化工機(jī)械基礎(chǔ)-3容器的開(kāi)孔與附件ppt課件

1、第三節(jié)第三節(jié) 容器的開(kāi)孔與附件容器的開(kāi)孔與附件一、容器的開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)一、容器的開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)容器為什么要開(kāi)孔？容器為什么要開(kāi)孔？工藝、裝置、檢修的要求。工藝、裝置、檢修的要求。開(kāi)孔后，為什么要補(bǔ)強(qiáng)？開(kāi)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)，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)。形成高應(yīng)力集中區(qū)。峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超過(guò)材料屈服極限。過(guò)材料屈服極限。局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等缺陷等, ,為降低峰值應(yīng)力，需要對(duì)結(jié)構(gòu)開(kāi)為降低峰值應(yīng)力，需要對(duì)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以保證容器孔部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以保證容器安全運(yùn)行。安全運(yùn)行。開(kāi)孔

2、的形狀：開(kāi)孔的形狀：應(yīng)力集中和開(kāi)孔形狀有關(guān)，應(yīng)力集中和開(kāi)孔形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度最低。圓孔的應(yīng)力集中程度最低。 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)在開(kāi)孔附近區(qū)域增加補(bǔ)強(qiáng)金屬，在開(kāi)孔附近區(qū)域增加補(bǔ)強(qiáng)金屬，提高器壁強(qiáng)度，滿足強(qiáng)度設(shè)提高器壁強(qiáng)度，滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。計(jì)要求。容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的形式分為容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的形式分為整體補(bǔ)強(qiáng)整體補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 1 1整體補(bǔ)強(qiáng)整體補(bǔ)強(qiáng) 增加整個(gè)殼體的厚度，或用全焊增加整個(gè)殼體的厚度，或用全焊透將厚壁接管或整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件透將厚壁接管或整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件與殼體相焊，降低開(kāi)孔附近的與殼體相焊，降低開(kāi)孔附近的應(yīng)力。應(yīng)力。 應(yīng)力集中的局部性，除非制造或應(yīng)力

3、集中的局部性，除非制造或結(jié)構(gòu)需要，一般不把整個(gè)容器結(jié)構(gòu)需要，一般不把整個(gè)容器壁加厚。壁加厚。2 2補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 開(kāi)孔周圍貼焊一圈鋼板，即補(bǔ)強(qiáng)圈。開(kāi)孔周圍貼焊一圈鋼板，即補(bǔ)強(qiáng)圈。補(bǔ)強(qiáng)圈與器壁搭接，材料相同，補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈與器壁搭接，材料相同，補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)確定，或等面積補(bǔ)強(qiáng)。圈尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)確定，或等面積補(bǔ)強(qiáng)。為方便焊接，外面單面補(bǔ)強(qiáng)。為方便焊接，外面單面補(bǔ)強(qiáng)。檢驗(yàn)緊密性，檢驗(yàn)緊密性，M10M10螺孔通入壓縮空氣。螺孔通入壓縮空氣。 補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍：補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍：GB150GB150用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，規(guī)定：用補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，規(guī)定： 鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值鋼材的標(biāo)

4、準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值sb540MPasb540MPa； 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于1.5dn1.5dn； 殼體名義厚度殼體名義厚度dn38mmdn38mm。 允許開(kāi)孔的范圍允許開(kāi)孔的范圍 筒體及封頭開(kāi)孔最大直徑不允許超過(guò)：筒體及封頭開(kāi)孔最大直徑不允許超過(guò)： （1 1） 圓筒圓筒Di1500mmDi1500mm，開(kāi)孔最大，開(kāi)孔最大直徑直徑d1/2Did1/2Di，且，且d520mmd520mm；圓；圓筒筒DiDi1500mm1500mm時(shí)，開(kāi)孔最大直徑時(shí)，開(kāi)孔最大直徑d1/3Did1/3Di，且，且d1000mmd1000mm； （2 2） 凸形封頭或球殼的開(kāi)孔最大凸形封頭或球殼的開(kāi)孔

5、最大直徑直徑d d1/2Di1/2Di。 （3 3） 錐殼開(kāi)孔最大直徑錐殼開(kāi)孔最大直徑d1/3Did1/3Di，DiDi為開(kāi)孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。為開(kāi)孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。 不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑計(jì)算壁厚考慮了焊縫系數(shù)，鋼板規(guī)格，計(jì)算壁厚考慮了焊縫系數(shù)，鋼板規(guī)格，殼體壁厚超過(guò)實(shí)際強(qiáng)度，最大應(yīng)力殼體壁厚超過(guò)實(shí)際強(qiáng)度，最大應(yīng)力值降低，相當(dāng)于容器已被整體加強(qiáng)。值降低，相當(dāng)于容器已被整體加強(qiáng)。且容器開(kāi)孔總有接管相連，其接管多且容器開(kāi)孔總有接管相連，其接管多于實(shí)際需要的壁厚也起補(bǔ)強(qiáng)作用。于實(shí)際需要的壁厚也起補(bǔ)強(qiáng)作用。容器材料有一定塑性儲(chǔ)備，允許承受容器材料有一定塑性儲(chǔ)備，允許承受不

6、是十分過(guò)大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)不是十分過(guò)大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行孔徑不超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)。 殼體開(kāi)孔滿足全部條件，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：殼體開(kāi)孔滿足全部條件，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：(1) (1) 設(shè)計(jì)壓力小于或等于設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa2.5MPa；(2) (2) 兩相鄰開(kāi)孔中心的間距兩相鄰開(kāi)孔中心的間距( (對(duì)曲面間對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算距以弧長(zhǎng)計(jì)算) )應(yīng)不小于兩孔直徑應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；之和的兩倍； (3) (3) 殼體名義壁厚大于殼體名義壁厚大于12mm12mm，接管，接管公稱外徑小于或等于公稱外徑小于或等于80mm80mm；殼體；殼體名義壁厚小于

7、或等于名義壁厚小于或等于12mm 12mm ，接管，接管公稱外徑小于或等于公稱外徑小于或等于50mm50mm(4) (4) 接管最小壁厚滿足表接管最小壁厚滿足表4-234-23的要求。的要求。 (4) (4) 接管最小壁厚滿足表接管最小壁厚滿足表4-234-23的要求。的要求。 接管公稱接管公稱外徑外徑25 32 38 45 48 57 65 76 89最小壁厚最小壁厚3.54.05.06.0540MPa，全焊透，接管腐蝕裕量，全焊透，接管腐蝕裕量1mm。 二、容器的接口管與凸緣二、容器的接口管與凸緣用于裝置測(cè)量、控制儀表，或連接其他用于裝置測(cè)量、控制儀表，或連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。設(shè)備

8、和介質(zhì)的輸送管道。 接口管接口管 焊接設(shè)備的接口管長(zhǎng)度焊接設(shè)備的接口管長(zhǎng)度鑄造設(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(lái)接溫度計(jì)、壓力螺紋管主要用來(lái)接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，陰螺紋或陽(yáng)螺紋表或液面計(jì)等，陰螺紋或陽(yáng)螺紋 凸緣凸緣接管長(zhǎng)度必接管長(zhǎng)度必須很短時(shí)須很短時(shí)可用凸緣可用凸緣代替代替( (又叫又叫突出接口突出接口) )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(lái)確定。據(jù)所選用的管法蘭來(lái)確定。

9、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檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)件。卸內(nèi)部構(gòu)件。 手孔直徑手孔直徑150mm150mm250mm250mm，標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)手孔公稱直徑有手孔公稱直徑有DN150DN150和和DN250DN250兩種。兩種。手孔結(jié)構(gòu)：容器上接一短管，其手孔結(jié)構(gòu)：容器上接一短管，其上蓋一盲板。上蓋一盲板。人孔：人孔：設(shè)備直徑超過(guò)設(shè)備直徑超過(guò)900mm900mm，有手孔也設(shè)，有手孔也設(shè)人孔。人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓形。人孔的形狀有圓形和橢圓形。橢圓形人孔短軸與筒身軸線平行。橢圓形人孔短軸與筒身軸線平行。圓形人孔直徑圓形人孔直徑400mm400mm600mm

10、600mm，容，容器壓力不高或有特殊需要時(shí)，直徑器壓力不高或有特殊需要時(shí)，直徑可以大一些?？梢源笠恍?。橢圓形人孔橢圓形人孔( (或稱長(zhǎng)圓形人孔或稱長(zhǎng)圓形人孔) )的最小的最小尺寸為尺寸為400mm400mm300mm300mm。人孔：筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄。人孔：筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄。使用中常打開(kāi)，可用快開(kāi)式結(jié)構(gòu)人使用中常打開(kāi)，可用快開(kāi)式結(jié)構(gòu)人孔?？?。手孔手孔HG21515HG2151521527-9521527-95和人孔和人孔HG21528HG2152821535-21535-9595已有標(biāo)準(zhǔn)，已有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)設(shè)備的公稱壓力，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)設(shè)備的公稱壓力，工作溫度以及所用材料等按工作溫度

11、以及所用材料等按標(biāo)準(zhǔn)直接選用。標(biāo)準(zhǔn)直接選用。 四、視鏡與液面計(jì)四、視鏡與液面計(jì) 視鏡視鏡 觀察內(nèi)部，也可用作物料液面觀察內(nèi)部，也可用作物料液面指示鏡。指示鏡。分為不帶頸視鏡和帶頸視鏡。分為不帶頸視鏡和帶頸視鏡。不帶頸視鏡不帶頸視鏡凸緣構(gòu)成，結(jié)凸緣構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易結(jié)料，有比較寬構(gòu)簡(jiǎn)單，不易結(jié)料，有比較寬闊的視察范圍。闊的視察范圍。當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較當(dāng)視鏡需要斜裝或設(shè)備直徑較小時(shí)，則需采用帶頸視鏡。小時(shí)，則需采用帶頸視鏡。視鏡已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，視鏡已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，化工生產(chǎn)中常用的還有壓力化工生產(chǎn)中常用的還有壓力容器視鏡、帶燈視鏡、帶燈容器視鏡、帶燈視鏡、帶燈有沖洗孔的視鏡、組合視鏡有沖洗孔的視鏡、組合視鏡等。等。 液面計(jì)液面計(jì) 公稱壓力不超過(guò)公稱壓力不超過(guò)0.7MPa0.7MPa，開(kāi)長(zhǎng)條孔，開(kāi)長(zhǎng)條孔，矩形凸緣或法蘭把玻璃固定在設(shè)備上。矩形凸緣或法蘭把玻璃固定在設(shè)備上。承壓容器，一般都是將液面計(jì)通過(guò)法蘭、承壓容器，一般都是將液面計(jì)通過(guò)法蘭、活接頭或螺紋接頭與設(shè)備聯(lián)接在一起活接頭或螺紋接頭與設(shè)備聯(lián)接在一起設(shè)備直徑大，可同時(shí)用幾組液面設(shè)備直徑大，可同時(shí)用幾組液面計(jì)接管。計(jì)接管?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中有反射式玻璃板液現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中有