16 甲型平焊法兰甲型平焊法兰图图12-17 乙型平焊法兰乙型平焊法兰38特点特点 由于有长颈，并由于有长颈，并采用对焊，故刚采用对焊，故刚性更好，用于压性更好，用于压力更高处力更高处. . 对焊法兰对焊法兰 图图12-18 长颈对焊法兰长颈对焊法兰39密封面都有密封面都有平面型、凹平面型、凹凸型、榫槽凸型、榫槽型三种。型三种。 图图12-1 带衬环的甲型平焊法

19、兰带衬环的甲型平焊法兰40选择法兰的主要参数选择法兰的主要参数公称压力（公称压力（PN）公称直径（公称直径（DN）2、如何选用压力容器法兰、如何选用压力容器法兰41公称直径公称直径 公称压力公称压力 压力容器法兰的公称直径与压力容压力容器法兰的公称直径与压力容器的公称直径取同一系列数值器的公称直径取同一系列数值法兰公称压力与法兰的最大操作压力和操作温度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。以及法兰材料三个因素有关。公称压力公称压力是以是以16Mn在在200时的最高工作压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力为依据制定的，因此当法兰材料和工作温度

20、不同时，最大工作压力将降低或升高。同时，最大工作压力将降低或升高。423、压力容器法兰的标记、压力容器法兰的标记43带颈平焊法兰44带颈对焊法兰45左上一图为法兰端盖右下一图为管板法兰右下二图为平板法兰(3) 、其它形式的法兰连接46 支座是承受容器和固定容器不可缺支座是承受容器和固定容器不可缺少的部件，在某些场合下还要承受操少的部件，在某些场合下还要承受操作时的振动，地震载荷，以及户外的作时的振动，地震载荷，以及户外的还要承受风载荷。还要承受风载荷。 支座一般分为两大类：卧式容器支座一般分为两大类：卧式容器支座和立式容器支座。支座和立式容器支座。 卧式容器支座：卧式容器支座：分为三种：分为三

21、种：鞍座鞍座、圈座圈座和和支腿支腿第二节第二节 容器支座容器支座4748 鞍座：应用最泛，鞍座：应用最泛，卧式贮槽和热交换卧式贮槽和热交换器上应用较广；器上应用较广； 圈座：大直径薄壁圈座：大直径薄壁容器和真空操作的容器和真空操作的容器，或支承数多容器，或支承数多于两个时，采用圈于两个时，采用圈座比鞍座受力好；座比鞍座受力好； 支腿：小型卧式容支腿：小型卧式容器，为使结构简化器，为使结构简化采用支腿。采用支腿。49JB/T 4712-92JB/T 4712-92鞍式支座鞍式支座底板垫板筋板50双鞍式支座1 1受力受力最大剪力：鞍座处最大剪力：鞍座处最大弯矩：筒体中心处最大弯矩：筒体中心处所以，

22、危险截面出现在所以，危险截面出现在两支座中心两支座中心处处和和鞍座鞍座处。处。512鞍座的最佳位置A0.2L且尽可能使A0.5Ri523标准 A轻型，都是120包角，都有垫板 B重型，有120和150两种包角，有带垫板的，也有不带垫板的。 具体标记方法如下53二、立式容器支座二、立式容器支座 中小型直立容器：中小型直立容器：耳式支座耳式支座、腿式支座腿式支座、支承式支座支承式支座 高大的塔设备：高大的塔设备：裙式支座裙式支座 54JB/T 4725耳式支座耳式支座A型（短臂）型（短臂） A、ANB型（长臂）型（长臂） B 、 B N55（一）（一）耳式支座耳式支座 特点：由筋板和支脚板组成，广

23、泛特点：由筋板和支脚板组成，广泛用于中、小型立式设备，一般这些用于中、小型立式设备，一般这些容器的高径比不大于容器的高径比不大于5 5，总高度不大，总高度不大于于10m;10m;优点：简单轻便；缺点：对器壁产优点：简单轻便；缺点：对器壁产生较大局部应力。生较大局部应力。分类：分分类：分A A型（短臂）和型（短臂）和B B型（长型（长臂），都可带垫板或不带垫板（臂），都可带垫板或不带垫板（ANAN、BNBN）；）；B B型支座有较宽安装尺寸，故型支座有较宽安装尺寸，故当设备外面有保温层或者将设备直当设备外面有保温层或者将设备直接放在楼板上时，用接放在楼板上时，用B B型。型。56标记：57JB/

24、T 4724JB/T 4724支承式支座支承式支座A A型（钢板支柱）型（钢板支柱） B B型型（钢管支柱）（钢管支柱）JB/T 4713JB/T 4713腿式支座腿式支座A A型（角钢支柱）型（角钢支柱） B B型型（钢管支柱）（钢管支柱）58裙式支座裙式支座59第三节第三节 容器的开孔补强容器的开孔补强 一、设备开孔的装置一、设备开孔的装置 设备的管口设备的管口 设备与管道的联接，设备上测量、控制仪表设备与管道的联接，设备上测量、控制仪表这安装，都需要开孔，也是接管的接口；这安装，都需要开孔，也是接管的接口； 在设备上焊好接管后，需要考虑它的长度在设备上焊好接管后，需要考虑它的长度（150

25、200mm），便于安装、拆卸等。），便于安装、拆卸等。 人孔、手孔人孔、手孔: 属于一个部件，由公称压力、属于一个部件，由公称压力、公称直径确定形状。有椭圆形、长圆形、圆公称直径确定形状。有椭圆形、长圆形、圆形（常用）形（常用）60二、开孔应力集中现象及原因二、开孔应力集中现象及原因 1、开孔应力集中现象：容器开孔后在孔边附件的局、开孔应力集中现象：容器开孔后在孔边附件的局部地区，应力会达到很大的数值，这种局部的应力增部地区，应力会达到很大的数值，这种局部的应力增长现象，叫做应力集中。在应力集中区域的最大应力长现象，叫做应力集中。在应力集中区域的最大应力值，称为应力峰值。值，称为应力峰值。 2

26、、产生原因：、产生原因： 开孔削弱了器壁材料，破坏了原有应力分布并引起应力集开孔削弱了器壁材料，破坏了原有应力分布并引起应力集中；中； 壳体与接管连接处形成结构不连续应力；壳体与接管连接处形成结构不连续应力； 壳体与接管的拐角处因不等截面过渡面引起应力集中。壳体与接管的拐角处因不等截面过渡面引起应力集中。 这样会引起附加弯曲应力，导致的应力集中是原有基这样会引起附加弯曲应力，导致的应力集中是原有基本应力的数倍，加上其它载荷作用，开孔接管结构在本应力的数倍，加上其它载荷作用，开孔接管结构在制造过程中又不可避免产生缺陷和残余应力，制造过程中又不可避免产生缺陷和残余应力， 使开孔和接管的根部成为压力

27、容器出疲劳破坏和脆性使开孔和接管的根部成为压力容器出疲劳破坏和脆性裂口的薄弱部位，因此需要采取一定的补强措施。裂口的薄弱部位，因此需要采取一定的补强措施。61三、开孔补强设计的原则与补强结构：三、开孔补强设计的原则与补强结构：( (一一) )补强设计原则：补强设计原则： 1.1.等面积补强法的设计原则等面积补强法的设计原则 2.2.塑性失效补强原则塑性失效补强原则 ( (二二) )补强形式：补强形式： 内加强平齐接管内加强平齐接管 外加强平齐接管外加强平齐接管 对称加强凸出接管对称加强凸出接管 密集补强密集补强6263(三)补强结构1 1，补强圈补强结构：，补强圈补强结构：优点：制造方便、造价

28、低，使用经验成熟，优点：制造方便、造价低，使用经验成熟，常用于中、低压容器。常用于中、低压容器。缺点：会有应力集中，温差应力，抗疲劳缺点：会有应力集中，温差应力，抗疲劳能力差。能力差。64(三)补强结构2 2，补强元件补强：，补强元件补强：图图bebe将接管或壳体开孔附近需要加强的部分，将接管或壳体开孔附近需要加强的部分，做成加强元件，然后再与接管和壳体焊在引起。做成加强元件，然后再与接管和壳体焊在引起。65(三)补强结构3 3，整体补强结构：，整体补强结构：图图f f，g g 增加壳体的厚度，或用全焊透增加壳体的厚度，或用全焊透的结构型式将厚壁接管或整体补强锻件的结构型式将厚壁接管或整体补强

29、锻件与壳体相焊。与壳体相焊。66(四)允许不另行补强的条件壳体开孔满足下列全部条件要求时，可不壳体开孔满足下列全部条件要求时，可不另行补强另行补强 1设计压力设计压力2.5Mpa； 2两相邻开孔中心的间距应不小于两孔两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍；直径之和的两倍； 3接管公称外径接管公称外径89mm； 4按管最小壁厚应满足最小厚度要求。按管最小壁厚应满足最小厚度要求。67四、等面积补强的设计方法 等面积补强就是使补强的金属量等于或大于开等面积补强就是使补强的金属量等于或大于开孔所削弱的金属。即补强金属在通过开孔中心孔所削弱的金属。即补强金属在通过开孔中心线的纵截面上的正投影面积

30、，必须等于或大于线的纵截面上的正投影面积，必须等于或大于壳体由于开孔而在这个纵截面上所削弱的正投壳体由于开孔而在这个纵截面上所削弱的正投影面积，公式为影面积，公式为A1+A2+A3AA1+A2+A3A （一）适用的开孔范围（一）适用的开孔范围 （二）容器壳体开孔补强的要求（二）容器壳体开孔补强的要求 （三）开孔有效补强范围及补强面积的计算（三）开孔有效补强范围及补强面积的计算 （四）开孔补强设计步骤（四）开孔补强设计步骤686970容器附件容器附件 一、接管一、接管二、凸缘二、凸缘三、人、手孔三、人、手孔四、视镜四、视镜五、液面计五、液面计六、设备吊耳六、设备吊耳 71检查孔检查孔人孔人孔手孔

31、手孔72手孔与人孔手孔与人孔检查设备内部空间以及安装和拆卸内部构件。检查设备内部空间以及安装和拆卸内部构件。 手孔直径手孔直径150mm150mm250mm250mm，标准手孔公称，标准手孔公称直径有直径有DNDN150150和和DNDN250250两种。两种。手孔结构：容器上接一短管，其上盖一盲板。手孔结构：容器上接一短管，其上盖一盲板。73人孔：人孔：设备直径超过设备直径超过900mm900mm，有手孔也设人孔。，有手孔也设人孔。人孔的形状有圆形和椭圆形。人孔的形状有圆形和椭圆形。椭圆形人孔短轴与筒身轴线平行。椭圆形人孔短轴与筒身轴线平行。圆形人孔直径圆形人孔直径400mm400mm600

32、mm600mm，容器压力，容器压力不高或有特殊需要时，直径可以大一些。不高或有特殊需要时，直径可以大一些。椭圆形人孔椭圆形人孔( (或称长圆形人孔或称长圆形人孔) )的最小尺寸为的最小尺寸为400mm400mm300mm300mm。74手孔和人孔75检查孔检查孔人孔人孔手孔手孔76接管 凸缘77视镜标准：HG/T 21575-1994 HG/T 21505-199478液面计标准：HG/T 2158821592-1995 HG/T 21584-1995 HG/T 21550-199379人孔人孔常压人孔（常压人孔（HG21515-95）回转盖带颈平焊法兰人孔回转盖带颈平焊法兰人孔（HG2151

33、7-95）80手孔手孔回转盖对焊法兰手孔回转盖对焊法兰手孔（HG21532-95）常压手孔（常压手孔（HG21528-95）81回转盖快开人孔828384设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径D Di i=2600mm=2600mm，贮罐，贮罐( (不包括封头不包括封头) )长度长度L L4800mm4800mm。使用地点：天津。使用地点：天津。85设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径设计一液氨贮罐。工艺尺寸：贮罐内径D Di i=2600mm=2600mm，贮罐，贮罐( (不包括封头不包括封头) )长度长度L L4800mm4800mm。使用地点：天津。使用地点：

34、天津。解：解：1. 1.罐体壁厚设计罐体壁厚设计 本贮罐选用本贮罐选用16MnR16MnR制作罐体和封头。制作罐体和封头。设计壁厚设计壁厚d dd d： 22CppDtidd86设计压力设计压力: :夏季最高温度可达夏季最高温度可达4040，氨饱和，氨饱和蒸气压蒸气压1.555MPa1.555MPa（绝压（绝压) )故取故取p=1.1x1.455=1.6MPa (p=1.1x1.455=1.6MPa (表压表压) )；D Di i=2600mm=2600mm； t t170MPa(170MPa(附录附录6)6)； 1.O(1.O(双面对接焊双面对接焊100100探伤，探伤，C C2 2=1mm

35、 =1mm 22CppDtidd87取取C Cl l0.8mm0.8mm，圆整取，圆整取d dn n16mm16mm厚的厚的16MnR16MnR钢板制作罐体。钢板制作罐体。3 .130 . 16 . 10 . 1170226006 . 1dd882 2封头壁厚设计封头壁厚设计采用标准椭圆形封头。采用标准椭圆形封头。设计壁厚设计壁厚d dd d： 1.0 (1.0 (钢板最宽钢板最宽3m3m，直径，直径2.6m2.6m，封，封头需焊后冲压头需焊后冲压) )。 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取整后取d dn n16mm16mm厚厚16MnR16MnR钢板制

36、作钢板制作 mmCppDtid2 .136 . 15 . 00 . 1170226006 . 15 . 022d89校核罐体与封头水压试验强度式校核罐体与封头水压试验强度式(4-19)(4-19) s s=345 MPa=345 MPa水压试验满足强度要求。水压试验满足强度要求。 ddseeiTTDp9 . 02)(MPappT0 . 26 . 125. 125. 1mmCne2 .148 . 116ddMPaseT5 .3103450 . 19 . 09 . 02 .142)2 .142600(0 . 2903 3鞍座鞍座 先粗略计算鞍座负荷。先粗略计算鞍座负荷。 贮罐总质量：贮罐总质量：m

37、m=mm1 1+ +mm2 2+ +mm3 3+ +mm4 4 式中式中 : :mm1 1- -罐体质量；罐体质量； mm2 2- -封头质量；封头质量； mm3 3- -液氨质量；液氨质量； mm4 4- -附件质量。附件质量。91（1 1）罐体质量）罐体质量mm1 1 , ,筒节筒节DNDN=2600mm=2600mm，d dn n=16mm=16mm，q q1 1=1030Kg/m=1030Kg/m（附录（附录7 7），）， mm1 1=q q1 1L L=4944(Kg) =4944(Kg) （2 2）封头质量）封头质量mm2 2 , ,椭圆形封头椭圆形封头DNDN=2600mm=26

38、00mm，d dn n=16mm=16mm，h h=40mm =40mm q q2 2=1100Kg/m=1100Kg/m（附录（附录1919）mm2 2=2=2q q2 2=2200(Kg)=2200(Kg) 92 （3 3）充水质量）充水质量mm3 3 mm3 3=V Vg gV V=V V对对+ +V V筒筒=30.42m=30.42m3 3, , mm3 330420 Kg 30420 Kg （4 4）附件质量）附件质量mm4 4人孔约人孔约200Kg200Kg，其它接管总和按，其它接管总和按300Kg300Kg计，计，mm4 4=500Kg =500Kg 93设备总重量设备总重量mm

39、=mm1 1+ +mm2 2+ +mm3 3+ +mm4 4=4950+2200=4950+2200+30420+500=38070=38.1 t +30420+500=38070=38.1 t 每个鞍座承约受每个鞍座承约受190KN190KN负荷，选负荷，选用轻型带垫板，包角为用轻型带垫板，包角为120120的的鞍座。即鞍座。即JBJBT4712-92T4712-92鞍座鞍座 A2600 A2600一一 F FJBJBT4712-92T4712-92鞍座鞍座 A2600 A2600一一 S S 944.4.人孔人孔常温及最高工作压力常温及最高工作压力1.6MPa1.6MPa，按，按公称压力公

40、称压力1.6MPa1.6MPa的等级选取。的等级选取。考虑人孔盖直径较大较重，水平考虑人孔盖直径较大较重，水平吊盖人孔。吊盖人孔。95人孔标记：人孔标记： HG21523-95 HG21523-95 人孔人孔RF RF （AGAG）450-1.6 450-1.6 RFRF指突面密封，指突面密封，指接管与法兰指接管与法兰的材料为的材料为20R20R，AGAG是指用普通石棉橡胶板垫片，是指用普通石棉橡胶板垫片，450-1.6450-1.6是指公称直径为是指公称直径为450mm450mm、公称压力为公称压力为1.6 MPa1.6 MPa。 965 5人孔补强确定人孔补强确定筒节不是无缝钢管不能直接用

41、筒节不是无缝钢管不能直接用补强圈标准。补强圈标准。人孔筒节内径人孔筒节内径d d450mm450mm，壁厚壁厚d dn n10mm10mm。补强圈内径补强圈内径D D1 1=484mm=484mm，外径，外径D D2 2=760mm=760mm，97补强金属面积应大于等于开孔减少补强金属面积应大于等于开孔减少截面积，截面积，补强圈的厚度补强圈的厚度故补强圈取故补强圈取24mm24mm厚。厚。mmDDCdi3 .234847608 . 116)8 . 12450(212dd补98996 6接口管接口管 (1)(1)液氨进料管：液氨进料管：用用f f57573.5mm3.5mm无缝钢管无缝钢管(

42、(强度验算略强度验算略) )。一端切成。一端切成4545。配用具有突面密封的平焊管法兰，配用具有突面密封的平焊管法兰，法兰标记：法兰标记：HG20592 HG20592 法兰法兰SO50-1.6 RF 16MnRSO50-1.6 RF 16MnR。 壳体名义壁厚壳体名义壁厚d dn n16mm12mm16mm12mm，接，接管公称直径小于管公称直径小于80mm80mm，不用补强。，不用补强。 100(2)(2)液氨出料管：液氨出料管：可拆压出管可拆压出管f f25253mm3mm，用，用法兰套在接口管法兰套在接口管f f38383.5mm3.5mm内。内。罐体接口管法兰：罐体接口管法兰：HG2

43、0592 HG20592 法兰法兰SO32-1.6 RF SO32-1.6 RF 16MnR16MnR。连接尺寸和厚度与连接尺寸和厚度与HG20592 HG20592 法法兰兰SO32-1.6 RF 16MnRSO32-1.6 RF 16MnR相同，相同，但内径但内径25mm25mm。 101液氨压出管端部法兰液氨压出管端部法兰( (与氨输送与氨输送管相连管相连) )用用HG20592 HG20592 法兰法兰SO20-1.6 RF 16MnRSO20-1.6 RF 16MnR。都不必。都不必补强。压出管伸入贮罐补强。压出管伸入贮罐2.5m2.5m。102(3)(3)排污管：排污管：贮罐右端最底部安设排污管，贮罐右端最底部安设排污管，f f57573.5mm3.5mm，