第八章 化工設(shè)備圖

1、幻燈片1第八章 化工設(shè)備圖 化工設(shè)備是用于化工、醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)過程中各種單元操作（如合成、加熱、吸收、蒸餾等）的裝置和設(shè)備。常見的典型化工設(shè)備有容器、反應(yīng)器、換熱器、塔器等，如圖8-1所示。 容器用來儲存物料，以圓柱形容器應(yīng)用最廣。 反應(yīng)器通常又稱為反應(yīng)罐或反應(yīng)釜，主要用來使物料在其中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。 換熱器用于冷、熱介質(zhì)的熱交換，達(dá)到加熱或冷卻的目的。 塔器用于吸收、精餾等單元操作，多為細(xì)而高的圓柱形立式設(shè)備。 表示化工設(shè)備的形狀、大小、結(jié)構(gòu)和制造安裝等技術(shù)要求的圖樣稱為化工設(shè)備圖。本章將介紹化工設(shè)備圖的知識。 幻燈片2圖8-1 常見的化工設(shè)備 幻燈片3圖8-1 常見的化工設(shè)備 幻燈片4第一節(jié)

2、概述 一、化工設(shè)備圖的作用和內(nèi)容 圖8-2是容器類設(shè)備計量罐的設(shè)備圖，它的作用是用來指導(dǎo)設(shè)備的制造、裝配、安裝、檢驗及使用和維修等。 從圖中可見，一張化工設(shè)備圖應(yīng)有以下內(nèi)容： 一組視圖 必要的尺寸 零部件編號及明細(xì)欄 管口符號和管口表 技術(shù)特性表 技術(shù)要求 標(biāo)題欄幻燈片5圖8-2 計量罐的設(shè)備圖 幻燈片6二、化工設(shè)備的零部件 化工設(shè)備上的零部件大部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。圖8-2所示的計量罐，由筒體、封頭、人孔、管法蘭、支座、液面計、補(bǔ)強(qiáng)圈等零部件組成。這些零部件都已有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在各種化工設(shè)備上通用。下面簡要介紹幾種通用的零部件，更深入的了解可參閱相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)書籍。 （一）筒體和封頭 筒體與封頭

3、一起構(gòu)成設(shè)備的殼體。筒體一般由鋼板卷焊而成，直徑較小的（<500mm）或高壓設(shè)備的筒體一般采用無縫鋼管。 橢圓形封頭最常見，如圖8-3（a）。（b）（c）（a）圖8-3 橢圓形封頭 幻燈片7 封頭和筒體可以直接焊接，形成不可拆卸的連接，也可以采用法蘭連接。 當(dāng)筒體由鋼板卷制時，筒體及其所對應(yīng)的封頭公稱直徑等于內(nèi)徑，如圖8-3（b）。當(dāng)筒體由無縫鋼管制作時，則以外徑作為筒體及其所對應(yīng)的封頭的公稱直徑，如圖8-3（c）。 封頭和筒體的壁厚與直徑尺寸相差懸殊，采用夸大畫法表示壁厚，如圖8-2。 （b）（c）（a）圖8-3 橢圓形封頭 幻燈片8 （二）法蘭 法蘭連接是一種可拆連接，在化工設(shè)備及管

4、路上應(yīng)用較為普遍。 法蘭是焊接在筒體（封頭或管子）一端的一圈圓盤，盤上均勻分布若干個螺栓孔，兩節(jié)筒體（封頭或管子）通過一對法蘭，用螺栓連接在一起，兩個法蘭的接觸面之間放有墊片，以使連接處密封不漏。因此，所謂法蘭連接實際上由一對法蘭、密封墊片和螺栓、螺母、墊圈等零件組成，如圖8-4（a）所示，圖8-4（b）是法蘭連接的簡化畫法。 （a）法蘭連接的組成 （b）簡化畫法 圖5-44 表達(dá)方法綜合運(yùn)用舉例 幻燈片9 化工設(shè)備用的標(biāo)準(zhǔn)法蘭有兩類：管法蘭和壓力容器法蘭（又稱設(shè)備法蘭）。前者用于管子的連接，后者用于設(shè)備筒體（或封頭）的連接。 1. 管法蘭 管法蘭常見的結(jié)構(gòu)型式有：板式平焊法蘭、對焊法蘭、整體

5、法蘭和法蘭蓋等，如圖8-5。圖8-5 管法蘭的結(jié)構(gòu)型式 幻燈片10管法蘭密封面型式主要有凸面、凹凸面、榫槽面和全平面四種，如圖8-6。 圖8-6 管法蘭密封面的型式 圖8-2中，JB/T 811994 法蘭 20-1 表示凸面板式平焊鋼制管法蘭,公稱直徑為20mm，公稱壓力1Mpa。 在設(shè)備圖中，不論管法蘭的連接面是什么形式，管法蘭及接管的畫法均可如圖8-7簡化表示，其連接面形狀及焊接型式，可在明細(xì)欄及管口表中注明。 圖8-7 管法蘭及接管的簡化畫法 幻燈片11 2. 壓力容器法蘭 壓力容器法蘭的結(jié)構(gòu)型式有三種：甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭和長頸對焊法蘭，壓力容器法蘭的密封面型式有平密封面、凹凸

6、密封面和榫槽密封面等。如圖8-8。 圖8-8 壓力容器法蘭結(jié)構(gòu)和密封面型式 幻燈片12 （三）人孔和手孔 為了便于安裝、檢修或清洗設(shè)備內(nèi)部的裝置，需要在設(shè)備上開設(shè)人孔和手孔。人、手孔的基本結(jié)構(gòu)類同，如圖8-9（a）。 手孔有DN150和DN250兩種規(guī)格。人孔有圓形和橢圓形兩種，圓形人孔的最小直徑為400mm，橢圓孔最小尺寸為400×300mm。 在化工設(shè)備圖中人孔、手孔的簡化畫法如圖8-9（b）。 圖8-9 人孔、手孔 幻燈片13 （四）支座 設(shè)備的支座用來支承設(shè)備的重量和固定設(shè)備的位置。支座有多種型式，常用的支座有耳式支座和鞍式支座。 1耳式支座 耳式支座簡稱耳座，又稱懸掛式支座

7、，用于立式設(shè)備。耳座有A型、AN型、B型、BN型四種類型。 A型耳式支座的結(jié)構(gòu)如圖8-10（a）。圖8-10 支座 幻燈片14 2鞍式支座 圖8-10（b）為鞍式支座，是臥式設(shè)備中應(yīng)用最廣的一種支座。 鞍式支座分為輕型（A型）和重型（B型）兩種，重型（B型）鞍座有BB五種型號。根據(jù)安裝形式不同，又分為F型（固定式）和S型（滑動式）兩種，且F型和S型常配對使用。 圖8-10 支座 幻燈片15第二節(jié) 化工設(shè)備的視圖表達(dá) 化工設(shè)備圖按國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制圖、機(jī)械制圖及化工行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定繪制。化工設(shè)備圖除采用機(jī)械圖的表達(dá)方法外，還根據(jù)化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用一些特殊的表達(dá)方法。 一、基本視圖的選擇和配置

8、 化工設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)較為簡單，且以回轉(zhuǎn)體居多，通常選擇兩個基本視圖來表達(dá)。立式設(shè)備采用主、俯兩個基本視圖，如圖8-2；臥式設(shè)備通常采用主、左視圖。主視圖主要表達(dá)設(shè)備的裝配關(guān)系、工作原理和基本結(jié)構(gòu)，通常采用全剖視或局部剖視。俯（左）視圖主要表達(dá)管口的徑向方位及設(shè)備的基本形狀，當(dāng)設(shè)備徑向結(jié)構(gòu)簡單，且另畫了管口方位圖時，俯（左）視圖也可以不畫。 對于形體狹長的設(shè)備，兩個視圖難于在幅面內(nèi)按投影關(guān)系配置時，允許將俯（左）視圖配置在圖紙的其他處，但須注明視圖名稱或按向視圖進(jìn)行標(biāo)注。 幻燈片16二、多次旋轉(zhuǎn)的表達(dá)方法 化工設(shè)備多為回轉(zhuǎn)體，設(shè)備殼體周圍分布著各種管口或零部件，為了在主視圖上清楚地表達(dá)它們的真實

9、形狀、裝配關(guān)系和軸向位置，可采用多次旋轉(zhuǎn)的表達(dá)方法假想將設(shè)備周向分布的一些接管、孔口或其他結(jié)構(gòu)，分別旋轉(zhuǎn)到與主視圖所在的投影面平行的位置畫出，并且不需標(biāo)注旋轉(zhuǎn)情況。 如圖8-2所示，接管d按逆時針方向假想旋轉(zhuǎn)了60°之后在主視圖上畫出，支座也采用了旋轉(zhuǎn)的表達(dá)方法。 幻燈片17三、管口方位的表達(dá)方法 化工設(shè)備上的管口較多，它們的方位在設(shè)備的制造，安裝和使用時，都極為重要，必須在圖樣中表達(dá)清楚。 1管口的標(biāo)注 主視圖采用了多次旋轉(zhuǎn)畫法后，為避免混亂，在不同視圖上，同一管口用相同的小寫字母a,b,c等（稱為管口符號）加以編號，如圖8-2。相同管口的管口符號可用不同腳標(biāo)的相同字母表示，如f1

10、、f2。 2管口方位圖 管口在設(shè)備上的周向方位，除在俯（左）視圖上表示外，還可僅畫出設(shè)備的外圓輪廓，用中心線表示管口位置，用粗實線示意性地畫出設(shè)備管口，稱為管口方位圖。管口方位圖上應(yīng)標(biāo)注與主視圖上相同的管口符號，如圖8-11。 管口方位圖用來對俯（左）視圖進(jìn)行補(bǔ)充或簡化代替，當(dāng)必須畫出俯（左）視圖，管口方位在該視圖上又能表達(dá)清楚時，可不必再畫管口方位圖。 圖8-11 管口方位圖 幻燈片18四、化工設(shè)備圖中焊縫的表達(dá)方法 焊接是一種不可拆的連接形式?；ぴO(shè)備上的筒體、封頭、管口、法蘭、支座等零部件的連接，大都采用焊接。 工件經(jīng)焊接后所形成的接縫稱為焊縫。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 122121990）規(guī)

11、定了焊縫的表示方法。需在圖樣中簡易地繪制焊縫時，可用視圖、剖視圖或斷面圖表示。如圖8-12。 圖8-12 焊縫的規(guī)定畫法 幻燈片19 化工設(shè)備圖中，一般僅在剖視圖或斷面圖中按焊接接頭的型式畫出焊縫斷面，如圖8-13。對于重要焊縫，須用局部放大圖，詳細(xì)表示焊縫結(jié)構(gòu)的形狀和有關(guān)尺寸，如圖8-14。 為簡化圖樣，不使圖樣增加過多的注解，有關(guān)焊縫的要求通常用焊縫符號來表示，具體規(guī)定可參見GB/T 3241988及有關(guān)資料。 圖8-14焊縫的局部放大圖 圖8-13化工設(shè)備圖中焊縫的畫法圖 幻燈片20第三節(jié) 化工設(shè)備圖的標(biāo)注一、尺寸標(biāo)注 化工設(shè)備圖與機(jī)械裝配圖一樣，不要求注出所有零部件的全部尺寸。但由于化

12、工設(shè)備圖可直接用于設(shè)備的制造，故所需標(biāo)注的尺寸數(shù)量比裝配圖要多一些?；ぴO(shè)備圖一般標(biāo)注下列幾類尺寸（參見圖8-2）。 1特性尺寸 反映設(shè)備的主要性能、規(guī)格的尺寸。如設(shè)備筒體的內(nèi)徑“600”，筒體高度“800”等尺寸，以表示該設(shè)備的主要規(guī)格。 2裝配尺寸 表示零部件間裝配關(guān)系和相對位置的尺寸，使每一種零部件在設(shè)備圖上都有明確的定位。如決定管口d裝配位置的尺寸“300”和角度“120°”，以及管口的伸出長度“100”。 3安裝尺寸 表明設(shè)備安裝在基礎(chǔ)或其他構(gòu)件上所需的尺寸。如支座上地腳螺栓孔的中心距“722”及孔徑“23”。 4外形（總體）尺寸 表示該設(shè)備的總長、總寬、總高的尺寸。如圖中

13、的總高尺寸為1270。 5其他尺寸 化工設(shè)備圖根據(jù)需要還應(yīng)注出：標(biāo)準(zhǔn)化零部件的規(guī)格尺寸。設(shè)計的重要尺寸，如筒體壁厚。不另行繪圖的零件的有關(guān)尺寸。幻燈片21圖8-2 計量罐的設(shè)備圖 幻燈片22 化工設(shè)備圖的尺寸基準(zhǔn)的選擇也較簡單，一般要選軸向基準(zhǔn)和徑向基準(zhǔn)。常以設(shè)備殼體軸線、設(shè)備筒體和封頭的環(huán)焊縫或設(shè)備法蘭的端面、支座的底面等為基準(zhǔn)。 二、管口表 管口表是說明設(shè)備上所有管口的用途、規(guī)格、連接面形式等內(nèi)容的一種表格，供備料、制造、檢驗、使用時參閱，也是讀圖時了解物料來龍去脈的重要依據(jù)。 管口表一般畫在明細(xì)欄的上方，其格式可參閱表8-1。 表8-1 管口表符號公稱尺寸連接尺寸、標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名

14、稱 (1) 管口表中的符號應(yīng)和視圖中的符號相同，自上而下順序填寫。當(dāng)管口規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)、用途完全相同時，可合并成一項填寫，如f1-2。 (2) 公稱尺寸欄按管口的公稱直徑填寫。無公稱直徑的管口，則按管口實際內(nèi)徑填寫。 幻燈片23三、技術(shù)特性表 技術(shù)特性表是將該設(shè)備的工作壓力、工作溫度、物料名稱等以及反應(yīng)設(shè)備特征和生產(chǎn)能力的重要技術(shù)特性指標(biāo)以表格形式單獨(dú)列出。一般放在管口表的上方，其格式可參閱表8-2和表8-3，這兩種格式適用于不同類型的設(shè)備。 表8-2 技術(shù)特性表（一）工作壓力（Mpa）工作溫度（）設(shè)計壓力（Mpa）設(shè)計溫度（）物料名稱焊縫系數(shù)腐蝕裕度（mm）容器類別幻燈片24表8-3 技術(shù)特性表

15、（二）管 程殼 程工作壓力（Mpa）工作溫度（）設(shè)計壓力（Mpa）設(shè)計溫度（）物料名稱換熱系數(shù)焊縫系數(shù)腐蝕裕度（mm）容器類別幻燈片25四、技術(shù)要求 技術(shù)要求是設(shè)備制造、裝配、檢驗等過程中的技術(shù)依據(jù)，已趨于規(guī)范化。技術(shù)要求通常包括以下幾方面內(nèi)容： 1通用技術(shù)條件 是同類化工設(shè)備在制造、裝配、檢驗等諸方面的技術(shù)規(guī)范，已形成標(biāo)準(zhǔn)，在技術(shù)要求中直接引用。 2焊接要求 通常對焊接方法、焊條、焊劑等提出要求。 3設(shè)備的檢驗要求 包括設(shè)備整體檢驗和焊縫質(zhì)量檢驗。對檢驗的項目、方法、指標(biāo)作出明確要求。 4其他要求 包括設(shè)備在防腐、保溫、包裝、運(yùn)輸?shù)确矫娴奶厥庖蟆?五、零部件序號、明細(xì)欄和標(biāo)題欄零部件序號、

16、明細(xì)欄和標(biāo)題欄的內(nèi)容、格式及要求與機(jī)械裝配圖相同。 幻燈片26第四節(jié) 閱讀化工設(shè)備圖一、閱讀化工設(shè)備圖的基本要求 通過化工設(shè)備圖的閱讀，應(yīng)達(dá)到以下基本要求。 (1) 了解設(shè)備的名稱、用途、性能和主要技術(shù)特性。 (2) 了解各零部件的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸以及零部件間的裝配關(guān)系。 (3) 了解設(shè)備整體的結(jié)構(gòu)特征和工作原理。 (4) 了解設(shè)備上的管口數(shù)量和方位。 (5) 了解設(shè)備在設(shè)計、制造、檢驗和安裝等方面的技術(shù)要求。 閱讀化工設(shè)備圖的方法和步驟與閱讀機(jī)械裝配圖基本相同，但應(yīng)注意化工設(shè)備圖獨(dú)特的內(nèi)容和圖示特點(diǎn)。 幻燈片27二、閱讀化工設(shè)備圖的一般方法和步驟 閱讀化工設(shè)備圖，一般可按下列方法步驟進(jìn)行

17、。 （一）概括了解 首先看標(biāo)題欄，了解設(shè)備名稱、規(guī)格、繪圖比例等內(nèi)容；看明細(xì)欄，了解零部件的數(shù)量及主要零部件的選型和規(guī)格等；粗看視圖并概括了解設(shè)備的管口表、技術(shù)特性表及技術(shù)要求中的基本內(nèi)容。 （二）詳細(xì)分析 1. 視圖分析 了解設(shè)備圖上共有多少個視圖，哪些是基本視圖？各視圖采用了哪些表達(dá)方法？并分析各視圖之間的關(guān)系和作用，等等。 幻燈片28 2. 零部件分析 以主視圖為中心，結(jié)合其他視圖，將某一零部件從視圖中分離出來，并通過序號和明細(xì)欄聯(lián)系起來進(jìn)行分析。零部件分析的內(nèi)容包括： 結(jié)構(gòu)分析，搞清該零部件的型式和結(jié)構(gòu)特征，想象出其形狀； 尺寸分析，包括規(guī)格尺寸、定位尺寸及注出的定形尺寸和各種代（符）

18、號； 功能分析，搞清它在設(shè)備中所起的作用； 裝配關(guān)系分析，即它在設(shè)備上的位置及與主體或其他零部件的連接裝配關(guān)系。 對標(biāo)準(zhǔn)化零部件，還可根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)號和規(guī)格查閱相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。 分析接管時，應(yīng)根據(jù)管口符號把主視圖和其他視圖結(jié)合起來，分別找出其軸向和周向位置，并從管口表中了解其用途。管口分析實際上是設(shè)備的工作原理分析的主要方面。 化工設(shè)備的零部件一般較多，一定要分清主次，對于主要的、較復(fù)雜的零部件及其裝配關(guān)系要重點(diǎn)分析。此外，零部件分析最好按一定的順序有條不紊地進(jìn)行，一般按先大后小、先主后次、先易后難的步驟，也可按序號順序逐一地進(jìn)行分析。 幻燈片29 3. 分析工作原理 結(jié)合管口表，分析

19、每一管口的用途及其在設(shè)備的軸向和周向位置，從而搞清各種物料在設(shè)備內(nèi)的進(jìn)出流向，這即是化工設(shè)備的主要工作原理。 4. 分析技術(shù)特性和技術(shù)要求 通過技術(shù)特性表和技術(shù)要求，明確該設(shè)備的性能、主要技術(shù)指標(biāo)和在制造、檢驗、安裝等過程中的技術(shù)要求。 （三）歸納總結(jié) 在零部件分析的基礎(chǔ)上，將各零部件的形狀以及在設(shè)備中的位置和裝配關(guān)系，加以綜合，并分析設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)特征，從而想象出設(shè)備的整體形象。還需對設(shè)備的用途、技術(shù)特性、主要零部件的作用、各種物料的進(jìn)出流向即設(shè)備的工作原理和工作過程等進(jìn)行歸納和總結(jié)，最后對該設(shè)備獲得一個全面的、清晰的認(rèn)識。 幻燈片30實例訓(xùn)練 閱讀圖8-15換熱器。 （一）概括了解 圖8-

20、15中的設(shè)備名稱是換熱器，其用途是使兩種不同溫度的物料進(jìn)行熱量交換，繪圖比例 1:10。換熱器由25種零部件所組成，其中有14種標(biāo)準(zhǔn)件。 換熱器管程內(nèi)的介質(zhì)是水，工作壓力為0.4MPa，工作溫度為3237°C；殼程內(nèi)介質(zhì)是丙烯丙烷，工作壓力為1.6Mpa，工作溫度為4440，換熱器共有5個接管，其用途、尺寸見管口表。 該設(shè)備用了1個主視圖、2個剖視圖、2個局部放大圖以及一個設(shè)備整體示意圖。 幻燈片31 （二）詳細(xì)分析 1. 視圖分析 圖8-15中主視圖采用全剖視表達(dá)換熱器的主要結(jié)構(gòu)、各個管口和零部件在軸線方向上的位置和裝配情況；主視圖還采用了斷開畫法，省略了中間重復(fù)結(jié)構(gòu)，簡化了作圖；

21、換熱器管束采用了簡化畫法，僅畫一根，其余用中心線表示；為能表示出拉桿（件12）的投影，定距管（件11）采用斷開畫法。 A-A剖視圖表示了各管口的周向方位，并用交叉細(xì)實線和粗折線表示了換熱管的排列方式及范圍。B-B剖視圖補(bǔ)充表達(dá)了鞍座的結(jié)構(gòu)形狀和安裝等有關(guān)尺寸。 局部放大圖I表達(dá)管板（件6）與換熱管（件15）、管板（件6）與拉桿（件12）、定距管（件10）的裝配連接情況。局部放大圖II表達(dá)了封頭（件1）、法蘭（件4）、管板（件6）、筒體（件14）之間的裝配連接關(guān)系。示意圖用來表達(dá)折流板在設(shè)備軸線方向的排列情況。 幻燈片32 2. 零部件分析 該設(shè)備筒體（件14）和管板（件6），封頭（件1）和容器法蘭（件4）的連接都采用焊接，管板（件6）和法蘭（件4）又通過螺栓、螺母（件2、3）連接，法蘭與管板間有墊片（件5）形成密封，防止泄漏，具體結(jié)構(gòu)見局部放大圖II。各接管與殼體的連接，