12 容器零部件2.ppt
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1、第12章 容器零部件,2,用来支承容器及设备重量,并使其固定在某一位置的压力容器附件。在某些场合还受到风载荷、地震载荷等动载荷的作用。,12.2 容器支座,支座,耳式支座,支撑式支座,腿式支座,裙式支座,立式支座,第12章 容器零部件,鞍式支座,圈式支座,支腿支座,卧式支座,3,应用 常见的大型卧式储罐、 换热器等多采用鞍座。 是应用最为广泛的 一种卧式容器支座。,1、卧式容器支座,形式:鞍座、圈座及支腿三种,其它 圈座:用于大直径薄壁容器和真空容器,增加局部刚度。 支腿:重量较轻的小型容器。,第12章 容器零部件(续),4,支座数量的决定,安装位置的安排,双鞍座结构较普遍,多支座结构难于保证
2、各支座受力均匀,一般,外伸长度A 0.2L,且最好A 0.5R m,A 最大不超过0.25L,双鞍座,常用包角120、135 、150我国JB/T4712用120、150,影响鞍座处圆筒截面上的应力分布, 影响稳定性和储罐-支座系统重心的高低,第12章 容器零部件(续),5,鞍式支座,第12章 容器零部件(续),6,第12章 容器零部件(续),鞍座的结构 由横向直立筋板、轴向直立筋板和底板焊接而成,在与设备筒体相连处,有带加强垫板的和不带加强垫板的两种。,S型鞍式支座,F型鞍式支座,鞍座标准 轻型(A)和重型(B)两大类,重型又分为BB五种型号,见表12-6。,7,第12章 容器零部件(续),
3、鞍座标准的选用 根据鞍座实际承载的大小 确定选用轻型( A型 )或重型( BB型)鞍座 找出对应的公称直径, 根据容器圆筒强度确定120或150包角的鞍座 标准高度下鞍座的允许载荷和各部分结构尺寸可从表12-7和JB/T471292中得到。,8,鞍座标记方法: JB/T 47121992 鞍座 固定鞍座F 滑动鞍座S 公称直径mm 型号(A,B,B, B,B,B) 如公称直径为1600mm的轻型(A型)鞍座,标记为 JB/T 471292鞍座A1600F JB/T 471292鞍座A1600S,第12章 容器零部件(续),9,鞍式支座,第12章 容器零部件(续),10,鞍式支座,第12章 容器
4、零部件(续),11,圈座,支腿式,第12章 容器零部件(续),12,2、立式容器支座,结构:由筋板和支脚板组成,特点:简单、轻便,但对器壁会产生较大的局部应力。当容器较大或器壁较薄时,应在支座与器壁间加一垫板,垫板的材料最好与筒体材料相同。,标准: JB/T 4725耳式支座 A型(短臂) A、AN B型(长臂) B 、BN,(1)耳式支座 (悬挂式支座),第12章 容器零部件(续),13,1-垫板; 2-筋板; 3-支脚板,图12-19 耳式支座,带垫板的耳式支座,第12章 容器零部件(续),14,第12章 容器零部件(续),15,(2)支承式支座,应用:高度不大、安装位置距基础面较近且具有
5、凸形封头的立式容器。,结构:容器封头底部焊上数根支柱,直接支承基础地面,特点:简单方便,但对容器封头会产生较大的局部应力,故当容器较大或壳体较薄时,必须在支座和封头间加垫板,以改善壳体局部受力情况。,标准: JB/T 4724支承式支座 A型(钢板支柱) B型(钢管支柱),第12章 容器零部件(续),16,图12-21 支承式支座,A型,B型,第12章 容器零部件(续),17,带垫板的支承式支座,第12章 容器零部件(续),18,(3)腿式支座(支腿),应用:多用于高度较小的中小型立式容器中。,结构与支承式支座区别:腿式支座是支承在容器圆柱体部分,而支承式支座是支承在容器底封头上。,特点:结构
6、简单、轻巧、安装方便,容器下面有较大操作维修空间。但当容器上管线直接与产生脉动载荷的机器设备刚性连接时,不宜选用腿式支座。,标准:JB/T4713腿式支座。 A型(角钢支柱)B型(钢管支柱),第12章 容器零部件(续),19,选用: 1)根据容器公称直径DN和总质量选取相应的支座号和支座数量 2)计算支座承受实际载荷,使其不大于支座允许载荷。 除容器总质量外,实际载荷还应综合考虑风载荷、地震载荷和偏心载荷。,图12-23 腿式支座,第12章 容器零部件(续),20,第12章 容器零部件(续),21,裙座结构,(4)裙式支座,应用:高大的立式容器,特别是塔设备。,形式:圆筒形裙座和圆锥形裙座。,
7、第12章 容器零部件(续),22,裙座的结构,1塔体; 2保温支承圈; 3无保温时排气孔; 4裙座筒体; 5人孔 ; 6螺栓座; 7基础环; 8有保温时排气孔; 9引出管通道; 10排液孔,第12章 容器零部件(续),23,裙座结构,第12章 容器零部件(续),24,第12章 容器零部件(续),12.3 容器的开孔补强,开孔破坏原有的应力分布并引起应力集中,较大的局部应力; 作用于接管上的各种载荷所产生的应力,温度差造成的温差应力; 容器材质和焊接缺陷等因素的综合作用; 接管成为容器的破坏源,必须考虑补强问题。,25,第12章 容器零部件(续),采取适当增加壳体或接管厚度的方法将应力集中系数减
8、小到某一允许数值。,开孔补强设计,开孔补强设计准则,弹性失效设计准则等面积补强法,塑性失效准则极限分析法,1、开孔补强的设计原则与补强结构,26,第12章 容器零部件(续),(1)补强设计原则 (a)等面积补强法的设计原则,规定局部补强的金属截面积必须等于或大于开孔所减去的壳体截面积,其含义在于补强壳壁的平均强度,用于开孔等截面的外加金属来补偿削弱的壳壁强度。,27,第12章 容器零部件(续),问题:没有考虑开孔处应力集中的影响,没有计入容器直径变化的影响,补强后对不同接管会得到不同的应力集中系数,即安全裕量不同,因此有时显得富裕,有时显得不足。,优点:长期实践经验,简单易行,当开孔较大时,只
9、要对其开孔尺寸和形状等予以一定的配套限制,在一般压力容器使用条件下能够保证安全,因此不少国家的容器设计规范主要采用该方法,如ASME -1和GB150等。,28,(b)塑性失效补强设计原则 极限设计的方法,考虑到结构的安定性。,开孔容器的接管处达到全域塑性时的极限应力应等于无孔壳体的屈服应力;同时,按弹性计算的最大应力应不超过2s。 max=2s 而 s =1.5 所以 max=3,第12章 容器零部件(续),29,(2)补强结构,补强结构,局部补强,整体补强,补强圈补强,厚壁接管补强,整锻件补强,第12章 容器零部件(续),30,(a)补强圈补强,结构,补强圈贴焊在壳体与接管连接处,优点,结
10、构简单,制造方便,使用经验丰富,(a)补强圈补强,缺点,1)与壳体金属之间不能完全贴合,传热效果差,在中温以上使用时,存在较大热膨胀差,在补强局部区域产生较大的热应力; 2)与壳体采用搭接连接,难以与壳体形成整体,抗疲劳性能差。,第12章 容器零部件(续),31,补强圈补强,第12章 容器零部件(续),32,补强圈补强,第12章 容器零部件(续),33,补强圈补强,第12章 容器零部件(续),34,补强圈,第12章 容器零部件(续),35,中低压容器应用最多的补强结构,一般使用在 静载、常温、中低压、 材料的标准抗拉强度低于540MPa、 补强圈厚度小于或等于1.5n、 壳体名义厚度n不大于3
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