化工机械基础(第三版)第十一章 容器零部件设计

1、第十一章第十一章 容器零部件设计容器零部件设计 主要内容：主要内容：法兰联接结构与密封原理；法兰标准及选用。法兰联接结构与密封原理；法兰标准及选用。容器支座的类型和其它附件的结构与应用。容器支座的类型和其它附件的结构与应用。开孔补强的原理与方法。开孔补强的原理与方法。第一节第一节 法兰联接法兰联接 生产工艺要求，或为制造、运输、安装、检修方便，常采用生产工艺要求，或为制造、运输、安装、检修方便，常采用可拆卸的联接结构。可拆卸的联接结构。常见的可拆卸结构有：常见的可拆卸结构有： 法兰联接法兰联接螺纹联接螺纹联接 承插式联接承插式联接。可拆卸联接应确保接口密封的可靠性。可拆卸联接应确保接口密封的可

2、靠性。法兰联接强度较好和紧密性，适用尺寸范围宽，设备和管道法兰联接强度较好和紧密性，适用尺寸范围宽，设备和管道应用最普遍。应用最普遍。法兰联接不能很快装配与拆卸，制造成本较高。法兰联接不能很快装配与拆卸，制造成本较高。 设备法兰与管法兰均已制定出标准。根据公称直径和公称压设备法兰与管法兰均已制定出标准。根据公称直径和公称压力，可以从标准中查到，少量超出标准规定范围法兰，才需力，可以从标准中查到，少量超出标准规定范围法兰，才需进行设计。进行设计。一、法兰联接结构与密封原理一、法兰联接结构与密封原理组合件组合件联接件强度破坏很少见，多是密封不好而泄漏。设计中要防止介质泄漏。法兰密封的原理法兰密封的

3、原理预紧力压紧垫片。预紧力压紧垫片。压紧应力（垫片密封比压力）到一定数值使垫片变形，密封压紧应力（垫片密封比压力）到一定数值使垫片变形，密封面上微隙被填满，形成初始密封条件。面上微隙被填满，形成初始密封条件。密封比压力主要决定于垫片材质。密封比压力主要决定于垫片材质。垫片材质确定后，垫片越宽，为保证比压力，预紧力越大，垫片材质确定后，垫片越宽，为保证比压力，预紧力越大，螺栓和法兰尺寸也越大，所以垫片不应过宽，更不应该把整螺栓和法兰尺寸也越大，所以垫片不应过宽，更不应该把整个法兰面都铺满垫片。个法兰面都铺满垫片。工作状态内压轴向力拉伸，降低了压紧应力。垫片有足够工作状态内压轴向力拉伸，降低了压紧

4、应力。垫片有足够回弹，补偿变形，预紧密封比压值不小于某一值回弹，补偿变形，预紧密封比压值不小于某一值( (工作密封工作密封比压比压) )，保持良好密封。反之，回弹不足，则此密封失效。，保持良好密封。反之，回弹不足，则此密封失效。密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定的残余压紧力。密封元件在操作压力作用下，仍然保持一定的残余压紧力。螺栓和法兰须有足够大的强度和刚度，不发生过大的变形。螺栓和法兰须有足够大的强度和刚度，不发生过大的变形。二、法兰的分类二、法兰的分类（一）整体法兰（一）整体法兰平焊法兰，制造容易，应用广泛，但刚性较差。平焊法兰，制造容易，应用广泛，但刚性较差。法兰附近筒壁的截面上，将

5、产生附加的弯曲应力。所以法兰附近筒壁的截面上，将产生附加的弯曲应力。所以平焊法兰适用的压力范围较低（平焊法兰适用的压力范围较低（PNPN4.0MPa4.0MPa）。）。平焊法兰的适用范围：平焊法兰的适用范围：对焊法兰对焊法兰又称又称高颈法兰高颈法兰或或长颈法兰长颈法兰。颈提高刚性，厚度比筒体厚，降低根部弯曲应力。颈提高刚性，厚度比筒体厚，降低根部弯曲应力。对接焊缝，比平焊法兰的角焊缝强度好，对焊法兰适用对接焊缝，比平焊法兰的角焊缝强度好，对焊法兰适用于压力、温度较高或设备直径较大的场合。于压力、温度较高或设备直径较大的场合。 （二）松式法兰（二）松式法兰法兰与容器或管道不连接，比整体式连接强度

6、差。法兰与容器或管道不连接，比整体式连接强度差。法兰盘可用不同材料，用于铜制、铝制、陶瓷、石墨及其法兰盘可用不同材料，用于铜制、铝制、陶瓷、石墨及其非金属材料的设备或管道上。非金属材料的设备或管道上。受力后无附加弯曲应力，只适用于压力较低场合。受力后无附加弯曲应力，只适用于压力较低场合。（三）任意式法兰（三）任意式法兰整体性介于整体法兰和松式法兰之间，包括未焊透的焊整体性介于整体法兰和松式法兰之间，包括未焊透的焊接法兰。接法兰。圆形法兰最常见，方形法兰利于管子排列紧凑，椭圆形法圆形法兰最常见，方形法兰利于管子排列紧凑，椭圆形法兰常用于阀门和小直径的高压管子上。兰常用于阀门和小直径的高压管子上。

7、三、影响法兰密封的因素三、影响法兰密封的因素影响法兰密封的因素主要有：影响法兰密封的因素主要有： 螺栓预紧力；螺栓预紧力； 密封面型式；密封面型式；垫片性能；垫片性能；法兰刚度；法兰刚度；操作条件。操作条件。 螺栓预紧力螺栓预紧力螺栓预紧力是影响密封一个重要因素。螺栓预紧力是影响密封一个重要因素。v 预紧力使垫片压紧并实现初始密封。预紧力使垫片压紧并实现初始密封。v 预紧力过大则垫片被压坏或挤出。预紧力过大则垫片被压坏或挤出。 预紧力通过法兰密封面传递给垫片，良好的密封，必须使预紧力通过法兰密封面传递给垫片，良好的密封，必须使预紧力均匀地作用于垫片。预紧力均匀地作用于垫片。当需要预紧力一定时，

8、采取增加螺栓个数、减小螺栓直径当需要预紧力一定时，采取增加螺栓个数、减小螺栓直径对密封有利。对密封有利。1 1、突面（、突面（RFRF）光滑平面，可车制密纹水线。结构简单，加工方便，便光滑平面，可车制密纹水线。结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里。于进行防腐衬里。接触面积大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。接触面积大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。 密封面密封面法兰联接密封性能与密封面型式有关，密封面型式选择，主法兰联接密封性能与密封面型式有关，密封面型式选择，主要考虑压力、温度、介质。要考虑压力、温度、介质。压力容器和管道中常用的法兰密封面型式和特点：压力容器和管道中常用的法兰密封面型

9、式和特点：2 2、凹凸面（、凹凸面（MFMMFM）凸面和凹面相配合，凹面上放置垫片，防止垫片被挤凸面和凹面相配合，凹面上放置垫片，防止垫片被挤出，适用于压力较高。出，适用于压力较高。3 3、榫槽面、榫槽面(TG)(TG)v槽中垫片不被挤动。槽中垫片不被挤动。v螺栓力较小。获得良好的密封效果。螺栓力较小。获得良好的密封效果。v结构较复杂，更换垫片较困难。结构较复杂，更换垫片较困难。v榫面容易损坏。榫面容易损坏。适于易燃、易爆、有毒介质及较高压力。适于易燃、易爆、有毒介质及较高压力。压力不大时，即使直径较大，也能很好密封。压力不大时，即使直径较大，也能很好密封。4 4、全平面（、全平面（FFFF）

10、与环连接面（）与环连接面（RJRJ）v 全平面密封适合于压力较小的场合（全平面密封适合于压力较小的场合（PNPN1.6MPa1.6MPa）；）；v 环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上，适用压环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上，适用压力范围为（力范围为（6.3MPa6.3MPaPNPN25.0MPa25.0MPa）。）。5 5、其他类型密封面、其他类型密封面高压容器和高压管道用高压容器和高压管道用球面（透镜）和椭圆或八角形截面金属垫片球面（透镜）和椭圆或八角形截面金属垫片 垫片性能垫片性能垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件。垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件。最常用垫

11、片分为：最常用垫片分为：非金属、金属、非金属与金属混合制的垫片非金属、金属、非金属与金属混合制的垫片非金属垫片：非金属垫片：橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。 柔软柔软 耐温度和压力性能较金属垫片差。耐温度和压力性能较金属垫片差。只适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。只适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。金属与非金属混合制垫片：金属与非金属混合制垫片：金属包垫片金属包垫片及及缠绕垫片缠绕垫片等。等。金属包垫片用薄金属板（镀锌薄钢板、金属包垫片用薄金属板（镀锌薄钢板、0Cr18Ni90Cr18Ni9等）将非金等）将非金属包起来；属包起来；金属缠绕垫片是薄低碳

12、钢带金属缠绕垫片是薄低碳钢带( (或合金钢带或合金钢带) )与石棉带一起绕制与石棉带一起绕制而成。不带定位圈和带定位圈。而成。不带定位圈和带定位圈。金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能，适金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能，适应的温度与压力范围较高一些。应的温度与压力范围较高一些。 金属垫片：金属垫片：材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用是软铝、紫铜、铁常用是软铝、紫铜、铁( (软钢软钢) )、蒙耐尔合金、蒙耐尔合金( (含含Ni67Ni67，Cu30Cu30，Cr4Cr45 5) )钢等。钢等。主要用于中、高温和中、高压法

13、兰联接密封。主要用于中、高温和中、高压法兰联接密封。垫片材料的选择：垫片材料的选择：根据温度、压力以及介质腐蚀决定，同时考虑密封面形式、根据温度、压力以及介质腐蚀决定，同时考虑密封面形式、螺栓力的大小以及装卸要求等。螺栓力的大小以及装卸要求等。查表查表10-1510-15 压力容器法兰标准压力容器法兰标准 四、法兰标准及选用四、法兰标准及选用石油、化工上用的法兰标准有两类，石油、化工上用的法兰标准有两类， 一类是压力容器法兰标准一类是压力容器法兰标准一类是管法兰标准一类是管法兰标准1 1平焊法兰：平焊法兰：2 2对焊法兰对焊法兰 长颈对焊法兰有厚度更大的颈，刚性大。长颈对焊法兰有厚度更大的颈，

14、刚性大。更高压力范围更高压力范围( (PN PN 0.6MPa0.6MPa6.4MPa)6.4MPa)和直径范围和直径范围( (DNDN300mm300mm2000mm)2000mm)，适用温度范围为，适用温度范围为-20-20450450。乙型平焊法兰中乙型平焊法兰中DN DN 2000mm2000mm以下规格包括在长颈对焊法兰以下规格包括在长颈对焊法兰的规定范围之内。两者联接尺寸和法兰厚度一样。的规定范围之内。两者联接尺寸和法兰厚度一样。DNDN2000mm2000mm以下的乙型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代以下的乙型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代替，以降低成本。替，以降低成本。平焊与对焊

15、法兰都有带衬环的与平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的两种。不带衬环的两种。当设备是由不锈钢制作时，采用当设备是由不锈钢制作时，采用碳钢法兰加不锈钢衬环，可以节碳钢法兰加不锈钢衬环，可以节省不锈钢。省不锈钢。3 3、公称直径与公称压力、公称直径与公称压力根据公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸根据公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸压力容器法兰公称直径同压力容器压力容器法兰公称直径同压力容器例如例如DN DN 1000mm1000mm的压力容器，应当配用的压力容器，应当配用DN DN 1000mm1000mm的的压力容器法兰。压力容器法兰。 法兰公称压力：法兰公称压力：与最大操作压力

16、、操作温度以及材料有关。与最大操作压力、操作温度以及材料有关。定义：定义：以以16MnR16MnR在在200200时的机械性能为基准确定法兰尺时的机械性能为基准确定法兰尺寸，在寸，在200200时，它的最大允许操作压力就认为是具有该时，它的最大允许操作压力就认为是具有该尺寸法兰的尺寸法兰的公称压力公称压力。公称压力公称压力PNPNO.6MPaO.6MPa法兰，用法兰，用16MnR16MnR制造的，在制造的，在200200时，时，最大允许操作压力最大允许操作压力0.6MPa0.6MPa。高于高于200200的最大操作压力将低于它的公称压力的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa0.6MPa。

17、低于低于200200仍按仍按200200确定其最高工作压力。确定其最高工作压力。材料改为材料改为Q235-AQ235-A，机械性能比，机械性能比16MnR16MnR差，公称压力差，公称压力PNPN0.6MPa0.6MPa的法兰，的法兰，200200操作，最大允许操作压力也低于操作，最大允许操作压力也低于公称压力。公称压力。材料由材料由16MnR16MnR改为改为15MnVR15MnVR，机械性能优于，机械性能优于16MnR16MnR，公称压，公称压力力PNPN0.6MPa0.6MPa的法兰，在的法兰，在200200操作时，最大允许操作压力操作时，最大允许操作压力将高于它的公称压力。将高于它的公

18、称压力。只要法兰的公称直径、公称压力确定了，法兰的尺寸也就确只要法兰的公称直径、公称压力确定了，法兰的尺寸也就确定了。定了。最大允许工作压力的确定：最大允许工作压力的确定：为操作温度为操作温度300300，设计压力，设计压力0.6MPa0.6MPa的容器选配法兰。的容器选配法兰。材料材料15MnVR15MnVR按公称压力按公称压力0.6MPa0.6MPa查取。查取。材料材料20R20R按公称压力按公称压力1.0MPa1.0MPa查取尺寸。查取尺寸。课堂作业：课堂作业： 管法兰标准管法兰标准v 同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相同，不能互同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相同，不能互相

19、代用。相代用。v 管法兰的型式除平焊、对焊法兰外，还有铸钢法兰、铸铁管法兰的型式除平焊、对焊法兰外，还有铸钢法兰、铸铁法兰、活套法兰、螺纹法兰等。法兰、活套法兰、螺纹法兰等。v 管法兰标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。管法兰标准查选方法、步骤与压力容器法兰同。 GB9119.7-88GB9119.7-88外，常用标准还有：化工部标准外，常用标准还有：化工部标准HG20592HG20592HG20602-97HG20602-97；中石化标准；中石化标准SH3406-96SH3406-96等。其中化工部标准等。其中化工部标准中分为欧洲体系、美洲体系等，我国常用的为欧洲体系。中分为欧洲体系、美洲体

20、系等，我国常用的为欧洲体系。 例例11-111-1：塔身与封头的法兰。塔内径：塔身与封头的法兰。塔内径1000mm1000mm，操作温度，操作温度280280，设计压力，设计压力0.2MPa0.2MPa。Q235-AQ235-A。 根据操作温度、设计压力和所用材料，应按公称压力为根据操作温度、设计压力和所用材料，应按公称压力为0.6MPa0.6MPa查选尺寸。查选尺寸。压力不高，直径不大，表压力不高，直径不大，表11-211-2用甲型平焊法兰、平面密封面，用甲型平焊法兰、平面密封面，垫片用石棉橡胶板。垫片用石棉橡胶板。法兰的各部尺寸从附录表法兰的各部尺寸从附录表9 9中查，中查， 联接螺栓材料

21、联接螺栓材料Q235-AQ235-A，M20M20共共3636个。个。思考题：思考题：1. 1.法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的因素有哪些？法兰垫片密封的原理是什么？影响密封的因素有哪些？2.2.法兰的型式有哪些？各有什么特点？法兰的型式有哪些？各有什么特点？3.3.法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？法兰密封面型式有哪些？各适用什么场合？4.4.常用的垫片材料有哪些？常用的垫片材料有哪些？作业作业 ：P224 1P224 1、2 2、3 3概述：概述：容器支座：容器支座：支承容器重量、固定容器位置并使容器在操支承容器重量、固定容器位置并使容器在操作中保持稳定。作中保持稳定。结构型式由容

22、器自身的型式决定，分：结构型式由容器自身的型式决定，分：卧式容器支座卧式容器支座立式容器支座立式容器支座球形容器支座球形容器支座第二节第二节 容器支座容器支座 鞍式支座鞍式支座 应用最广泛的卧式容器支座。应用最广泛的卧式容器支座。已有标准已有标准JB/T4712-92 JB/T4712-92 鞍式支座鞍式支座，根据容器公称直径，根据容器公称直径和重量选用。和重量选用。 由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。在与设备连由横向筋板、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。接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。一、卧式容器的支座一、卧式容器的支座卧式容器

23、的支座有三种：卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座、支腿鞍座、圈座、支腿鞍座包角鞍座包角120120或或150150，安放稳定。，安放稳定。高度高度200200、300300、400400和和500mm500mm。宽度宽度b b根据容器公称直径查出。根据容器公称直径查出。每种型式鞍座又分为固定式支座（代号每种型式鞍座又分为固定式支座（代号F)F)：底板上开圆形螺：底板上开圆形螺栓孔和滑动式支座（栓孔和滑动式支座（S) S) ：底座开长圆形螺栓孔（安装）：底座开长圆形螺栓孔（安装）鞍座的种类与安装：鞍座的种类与安装：鞍座分为鞍座分为A A型（轻型）和型（轻型）和B B型（重型），重型又分为型（重型）

24、，重型又分为BBBB五种型号。五种型号。A A型和型和B B型的筋板和底板、垫板等尺寸不同或型的筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。数量不同。鞍座与筒体端部距离鞍座与筒体端部距离A A确定：确定： 当当L L/ /D D较大，且无加强圈，应尽量利用封头对支座处筒体的较大，且无加强圈，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取加强作用，取A0.25A0.25D D；当筒体的当筒体的L L/ /D D较小，较小，d d/ /D D较大，或有加强圈时，取较大，或有加强圈时，取A0.2A0.2L L。 圈座圈座 采用圈座的情况：采用圈座的情况： 对于大直径薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成严对于

25、大直径薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；重挠曲； 多于两个支承的长容器。多于两个支承的长容器。除常温常压下操作的容器外，至少应有一个圈座是滑动支承的。除常温常压下操作的容器外，至少应有一个圈座是滑动支承的。 腿式支座腿式支座 简称简称支腿支腿连接处造成严重的局部应力，只适用于小型设备连接处造成严重的局部应力，只适用于小型设备（DNDN16001600、L L5m5m）。）。腿式支座的结构型式、系列参数等参见标准腿式支座的结构型式、系列参数等参见标准JB/T 4714-JB/T 4714-92 92 腿式支座腿式支座。 二、立式容器的支座二、立式容器的支座立式容器的支座主要有：立

26、式容器的支座主要有：耳式支座耳式支座 支承式支座支承式支座裙式支座裙式支座中、小型直立容器常采用前二种，中、小型直立容器常采用前二种，高大的塔设备则广泛采用裙式支座。高大的塔设备则广泛采用裙式支座。 耳式支座耳式支座 简称简称耳座耳座：垫板、筋板和支脚板。：垫板、筋板和支脚板。广泛用在反应釜及立式换热器等直立设备上。广泛用在反应釜及立式换热器等直立设备上。简单、轻便，但局部应力较大。简单、轻便，但局部应力较大。当设备较大或器壁较薄应加垫板。当设备较大或器壁较薄应加垫板。不锈钢制设备，用碳钢作支座，防止合金元素流失，不锈钢制设备，用碳钢作支座，防止合金元素流失，也需加一个不锈钢垫板。也需加一个不

27、锈钢垫板。已标准化已标准化JB/T 4725-92 JB/T 4725-92 耳式支座耳式支座。该标准分该标准分A A型（短臂）和型（短臂）和B B型（长臂）（有保温层或直接放型（长臂）（有保温层或直接放在楼板上）在楼板上）每类又分带垫板与不带垫板两种结构每类又分带垫板与不带垫板两种结构耳式支座选用的方法：耳式支座选用的方法：（1 1）估算设备总重，算每个支座（按）估算设备总重，算每个支座（按2 2个计算）的负荷个计算）的负荷QQ值；值；（2 2）确定支座型式，从表）确定支座型式，从表11-511-5或表或表11-611-6按允许负荷按允许负荷QQ允允大于大于实际负荷实际负荷QQ，选支座。，选

28、支座。 v小型设备耳式支座，可支承在管子或型钢制的立柱上。小型设备耳式支座，可支承在管子或型钢制的立柱上。v大型设备的支座往往搁在钢梁或混凝土制的基础上。大型设备的支座往往搁在钢梁或混凝土制的基础上。 支承式支座支承式支座用钢管、角钢、用钢管、角钢、槽钢制作，或用槽钢制作，或用数块钢板焊成，数块钢板焊成，型式、结构、尺型式、结构、尺寸及材料寸及材料JB/T JB/T 4724-92 4724-92 支承支承式支座式支座。 适用范围和结构：适用范围和结构：支承式支座分支承式支座分A A型和型和B B型。型。形式形式支座号支座号适用的公称直径（适用的公称直径（mmmm）结构特征结构特征A A1 1

29、6 6DN800DN8003000 3000 钢板焊制，钢板焊制，带垫板带垫板B B1 18 8 DN800DN80040004000钢管焊制，钢管焊制，带垫板带垫板支承式支座的选用：支承式支座的选用：选用见标准规定，尺寸按表选用见标准规定，尺寸按表10-810-8查。查。简单轻便简单轻便局部应力较大，当壳体刚度较小、壳体和支座材料差异局部应力较大，当壳体刚度较小、壳体和支座材料差异或温度差异较大时，或壳体需焊后热处理，应设置加强或温度差异较大时，或壳体需焊后热处理，应设置加强板。板。加强板的材料应和壳体材料相同或相似。加强板的材料应和壳体材料相同或相似。 裙式支座裙式支座塔设备最常用裙式支座

30、。塔设备最常用裙式支座。目前还没有标准。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。各部分尺寸均需通过计算或实践经验确定。思考题：思考题：1 1、卧式容器和立式容器的支座有哪几种？、卧式容器和立式容器的支座有哪几种？2 2、双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确定？、双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确定？一、容器的开孔与补强一、容器的开孔与补强容器为什么要开孔？容器为什么要开孔？工艺、安装、检修的要求。工艺、安装、检修的要求。开孔后，为什么要补强？开孔后，为什么要补强？削弱器壁的强度，出现不连续，形成高应力集中区。削弱器壁的强度，出现不连续，形成高应力集中区。第三节第三节 容器的开孔与附

31、件容器的开孔与附件峰值应力通常较高，达到甚至超过材料屈服极限。峰值应力通常较高，达到甚至超过材料屈服极限。局部应力较大，加之材质和制造缺陷等局部应力较大，加之材质和制造缺陷等, ,为降低峰值应力，需要对结构开孔部位进行补强，以保证为降低峰值应力，需要对结构开孔部位进行补强，以保证容器安全运行。容器安全运行。开孔的形状：开孔的形状：应力集中和开孔形状有关，圆孔的应力集中程度最低。应力集中和开孔形状有关，圆孔的应力集中程度最低。 开孔补强的设计与补强结构开孔补强的设计与补强结构在开孔附近区域增加补强金属，提高器壁强度，满在开孔附近区域增加补强金属，提高器壁强度，满足强度设计要求。足强度设计要求。容

32、器开孔补强的形式分为容器开孔补强的形式分为整体补强整体补强和和补强圈补强补强圈补强 1 1整体补强整体补强 增加整个壳体的厚度，或用全焊透将厚壁接管或整体补增加整个壳体的厚度，或用全焊透将厚壁接管或整体补强锻件与壳体相焊，降低开孔附近的应力。强锻件与壳体相焊，降低开孔附近的应力。 应力集中的局部性，除非制造或结构需要，一般不把整应力集中的局部性，除非制造或结构需要，一般不把整个容器壁加厚。个容器壁加厚。2 2补强圈补强补强圈补强 开孔周围贴焊一圈钢板，即补强圈。开孔周围贴焊一圈钢板，即补强圈。补强圈与器壁搭接，材料相同，补强圈尺寸参照标准确定，补强圈与器壁搭接，材料相同，补强圈尺寸参照标准确定

33、，或等面积补强。或等面积补强。为方便焊接，外面单面补强。为方便焊接，外面单面补强。检验紧密性，检验紧密性，M10M10螺孔通入压缩空气。螺孔通入压缩空气。 补强圈搭焊结构的使用范围：补强圈搭焊结构的使用范围：GB150GB150用补强圈结构补强时，规定：用补强圈结构补强时，规定： 钢材的标准抗拉强度下限值钢材的标准抗拉强度下限值s sb b540MPa540MPa； 补强圈厚度小于或等于补强圈厚度小于或等于1.51.5d dn n； 壳体名义厚度壳体名义厚度d dn n38mm38mm。 允许开孔的范围允许开孔的范围 筒体及封头开孔最大直径不允许超过：筒体及封头开孔最大直径不允许超过： （1

34、1） 圆筒圆筒D Di i1500mm1500mm，开孔最大直径，开孔最大直径d d1/21/2D Di i，且，且d d520mm520mm；圆筒；圆筒D Di i1500mm1500mm时，开孔最大直径时，开孔最大直径d d1/31/3D Di i，且且d d1000mm1000mm； （2 2） 凸形封头或球壳的开孔最大直径凸形封头或球壳的开孔最大直径d d1/21/2D Di i。 （3 3） 锥壳开孔最大直径锥壳开孔最大直径d d1/31/3D Di i，D Di i为开孔中心处的锥壳内为开孔中心处的锥壳内直径。直径。 不需补强的最大开孔直径不需补强的最大开孔直径计算壁厚考虑了焊缝系

35、数，钢板规格，壳体壁厚超过实际计算壁厚考虑了焊缝系数，钢板规格，壳体壁厚超过实际强度，最大应力值降低，相当于容器已被整体加强。强度，最大应力值降低，相当于容器已被整体加强。且容器开孔总有接管相连，其接管多于实际需要的壁厚也且容器开孔总有接管相连，其接管多于实际需要的壁厚也起补强作用。起补强作用。容器材料有一定塑性储备，允许承受不是十分过大的局部容器材料有一定塑性储备，允许承受不是十分过大的局部应力，所以当孔径不超过一定数值时，可不进行补强。应力，所以当孔径不超过一定数值时，可不进行补强。 壳体开孔满足全部条件，可不另行补强：壳体开孔满足全部条件，可不另行补强：(1) (1) 设计压力小于或等于

36、设计压力小于或等于2.5MPa2.5MPa；(2) (2) 两相邻开孔中心的间距两相邻开孔中心的间距( (对曲面间距以弧长计算对曲面间距以弧长计算) )应不小应不小于两孔直径之和的两倍；于两孔直径之和的两倍； (3) (3) 壳体名义壁厚大于壳体名义壁厚大于12mm12mm，接管公称外径小于或等于，接管公称外径小于或等于80mm80mm；壳体名义壁厚小于或等于；壳体名义壁厚小于或等于12mm 12mm ，接管公称外，接管公称外径小于或等于径小于或等于50mm50mm(4) (4) 接管最小壁厚满足表接管最小壁厚满足表11-911-9的要求。的要求。 接管公称外径接管公称外径2532384548

37、57657689最小壁厚最小壁厚3.54.05.06.0540MPa，全焊透，接管腐蚀裕量，全焊透，接管腐蚀裕量1mm。 二、容器的接口管与凸缘二、容器的接口管与凸缘用于装置测量、控制仪表，或连接其他设备和介质的输送管道。用于装置测量、控制仪表，或连接其他设备和介质的输送管道。 接口管接口管 焊接设备的接口管长度焊接设备的接口管长度铸造设备接管可与筒体一并铸出。铸造设备接管可与筒体一并铸出。螺纹管主要用来接温度计、压力表或液面计等，阴螺纹或螺纹管主要用来接温度计、压力表或液面计等，阴螺纹或阳螺纹。阳螺纹。 凸缘凸缘接管长度必须很短时接管长度必须很短时可用凸缘代替可用凸缘代替( (又叫又叫突突出接口出接口) )凸缘本身有加强作用，不需另外补强。凸缘本身有加强作用，不需另外补强。当螺柱折断在螺栓孔中，取出较困难。当螺柱折断在螺栓孔中，取出较困难。凸缘与管道法兰配用，联接尺寸应根据所选用的管法兰来确凸缘与管道法兰配用，联接尺寸应根据所选用的管法兰来确定。定。三、手孔与人孔三、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