第7章容器零部件設(shè)計(jì)(2014)

1、化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) 主講教師：鐘磊主講教師：鐘磊 廣西民族大學(xué)廣西民族大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、法蘭聯(lián)接二、容器支座和檢查孔三、開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接 根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，或?yàn)橹圃?、運(yùn)輸、安根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，或?yàn)橹圃臁⑦\(yùn)輸、安裝、檢修方便，常采用可拆卸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。常裝、檢修方便，常采用可拆卸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。常見(jiàn)的可拆卸結(jié)構(gòu)有：見(jiàn)的可拆卸結(jié)構(gòu)有：法蘭聯(lián)接、法蘭聯(lián)接、螺紋聯(lián)接和承螺紋聯(lián)接和承插式聯(lián)接。插式聯(lián)接。 法蘭聯(lián)接具有較好強(qiáng)度和緊密性，適用尺法蘭聯(lián)接具有較好強(qiáng)度和緊密性，適用尺寸范圍寬，在設(shè)備和管道中應(yīng)用最為普遍。設(shè)寸范圍寬，在設(shè)備和管道中應(yīng)用最為普遍。設(shè)備法蘭與

2、管法蘭均已制定出標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公稱(chēng)直備法蘭與管法蘭均已制定出標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)公稱(chēng)直徑和公稱(chēng)壓力，可以從標(biāo)準(zhǔn)中查到，少量超出徑和公稱(chēng)壓力，可以從標(biāo)準(zhǔn)中查到，少量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍法蘭，才需進(jìn)行設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍法蘭，才需進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接通過(guò)墊片材料本體毛細(xì)管的通過(guò)墊片材料本體毛細(xì)管的滲透泄漏，除了受介質(zhì)壓力、滲透泄漏，除了受介質(zhì)壓力、溫度、粘度、分子結(jié)構(gòu)等流溫度、粘度、分子結(jié)構(gòu)等流體狀態(tài)性質(zhì)影響外，主要與體狀態(tài)性質(zhì)影響外，主要與墊片的結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)有關(guān)，墊片的結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)有關(guān)，可通過(guò)對(duì)滲透性墊片材料添可通過(guò)對(duì)滲透性墊片材料添加某些填充劑進(jìn)行改良，或加某些填充劑進(jìn)行改良，或與不透性材料組合

3、成型來(lái)避與不透性材料組合成型來(lái)避免免“滲透泄漏滲透泄漏”。沿著墊片與壓緊面之間的泄沿著墊片與壓緊面之間的泄漏，泄漏量大小主要與界面漏，泄漏量大小主要與界面間隙尺寸有關(guān)。壓緊面就是間隙尺寸有關(guān)。壓緊面就是指上、下法蘭與墊片的接觸指上、下法蘭與墊片的接觸面。加工時(shí)壓緊面上凹凸不面。加工時(shí)壓緊面上凹凸不平的間隙及壓緊力不足是造平的間隙及壓緊力不足是造成成“界面泄漏界面泄漏”的直接原因。的直接原因?！敖缑嫘孤┙缑嫘孤笔敲芊馐У氖敲芊馐У闹饕緩?。主要途徑。滲透泄漏滲透泄漏界面泄漏界面泄漏泄漏泄漏一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接l 法蘭密封原理法蘭密封原理 預(yù)緊力壓緊墊片：預(yù)緊力壓緊墊片：壓緊應(yīng)力（墊片密

4、封比壓力）壓緊應(yīng)力（墊片密封比壓力）到一定數(shù)值使墊片變形，密封面上微隙被填滿(mǎn)，到一定數(shù)值使墊片變形，密封面上微隙被填滿(mǎn)，形成初始密封條件。形成初始密封條件。 密封比壓力主要決定于墊片材質(zhì)。墊片材質(zhì)確密封比壓力主要決定于墊片材質(zhì)。墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證比壓力，預(yù)緊力越大，定后，墊片越寬，為保證比壓力，預(yù)緊力越大，螺栓和法蘭尺寸也越大，所以墊片不應(yīng)過(guò)寬，更螺栓和法蘭尺寸也越大，所以墊片不應(yīng)過(guò)寬，更不應(yīng)該把整個(gè)法蘭面都鋪滿(mǎn)墊片。不應(yīng)該把整個(gè)法蘭面都鋪滿(mǎn)墊片。 工作狀態(tài)：工作狀態(tài)：內(nèi)壓產(chǎn)生軸向拉伸力，降低了壓緊內(nèi)壓產(chǎn)生軸向拉伸力，降低了壓緊應(yīng)力。墊片有足夠回彈，補(bǔ)償變形，預(yù)緊密封比應(yīng)力。墊片

5、有足夠回彈，補(bǔ)償變形，預(yù)緊密封比壓值不小于某一值壓值不小于某一值(工作密封比壓工作密封比壓)，保持良好密，保持良好密封。反之，回彈不足，則此密封失效。封。反之，回彈不足，則此密封失效。一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接l 法蘭密封原理法蘭密封原理 密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。螺栓和法蘭須有足夠大的強(qiáng)度和剛殘余壓緊力。螺栓和法蘭須有足夠大的強(qiáng)度和剛度，不發(fā)生過(guò)大的變形。度，不發(fā)生過(guò)大的變形。(a)(b)(c)F1F1F1F1pFpFp一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接l 法蘭分類(lèi)法蘭分類(lèi) 整體法蘭整體法蘭將法蘭與殼體鍛或鑄成一體或經(jīng)全熔透的平焊法蘭。將

6、法蘭與殼體鍛或鑄成一體或經(jīng)全熔透的平焊法蘭。 保證殼體與法蘭同時(shí)受力，使法蘭厚度可適當(dāng)減薄；保證殼體與法蘭同時(shí)受力，使法蘭厚度可適當(dāng)減??；但會(huì)在殼體上產(chǎn)生較大應(yīng)力。但會(huì)在殼體上產(chǎn)生較大應(yīng)力。一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接l 法蘭分類(lèi)法蘭分類(lèi) 松式法蘭松式法蘭指法蘭不直接固定在殼體上或者雖固定而不能保證與指法蘭不直接固定在殼體上或者雖固定而不能保證與殼體作為一個(gè)整體承受螺栓載荷的結(jié)構(gòu)。如：活套法蘭、殼體作為一個(gè)整體承受螺栓載荷的結(jié)構(gòu)。如：活套法蘭、螺紋法蘭、搭接法蘭等。螺紋法蘭、搭接法蘭等。 活套法蘭活套法蘭螺紋法蘭螺紋法蘭搭接法蘭搭接法蘭一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接 松式法蘭松式法蘭一、法蘭聯(lián)接一、法蘭

7、聯(lián)接l 法蘭分類(lèi)法蘭分類(lèi) 任意式法蘭任意式法蘭整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間，包括未焊透的焊接整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間，包括未焊透的焊接法蘭。法蘭。 一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接 任意式法蘭任意式法蘭一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接影響法蘭密封的因素有哪些？課后思考題課后思考題一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接l 法蘭的選用法蘭的選用根據(jù)公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)確定法蘭根據(jù)公稱(chēng)直徑與公稱(chēng)壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)確定法蘭尺寸。尺寸。 壓力容器法蘭公稱(chēng)直徑同壓力容器。壓力容器法蘭公稱(chēng)直徑同壓力容器。 例如例如DN 1000mm的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用的壓力容器，應(yīng)當(dāng)配用DN 1000mm的壓力容器法蘭。的壓力容器法蘭。

8、 法蘭的公稱(chēng)壓力選擇與最大操作壓力、操作法蘭的公稱(chēng)壓力選擇與最大操作壓力、操作溫度以及材料有關(guān)。溫度以及材料有關(guān)。 定義：以定義：以16MnR在在200時(shí)的機(jī)械性能為基時(shí)的機(jī)械性能為基準(zhǔn)確定法蘭尺寸，在準(zhǔn)確定法蘭尺寸，在200時(shí)，它的最大允許時(shí)，它的最大允許操作壓力就認(rèn)為是具有該尺寸法蘭的公稱(chēng)壓力。操作壓力就認(rèn)為是具有該尺寸法蘭的公稱(chēng)壓力。一、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接l 法蘭的選用法蘭的選用 公稱(chēng)壓力公稱(chēng)壓力PNO.6MPa法蘭，是指具有這樣一種法蘭，是指具有這樣一種具體尺寸的法蘭，是用具體尺寸的法蘭，是用16MnR制造的，在制造的，在200時(shí)，最大允許操作壓力時(shí)，最大允許操作壓力0.6MPa。

9、若將材料改為若將材料改為Q235-A，機(jī)械性能比，機(jī)械性能比16MnR差，差，公稱(chēng)壓力公稱(chēng)壓力PN0.6MPa的法蘭，在的法蘭，在200操作，最操作，最大允許操作壓力將低于公稱(chēng)壓力。大允許操作壓力將低于公稱(chēng)壓力。 若將材料由若將材料由16MnR改為改為15MnVR，機(jī)械性能優(yōu)，機(jī)械性能優(yōu)于于16MnR，公稱(chēng)壓力，公稱(chēng)壓力PN0.6MPa的法蘭，在的法蘭，在200操作時(shí)，最大允許操作壓力將高于它的公操作時(shí)，最大允許操作壓力將高于它的公稱(chēng)壓力。稱(chēng)壓力。 只要法蘭的公稱(chēng)直徑、公稱(chēng)壓力確定了，法蘭只要法蘭的公稱(chēng)直徑、公稱(chēng)壓力確定了，法蘭的尺寸也就確定了。的尺寸也就確定了。二、容器支座和檢查孔二、容器支

10、座和檢查孔 支座是用來(lái)支承容器及設(shè)備重量，并使其固定在某一位支座是用來(lái)支承容器及設(shè)備重量，并使其固定在某一位置的壓力容器附件。在某些場(chǎng)合還受到風(fēng)載荷、地震載荷置的壓力容器附件。在某些場(chǎng)合還受到風(fēng)載荷、地震載荷等動(dòng)載荷的作用。等動(dòng)載荷的作用。一、支座一、支座支座支座耳式支座耳式支座支撐式支座支撐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式支座鞍式支座圈式支座圈式支座支腿支座支腿支座臥式支座臥式支座1. 立式容器支座立式容器支座 （1）耳式支座）耳式支座 （懸掛式支座）（懸掛式支座）結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：由筋板和支腳板組成，廣由筋板和支腳板組成，廣泛用于反應(yīng)釜及立式換熱器等直泛用于反應(yīng)釜及立式

11、換熱器等直立設(shè)備上。立設(shè)備上。特點(diǎn)：特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、輕便，但對(duì)器壁會(huì)簡(jiǎn)單、輕便，但對(duì)器壁會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力。因此，當(dāng)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力。因此，當(dāng)容器較大或器壁較薄時(shí)，應(yīng)在支容器較大或器壁較薄時(shí)，應(yīng)在支座與器壁間加一墊板，墊板的材座與器壁間加一墊板，墊板的材料最好與筒體材料相同。料最好與筒體材料相同。例如：不銹鋼容器用碳素鋼作支例如：不銹鋼容器用碳素鋼作支座時(shí)，為防止器壁與支座在焊接座時(shí)，為防止器壁與支座在焊接過(guò)程中合金元素的流失，應(yīng)在支過(guò)程中合金元素的流失，應(yīng)在支座與器壁間加一不銹鋼墊板。座與器壁間加一不銹鋼墊板。標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)： JB/T4725耳式支座耳式支座，它將耳式支座分為它將耳式支座分為A

12、型（短臂）和型（短臂）和B型型（長(zhǎng)臂）兩類(lèi)，每（長(zhǎng)臂）兩類(lèi)，每類(lèi)又有帶墊板和不類(lèi)又有帶墊板和不帶墊板兩種，不帶帶墊板兩種，不帶墊板的分別以墊板的分別以AN和和BN表示。表示。B型耳式型耳式支座有較大的安裝支座有較大的安裝尺寸，當(dāng)容器外面尺寸，當(dāng)容器外面包有保溫層，或者包有保溫層，或者將容器直接放置在將容器直接放置在樓板上時(shí)，宜選用樓板上時(shí)，宜選用B型。型。 1-墊板；墊板；2-筋板；筋板；3-支腳板支腳板耳式支座耳式支座二、容器支座和檢查孔二、容器支座和檢查孔（2）支承式支座）支承式支座結(jié)構(gòu)：在容器封頭底部結(jié)構(gòu)：在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

13、上。應(yīng)用：高度不大、安裝位置應(yīng)用：高度不大、安裝位置距基礎(chǔ)面較近且具有凸形封距基礎(chǔ)面較近且具有凸形封頭的立式容器。頭的立式容器。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便，但它特點(diǎn)：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，因此當(dāng)容的局部應(yīng)力，因此當(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，以改善殼體局部墊板，以改善殼體局部受力情況。受力情況。標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)： JB/T4724支承式座支承式座。它將支承式支座分為它將支承式支座分為A型和型和B型，型，A型支座由鋼板焊制而成；型支座由鋼板焊制而成；B型型支座采用鋼管作支柱。支座與支座采用鋼管作支柱。支座與封頭

14、連接處是否加墊板，應(yīng)根封頭連接處是否加墊板，應(yīng)根據(jù)容器材料和容器與支座焊接據(jù)容器材料和容器與支座焊接部位的強(qiáng)度及穩(wěn)定性決定。部位的強(qiáng)度及穩(wěn)定性決定。帶墊板帶墊板的支承的支承式支座式支座（3）腿式支座（支腿）腿式支座（支腿）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、安裝方便，在容器下面有安裝方便，在容器下面有較大的操作維修空間。但較大的操作維修空間。但當(dāng)容器上的管線(xiàn)直接與產(chǎn)當(dāng)容器上的管線(xiàn)直接與產(chǎn)生脈動(dòng)載荷的機(jī)器設(shè)備剛生脈動(dòng)載荷的機(jī)器設(shè)備剛性連接時(shí)，不宜選用腿式性連接時(shí)，不宜選用腿式支座。支座。 1）根據(jù)容器公稱(chēng)直）根據(jù)容器公稱(chēng)直徑徑DN和總質(zhì)量選取相應(yīng)的和總質(zhì)量選取相應(yīng)的支座號(hào)和支座數(shù)量，支座號(hào)和支座數(shù)量

15、，2）計(jì)）計(jì)算支座承受的實(shí)際載荷，算支座承受的實(shí)際載荷，使其不大于支座允許載荷。使其不大于支座允許載荷。除容器總質(zhì)量外，實(shí)際載除容器總質(zhì)量外，實(shí)際載荷還應(yīng)綜合考慮風(fēng)載荷、荷還應(yīng)綜合考慮風(fēng)載荷、地震載荷和偏心載荷。地震載荷和偏心載荷。圖圖11-14 腿式支座腿式支座腿式支座與支承式支座的主要區(qū)別是什么？（3）腿式支座（支腿）腿式支座（支腿）圖圖11-14 腿式支座腿式支座與支承式支座的區(qū)別：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，而支承式支座是支承容器的圓柱體部分，而支承式支座是支承在容器的底封頭上。在容器的底封頭上。JB/T4713腿式支座腿式支座。：角鋼角鋼支柱

16、，易與容器圓筒相支柱，易與容器圓筒相吻合、焊接安裝較為容易；吻合、焊接安裝較為容易；：鋼管鋼管支柱，所有方向上具有支柱，所有方向上具有相同截面系數(shù)、較高抗受壓失穩(wěn)能相同截面系數(shù)、較高抗受壓失穩(wěn)能力，又有帶墊板與不帶墊板。力，又有帶墊板與不帶墊板。多用于高度較多用于高度較小的中小型立式容器小的中小型立式容器中。中。（4）裙式支座）裙式支座應(yīng)用：應(yīng)用：高大的立式容器，特別是塔器。高大的立式容器，特別是塔器。形式：形式：圓筒形裙座和圓錐形裙座。圓筒形裙座和圓錐形裙座。1塔體塔體2保溫支承圈保溫支承圈3無(wú)保溫時(shí)排氣孔無(wú)保溫時(shí)排氣孔4裙座筒體裙座筒體5人孔人孔 6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

17、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（4）裙式支座）裙式支座2臥式容器支座臥式容器支座形式：鞍座、圈座及支腿三種形式：鞍座、圈座及支腿三種其它其它：圈座：用于大直徑薄壁容器和圈座：用于大直徑薄壁容器和 真空容器，增加局部剛真空容器，增加局部剛 度。度。支腿：重量較輕的小型容器。支腿：重量較輕的小型容器。 應(yīng)用應(yīng)用：常見(jiàn)的大型臥式儲(chǔ)罐、常見(jiàn)的大型臥式儲(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）鞍式支座鞍式支座鞍式支座鞍式支座n置于鞍座上的圓筒形容器與梁相似，當(dāng)尺寸和載荷

18、一定時(shí)，多支點(diǎn)在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，支座數(shù)目似乎應(yīng)該多些好。n但容器采用兩個(gè)以上的鞍座時(shí)，支承面水平高度不等、殼體不直和不圓等微小差異以及容器不同部位在受力撓曲的相對(duì)變形不同，使支座反力難以為各支點(diǎn)平均分?jǐn)?，?dǎo)致殼體應(yīng)力趨大，因此一般情況采用雙支座。l 雙鞍座設(shè)計(jì)雙鞍座設(shè)計(jì)目的目的檢查容器在使用過(guò)程中是否有裂紋、變形、腐蝕等檢查容器在使用過(guò)程中是否有裂紋、變形、腐蝕等缺陷產(chǎn)生。缺陷產(chǎn)生。包括包括人孔、手孔等，其位置應(yīng)便于觀察或清理容器內(nèi)部。人孔、手孔等，其位置應(yīng)便于觀察或清理容器內(nèi)部。規(guī)定規(guī)定檢查孔最少數(shù)量與最小尺寸應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。檢查孔最少數(shù)量與最小尺寸應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。不必開(kāi)設(shè)檢

19、查孔：（符合下列條件之一）不必開(kāi)設(shè)檢查孔：（符合下列條件之一）筒體內(nèi)徑小于等于筒體內(nèi)徑小于等于300mm的壓力容器；的壓力容器；容器上設(shè)有可拆卸的封頭、蓋板或其它能夠開(kāi)關(guān)的容器上設(shè)有可拆卸的封頭、蓋板或其它能夠開(kāi)關(guān)的 蓋子，其封頭、蓋板或蓋子的尺寸不小于所規(guī)定檢蓋子，其封頭、蓋板或蓋子的尺寸不小于所規(guī)定檢 查孔的尺寸；查孔的尺寸；二、容器支座和檢查孔二、容器支座和檢查孔換熱器。換熱器。無(wú)腐蝕或輕微腐蝕，無(wú)需做內(nèi)部檢查和清理的壓力容器；無(wú)腐蝕或輕微腐蝕，無(wú)需做內(nèi)部檢查和清理的壓力容器；制冷裝置用壓力容器；制冷裝置用壓力容器； 應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)采取相關(guān)措施，如對(duì)應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)采取相關(guān)措施，如對(duì)所有對(duì)接焊縫進(jìn)

20、行所有對(duì)接焊縫進(jìn)行100%的射線(xiàn)或超聲的射線(xiàn)或超聲檢測(cè)；在設(shè)計(jì)圖樣上注明計(jì)算厚度，檢測(cè)；在設(shè)計(jì)圖樣上注明計(jì)算厚度，且在壓力容器在用期間或檢驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)且在壓力容器在用期間或檢驗(yàn)時(shí)重點(diǎn)進(jìn)行測(cè)厚檢查；相應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期。進(jìn)行測(cè)厚檢查；相應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期。不能開(kāi)設(shè)檢查孔時(shí)：不能開(kāi)設(shè)檢查孔時(shí)：二、容器支座和檢查孔二、容器支座和檢查孔l 手孔與人孔手孔與人孔檢查設(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)部空間以及安裝和拆卸內(nèi)部構(gòu)件。 手孔直徑手孔直徑150mm250mm，標(biāo)準(zhǔn)手孔公稱(chēng)直徑有，標(biāo)準(zhǔn)手孔公稱(chēng)直徑有DN150和和DN250兩種。兩種。手孔結(jié)構(gòu)：容器上接一短管，其上蓋一盲板手孔結(jié)構(gòu)：容器上接一短管，

21、其上蓋一盲板設(shè)備直徑超過(guò)設(shè)備直徑超過(guò)900mm，有手孔也設(shè)人孔。，有手孔也設(shè)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(xiàn)平行。橢圓形人孔短軸與筒身軸線(xiàn)平行。圓形人孔直徑圓形人孔直徑400mm600mm，容器壓力不高或，容器壓力不高或有特殊需要時(shí)，直徑可以大一些。有特殊需要時(shí)，直徑可以大一些。橢圓形人孔橢圓形人孔(或稱(chēng)長(zhǎng)圓形人孔或稱(chēng)長(zhǎng)圓形人孔)的最小尺寸為的最小尺寸為400mm300mm。人孔結(jié)構(gòu)：筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄。人孔結(jié)構(gòu)：筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄。人孔人孔三、開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)三、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、安裝、檢修的要求。工藝、

22、安裝、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)？ 開(kāi)孔削弱器壁的強(qiáng)度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成開(kāi)孔削弱器壁的強(qiáng)度，出現(xiàn)不連續(xù)，形成高應(yīng)力集高應(yīng)力集中區(qū)中區(qū)。峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超過(guò)材料屈服極。峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超過(guò)材料屈服極限。局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等限。局部應(yīng)力較大，加之材質(zhì)和制造缺陷等, ,成為容器成為容器破壞的原因。破壞的原因。 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)，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)，以保證容器安全運(yùn)行。以保證容器安全運(yùn)行。三、開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)三、開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)平板在兩向拉力作用下，開(kāi)大孔時(shí)孔邊受力情況平板在兩向拉力作用下，開(kāi)大孔時(shí)孔邊

23、受力情況三、開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)三、開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)l 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)結(jié)構(gòu)局部補(bǔ)強(qiáng)局部補(bǔ)強(qiáng)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)厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)（1）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與接管連接處，見(jiàn)（補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與接管連接處，見(jiàn)（a）圖）圖優(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（a）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)，存在較大熱膨脹差，上使用時(shí)，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

24、熱應(yīng)力；應(yīng)力；2）與殼體采用搭接連接，難）與殼體采用搭接連接，難以與殼體形成整體，抗疲勞性以與殼體形成整體，抗疲勞性能差。能差。（1）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)中低壓容器應(yīng)用最多的補(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、靜載、常溫、中低壓、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540MPa、補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于1.5n、殼體名義厚度殼體名義厚度n不大于不大于38mm的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。應(yīng)用應(yīng)用HG21506-92補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)圈，JB/T4736-95補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（1）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)）補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)（2）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在

25、開(kāi)孔處焊上一段厚壁接管，見(jiàn)（在開(kāi)孔處焊上一段厚壁接管，見(jiàn)（b）圖。）圖。特點(diǎn)特點(diǎn)補(bǔ)強(qiáng)處于最大應(yīng)力區(qū)域，能更有效地降低補(bǔ)強(qiáng)處于最大應(yīng)力區(qū)域，能更有效地降低。接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少，焊接質(zhì)量容易。接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少，焊接質(zhì)量容易檢驗(yàn)，補(bǔ)強(qiáng)效果較好。檢驗(yàn)，補(bǔ)強(qiáng)效果較好。（b）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)壓力壓力容器由于材料缺口敏感容器由于材料缺口敏感性較高，一般都采用該性較高，一般都采用該結(jié)構(gòu)，但必須保證結(jié)構(gòu)，但必須保證。應(yīng)用應(yīng)用（2）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)）厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)（c）整鍛件補(bǔ)強(qiáng)）整鍛件補(bǔ)強(qiáng) （3）整鍛件補(bǔ)強(qiáng)）整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 整體鍛件整體鍛件（3）整鍛件補(bǔ)強(qiáng)）整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開(kāi)孔應(yīng)力最大部

26、位，能最有效地降低補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開(kāi)孔應(yīng)力最大部位，能最有效地降低應(yīng)力集中系數(shù)；可采用對(duì)接焊縫，并使焊縫及其熱影應(yīng)力集中系數(shù)；可采用對(duì)接焊縫，并使焊縫及其熱影響區(qū)離開(kāi)最大應(yīng)力點(diǎn)，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降響區(qū)離開(kāi)最大應(yīng)力點(diǎn)，抗疲勞性能好，疲勞壽命只降低低1015%。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(kāi)孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直上的容器開(kāi)孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直徑開(kāi)孔容器等。徑開(kāi)孔容器等。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)將接管和部分殼體連同補(bǔ)強(qiáng)部分做成整體鍛件，再與將接管和部分殼體連同補(bǔ)強(qiáng)部分做成整體鍛件，再與殼體和接管焊接，見(jiàn)（殼體和接管焊接，見(jiàn)（c）圖。）圖。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。應(yīng)用應(yīng)用