臥式容器的支座-

一、臥式容器的支座臥式容器的支座有三種：鞍座、圈座和支腿。㈠鞍式支座鞍座是應(yīng)用最廣泛的一種臥式容器支座，常見的臥式容器和大型臥式貯槽，熱交換器等多采納這種支座。鞍式支座如上圖所示，為了簡(jiǎn)化制定計(jì)算，鞍式支座已有標(biāo)準(zhǔn)JB/T4712-92《鞍式支座》，制定時(shí)可依據(jù)容器的公稱直徑和容器的重量選用標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)格。鞍座是由橫向筋板、假設(shè)干軸向筋板和底板焊接而成。在與設(shè)備連接處，有帶強(qiáng)化墊板和不帶強(qiáng)化墊板兩種結(jié)構(gòu)。

鞍式支座的鞍座包角q為120°或150°，以確保容器在支座上安放穩(wěn)定。鞍座的高度有200、300、400和500mm四種規(guī)格，但可以依據(jù)需要改變，改變后應(yīng)作強(qiáng)度校核。鞍式支座的寬度b可依據(jù)容器的公稱直徑查出。

鞍座分為A型〔輕型〕和B型〔重型〕兩類，其中重型又分為BⅠ～BⅤ五種型號(hào)。其中BⅠ型結(jié)構(gòu)如BⅠ型鞍座結(jié)構(gòu)圖所示。A型和B型的區(qū)別在于筋板和底板、墊板等尺寸不同或數(shù)量不同。BI型鞍座結(jié)構(gòu)圖

鞍座的底板尺寸應(yīng)確?；A(chǔ)的水泥面不被壓壞。依據(jù)底板上螺栓孔形狀的不同，每種型式的鞍座又分為固定式支座〔代號(hào)F)和滑動(dòng)式支座〔代號(hào)S)兩種安裝形式，固定式鞍座底板上開圓形螺栓孔，滑動(dòng)式支座開長(zhǎng)圓形螺栓孔。在一臺(tái)容器上，兩個(gè)總是配對(duì)使用。在安裝活動(dòng)支座時(shí)，地腳螺栓采納兩個(gè)螺母。第一個(gè)螺母擰緊后倒退一圈，然后用第二個(gè)螺母鎖緊，這樣可以確保設(shè)備在溫度變化時(shí)，鞍座能在基礎(chǔ)面上自由滑動(dòng)。長(zhǎng)圓孔的長(zhǎng)度須依據(jù)設(shè)備的溫差伸縮量進(jìn)行校核。

一臺(tái)臥式容器的鞍式支座，一般狀況下不宜多于兩個(gè)。因?yàn)榘白礁叨鹊奈⑿〔町惗紩?huì)造成各支座間的受力不均，從而引起筒壁內(nèi)的附加應(yīng)力。采納雙鞍座時(shí)，鞍座與筒體端部的距離A可按下述原則確定〔見上圖〕：當(dāng)筒體的L/DD；當(dāng)筒體的L/D較小，d/D較大，或鞍座所在平面內(nèi)有強(qiáng)化圈時(shí)，取A≤L。㈡圈座在以下狀況下可采納圈座：關(guān)于大直徑薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成嚴(yán)重?fù)锨?；多于兩個(gè)支承的長(zhǎng)容器。圈座的結(jié)構(gòu)如上圖所示。除常溫常壓下操作的容器外，假設(shè)采納圈座時(shí)則至少應(yīng)有一個(gè)圈座是滑動(dòng)支承的。㈢腿式支座腿式支座簡(jiǎn)稱支腿，結(jié)構(gòu)如上圖所示。因?yàn)檫@種支座在與容器殼壁連接處會(huì)造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，故只合適用于小型設(shè)備〔DN≤1600、L≤5m〕。腿式支座的結(jié)構(gòu)型式、系列參數(shù)等參見標(biāo)準(zhǔn)JB/T4714-92《腿式支座》。二、立式容器的支座立式容器的支座主要有耳式支座、支承式支座和裙式支座三種。中、小型直立容器常采納前二種支座，高大的塔設(shè)備則廣泛采納裙式支座。下面來分別介紹這三種支座。㈠耳式支座

耳式支座簡(jiǎn)稱耳座，它由筋板和支腳板組成。廣泛用在反應(yīng)釜及立式換熱器等直立設(shè)備上。它的優(yōu)點(diǎn)是簡(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)設(shè)備較大或器壁較薄時(shí)，應(yīng)在支座與器壁間加一墊板。關(guān)于不銹鋼制設(shè)備，當(dāng)用碳鋼作支座時(shí)，為防止器壁與支座在焊接過程中不銹鋼中合金元素的流失，也需在支座與器壁間加一個(gè)不銹鋼墊板。上圖是帶有墊板的耳式支座。

耳式支座已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，它們的型式、結(jié)構(gòu)、規(guī)格尺寸、材料及安裝要求應(yīng)符合JB/T4725-92《耳式支座》。該標(biāo)準(zhǔn)分為A型〔短臂〕和B型〔長(zhǎng)臂〕兩類，每類又分為帶墊板與不帶墊板兩種結(jié)構(gòu)，見表4-18。表4-18耳式支座結(jié)構(gòu)型式特征型式支座號(hào)適用公稱直徑結(jié)構(gòu)特征A1～8DN300～4000短臂、帶墊板AN1～3短臂、不帶墊板B1～8長(zhǎng)臂、帶墊板BN1～3長(zhǎng)臂、不帶墊板它們的各部分尺寸見耳式支座結(jié)構(gòu)尺寸圖。A型耳式支座的筋板底邊較窄，地腳螺栓距容器殼壁較近，僅適用于一般的立式鋼制焊接容器。B型耳式支座有較寬的安裝尺寸，故又叫長(zhǎng)臂支座。當(dāng)設(shè)備外面有保溫層或者將設(shè)備直接放在樓板上時(shí)，宜采納B型耳式支座。標(biāo)準(zhǔn)耳式支座的材料為Q235-A.F，假設(shè)有改變，需在設(shè)備裝備圖中加以注明。

耳式支座選用的方法是：〔1〕依據(jù)設(shè)備估算的總重量，算出每個(gè)支座〔按2個(gè)支座計(jì)算〕需要承當(dāng)?shù)呢?fù)荷Q值；

〔2〕確定支座的型式后，從表4-19或表4-20中按照支座同意負(fù)荷Q允大于實(shí)際負(fù)荷Q的原則，選出合適的支座。每臺(tái)設(shè)備可配置兩個(gè)或四個(gè)支座，合計(jì)到設(shè)備在安裝后可能出現(xiàn)全部支座未能同時(shí)受力等狀況，在確定支座尺寸時(shí)，一律按兩個(gè)計(jì)算。表4-19A、AN支座號(hào)支座本體同意載荷

[Q](MPa)適用容器公稱直徑

DN高度

H底板筋板墊板地腳螺栓支座質(zhì)量(Kg)l1b11s1l2b22l3b33ed規(guī)格A型AN型110300～600125100606308080416012562024M20220500～100016012580840100100520016062424M20330700～14002001601051050125125625020083030M244601000～20002502001401470160160831525084030M24—51001300～2600320250180169020020010400320104830M24—61501500～30004003152302011525025012500400126036M30—72001700～34004803752302213030030014600480147036M30—8250200～40006004803602614538038016720600167236M30—表4-20B、BN型支座系列參數(shù)尺寸支座號(hào)支座本體同意載荷

[Q](MPa)適用容器公稱直徑

DN高度

H底板筋板墊板地腳螺栓支座質(zhì)量(Kg)l1b11s1l2b22l3b33ed規(guī)格B型BN型110300～6001251006063016080516012562024M20220500～100016012580840180100620016062424M20330700～14002001601051050205125825020083030M244601000～200025020014014702901601031525084030M24—51001300～2600320250180169033020012400320104830M24—61501500～30004003152302011525025014500400126036M30—72001700～34004803752802213043030016600480147036M30—8250200～40006004803602614551038018720600167236M30—小型設(shè)備的耳式支座，可以支承在管子或型鋼制的立柱上。大型設(shè)備的支座往往擱在鋼梁或混凝土制的基礎(chǔ)上。㈡支承式支座支承式支座可以用鋼管、角鋼、槽鋼來制作，也可以用數(shù)塊鋼板焊成，見支承式支座圖。它們的型式、結(jié)構(gòu)、尺寸及所用材料應(yīng)符合JB/T4724-92《支承式支座》。支撐式支座

支承式支座分為A型和B型，適用的范圍和結(jié)構(gòu)見表4-21所示。A型支座筋板和底板的材料為Q235-A·F；B型支座鋼管材料為10，底板材料均為Q235-A·F。支承式支座的選用見標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，其尺寸可按表4-22查出。表4-21支承式支座的適用范圍形式支座號(hào)適用的公稱直徑〔mm〕結(jié)構(gòu)特征A1～6DN800～3000鋼板焊制，帶墊板B1～8DN800～4000鋼管焊制，帶墊板表4-22支撐式支座的尺寸(mm)支座的同意載荷

t支座的支撐面積(cm2)支撐面上的單位壓力

×10-1(MPa)尺寸地腳螺栓尺寸容器公稱直徑

DN(mm)尺寸A的推舉值

(mm)每個(gè)支座質(zhì)量

(Kg)LHabceS孔徑

d直徑9015060607030415M12300105(350)125400140(450)165110180809511040620M16500175(550)200600210650235172195240110135160551025M207002458002809003151000350311245300150180210751425M20(1100)370(1200)420(1300)4751400525444290350180215250901630M24(1500)5501600600(1700)62518006755143304002002252601001630M24(1900)7002000750(2100)77522008257113704502402603001101836M30240090026009758394005002652703201202236M302800105030001125注：(1)在確定的支座同意荷重下，DN是推舉值，當(dāng)確定支座同意負(fù)荷后，DN不在推舉范圍時(shí)，尺寸由制定者自由確定；

(2)帶括號(hào)的公稱直徑應(yīng)盡量不采納；

(3)支座是否加墊板及板材料由制定者自行決定。支承式支座的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單輕便，但它和耳式支座一樣，對(duì)殼壁會(huì)產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，因此當(dāng)容器殼體的剛度較小、殼體和支座的材料差異或溫度差異較大時(shí)，或殼體需焊后熱處理時(shí)，在支座和殼體之間應(yīng)設(shè)置強(qiáng)化板。強(qiáng)化板的材料應(yīng)和殼體材料相同或相似。㈢裙式支座對(duì)高大的塔設(shè)備最常用的支座就是裙式支座。它與前兩種支座不同，目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)。它的各部分尺寸均需通過計(jì)算或施行經(jīng)驗(yàn)確定。有關(guān)裙式支座的結(jié)構(gòu)及其制定方法詳見第十七章。第三節(jié)容器的開孔與附件一、容器的開孔與補(bǔ)強(qiáng)為了滿足工藝、安裝、檢修的要求，往往需要在容器的筒體和封頭上開各種形狀、大小的孔或連接接管。容器殼體上開孔后，開孔不但削弱了容器壁的強(qiáng)度，而且在筒體與接管的連接處，由于原殼體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化，出現(xiàn)不連續(xù)，在開孔區(qū)域?qū)⑿纬梢粋€(gè)局部的高應(yīng)力集中區(qū)。開孔邊緣處的最大應(yīng)力稱為峰值應(yīng)力。峰值應(yīng)力通常較高，達(dá)到甚至超過了材料的屈服極限。較大的局部應(yīng)力，加之容器材質(zhì)和制造缺陷等因素的綜合作用，往往會(huì)成為容器的破壞源。因此，為了降低峰值應(yīng)力，需要對(duì)結(jié)構(gòu)開孔部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以確保容器安全運(yùn)行。開孔應(yīng)力集中的程度和開孔的形狀有關(guān)，圓孔的應(yīng)力集中程度最低，因此一般開圓孔。

㈠開孔補(bǔ)強(qiáng)的制定與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)所謂"開孔補(bǔ)強(qiáng)制定"是在開孔四周區(qū)域增加補(bǔ)強(qiáng)金屬，使之達(dá)到提升器壁強(qiáng)度，滿足強(qiáng)度制定要求的目的。容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的形式概括起來分為整體補(bǔ)強(qiáng)和補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)兩種。1．整體補(bǔ)強(qiáng)整體補(bǔ)強(qiáng)是指采納增加整個(gè)殼體的厚度，或用全焊透的結(jié)構(gòu)形式將厚壁接管或整體補(bǔ)強(qiáng)鍛件與殼體相焊來降低開孔四周的應(yīng)力。由于開孔應(yīng)力集中的局部性，在遠(yuǎn)離開孔區(qū)的應(yīng)力值與正常應(yīng)力值一樣，故除非制造或結(jié)構(gòu)上的需要，一般并不把整個(gè)容器壁加厚。在開孔處用全焊透的結(jié)構(gòu)形式焊上一段特意加厚的短管，使接管的加厚部分恰處有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)，則可以降低應(yīng)力集中系數(shù)。整鍛件補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是將接管與殼體連同強(qiáng)化部分作成整體鍛件，然后與殼體焊在一起。其優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開孔應(yīng)力最大部分，應(yīng)力集中現(xiàn)象得到大大緩和。2．補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是指在殼體開孔四周貼焊一圈鋼板，即補(bǔ)強(qiáng)圈。補(bǔ)強(qiáng)圈一般與器壁采納搭接結(jié)構(gòu)，材料與器壁相同，補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸可參照標(biāo)準(zhǔn)確定，也可按等面積補(bǔ)強(qiáng)原則進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)圈厚度超過8mm時(shí)，一般采納全焊透結(jié)構(gòu)，使其與器壁同時(shí)受力，否則不起補(bǔ)強(qiáng)作用。為了焊接方便，補(bǔ)強(qiáng)圈可以置于器壁外表面〔以下圖所示〕或內(nèi)表面，或內(nèi)外表面對(duì)稱放置，但為了焊接方便，一般是把補(bǔ)強(qiáng)圈放在外面的單面補(bǔ)強(qiáng)。為了檢驗(yàn)焊縫的緊密性，補(bǔ)強(qiáng)圈上有一個(gè)M補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，應(yīng)用廣泛。但補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體之間存在著一層靜止的氣隙，傳熱效果差，致使二者溫差與熱膨脹差較大，容易引起溫差應(yīng)力。補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體相焊時(shí)，使此處的剛性變大，對(duì)角焊縫的冷卻收縮起較大的約束作用，容易在焊縫處造成裂痕。特別是高強(qiáng)度鋼淬硬性大，對(duì)焊接裂痕比較敏感，更易開裂。還由于補(bǔ)強(qiáng)圈和殼體或接管金屬?zèng)]有形成一個(gè)整體，因而抗疲憊性能差。因此，對(duì)補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)的使用范圍需加以限制。GB150指出對(duì)采納補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)定：①鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值b≤540MPa；

②n；

③殼體名義厚度n≤38mm。㈡同意開孔的范圍筒體及封頭開孔的最大直徑，不同意超過以下數(shù)值：〔1〕圓筒內(nèi)徑Di≤1500mm時(shí)，開孔最大直徑d≤1/2Di，且d≤520mm；圓筒內(nèi)徑Di＞1500mm時(shí)，開孔最大直徑d≤1/3Di，且d≤1000mm；

〔2〕凸形封頭或球殼的開孔最大直徑d＜1/2Di。

〔3〕錐殼〔或錐形封頭〕的開孔最大直徑d≤1/3Di㈢不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開孔直徑

容器上的開孔并不是都需要補(bǔ)強(qiáng)。這是因?yàn)樵谟?jì)算壁厚時(shí)合計(jì)了焊接接頭系數(shù)而使壁厚有所增加，又因?yàn)殇摪寰哂幸欢ㄒ?guī)格，殼體的壁厚往往超過實(shí)際強(qiáng)度的需要，厚度增加，使最大應(yīng)力值降低，相當(dāng)于容器已被整體強(qiáng)化。而且容器上的開孔總有接管相連，其接管多于實(shí)際需要的壁厚也起補(bǔ)強(qiáng)作用。同時(shí)由于容器材料具有一定的塑性儲(chǔ)備，同意承受不是十分過大的局部應(yīng)力，所以當(dāng)孔徑不超過一定數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

當(dāng)殼體開孔滿足下述全部條件時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)：MPa；

(2)兩相鄰開孔中心的間距(對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算)應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；

(3)接管公稱外徑小于或等于89mm表4-23接管最小壁厚mm接管公稱外徑253238454857657689最小壁厚注：①鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值b＞540MPa時(shí)，接管與殼體的連接宜采納全焊透的結(jié)構(gòu)型式。②接管的腐蝕裕量為1mm。二、容器的接口管與凸緣設(shè)備上的接口管與凸緣，既可用于裝置測(cè)量、控制儀表，也可用于連接其他設(shè)備和介質(zhì)的輸送管道。㈠接口管焊接設(shè)備的接口管如上圖(a)所示，接管長(zhǎng)度可參照表4-24確定。鑄造設(shè)備的接管可與筒體一并鑄出，如圖(b)所示。螺紋管主要用來接溫度計(jì)、壓力表或液面計(jì)等，依據(jù)需要可制成陰螺紋或陽螺紋，見圖(c)。表4-24接管長(zhǎng)度hmm公稱直徑DN不保溫接管長(zhǎng)保溫設(shè)備接管長(zhǎng)適用公稱壓力PN

〔MPa〕≤158013020～5010015070～35015020070～500≤1.0㈡凸緣

當(dāng)接管長(zhǎng)度必需很短時(shí)，可用凸緣(又叫特別接口)來代替接管，如以下圖所示。凸緣本身具有強(qiáng)化開孔的作用，不需再另外補(bǔ)強(qiáng)。缺點(diǎn)是當(dāng)螺柱折斷在螺栓孔中時(shí)，取出較困難。由于