鋼制焊接常壓容器

、鋼制焊接常壓容器一、概述本標(biāo)準(zhǔn)屬推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。而 1均屬于強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。、適用范圍——本標(biāo)準(zhǔn)適用于符合下表所列條件的容器容器種類(lèi)設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度容積限制圓筒形容器VPVW°C$立式圓筒形儲(chǔ)罐WV°CVWC圓筒形料倉(cāng)vc不限矩形容器連通大氣常溫2不適用范圍直接受火焰加熱的容器。受核輻射作用的容器。盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器直接埋入地下的容器?？缮凳綒夤?。經(jīng)常搬運(yùn)的容器。計(jì)算容積小于 的容器。說(shuō)明：規(guī)4定7不3允5許介質(zhì)為高度或極度毒性介質(zhì)，或者說(shuō)：容器的介質(zhì)為高度或極度毒性將必須按 進(jìn)行設(shè)計(jì)；即提高設(shè)計(jì)壓力，提高制造和檢測(cè)要求。3 與 除適用與不適用范圍不同外，還有許多方面存在差異，現(xiàn)舉幾個(gè)常見(jiàn)適用與不適用范圍差別如下：材料方面對(duì)于碳素鋼，低合金鋼不論板材、管材、鍛件、緊固件等其安全系數(shù)取值不同，故許用應(yīng)力值也不同，其中 偏于安全。如部分材料在常溫焊接接頭系數(shù)雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的單面焊TOC\o"1-5"\h\z、 ?、倬植?、 取0、不探 ?、賻|板的單面焊100%、UTRT取0=局部、RUTT取0=單面焊局部、 ?、俨惶?取①中，立式大型儲(chǔ)罐的縱向接頭并經(jīng)局部無(wú)損檢測(cè)的全焊透結(jié)構(gòu)，焊接接頭系數(shù)取0.。9此外雙面搭接0雙面角接0單面角接0=0.型壓力試驗(yàn)及試漏方面——只有液壓和氣壓試驗(yàn)及氣密性試驗(yàn)?！簤翰恍∮?、氣壓試驗(yàn)外，可根據(jù)具體情況作氣密、盛水、煤油滲透、，皂液試漏，真空箱試漏等代替壓力或檢漏試驗(yàn)。二、圓筒形容器1.內(nèi)壓圓筒——適用于受內(nèi)壓和/或液柱靜壓力作用下圓筒厚度的計(jì)算圓筒計(jì)算式比較圓筒計(jì)算應(yīng)力外壓圓筒和外壓球殼，以及各種凸形封頭，無(wú)折邊錐形封頭同 1說(shuō)明：常壓容器由于壓力很低，其破壞形式已不因強(qiáng)度不足而破壞，而是剛度不足發(fā)生失穩(wěn)而塌陷。設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題是結(jié)構(gòu)的處理和用材的合理。三、立式圓筒形儲(chǔ)罐1.JB/T—947中7立3式5圓筒形儲(chǔ)罐的范圍：設(shè)計(jì)壓力即=P-50Om~m2H00OmmH當(dāng)設(shè)置呼吸閥時(shí)：倍排放或吸入壓力，且不超過(guò)以上規(guī)定。設(shè)計(jì)溫度范圍：20W°C容積范圍：立式儲(chǔ)罐的種類(lèi)和特點(diǎn)①固定頂儲(chǔ)罐錐頂儲(chǔ)罐一一罐頂為正圓錐體。自支承式錐頂一一常用于直徑不大的場(chǎng)合，錐頂載荷靠錐頂板周邊支承在罐壁上。支承式錐頂一一錐頂支承在中間立柱與其相連的支承梁上，梁的另一端與支承圈相連。通常也可將梁焊在錐頂上表面，以此增加錐頂剛度。拱頂儲(chǔ)罐一一頂蓋為一球面（球冠）與錐頂相比用材量小，能承受較高的壓力，但制造較難。自支承式拱頂——載荷靠拱頂板周邊支承在罐壁上。

.支承式拱頂——載荷主要靠立柱或罐頂桁架支承在罐壁上。傘形頂儲(chǔ)罐一一介于錐形頂與拱頂之間的一種結(jié)構(gòu)形式，從水平斷面看是一個(gè)多邊形，是一種修正后的拱頂，其強(qiáng)度接近丁拱頂。懸鏈?zhǔn)綗o(wú)力矩罐頂儲(chǔ)罐一一根據(jù)懸鏈理論，用薄鋼板制造的頂蓋和中心柱組成。頂蓋一端支承在中心柱頂部的傘形罩上，另一端支承在圓周裝有包邊角鋼或剛性環(huán)上，形成一懸鏈曲線，頂蓋不承受彎矩，僅在拉力下工作。因此，較拱頂蓋更節(jié)省材料。②浮動(dòng)頂儲(chǔ)罐——浮頂是一個(gè)漂浮在貯液面上的浮動(dòng)頂蓋，并隨著貯液面上，下浮動(dòng)。浮頂與罐壁之間有一環(huán)形空間并有密封件，使得貯液與大氣隔開(kāi)，從而大大減少貯液的蒸發(fā)損失，減少污染。由于無(wú)氣相空間，

減少了腐蝕和發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性。單盤(pán)式浮頂貯罐一一容器范圍 5雙盤(pán)式浮頂貯罐一一由于上，下頂板之間空氣層的隔熱作用，降低了. ffl—雙盤(pán)式浮頂鋰1一中央評(píng)水竇；2―匿底板；—浮頂立柱;4一密封昨M—雙盤(pán)頂；6七液管；節(jié)--轉(zhuǎn)動(dòng)浮樣J*一包邊角孕 ’蒸發(fā)損失-抗風(fēng)常用于~蒸發(fā)消大的；1油罐或有毒液一體介 其容積范圍一般在浮子式浮頂儲(chǔ)罐一一由環(huán)形浮艙，單盤(pán)板及均勻分布在單盤(pán)板上的圓形浮子組成。整個(gè)浮頂重量由環(huán)形浮艙與浮子來(lái)支持。浮頂又分

成若干個(gè)隔艙，當(dāng)單盤(pán)或相鄰隔艙泄露時(shí)，仍能保持浮頂不沉。.立式儲(chǔ)罐經(jīng)濟(jì)尺寸的選擇最省材料的經(jīng)濟(jì)尺寸等壁厚儲(chǔ)罐一一罐壁厚度為一固定厚度，即壁厚不隨高度的變化而變化。在等壁厚儲(chǔ)罐中，當(dāng)罐頂和罐底的金屬用量等于罐壁用量的一半時(shí)，儲(chǔ)罐金屬用量最省。此時(shí)儲(chǔ)罐高度如下：儲(chǔ)罐金屬用量最省。此時(shí)儲(chǔ)罐高度如下：” |V” |V(S€S)2S€S?H=3 1 2 =1 2R兀，S2 S或H=4D 2S其中：罐頂板厚罐容積其中：罐頂板厚罐容積罐底板厚罐內(nèi)半徑罐底板厚罐壁板厚在敞口容器中，當(dāng)罐底與罐壁等厚時(shí)，即 ，代入上式：—=Si€S2=1 .IH=1D=RD 2S2 2即時(shí)用料最省。在閉口容器中，若： 代入公式：即時(shí)用料最省。等壁厚貯罐，由于受到，的限制，只能用于一定容積范圍內(nèi)。這個(gè)容積取決于鋼板的厚度和強(qiáng)度，對(duì)于碳素鋼。當(dāng)容積大于應(yīng)采用不等壁厚儲(chǔ)罐。B.不等壁厚儲(chǔ)罐——對(duì)于大型儲(chǔ)罐，由于高度相對(duì)加大罐壁承受液體的靜壓，亦隨高度的變化而變化，罐壁厚度也應(yīng)隨靜壓的增加而增

加。加。當(dāng).罐頂與罐底金屬用量之和等于罐壁承受液體靜壓力所需金屬用量時(shí)，金屬用量最?。淮藭r(shí)的經(jīng)濟(jì)高度其中： 罐底板厚 O 材料許用應(yīng)力——罐頂板厚S2 ——罐體內(nèi)半徑從上式可見(jiàn)儲(chǔ)罐高度與容積無(wú)關(guān)。貯罐時(shí)經(jīng)濟(jì)高度取決于罐頂，罐底的厚度和材料的許用應(yīng)力。當(dāng)儲(chǔ)罐容積和高度確定后，儲(chǔ)罐的直徑如下：D竺兀H最省費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)尺寸等壁厚的儲(chǔ)罐對(duì)于小型敞口儲(chǔ)罐對(duì)于小型閉式儲(chǔ)罐不等壁厚的儲(chǔ)罐一一大容量不等壁厚儲(chǔ)罐的直徑與罐壁費(fèi)用成正比，與頂、底費(fèi)用成反比。罐壁費(fèi)用越高直徑應(yīng)當(dāng)愈大。當(dāng)罐壁，罐頂費(fèi)用為罐底費(fèi)用的兩倍時(shí)，儲(chǔ)罐直徑如下D=8H或高度H=-D3 8說(shuō)明：儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存系數(shù)（或稱(chēng)充裝系數(shù)）中，對(duì)于原油和熱油罐為 ，化工原料罐和成品油罐為0.。90浮頂和內(nèi)浮頂可以比以上系數(shù)再大5，%即0.9和00.9。5公稱(chēng)容積實(shí)際容積操作公稱(chēng)容積實(shí)際容積操作容積儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)尺寸經(jīng)過(guò)初算的直徑，高度尺寸應(yīng)進(jìn)行圓整或調(diào)整，比如直徑可取： 1 0 0然后對(duì)咼度進(jìn)行調(diào)整，咼度的調(diào)整應(yīng)和鋼板寬度相適應(yīng)。使焊縫的總長(zhǎng)及余料愈少愈好。調(diào)整的另一原則是設(shè)計(jì)的總?cè)莘e基本不變。儲(chǔ)罐的經(jīng)濟(jì)尺寸還應(yīng)和儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)一同考慮，特別是大型儲(chǔ)罐，基礎(chǔ)費(fèi)用有時(shí)可達(dá)總價(jià)的40。%只有對(duì)工程造價(jià)，材料消耗進(jìn)行全盤(pán)考慮，才是最終的儲(chǔ)罐經(jīng)濟(jì)尺寸。立式儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)罐頂設(shè)計(jì)一般規(guī)定罐頂最小厚度5 €4.5，且不含。min頂板拼接可采用對(duì)接或搭接，搭接寬度不小于，且不小于 。頂板與包邊角鋼的連接采用弱連接，外側(cè)為連續(xù)焊，焊腳高度為倍頂板板厚。且不大于，內(nèi)側(cè)不得焊接。自支承式錐頂一一由于穩(wěn)定性的限制，設(shè)計(jì)直徑有一定限制，一般，且錐頂坡度范圍 （即半錐角°3°7)厚度計(jì)算父 2.24D:P 門(mén)5— ic,CsinQ\Et例：OX

錐頂材料的臨界壓應(yīng)力和許用臨界壓應(yīng)力r€頂頂€11590mm（罐頂曲率半徑）2sinl5。自支承式拱頂一一與錐頂相比較，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好，使用尺寸大于錐形頂蓋，能承受較高的壓力。因此材料消耗少，但氣相空間較大使蒸發(fā)損失加大，制造上也難于錐形頂蓋。幾點(diǎn)規(guī)定罐體內(nèi)徑）拱頂板的最少厚度不得小于，且不含。拱頂厚度規(guī)定:美國(guó)規(guī)定€0.42R且不小于minS英國(guó)規(guī)定日本規(guī)罐體內(nèi)徑）拱頂板的最少厚度不得小于，且不含。拱頂厚度規(guī)定:美國(guó)規(guī)定€0.42R且不小于minS英國(guó)規(guī)定日本規(guī)8定5€0.42R且不小于minS拱頂厚度計(jì)算（材料拱頂驗(yàn)算???[p]>P€2000pacrc罐壁設(shè)計(jì)一般說(shuō)明罐壁承受貯液的靜壓，此靜壓分布，由上至下逐漸增大，其

一般說(shuō)明罐壁承受貯液的靜壓，此靜壓分布，由上至下逐漸增大，其壁厚也應(yīng)由上至下逐漸增厚。.罐壁受罐底的約束，使緊靠罐底的罐壁環(huán)向應(yīng)力趨近于零，使最大環(huán)向應(yīng)力上移。.壁厚計(jì)算上式經(jīng)簡(jiǎn)化上式經(jīng)簡(jiǎn)化其中：一一罐內(nèi)徑罐內(nèi)保持的氣相壓力――計(jì)算壓力p（ ）p 介質(zhì)比重，且不小于…——接頭系數(shù)取 （縱向接頭為全焊透的對(duì)接結(jié)構(gòu)）最咼液面到所計(jì)算圈板下端的距離。（ ）——計(jì)算液壓高度。對(duì)于高強(qiáng)鋼制造的大型儲(chǔ)罐（上 0罐底的彎曲應(yīng)力和剪力增大,有可能超過(guò)許用應(yīng)力，而造成破壞，此時(shí)應(yīng)對(duì)罐體下邊緣板應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。罐壁最小厚度內(nèi)徑碳鋼奧氏體不銹鋼罐壁頂部包邊角鋼（含承壓圈）截面尺寸的確定包邊角鋼的連接型式壁、罐頂板上各16倍板厚范圍內(nèi)的截面積之和應(yīng)滿(mǎn)足下式要求c.包邊角鋼的最小尺寸——包邊角鋼的壁厚不得小于圓筒和頂板的厚度。儲(chǔ)罐內(nèi)徑角鋼最小尺寸XXXXXXXX說(shuō)明——自支承式錐頂或拱頂，需要在罐頂及罐壁連接處設(shè)置包邊角鋼，以承受從罐頂傳來(lái)的橫向力，此橫向力是由罐內(nèi)或罐外壓力以及頂蓋自重而產(chǎn)生的水平分力。罐底設(shè)計(jì)——罐底板上方承受罐內(nèi)的液體壓力及下方基礎(chǔ)的支承力。在罐底與壁厚連接周邊存在較大的邊緣應(yīng)力，所以?xún)?chǔ)罐的邊緣板比中幅板稍厚，當(dāng)儲(chǔ)罐較大，應(yīng)計(jì)算邊緣力矩并對(duì)其校核。結(jié)構(gòu)型式筒體內(nèi)徑V 時(shí)宜采用條形排板組焊，當(dāng)內(nèi)徑〉時(shí)宜采用弓形邊緣板與中幅板組焊。壁板與罐底板相連接的幾點(diǎn)規(guī)定罐底邊緣板伸出壁厚外表面的寬度不小于罐底邊緣板的最小厚度，不得小于下表數(shù)值

底層壁板名義厚度邊緣板最小厚度碳鋼奧氏體不銹鋼同底層壁板罐底中幅板的厚度，不得小于下表數(shù)值儲(chǔ)罐內(nèi)徑中幅板最小厚度碳鋼奧氏體不銹鋼〉罐底板坡度底板與基礎(chǔ)接觸，在長(zhǎng)期液壓作用下，罐底和基礎(chǔ)中心部位撓度最基礎(chǔ)同樣的坡度，如下圖：罐底邊緣板的最小寬度和和底板最大應(yīng)力根據(jù)儲(chǔ)罐應(yīng)力實(shí)測(cè)，罐底最大徑向應(yīng)力在距離罐壁處根據(jù)儲(chǔ)罐應(yīng)力實(shí)測(cè)，罐底最大徑向應(yīng)力在距離罐壁處0。為此規(guī)定邊緣板，徑向最小尺寸為5風(fēng).載荷作用下罐壁穩(wěn)定校核罐壁許用臨界壓力其中：一一罐壁當(dāng)量高度工――第層罐壁板的當(dāng)量高度穩(wěn)定校核加強(qiáng)圈的設(shè)置當(dāng) 不滿(mǎn)足校核要求時(shí)，罐壁上應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)圈，數(shù)量如下式加強(qiáng)圈的最小尺寸TOC\o"1-5"\h\zW 用 0XW 用 206儲(chǔ).罐的抗震校核在地震設(shè)防地區(qū)建罐，需進(jìn)行抗震校核，詳見(jiàn)附錄。7立.式圓筒形儲(chǔ)罐檢驗(yàn)請(qǐng)參照 一四.矩形容器范圍一一用于直接與大氣連通，或敞開(kāi)式，且僅承受液體靜壓力的矩形容器。其支承方式一般置于平面基礎(chǔ)上，或支承在基礎(chǔ)上的型鋼上表面。2.矩形容器加固型式和部位頂邊加固――加固件應(yīng)設(shè)置于壁板頂邊四周。垂直加固――加固件應(yīng)垂直地面并與壁板連接。橫向加固——加固件應(yīng)平行地面并與壁板連接。拉桿加固——加固拉桿應(yīng)設(shè)置于二平行壁板之間。垂直和橫向的組合加固——加固件垂直，水平交叉設(shè)置在壁板上。帶雙向水平聯(lián)桿的垂直加固一一內(nèi)部加固結(jié)構(gòu)在垂直加固柱上設(shè)置1~排2水平交叉向的聯(lián)桿。而頂部水平聯(lián)桿，可作為支承蓋板的桿件。①頂邊加固——加固件設(shè)置在壁板頂部四周壁板厚度計(jì)算按下式：其中：a——查圖一當(dāng)時(shí)，aP——液體密度上X——重力加速度――容器內(nèi)側(cè)高度。O――查表一（注意該值不同于 中的許用值，如3O 0頂邊加固件所需的最小慣性矩一一加固件常采用角鋼。其規(guī)格不小于XO5其中：――材料設(shè)計(jì)溫度下的彈性模量（ 9 ）。②垂直加固A.加固柱的最大間距——板材負(fù)偏差腐蝕裕量。加固柱的截面系數(shù)當(dāng)有拉桿時(shí)，頂邊加固件所需的慣性矩當(dāng)無(wú)拉桿時(shí)，頂邊加固件所需的慣性矩按下式：圓鋼拉桿截面積計(jì)算拉桿長(zhǎng)度上,拉桿直徑 時(shí)，拉桿直徑如下:其中O——拉桿材料的許用應(yīng)力，材料為 一時(shí)，取O拉桿長(zhǎng)度V 的應(yīng)力校核拉桿重力引起的拉應(yīng)力：拉桿自重引起的彎曲應(yīng)力：其中P――液體的密度v――拉桿材料的密度液體靜壓對(duì)拉桿引起的拉應(yīng)力拉桿最大應(yīng)力及校核橫向加固――加固件及壁板計(jì)算橫向加固件所需的慣性矩加固圈的數(shù)量與段距見(jiàn)下表加固圈數(shù)量容器高〉〉〉加固圈個(gè)數(shù)加固圈段距\段距\數(shù)量'、——第一道橫向加固圈單位長(zhǎng)度上的載荷計(jì)算第一道橫向加固圈所需的慣性矩第一段壁板計(jì)算厚度其中由按圖一查得。矩形容器從頂端算起，第（、、……）道橫向加固圈單位長(zhǎng)度上的載荷按下式：第道橫向加固圈所需的慣性矩第道壁板計(jì)算厚度按下式計(jì)算拉桿加固的壁板計(jì)算對(duì)于尺寸較大的矩形容器，宜采用內(nèi)部拉桿結(jié)構(gòu)。壁板計(jì)算厚度按下式其中拉桿間距時(shí)（即等距排列）拉桿直徑按下式計(jì)算，且不小于頂一邊.加固件所需慣性矩同前垂直和橫向組合加固的壁板計(jì)算

在矩形容器高度超過(guò)時(shí)在矩形容器高度超過(guò)時(shí)0，通常在壁板垂直加固的型式上，再加橫向加固圈，以增加壁板的剛度。這種型式的容器按中相關(guān)公式計(jì)算，且將換成女如 加固圈的數(shù)量和段距一一按中②選取加固圈所需慣性矩一一按中①計(jì)算，其中換成：壁板厚度：此外，應(yīng)按4中相關(guān)公司確定垂直加固柱和拉桿的規(guī)格尺寸。帶雙向水平聯(lián)桿（拉桿）垂直加固的壁板計(jì)算該型式為內(nèi)部加固的矩形容器,通常在垂直加固柱中間再設(shè)置一排或兩排不等距聯(lián)桿。頂部聯(lián)桿作為支承蓋板的桿件。設(shè)置一層聯(lián)桿（拉桿）的矩形容器加固柱連接的一層聯(lián)桿加固柱所需的截面系數(shù)扁鋼聯(lián)桿（拉桿）。中間聯(lián)桿：聯(lián)桿自重引起的拉應(yīng)力按下式例：扁鋼尺寸： 6自重引起的拉應(yīng)力如下聯(lián)桿自重引起的彎曲應(yīng)力液體靜壓作用于中間聯(lián)連引起的拉應(yīng)力中間聯(lián)桿最大應(yīng)力驗(yàn)算合格。放置兩層聯(lián)桿的矩形容器加固柱連接的兩層聯(lián)桿。取總咼0加固柱連接的兩層聯(lián)桿。取總咼0各分段高度如下:加固柱所需的截面系數(shù)(慣性矩)角鋼聯(lián)桿第一層聯(lián)桿(a)O，o 同前液體靜壓作用于第一層聯(lián)桿上引起的拉應(yīng)力按下式聯(lián)桿最大拉應(yīng)力第二層聯(lián)桿(b)o，o 同前頂部聯(lián)桿頂部聯(lián)桿組合截面圖。聯(lián)桿自重引起的拉應(yīng)力聯(lián)桿自重引起的彎曲應(yīng)力：液體靜壓作用于頂部聯(lián)桿上的拉應(yīng)力：聯(lián)桿最大拉應(yīng)力：矩3形層容器的底板型鋼支承的底板計(jì)算厚度如下：例：取5 €12mm(c.s)底如果已知底板厚度，則支承梁的最大間距如下如果底板在平整的基礎(chǔ)上，全平面支承——底板的最小厚度為6或底板與壁板等厚。五．帶攪拌的常壓容器1．適用范圍：僅適用于攪拌機(jī)裝于立式常壓容器頂部的攪拌容器2.計(jì)算：筒體：除了符合 的要求外還應(yīng)按下述各式校核筒體受軸向壓縮力作用時(shí)的穩(wěn)定性，使WQ軸向壓縮力計(jì)算：筒體的許用軸向壓縮力, 6o對(duì)于筒體同時(shí)承受真空壓力和軸向壓縮力作用時(shí)，還應(yīng)按下式校核穩(wěn)定性。攪拌機(jī)裝于常壓容器的平項(xiàng)蓋上時(shí)，頂蓋宜采用薄鋼板制造，并在其上加設(shè)型鋼梁。此時(shí)，所加型鋼應(yīng)滿(mǎn)足下列強(qiáng)度條件：TOC\o"1-5"\h\zM …103G € r(