第八章__容器零部件-2

1、第八章第八章 容器零部件容器零部件教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)： 各零部件標(biāo)準(zhǔn)的選用。各零部件標(biāo)準(zhǔn)的選用。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn)法蘭的選用。標(biāo)準(zhǔn)法蘭的選用。例題例題 為一臺(tái)精餾塔配一對(duì)連接塔身與封頭的法蘭。塔的內(nèi)徑為1000mm,操作溫度為280，設(shè)計(jì)壓力為0.2MPa。塔體材質(zhì)為Q235-B。介質(zhì)無腐蝕性及其他危害。8.2 8.2 容器支座容器支座 容器支座，容器支座，支承容器重量、固定容器位置并使支承容器重量、固定容器位置并使容器在操作中保持穩(wěn)定容器在操作中保持穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)型式由容器自身的型式?jīng)Q定，分結(jié)構(gòu)型式由容器自身的型式?jīng)Q定，分 臥式容器支座臥式容器支座 立式容器支座立式容器支座 球形容器支座

2、球形容器支座支座支座耳式支座耳式支座支承式支座支承式支座腿式支座腿式支座裙式支座裙式支座立式支座立式支座鞍座鞍座圈座圈座支腿支腿臥式支座臥式支座第二節(jié)第二節(jié) 容器支座容器支座一一、臥式容器支座、臥式容器支座鞍座、圈座及支腿鞍座、圈座及支腿圈座圈座：用于：用于大直徑薄壁容器和大直徑薄壁容器和 真空容器真空容器，增加局部剛度。，增加局部剛度。支腿支腿：重量：重量較輕較輕的的小型小型容器。容器。 常見的常見的大型臥式大型臥式儲(chǔ)罐、儲(chǔ)罐、換熱器等多采用換熱器等多采用鞍座。鞍座。是應(yīng)用最為廣泛的是應(yīng)用最為廣泛的一種臥式容器支座。一種臥式容器支座。封頭封頭筒體筒體 支座支座（鞍座）（鞍座）由由橫向筋板、若

3、干軸向筋板和底板橫向筋板、若干軸向筋板和底板焊接而成焊接而成。在。在與設(shè)備連接處，有與設(shè)備連接處，有帶加強(qiáng)墊板和不帶加強(qiáng)墊板帶加強(qiáng)墊板和不帶加強(qiáng)墊板兩種結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)。（一）雙鞍式支座（一）雙鞍式支座 最大剪力：最大剪力： 鞍座處鞍座處最大彎矩：最大彎矩： 筒體中心處筒體中心處危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在兩支座中心處和兩支座中心處和鞍座處鞍座處1.受力受力剪力剪力彎矩彎矩 力學(xué)模型的簡(jiǎn)化力學(xué)模型的簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化為長度簡(jiǎn)化為長度L，受均布載荷，受均布載荷q作用的外伸簡(jiǎn)支梁作用的外伸簡(jiǎn)支梁均布載荷均布載荷）LHLFHLQq341 (234A、跨距中點(diǎn)處跨距中點(diǎn)處 a、彎矩彎矩LALhLhRFLMiim4

4、3412142221b、應(yīng)力應(yīng)力最大合成應(yīng)力發(fā)生在截面最高點(diǎn)或最低點(diǎn)最大合成應(yīng)力發(fā)生在截面最高點(diǎn)或最低點(diǎn) ememRMpRWM211112最高點(diǎn)最高點(diǎn)ememRMpRWM211122最低點(diǎn)最低點(diǎn)B、支座截面支座截面 a、彎矩、彎矩b b、應(yīng)力、應(yīng)力 最大合成應(yīng)力發(fā)生在截面最高點(diǎn)或最低點(diǎn)。最大合成應(yīng)力發(fā)生在截面最高點(diǎn)或最低點(diǎn)。 在截面最高點(diǎn)在截面最高點(diǎn)ememRKMpRWM21221232在截面最低點(diǎn)在截面最低點(diǎn) ememRKMpRWM22221242筒體有加強(qiáng)圈或由封頭加強(qiáng)筒體有加強(qiáng)圈或由封頭加強(qiáng)ARm/2時(shí)時(shí)，軸向應(yīng)力，軸向應(yīng)力在橫截面的最高點(diǎn)；在橫截面的最高點(diǎn)；當(dāng)筒體不被加強(qiáng)時(shí)，鞍座處筒當(dāng)

5、筒體不被加強(qiáng)時(shí)，鞍座處筒體轉(zhuǎn)移到了靠近水平中心線處。體轉(zhuǎn)移到了靠近水平中心線處。 LhALhRLAFLMiim3412/11222A0.2L且盡可能使且盡可能使A0.5Ri 1）為減少支座處筒體最大彎矩，使其應(yīng)力）為減少支座處筒體最大彎矩，使其應(yīng)力分布合適，使支座跨距中心與支座最大彎矩分布合適，使支座跨距中心與支座最大彎矩相等，推導(dǎo)出相等，推導(dǎo)出A=0.207L2) 試驗(yàn)證明，當(dāng)試驗(yàn)證明，當(dāng)A0.5Ri時(shí)，封頭對(duì)筒體才時(shí)，封頭對(duì)筒體才有加強(qiáng)作用，因此支座的最佳位置應(yīng)在滿有加強(qiáng)作用，因此支座的最佳位置應(yīng)在滿足足A0.2L的條件下，盡量使的條件下，盡量使A0.5Ri2.鞍座的最佳位置鞍座的最佳位置

6、3）當(dāng)當(dāng)A0.5Ri或筒體無加強(qiáng)措施而剛性不足時(shí)，或筒體無加強(qiáng)措施而剛性不足時(shí)，在周向彎矩的作用下，鞍座處筒體上將產(chǎn)生在周向彎矩的作用下，鞍座處筒體上將產(chǎn)生“扁塌扁塌”現(xiàn)象：現(xiàn)象： 鞍座上筒體發(fā)生變鞍座上筒體發(fā)生變形，猶如形，猶如“扁塌扁塌”。鞍座處筒體不起承鞍座處筒體不起承載作用，成為無效載作用，成為無效區(qū)（圖）。區(qū)（圖）。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)3.鞍座的結(jié)構(gòu)與標(biāo)鞍座的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)鞍座鞍座包角包角120120或或150150，安放穩(wěn)定。安放穩(wěn)定。高度高度200200、300300、400400和和500mm500mm。寬度寬度b b根據(jù)容器公稱直徑查出。根據(jù)容器公稱直徑查出。鞍座的種類鞍座的種類 鞍座分為

7、鞍座分為A A型（輕型）和型（輕型）和B B型（重型）型（重型），重型又分為重型又分為BBBB五種型號(hào)。五種型號(hào)。A A型和型和B B型的筋板和底板、墊板等尺寸不同或數(shù)型的筋板和底板、墊板等尺寸不同或數(shù)量不同量不同。每種型式鞍座又分為每種型式鞍座又分為固定式支座（代號(hào)固定式支座（代號(hào)F F）：底板上開：底板上開圓形螺栓孔圓形螺栓孔滑動(dòng)式支座（代號(hào)滑動(dòng)式支座（代號(hào)S S） ：底座開：底座開長圓形螺長圓形螺栓孔栓孔材質(zhì)：墊板與筒體相同，其它-Q235-A.F 。 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)A 輕型，都是輕型，都是120包角，都有墊板包角，都有墊板B 重型，有重型，有120和和150兩種包角，有帶兩種包角，有帶墊板的

8、，也有不帶墊板的。墊板的，也有不帶墊板的。具體標(biāo)記方法如下具體標(biāo)記方法如下鞍座標(biāo)準(zhǔn)的選用鞍座標(biāo)準(zhǔn)的選用 鞍座標(biāo)準(zhǔn)的選用，首先根據(jù)鞍座實(shí)際承鞍座標(biāo)準(zhǔn)的選用，首先根據(jù)鞍座實(shí)際承載的大小，確定載的大小，確定選用輕型選用輕型(A(A型型) )或重型或重型（BIBI，BB，BB，BIVBIV，BVBV型型) )鞍座（鞍座（表表8 81515），找出對(duì)應(yīng)的公稱直徑），找出對(duì)應(yīng)的公稱直徑，再根據(jù)，再根據(jù)容器圓筒強(qiáng)度容器圓筒強(qiáng)度確定選用確定選用120120 或或150150 包角包角的鞍座的鞍座，標(biāo)準(zhǔn)高度下鞍座的允許載荷和，標(biāo)準(zhǔn)高度下鞍座的允許載荷和各部分結(jié)構(gòu)尺寸可從各部分結(jié)構(gòu)尺寸可從附錄附錄1818和和JB

9、JBT T 471247129292中得到。中得到。（二）圈式支座（二）圈式支座 可能造成嚴(yán)重?fù)锨谋”谌萜?；多于兩個(gè)支承的可能造成嚴(yán)重?fù)锨谋”谌萜鳎欢嘤趦蓚€(gè)支承的長容器。長容器。采用圈座的情況：采用圈座的情況：對(duì)于對(duì)于大直徑薄壁容器和真空容器大直徑薄壁容器和真空容器，因其自身重，因其自身重量可能造成嚴(yán)重?fù)锨?；量可能造成?yán)重?fù)锨欢嘤趦蓚€(gè)支承多于兩個(gè)支承的的長長容器。容器。除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個(gè)圈除常溫常壓下操作的容器外，至少應(yīng)有一個(gè)圈座是滑動(dòng)支承的。座是滑動(dòng)支承的。 （三）支腿（三）支腿 只適用于小型容器。只適用于小型容器。 連接處造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力連接處造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力

10、，只適用于小型設(shè)備只適用于小型設(shè)備（DNDN18001800、L L5m5m）。）。腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參數(shù)等參見標(biāo)準(zhǔn)數(shù)等參見標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4714-92 JB/T 4714-92 腿式支座腿式支座。二、立式容器支座二、立式容器支座 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單輕便；簡(jiǎn)單輕便；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：對(duì)：對(duì)器壁產(chǎn)生較大局部應(yīng)力。器壁產(chǎn)生較大局部應(yīng)力。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由由筋板和支腳板組成筋板和支腳板組成，廣泛用于中、小型立式設(shè)備廣泛用于中、小型立式設(shè)備(高徑比不大于高徑比不大于5，總高度不，總高度不大于大于10m)（一（一）耳式支座）耳式支座 （懸掛式支座）（懸掛式支座）標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)： JB/T

11、4725JB/T4725耳式支座耳式支座，它將耳式支座它將耳式支座分為分為A A型（短臂）和型（短臂）和B B型型（長臂）兩類（長臂）兩類，每，每類又有帶墊板和不類又有帶墊板和不帶墊板兩種。帶墊板兩種。B B型耳型耳式支座有較大的安式支座有較大的安裝尺寸，裝尺寸，當(dāng)容器外當(dāng)容器外面包有保溫層，或面包有保溫層，或者將容器直接放置者將容器直接放置在樓板上時(shí)，宜選在樓板上時(shí)，宜選用用B B型。型。 已標(biāo)準(zhǔn)化已標(biāo)準(zhǔn)化JB/T 4725-92 JB/T 4725-92 耳式支座耳式支座。該標(biāo)準(zhǔn)分該標(biāo)準(zhǔn)分A A型（短臂）和型（短臂）和B B型（長臂）型（長臂）（有保溫（有保溫層或直接放在樓板上）層或直接放

12、在樓板上）每類又分帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)每類又分帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)A A型、型、ANAN型耳式支座型耳式支座耳式支座的結(jié)構(gòu)型式耳式支座的結(jié)構(gòu)型式表表8 817 17 耳式支座結(jié)構(gòu)型式特征耳式支座結(jié)構(gòu)型式特征型 式支 座 號(hào)適用公稱直徑/mm結(jié) 構(gòu) 特 征A18DN300400短臂、帶墊板AN13短臂、不帶墊板B18長臂、帶墊板BN13長臂、不帶墊板耳式支座選用的方法：耳式支座選用的方法：（1 1）估算設(shè)備總重，算每個(gè)支座的負(fù)荷）估算設(shè)備總重，算每個(gè)支座的負(fù)荷Q Q值；值；（2 2）確定支座型式，從）確定支座型式，從表表8 81818按允許負(fù)按允許負(fù)荷荷Q Q允允大于實(shí)際負(fù)荷大于實(shí)際負(fù)荷

13、Q Q，選支座。，選支座。 v小型設(shè)備耳式支座，可支承在管子或型小型設(shè)備耳式支座，可支承在管子或型鋼制的立柱上。鋼制的立柱上。v大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土制的基礎(chǔ)上。制的基礎(chǔ)上。 標(biāo)記方法標(biāo)記方法（二（二）支承式支座）支承式支座結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：在在容器封頭底部容器封頭底部焊上數(shù)根支柱，直接支焊上數(shù)根支柱，直接支承在基礎(chǔ)地面上。承在基礎(chǔ)地面上。特點(diǎn)：特點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便，但它簡(jiǎn)單方便，但它對(duì)容器封頭會(huì)產(chǎn)生較大對(duì)容器封頭會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，因此的局部應(yīng)力，因此當(dāng)容當(dāng)容器較大或殼體較薄時(shí)，器較大或殼體較薄時(shí)，必須在支座和封頭間加必須在支座和封頭間加墊板墊板，以改善殼

14、體局部，以改善殼體局部受力情況。受力情況。支承式支座支承式支座用鋼管、角鋼、用鋼管、角鋼、槽鋼制作，或槽鋼制作，或用數(shù)塊鋼板焊用數(shù)塊鋼板焊成，成，型式、結(jié)構(gòu)、尺型式、結(jié)構(gòu)、尺寸及材料寸及材料JB/T JB/T 4724-92 4724-92 支支承式支座承式支座。 用于高度不大、安裝位用于高度不大、安裝位置距基礎(chǔ)面較近且具有置距基礎(chǔ)面較近且具有凸形封頭的立式容器。凸形封頭的立式容器。標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)： JB/T4724支承式支座支承式支座分為分為A A型和型和B B型，型，A A型支座由型支座由鋼板焊制而成；鋼板焊制而成；B B型支座采型支座采用鋼管作支柱用鋼管作支柱。（三（三）腿式支座（支腿）腿式

15、支座（支腿）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、安裝方便，在容器下面安裝方便，在容器下面有較大的操作維修空間。有較大的操作維修空間。圖圖8-31 腿式支座腿式支座JB/T4713腿式支座腿式支座A型：角鋼支柱型：角鋼支柱B型：鋼管支柱型：鋼管支柱問題：腿式支座與支承式支座的區(qū)別？問題：腿式支座與支承式支座的區(qū)別？腿式支座是支承在腿式支座是支承在容器的圓柱體部分容器的圓柱體部分支承式支座是支承支承式支座是支承在容器的底封頭上在容器的底封頭上（四（四）裙式支座）裙式支座應(yīng)用：應(yīng)用：高大的立式容器，高大的立式容器， 特別是塔器。特別是塔器。形式：形式：圓筒形裙座和圓錐圓筒形裙座和圓錐形裙座。形裙座。1塔

16、體塔體; 2保溫支承圈保溫支承圈; 3無保溫時(shí)排氣孔無保溫時(shí)排氣孔;4裙座筒體裙座筒體; 5人孔人孔 ; 8螺栓座螺栓座; 7基礎(chǔ)環(huán)基礎(chǔ)環(huán); 8有保溫時(shí)排氣孔有保溫時(shí)排氣孔; 9引出管通道引出管通道; 10排液孔排液孔圖圖8-32 裙式支座裙式支座(1)(1)座體座體 它的上端與它的上端與塔體底封頭焊接塔體底封頭焊接在一起，下端焊在一起，下端焊在基礎(chǔ)環(huán)上。座在基礎(chǔ)環(huán)上。座體承受塔體的全體承受塔體的全部載荷，并把載部載荷，并把載荷傳到基礎(chǔ)環(huán)上荷傳到基礎(chǔ)環(huán)上去。去。(2)(2)基礎(chǔ)環(huán)基礎(chǔ)環(huán) 基礎(chǔ)環(huán)是基礎(chǔ)環(huán)是塊環(huán)形墊板，塊環(huán)形墊板，它把由座體傳它把由座體傳下來的載荷，下來的載荷，再均勻地傳到再均勻地

17、傳到基礎(chǔ)上去?；A(chǔ)上去。(3)(3)螺拴座螺拴座 由座板和筋由座板和筋板組成，供安裝板組成，供安裝地腳螺栓用，以地腳螺栓用，以便地腳螺栓把塔便地腳螺栓把塔設(shè)備固定在基礎(chǔ)設(shè)備固定在基礎(chǔ)上上(4)(4)管孔管孔 在裙座上有在裙座上有檢修用的人孔、檢修用的人孔、引出管孔引出管孔, , 排氣排氣管孔等管孔等8.3 8.3 容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)容器為什么要開孔？工藝、安裝、檢修的要求。開孔后，為什么要補(bǔ)強(qiáng)？削弱器壁的強(qiáng)度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成高應(yīng)力集中區(qū)。設(shè)備與管道的聯(lián)接，設(shè)備上測(cè)量、控制儀表的安裝，設(shè)備與管道的聯(lián)接，設(shè)備上測(cè)量、控制儀表的安裝，都需要開孔，也是接管的接口。都需要開孔，也是接管的接口

18、。在 設(shè) 備 上 焊 好 接 管 后 ， 需 要 考 慮 它 的 長 度在 設(shè) 備 上 焊 好 接 管 后 ， 需 要 考 慮 它 的 長 度（150200mm），便于安裝、拆卸等。），便于安裝、拆卸等。屬于一個(gè)部件，由公稱壓力、公稱直徑確定形狀。屬于一個(gè)部件，由公稱壓力、公稱直徑確定形狀。有橢圓形、長圓形、圓形（常用）有橢圓形、長圓形、圓形（常用）一、設(shè)備開孔的裝置 1.設(shè)備的管口設(shè)備的管口2.人孔、手孔人孔、手孔8.3 8.3 容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)8.3.1.8.3.1.容器開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象容器開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象開孔處出現(xiàn)應(yīng)力集中，應(yīng)力集中系數(shù)為：開孔處出現(xiàn)應(yīng)力集中，應(yīng)力集中系數(shù)為：

19、 K=K=實(shí)際實(shí)際/膜膜其大小為多少？見平板開孔試驗(yàn)測(cè)試：其大小為多少？見平板開孔試驗(yàn)測(cè)試：實(shí)測(cè)結(jié)果：實(shí)測(cè)結(jié)果：K3K3即應(yīng)力集中點(diǎn)的實(shí)際即應(yīng)力集中點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力大約為膜應(yīng)力的應(yīng)力大約為膜應(yīng)力的3 3倍。倍。容器容器開孔后在孔邊附件的局部地區(qū)，應(yīng)力會(huì)達(dá)到很大的開孔后在孔邊附件的局部地區(qū)，應(yīng)力會(huì)達(dá)到很大的數(shù)值數(shù)值，這種局部的應(yīng)力增長現(xiàn)象，叫做，這種局部的應(yīng)力增長現(xiàn)象，叫做應(yīng)力集中應(yīng)力集中。在應(yīng)。在應(yīng)力集中區(qū)域的最大應(yīng)力值，稱為力集中區(qū)域的最大應(yīng)力值，稱為應(yīng)力峰值應(yīng)力峰值。 開孔削弱了器壁材料，破壞了原有應(yīng)力分布并引起應(yīng)開孔削弱了器壁材料，破壞了原有應(yīng)力分布并引起應(yīng)力集中；力集中； 殼體與接管連接處

20、形成結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力；殼體與接管連接處形成結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力； 殼體與接管的拐角處因不等截面過渡引起應(yīng)力集中。殼體與接管的拐角處因不等截面過渡引起應(yīng)力集中。 二、開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象及原因二、開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象及原因1、開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象、開孔應(yīng)力集中現(xiàn)象 2、產(chǎn)生原因、產(chǎn)生原因 局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積必須等于或大局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積必須等于或大于開孔所減去的殼體截面積于開孔所減去的殼體截面積，其含義在于補(bǔ)，其含義在于補(bǔ)足殼壁的平均強(qiáng)度，即用與開孔等截面的外足殼壁的平均強(qiáng)度，即用與開孔等截面的外加金屬來補(bǔ)償被削弱的殼壁強(qiáng)度。加金屬來補(bǔ)償被削弱的殼壁強(qiáng)度。 長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行，在一般壓力長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易

21、行，在一般壓力容器使用條件下能夠保證安全，因此不少國家容器使用條件下能夠保證安全，因此不少國家的容器設(shè)計(jì)規(guī)范主要采用該方法，如的容器設(shè)計(jì)規(guī)范主要采用該方法，如ASME -1和和GB150等。等。（一）補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則（一）補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則 三、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則三、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則 、形式與結(jié)構(gòu)、形式與結(jié)構(gòu)1、等面積補(bǔ)強(qiáng)、等面積補(bǔ)強(qiáng)指指開孔容器在接管處達(dá)到全域塑性時(shí)的極限壓力應(yīng)等于開孔容器在接管處達(dá)到全域塑性時(shí)的極限壓力應(yīng)等于無孔殼體的屈服壓力無孔殼體的屈服壓力；同時(shí)，按彈性計(jì)算的最大應(yīng)力應(yīng)不超過同時(shí)，按彈性計(jì)算的最大應(yīng)力應(yīng)不超過2s 2s 定義定義而s=1.5，所以 0 . 3max 2、塑性失效補(bǔ)強(qiáng)

22、原則、塑性失效補(bǔ)強(qiáng)原則（二）補(bǔ)強(qiáng)形式（二）補(bǔ)強(qiáng)形式 1、內(nèi)加強(qiáng)平齊接管、內(nèi)加強(qiáng)平齊接管 2、外加強(qiáng)平齊接管、外加強(qiáng)平齊接管 3、對(duì)稱加強(qiáng)凸出接管、對(duì)稱加強(qiáng)凸出接管 4、密集補(bǔ)強(qiáng)、密集補(bǔ)強(qiáng) 四種補(bǔ)強(qiáng)形式的比較四種補(bǔ)強(qiáng)形式的比較從強(qiáng)度角度看從強(qiáng)度角度看密集補(bǔ)強(qiáng)最好，對(duì)稱凸出接管次之，內(nèi)加密集補(bǔ)強(qiáng)最好，對(duì)稱凸出接管次之，內(nèi)加強(qiáng)平齊接管第三，外加強(qiáng)平齊接管效果最差強(qiáng)平齊接管第三，外加強(qiáng)平齊接管效果最差從制造角度看從制造角度看（三）補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)（三）補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)元件補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)元件補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)指補(bǔ)強(qiáng)金屬采用什么結(jié)構(gòu)方式與指補(bǔ)強(qiáng)金屬采用什么結(jié)構(gòu)方

23、式與被補(bǔ)強(qiáng)的殼體或接管連成一體被補(bǔ)強(qiáng)的殼體或接管連成一體 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與接管連接處補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與接管連接處，見圖，見圖8-33.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，使用經(jīng)驗(yàn)豐富結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，使用經(jīng)驗(yàn)豐富圖圖8-33 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)缺點(diǎn)缺點(diǎn)1）與殼體金屬之間不能完全）與殼體金屬之間不能完全貼合，傳熱效果差，在中溫以貼合，傳熱效果差，在中溫以上使用時(shí)，上使用時(shí)，存在較大熱膨脹差存在較大熱膨脹差，在補(bǔ)強(qiáng)局部區(qū)域產(chǎn)生較大的熱在補(bǔ)強(qiáng)局部區(qū)域產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力應(yīng)力；2）難以與殼體形成整體，抗）難以與殼體形成整體，抗疲勞性能差。疲勞性能差。1、補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)、補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)中低壓容器應(yīng)用最

24、多的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，一般使用在中低壓容器應(yīng)用最多的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，一般使用在靜載、常溫、中低壓容器中靜載、常溫、中低壓容器中a.材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度低于材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度低于540MPab.補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于1.5nc.殼體名義厚度殼體名義厚度n不大于不大于38mm適用范圍適用范圍HG21508-92補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)圈，JB/T4738-95補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)注意注意為了檢驗(yàn)焊縫的緊密性，為了檢驗(yàn)焊縫的緊密性，補(bǔ)強(qiáng)板上開有一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)板上開有一個(gè)M10的小螺紋孔的小螺紋孔，從這里通入壓縮空氣，并在補(bǔ)強(qiáng)圈與器壁的連接焊縫外涂抹從這里通入壓縮空氣，并在補(bǔ)強(qiáng)圈與器壁的連接焊縫外涂抹肥皂水，如果焊縫有

25、缺陷就會(huì)在該處吹起肥皂泡肥皂水，如果焊縫有缺陷就會(huì)在該處吹起肥皂泡.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在開孔處焊上一段厚壁接管，見圖在開孔處焊上一段厚壁接管，見圖8-34。特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少，補(bǔ)強(qiáng)效果好，高強(qiáng)度低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少，補(bǔ)強(qiáng)效果好，高強(qiáng)度低合金鋼制壓力容器一般都采用該結(jié)構(gòu)合金鋼制壓力容器一般都采用該結(jié)構(gòu)圖圖8-34 厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)2、加強(qiáng)元件補(bǔ)強(qiáng)（又稱接管補(bǔ)強(qiáng)或厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、加強(qiáng)元件補(bǔ)強(qiáng)（又稱接管補(bǔ)強(qiáng)或厚壁管補(bǔ)強(qiáng) ）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)圖圖8-35 整鍛件補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 整體鍛件整體鍛件3、整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)、整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)將接管與部分殼體邊同加強(qiáng)部分作為整將接管與部分殼體邊同加強(qiáng)部分作為整體鍛件，

26、然后與殼體焊接在一起。體鍛件，然后與殼體焊接在一起。 補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開孔應(yīng)力最大部位，能最有效地降低補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開孔應(yīng)力最大部位，能最有效地降低應(yīng)力集中系數(shù)；可應(yīng)力集中系數(shù)；可采用對(duì)接焊縫，并使焊縫及其熱影采用對(duì)接焊縫，并使焊縫及其熱影響區(qū)離開最大應(yīng)力點(diǎn)響區(qū)離開最大應(yīng)力點(diǎn)，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降低低1015%。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)鍛件供應(yīng)困難，制造成本較高。鍛件供應(yīng)困難，制造成本較高。重要壓力容器，如核容器、材料屈服點(diǎn)在重要壓力容器，如核容器、材料屈服點(diǎn)在500MPa以以上的容器開孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直上的容器開孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直徑

27、開孔容器等。徑開孔容器等。應(yīng)用應(yīng)用（四）允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的條件（四）允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的條件 GB150規(guī)定：規(guī)定：在在設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力2.5MPa的殼體上開孔，兩的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算）大于兩孔直徑之和的（對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算）大于兩孔直徑之和的2倍倍，接管接管公稱外徑公稱外徑89mm時(shí)，只要接管最小厚度滿足表時(shí)，只要接管最小厚度滿足表8-19要求，就要求，就可不另行補(bǔ)強(qiáng)?？刹涣硇醒a(bǔ)強(qiáng)。表表8-1 不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度 mm8.05.04.03.5897885574845383225接管公接管公稱外徑稱外徑最小最小厚度

28、厚度GB150對(duì)開孔最大直徑的限制對(duì)開孔最大直徑的限制基本原則基本原則使有效補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積，等于或大于開孔使有效補(bǔ)強(qiáng)的金屬面積，等于或大于開孔所削弱的金屬面積所削弱的金屬面積。（一（一）允許開孔的范圍）允許開孔的范圍a. 圓筒上開孔的限制：圓筒上開孔的限制：內(nèi)徑內(nèi)徑Di1500mm時(shí)，開孔最大直徑時(shí)，開孔最大直徑d iD21，且，且d520mm；內(nèi)徑內(nèi)徑Di1500mm時(shí)，開孔最大直徑時(shí)，開孔最大直徑d iD31，且，且d1000mm。 四、等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法四、等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法 b. 凸形封頭或球殼上開孔最大直徑凸形封頭或球殼上開孔最大直徑d iD21。 c. 錐殼（或錐形封頭）上開孔

29、最大直徑錐殼（或錐形封頭）上開孔最大直徑d iD31，Di為開孔為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。中心處的錐殼內(nèi)直徑。d. 在橢圓形或碟形封頭過渡部分開孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直在橢圓形或碟形封頭過渡部分開孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直 于封頭表面。于封頭表面。承受內(nèi)壓承受內(nèi)壓)f1 (2dAret（8-14）式中式中 A開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積，開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積，mm2； d開孔直徑開孔直徑 圓形孔：圓形孔：d=di+2C di接管內(nèi)直徑接管內(nèi)直徑（二（二）所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積）所需最小補(bǔ)強(qiáng)面積A (即開孔削弱的截面積即開孔削弱的截面積A ) 殼體開孔處的計(jì)算厚度，殼體開孔處的計(jì)算厚度，mm； et接管

30、有效厚度，接管有效厚度，et =nt-C，mm； fr強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體下接管材料與殼體 材料許用應(yīng)力之比，當(dāng)該值大于材料許用應(yīng)力之比，當(dāng)該值大于1.0時(shí)，取時(shí)，取fr=1.0。)f1 (2d5 .0Aret（8-17）b、外壓圓筒或球殼：外壓圓筒或球殼：圖圖8-38 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍示意圖（有效補(bǔ)強(qiáng)范圍示意圖（a）在一定范圍內(nèi)在一定范圍內(nèi)能起補(bǔ)強(qiáng)作用，能起補(bǔ)強(qiáng)作用，除了此范圍，除了此范圍，則起不到補(bǔ)強(qiáng)則起不到補(bǔ)強(qiáng)作用。作用。有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)：矩形矩形WXYZ，見圖見圖8-38。（三（三）開孔有效補(bǔ)強(qiáng)范圍及補(bǔ)強(qiáng)面積的計(jì)算）開孔有效補(bǔ)強(qiáng)范圍及補(bǔ)

31、強(qiáng)面積的計(jì)算有效寬度有效寬度B：取二者中較大值取二者中較大值B=2dB=d+2n+2nt式中式中 B補(bǔ)強(qiáng)有效寬度，補(bǔ)強(qiáng)有效寬度，mm； n殼體開孔處的名義厚度，殼體開孔處的名義厚度，mm； nt接管名義厚度，接管名義厚度，mm。內(nèi)外側(cè)有效高度：內(nèi)外側(cè)有效高度：取式中較小值取式中較小值外側(cè)高度外側(cè)高度 nt1dhh1=接管實(shí)際外伸高度接管實(shí)際外伸高度nt2dh h2=接管實(shí)際內(nèi)伸高度接管實(shí)際內(nèi)伸高度 內(nèi)側(cè)高度內(nèi)側(cè)高度（8-22） （8-23） 在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)的矩形在有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)的矩形WXYZ范圍內(nèi)范圍內(nèi),可作為有效補(bǔ)強(qiáng)的可作為有效補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積金屬截面積Ae A1 A2 A3(四四)補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)

32、金屬面積補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)金屬面積AeA1殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積。殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積。)1)(2)(1reetefdBA r2et2rtet12f )C(h2f )(h2A A2接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積。接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積。A3有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫金屬的截面積。Ae=A1+A2+A3A則開孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng)。則開孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng)。Ae = A1+ A2+ A3 A則開孔需要另外補(bǔ)強(qiáng)，所增加的補(bǔ)強(qiáng)金屬截面積則開孔需要另外補(bǔ)強(qiáng)，所增加的補(bǔ)強(qiáng)金屬截面積A4 應(yīng)滿足應(yīng)滿足 A4 =A-Ae (8-24)開孔補(bǔ)

33、強(qiáng)設(shè)計(jì)步驟P185 t n nt n nt t nt n nt e et t 用于裝置測(cè)量、控制儀表，或連接其他設(shè)備和介用于裝置測(cè)量、控制儀表，或連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。質(zhì)的輸送管道。 接口管接口管 焊接設(shè)備的接口管長度焊接設(shè)備的接口管長度8.4 8.4 容器附件容器附件鑄造設(shè)備接管可與筒體一并鑄出。鑄造設(shè)備接管可與筒體一并鑄出。螺紋管主要用來接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，螺紋管主要用來接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，陰螺紋或陽螺紋。陰螺紋或陽螺紋。 凸緣凸緣 接管長度必須很短時(shí)可用凸緣代替(又叫突出接口)。凸緣本身有加強(qiáng)作用，不需另外補(bǔ)強(qiáng)。凸緣本身有加強(qiáng)作用，不需另外補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中，取出較困難。當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中，取出較困難。凸緣與管道法蘭配用，聯(lián)接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用凸緣與管道法蘭配用，聯(lián)接尺寸應(yīng)根據(jù)所選用的管法蘭來確定。的管法蘭來確定。三、手孔與人孔三、手孔與人孔檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)件檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和