模块一化工设备外壳.pptx

模块一模块一 化工设备外壳化工设备外壳列管式换热器的外壳搅拌反响釜缓冲罐工厂中的塔器 化工容器通常为压力容器，我们把承受一定的化工容器通常为压力容器，我们把承受一定的介质压力且与外界隔离的密闭容器称为压力容介质压力且与外界隔离的密闭容器称为压力容器。器。化工厂中的许多设备有个共同特点，都有一化工厂中的许多设备有个共同特点，都有一个外壳，化工生产中把所用化工设备的外壳个外壳，化工生产中把所用化工设备的外壳统称为容器。统称为容器。工程一工程一 初识压力容器初识压力容器知识点一知识点一 压力容器的基本结构压力容器的基本结构筒体封头支座人孔接管图图1-1压力容器的结构压力容器的结构安全附件压力容器一般由筒体、压力容器一般由筒体、封头、法兰、支座、开封头、法兰、支座、开孔接管、平安附件等组孔接管、平安附件等组成成 知识点二知识点二 压力容器的分类压力容器的分类 一、按承压性质分类一、按承压性质分类1、内压容器：内部介质压力大于外部介质压力、内压容器：内部介质压力大于外部介质压力的容器。的容器。2、外压容器：外部介质压力大于内部介质压力、外压容器：外部介质压力大于内部介质压力的容器。的容器。二、按压力等级分类二、按压力等级分类内压容器又可按其承受压力（表压）的大内压容器又可按其承受压力（表压）的大小分为四个等级小分为四个等级 1、低压容器（、低压容器（L）0.1p1.6MPa2、中压容器（、中压容器（M）1.6p10.0MPa3、高压容器（、高压容器（H）10p100MPa4、超高压容器（、超高压容器（U）p100MPa三、按平安技术监察规程分类三、按平安技术监察规程分类中国压力容器平安技术监察规程按容器的中国压力容器平安技术监察规程按容器的压力等级、容积的大小、介质的危害程度及在压力等级、容积的大小、介质的危害程度及在生产过程中的作用综合考虑。将压力容器分为生产过程中的作用综合考虑。将压力容器分为三类：三类：1、第一类压力容器、第一类压力容器2、第二类压力容器、第二类压力容器3、第三类压力容器，、第三类压力容器，其中第三类压力容器最为重要，要求也最严。其中第三类压力容器最为重要，要求也最严。四、按工艺用途四、按工艺用途分类分类1、反响容器、反响容器（R）主要用于完成主要用于完成介质的化学反介质的化学反响。响。搅拌反应釜2、换热容器（、换热容器（E）主要用于完成介质的热量交换。主要用于完成介质的热量交换。换热器3、别离容器、别离容器（S）主要用于完成介主要用于完成介质的流体压力平质的流体压力平衡和气体净化别衡和气体净化别离等。离等。图1-4缓冲罐4、储存容器、储存容器（C或或B）主要用于盛主要用于盛装生产用的装生产用的原料、半成原料、半成品、成品等。品、成品等。图1-5 球罐知识点三知识点三 压力容器零部件的标准化压力容器零部件的标准化压力容器零部件标准化的基本参数是公称压力容器零部件标准化的基本参数是公称直径和公称压力直径和公称压力一、公称直径一、公称直径 公称直径是将压力容器的直径加以标准化后的标公称直径是将压力容器的直径加以标准化后的标准直径，用准直径，用“DN”表示。表示。筒体和封头的公称直径是它们的内径；但无缝钢筒体和封头的公称直径是它们的内径；但无缝钢管做筒体时，筒体和封头的公称直径指钢管的外管做筒体时，筒体和封头的公称直径指钢管的外径；管子的公称直径既不是管子的外径，也不是径；管子的公称直径既不是管子的外径，也不是管子的内径，而是小于外径的一个值。只要管子管子的内径，而是小于外径的一个值。只要管子的公称直径一定，管子的外径就确定了，管子的的公称直径一定，管子的外径就确定了，管子的内径因壁厚的不同而不同；法兰和支座的公称直内径因壁厚的不同而不同；法兰和支座的公称直径指与之相配合的筒体或管子的公称直径。径指与之相配合的筒体或管子的公称直径。二、公称压力二、公称压力 公称压力是为了设计、制造和使用方便而人为规公称压力是为了设计、制造和使用方便而人为规定的一个标准压力，它分为假设干标准压力等级，定的一个标准压力，它分为假设干标准压力等级，用用“PN”表示。表示。目前我国规定的中、低压的公称压力等级为：目前我国规定的中、低压的公称压力等级为：0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4（MPa）。）。知识点四知识点四 压力容器的失效形式压力容器的失效形式 压力容器或零部件的失效，是指容器或其压力容器或零部件的失效，是指容器或其零部件在使用过程中，其尺寸、形状或材零部件在使用过程中，其尺寸、形状或材料性能发生改变而完全失去或不能良好地料性能发生改变而完全失去或不能良好地实现原定功能的现象。实现原定功能的现象。一、变形失效一、变形失效1、弹性变形失效、弹性变形失效 弹性变形失效是指当压力容器所承受的工作载荷弹性变形失效是指当压力容器所承受的工作载荷或工作温度使容器或其零部件产生可恢复的变形或工作温度使容器或其零部件产生可恢复的变形大到足以阻碍其正常工作的现象。例在风力的作大到足以阻碍其正常工作的现象。例在风力的作用下，塔顶挠度超过许用值的现象。用下，塔顶挠度超过许用值的现象。2、塑性变形失效、塑性变形失效 塑性变形失效是指压力容器在一定条件下，发生塑性变形失效是指压力容器在一定条件下，发生过大的不可恢复的变形，从而导致不能继续工作过大的不可恢复的变形，从而导致不能继续工作的现象。例容器内压力异常升高，导致筒身膨胀的现象。例容器内压力异常升高，导致筒身膨胀的现象。的现象。3、失稳、失稳 失稳是指容器在外压失稳是指容器在外压的作用下，突然出现的作用下，突然出现的筒体失去原形，发的筒体失去原形，发生压瘪的现象。生压瘪的现象。图1-6失稳后的容器二、断裂失效二、断裂失效1、脆性断裂、脆性断裂 容器或其零部件在容器或其零部件在外加载荷的作用下，外加载荷的作用下，没有明显的塑性变没有明显的塑性变形，而突然断裂的形，而突然断裂的现象。现象。断裂的活塞裙部图1-7 断裂失效2、疲劳断裂、疲劳断裂 容器在交变循环载荷的作用下，经过一定容器在交变循环载荷的作用下，经过一定周期后发生断裂的现象。这是压力容器最周期后发生断裂的现象。这是压力容器最常见的失效形式之一。常见的失效形式之一。3、蠕变断裂、蠕变断裂 压力容器或其零部件在高温和应力的共同压力容器或其零部件在高温和应力的共同作用下，经过一段时间，其塑性变形不断作用下，经过一段时间，其塑性变形不断增大，直至断裂的现象。增大，直至断裂的现象。三、腐蚀失效三、腐蚀失效 压力容器由于接压力容器由于接触化学介质，而触化学介质，而发生化学或电化发生化学或电化学反响，从而引学反响，从而引起容器壁厚减薄、起容器壁厚减薄、局部局部 腐蚀变质，腐蚀变质，使得容器不能正使得容器不能正常工作，甚至发常工作，甚至发生破裂的现象。生破裂的现象。图1-8 设备腐蚀的局部外貌工程二工程二 内压薄壁容器内压薄壁容器 知识点一知识点一 压薄壁圆筒压薄壁圆筒一、受力分析一、受力分析薄壁圆筒在内部压力的作用薄壁圆筒在内部压力的作用下，会产生轴向应力（垂直下，会产生轴向应力（垂直于筒体轴线的横截面上的均于筒体轴线的横截面上的均匀应力匀应力1）和环向应力（在）和环向应力（在筒体器壁的纵截面内存在的筒体器壁的纵截面内存在的均匀应力均匀应力2），而且环向应），而且环向应力是轴向应力的两倍。力是轴向应力的两倍。图1-9 内压薄壁圆筒二、应用二、应用 实践证明：圆筒形内压容器往往从强度薄实践证明：圆筒形内压容器往往从强度薄弱的纵向破裂。弱的纵向破裂。1、在焊接或检验容器、在焊接或检验容器时，纵向焊缝的质量必时，纵向焊缝的质量必须重点保证。须重点保证。2、在圆筒上开设椭、在圆筒上开设椭圆形人孔时，应使其圆形人孔时，应使其短轴与筒体的纵向一短轴与筒体的纵向一致。致。知识点二知识点二 内压薄壁球壳内压薄壁球壳 在内部压力的作用下，内压薄壁球壳的在内部压力的作用下，内压薄壁球壳的器壁上，只存在均匀的拉应力。拉应力器壁上，只存在均匀的拉应力。拉应力约为相同条件下内压薄壁圆筒环向应力约为相同条件下内压薄壁圆筒环向应力的一半。的一半。1、当条件相同时，、当条件相同时，球壳的壁厚约为圆球壳的壁厚约为圆筒壁厚的一半。筒壁厚的一半。2、而且在相同容、而且在相同容积下，球体的外表积下，球体的外表积比圆柱体的外表积比圆柱体的外表积小，因而防护用积小，因而防护用剂和保温等费用也剂和保温等费用也较少。较少。所以，许多大容量所以，许多大容量储罐都采用球形容储罐都采用球形容器。器。工程三工程三 内压容器封头内压容器封头 封头与筒体构成了容器的主体，内压容器封头与筒体构成了容器的主体，内压容器封头按其形状不同可分为三类：凸形封头、封头按其形状不同可分为三类：凸形封头、锥形封头和平板形封头。各类封头形状不锥形封头和平板形封头。各类封头形状不同，特点各异同，特点各异。知识点一知识点一 凸形封头凸形封头一、半球形封头一、半球形封头 1、组成、组成半球形封头即半半球形封头即半个球壳。个球壳。图1-10半球形封头半球形封头的制造2、特点、特点 受力情况最好，但制造较困难，尤其直径受力情况最好，但制造较困难，尤其直径较小时。较小时。3、应用、应用 多用于压力较高，直径较大的场合。多用于压力较高，直径较大的场合。二、椭圆形封头二、椭圆形封头1、组成、组成 椭圆形封头由椭圆形封头由半个椭球壳和半个椭球壳和一段直边组成。一段直边组成。图1-11椭圆形封头2、设置直边的原因、设置直边的原因 设置直边的目的是使椭圆壳和圆筒的连接边设置直边的目的是使椭圆壳和圆筒的连接边缘与封头和筒体的焊接接头错开，防止了缘与封头和筒体的焊接接头错开，防止了边缘应力和热应力叠加的现象，改善了封边缘应力和热应力叠加的现象，改善了封头的受力情况。头的受力情况。3、椭圆形封头的标准、椭圆形封头的标准 椭圆形封头的长、短轴之比不同，封头的形椭圆形封头的长、短轴之比不同，封头的形状也不同，当其长短轴之比等于状也不同，当其长短轴之比等于2时，定为标时，定为标准椭圆形封头。准椭圆形封头。4、标准椭圆形封头的特点、标准椭圆形封头的特点 封头的应力分布均匀，且壁厚和与之相连封头的应力分布均匀，且壁厚和与之相连的筒体壁厚大致相等，便于焊接，经济合的筒体壁厚大致相等，便于焊接，经济合理。理。5、标准椭圆形封头的应用、标准椭圆形封头的应用 承载能力强，边缘应力小，应用广泛。承载能力强，边缘应力小，应用广泛。三、碟形封头三、碟形封头 碟形封头又称碟形封头又称带折边的球面带折边的球面形封头形封头。1、组成、组成 由局部球面、由局部球面、直边和连接两直边和连接两局部的过渡圆局部的过渡圆弧三局部组成。弧三局部组成。图1-12碟形封头2、特点、特点 Ri越大，越大，r越小，封头的深度越浅，制造方越小，封头的深度越浅，制造方便，但边缘应力越大。便，但边缘应力越大。3、标准碟形封头、标准碟形封头 Ri=0.9Di r=0.17Di 球面局部的壁厚与筒体相近，深度不大，球面局部的壁厚与筒体相近，深度不大，便于制造。便于制造。直边作用于椭圆形封头相同。直边作用于椭圆形封头相同。知识点二知识点二 锥形封头锥形封头锥形封头主要用作锥形封头主要用作设备的底盖，便于设备的底盖，便于收集并卸出黏度较收集并卸出黏度较大或呈悬浮状的物大或呈悬浮状的物料。此外，也常用料。此外，也常用作设备的变径段。作设备的变径段。图1-13锥形封头锥形封头的制造1、组成、组成 锥体、过渡圆弧（折边）、一段直边锥体、过渡圆弧（折边）、一段直边2、分类、分类 两端无折边两端无折边 半顶角半顶角30 小端无折边小端无折边，大端有折边，大端有折边 30 45 大、小端都有折边大、小端都有折边 45 603、特点、特点 便于收集并卸除设备中的固体物料，防止凝便于收集并卸除设备中的固体物料，防止凝聚物、沉淀等堆积，利于悬浮粘稠液体排聚物、沉淀等堆积，利于悬浮粘稠液体排放。放。4、应用、应用设备的底盖设备的底盖变径段：将直变径段：将直径不等的两段径不等的两段塔体连接，气塔体连接，气流均匀。流均匀。知识点三知识点三 平板形封头平板形封头1、组成、组成底板、圆弧过渡、底板、圆弧过渡、直边直边图 1-14平板形封头2、特点、特点 在内压作用下，发生弯曲变形，受力不均，在内压作用下，发生弯曲变形，受力不均，相同情况下，平板形封头比凸形封头厚度相同情况下，平板形封头比凸形封头厚度大得多，应用受限制。大得多，应用受限制。3、应用、应用 一般用作人孔及手孔的盲板，高压容器的一般用作人孔及手孔的盲板，高压容器的封头。封头。工程四工程四 外压容器外压容器 外压容器是指容器的外部压力大于其内部外压容器是指容器的外部压力大于其内部压力的容器。压力的容器。知识点一知识点一 外压容器的稳定性外压容器的稳定性外压容器的失效形式主要有两种：外压容器的失效形式主要有两种：1、刚度不够引起的失稳。、刚度不够引起的失稳。2、强度不够造成的破裂。、强度不够造成的破裂。失稳是主要的失效形式。失稳是主要的失效形式。失稳是外压容器失稳是外压容器在某一临界压力在某一临界压力的作用下，突然的作用下，突然出现的筒体失去出现的筒体失去原形，发生压瘪原形，发生压瘪或出现褶皱的现或出现褶皱的现象。象。图1-6失稳后的容器 导致外压容器失稳时的最低外压力，称为导致外压容器失稳时的最低外压力，称为临界压力。临界压力。筒体操作时允许的工作外压力一定要小于筒体操作时允许的工作外压力一定要小于临界压力，否则筒体就发生失稳。临界压力，否则筒体就发生失稳。知识点二知识点二 提高外压容器稳定性的措施提高外压容器稳定性的措施影响外压容器稳定性的因素有很多，而最主影响外压容器稳定性的因素有很多，而最主要的因素是筒体的壁厚（要的因素是筒体的壁厚（0）、外径（）、外径（D）、）、长度（长度（L）、和材料的弹性模量（）、和材料的弹性模量（E）。）。1、当、当L/D相同时，相同时，0/D越大，圆筒的临界压越大，圆筒的临界压力越大，其稳定性越好。力越大，其稳定性越好。2、当、当0/D相同时，相同时，L/D小者临界压力高，其小者临界压力高，其稳定性越好。稳定性越好。3、当、当0/D、L/D相同时，有加强圈者临界压相同时，有加强圈者临界压力高，其稳定性越好。力高，其稳定性越好。4、当筒体的厚度、外径和长度相同时，筒体、当筒体的厚度、外径和长度相同时，筒体材料的弹性模量大者临界压力高，稳定性材料的弹性模量大者临界压力高，稳定性好。但不同钢材的弹性模量相差不大，因好。但不同钢材的弹性模量相差不大，因此不易选用高强度钢材。此不易选用高强度钢材。具体措施具体措施 增加筒体的壁厚、设置加强圈等措施都可增加筒体的壁厚、设置加强圈等措施都可以提高外压容器的稳定性，其中以在外压以提高外压容器的稳定性，其中以在外压容器筒体上设置加强圈最经济、有效。容器筒体上设置加强圈最经济、有效。工程五工程五 法兰连接法兰连接知识点一知识点一 法兰连接的组成和类型法兰连接的组成和类型 一、法兰连接的组成一、法兰连接的组成法兰连接由一对法兰、法兰连接由一对法兰、一个垫片、数个螺栓和一个垫片、数个螺栓和螺母组成。螺母组成。螺栓垫片法兰螺母图1-15 法兰连接的组成二、法兰的类型二、法兰的类型 法兰按其整体性程度可分为整体法兰、松法兰按其整体性程度可分为整体法兰、松式法兰和任意式法兰。式法兰和任意式法兰。1、整体法兰、整体法兰 结构特点：整体法兰的整体性程度最高，其法结构特点：整体法兰的整体性程度最高，其法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构。整体法兰的颈部为截面逐渐接成一整体结构。整体法兰的颈部为截面逐渐收缩的过渡段，称为长颈，长颈的存在提高了收缩的过渡段，称为长颈，长颈的存在提高了法兰的强度和刚度。法兰的强度和刚度。应用：整体法兰应用：整体法兰的强度和刚度的强度和刚度较好，但工作较好，但工作时，会在设备时，会在设备或管道上产生或管道上产生附加弯曲应附加弯曲应 力，力，可用于压力和可用于压力和温度较高及设温度较高及设备直径较大的备直径较大的场合。场合。图1-16 铸成一体的整体法兰2、松式法兰、松式法兰 结构特点：松式结构特点：松式法兰的整体性程法兰的整体性程度最差，其法兰度最差，其法兰盘和容器或接管盘和容器或接管没有连成整体，没有连成整体，而是松套在壳体而是松套在壳体或管道的凸缘或或管道的凸缘或翻边上。翻边上。图1-18 松式法兰图1-17 松式法兰的装配简图应用：松式法兰刚度小，工作时对壳体不产应用：松式法兰刚度小，工作时对壳体不产生附加应力，法兰与设备或管道可以采用生附加应力，法兰与设备或管道可以采用不同的材料制造，因此多用于有色金属、不同的材料制造，因此多用于有色金属、合金钢、非金属材料制的设备或管道上，合金钢、非金属材料制的设备或管道上，且压力较低的场合。且压力较低的场合。3、任意式法兰、任意式法兰 任意式法兰的整体性介于整体法兰和松套任意式法兰的整体性介于整体法兰和松套法兰之间。法兰之间。螺纹法兰螺纹法兰：法兰与管壁：法兰与管壁通过螺纹连接，两者之通过螺纹连接，两者之间既有一定的连接，又间既有一定的连接，又不完全形成一个整体，不完全形成一个整体，接近于松式法兰，常用接近于松式法兰，常用于高压管道连接。于高压管道连接。图1-19 螺纹法兰 压力容器用乙型压力容器用乙型平焊法兰：法兰平焊法兰：法兰有一段与法兰盘有一段与法兰盘全焊透且较厚的全焊透且较厚的短管，因此其整短管，因此其整体性程度更接近体性程度更接近整体法兰。整体法兰。知识点二知识点二 法兰连接的密封法兰连接的密封一、密封原理一、密封原理法兰连接的密封就法兰连接的密封就是在螺栓压紧力的是在螺栓压紧力的作用下，使垫片产作用下，使垫片产生变形填满法兰密生变形填满法兰密封面上凹凸不平的封面上凹凸不平的间隙，阻止流体沿间隙，阻止流体沿界面的泄漏，从而界面的泄漏，从而到达密封的目的。到达密封的目的。图1-20 密封原理二、密封面的型式二、密封面的型式1、平面型密封面、平面型密封面 平面型密封面是一平面型密封面是一个光滑的平面，有个光滑的平面，有时在平面上车制时在平面上车制2-3条环形的小沟槽以条环形的小沟槽以提高密封性能。提高密封性能。图1-21 平面形密封面特点：平面形密封面结构简单，加工方便，特点：平面形密封面结构简单，加工方便，螺栓拧紧后，垫片易挤出，密封性差。螺栓拧紧后，垫片易挤出，密封性差。应用：适用于压力不高，介质无毒的场合。应用：适用于压力不高，介质无毒的场合。2、凹凸型密封面、凹凸型密封面 一对法兰的密封面一个是凹面，一个一对法兰的密封面一个是凹面，一个是凸面，在凹面上放置垫片。是凸面，在凹面上放置垫片。特点：密封性较好，但加工较复杂。特点：密封性较好，但加工较复杂。应用：适用于介质易燃、易爆、有毒及压应用：适用于介质易燃、易爆、有毒及压力稍高的场合。力稍高的场合。3、榫槽型密封面、榫槽型密封面 榫槽型密封面由榫槽型密封面由一个榫和一个槽一个榫和一个槽组成，垫片置于组成，垫片置于槽中。槽中。图1-23 榫槽型密封面 特点：榫槽型密封面对中性好，垫片窄且特点：榫槽型密封面对中性好，垫片窄且不易被挤出，密封性能好，但结构复杂，不易被挤出，密封性能好，但结构复杂，制造困难，垫片取出难，榫易碰断。制造困难，垫片取出难，榫易碰断。应用：适用于介质剧毒及压力较高的场合。应用：适用于介质剧毒及压力较高的场合。4、其它密封面、其它密封面 其它密封面还有锥其它密封面还有锥型密封面、梯型槽型密封面、梯型槽密封面，梯形槽密密封面，梯形槽密封面它们密封性能封面它们密封性能好，加工精度高，好，加工精度高，常用于温度、压力常用于温度、压力有波动、介质渗透有波动、介质渗透性大的高压容器或性大的高压容器或管道上。管道上。图1-24 梯形槽密封面三、垫片三、垫片 垫片的作用是封住两法兰密封面之间的间垫片的作用是封住两法兰密封面之间的间 隙，阻止流体泄漏。它是法兰连接密封的隙，阻止流体泄漏。它是法兰连接密封的核心，其性能直接影响法兰连接密封的效核心，其性能直接影响法兰连接密封的效果。果。1、非金属垫片、非金属垫片 特点：非金属垫片柔特点：非金属垫片柔软性好，强度和耐软性好，强度和耐温性能差温性能差。图1-25 非金属垫片应用：适用于温度、压应用：适用于温度、压力较低的场合。力较低的场合。材质：橡胶垫、石棉橡材质：橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫等胶垫、聚四氟乙烯垫等 2、金属垫片、金属垫片 种类：金属垫片有金种类：金属垫片有金属平垫、金属环形垫、属平垫、金属环形垫、金属齿形垫金属齿形垫。材质：软钢、软铝、材质：软钢、软铝、铜、不锈钢等铜、不锈钢等 应用：适用于温度、压应用：适用于温度、压力较高的场合。力较高的场合。图1-26 金属垫片3、组合式垫片、组合式垫片 种类：缠绕垫、金属包垫片等种类：缠绕垫、金属包垫片等。缠绕垫是由金属薄带缠绕垫是由金属薄带和非金属带相间缠绕和非金属带相间缠绕而成，具有多道密封而成，具有多道密封作用，且回弹性好，作用，且回弹性好，应用广泛应用广泛。图1-27 金属缠绕垫片金属包垫片是在非金属包垫片是在非金属材料外包有金金属材料外包有金属板皮而成。属板皮而成。金属包垫片四、影响密封的主要因素四、影响密封的主要因素 1、螺栓预紧力的大小。过大，会把垫片压坏、螺栓预紧力的大小。过大，会把垫片压坏或挤出，过小，不能将垫片压紧。或挤出，过小，不能将垫片压紧。2、垫片性能的优劣。、垫片性能的优劣。3、密封面的型式及外表质量。密封面不允、密封面的型式及外表质量。密封面不允许有径向划痕，否则易泄漏。许有径向划痕，否则易泄漏。4、法兰的刚度。法兰刚度缺乏，易变形泄漏。、法兰的刚度。法兰刚度缺乏，易变形泄漏。5、操作条件。操作条件波动剧烈，易泄漏。、操作条件。操作条件波动剧烈，易泄漏。知识点三知识点三 法兰标准法兰标准 法兰标准分为压力容器法兰标准和管法兰法兰标准分为压力容器法兰标准和管法兰标准。标准。一、压力容器法兰标准一、压力容器法兰标准我国现行的压力容器法兰标准是我国现行的压力容器法兰标准是JB47004707-2000。这一套标准包括：压力容器法兰分类与技。这一套标准包括：压力容器法兰分类与技术条件（术条件（JB4700-2000）；甲型平焊法兰）；甲型平焊法兰（JB4701-2000）；乙型平焊法兰（）；乙型平焊法兰（JB4702-2000）；长颈对焊法兰（）；长颈对焊法兰（JB4703-2000）；等长）；等长双头螺柱（双头螺柱（JB4707-2000）等。使用时可直接从标）等。使用时可直接从标准中选择。准中选择。二、管法兰标准二、管法兰标准 我国现行的管法兰标准是我国现行的管法兰标准是HG2059220635-1997。包括七种类型，五种密封面。包括七种类型，五种密封面。其中常用的有板式平焊法兰、带颈平焊法其中常用的有板式平焊法兰、带颈平焊法兰和带颈对焊法兰三种型式，可根据使用兰和带颈对焊法兰三种型式，可根据使用场合直接从标准中选择。场合直接从标准中选择。工程六工程六 支座支座 支座的作用是支承设备，固定其位置，并支座的作用是支承设备，固定其位置，并承受操作时振动、风载荷等外力。常见的承受操作时振动、风载荷等外力。常见的支座有两大类：卧式支座和立式支座。支座有两大类：卧式支座和立式支座。知识点一知识点一 卧式支座卧式支座卧式支座有三种：鞍座、圈卧式支座有三种：鞍座、圈座和腿式支座。圈座用于因座和腿式支座。圈座用于因容器自重而可能造成严峻挠容器自重而可能造成严峻挠曲的大直径薄壁容器；腿式曲的大直径薄壁容器；腿式支座只用于小型卧式支座；支座只用于小型卧式支座；而鞍座则是卧式容器尤其是而鞍座则是卧式容器尤其是大型卧式容器最常用的支座大型卧式容器最常用的支座形式，其已经标准化，标准形式，其已经标准化，标准号为号为JB/T4712.1-2007。图1-28支腿式支座1、鞍座的类型、鞍座的类型鞍座按结构分，有焊制和弯制两种。鞍座按结构分，有焊制和弯制两种。焊制支座由底板、焊制支座由底板、腹板、筋板和垫腹板、筋板和垫板组焊而成。板组焊而成。DN900mm以上的以上的容器多采用焊制容器多采用焊制支座。支座。弯制支座的腹板和弯制支座的腹板和底板则是由一块钢底板则是由一块钢板弯制而成的。板弯制而成的。DN900mm可采可采用弯制支座，也可用弯制支座，也可采用焊制支座。采用焊制支座。图1-29 鞍座 同直径的鞍座按其允许承受的最大载荷分，同直径的鞍座按其允许承受的最大载荷分，有轻型（代号为有轻型（代号为A）和重型（代号为）和重型（代号为B）两）两种，重型鞍座结构尺寸比轻型的大。种，重型鞍座结构尺寸比轻型的大。DN900mm的鞍座只有重型。的鞍座只有重型。鞍座按能否沿轴线自由伸缩分，有固定式鞍座按能否沿轴线自由伸缩分，有固定式 （F）和滑动式（）和滑动式（S）两种。固定式鞍座底）两种。固定式鞍座底板上的螺栓孔是圆形的，滑动式鞍座底板板上的螺栓孔是圆形的，滑动式鞍座底板上的螺栓孔是长圆形的，双鞍座支承的卧上的螺栓孔是长圆形的，双鞍座支承的卧式支座必须是固定式和滑动式鞍座搭配使式支座必须是固定式和滑动式鞍座搭配使用。用。2、鞍座的数目、鞍座的数目由于容器的制造、安装误差和地基沉降的不均由于容器的制造、安装误差和地基沉降的不均匀，会使各鞍座的水平高度发生微小差异，从匀，会使各鞍座的水平高度发生微小差异，从而造成各支座的受力不均，引起筒壁内的附加而造成各支座的受力不均，引起筒壁内的附加应力，因此每台设备均用两个鞍座支承应力，因此每台设备均用两个鞍座支承。知识点二知识点二 立式支座立式支座 立式支座有耳式、腿式、支承式支座和裙座四立式支座有耳式、腿式、支承式支座和裙座四种。一般中小型采用耳式、腿式或支承式，高种。一般中小型采用耳式、腿式或支承式，高大的设备则采用裙式支座。大的设备则采用裙式支座。图1-30 耳座腿式支座支承式支座一、耳式支座一、耳式支座耳式支座的标准号是耳式支座的标准号是JB/T4712.3-2007，是中小型立式设备应是中小型立式设备应用最广的一种支座。用最广的一种支座。它由垫板、筋板和底它由垫板、筋板和底板组焊而成，并直接板组焊而成，并直接焊在容器的外壁上。焊在容器的外壁上。耳座二、裙座二、裙座 裙座是高大塔设备最常用的一种支座，有裙座是高大塔设备最常用的一种支座，有圆筒形和圆锥形两种。圆筒形裙座结构简圆筒形和圆锥形两种。圆筒形裙座结构简单、制造方便、应用广泛。圆锥形裙座则单、制造方便、应用广泛。圆锥形裙座则用于承载较大，需配置较多地脚螺栓和承用于承载较大，需配置较多地脚螺栓和承载面积较大的基础环的场合。载面积较大的基础环的场合。裙座由裙座体、基础环、裙座由裙座体、基础环、螺栓座等局部组成。螺栓座等局部组成。裙座体的上端焊在塔体底裙座体的上端焊在塔体底封上，下端焊在基础环封上，下端焊在基础环上。裙座体承受塔体的上。裙座体承受塔体的全部载荷，并把载荷传全部载荷，并把载荷传到基础环上，裙座体上到基础环上，裙座体上开有人孔、引出孔等。开有人孔、引出孔等。基础环是一块环形垫板，基础环是一块环形垫板，它将裙座体传下来的载它将裙座体传下来的载荷均匀地传到基础上。荷均匀地传到基础上。基础环上开有长圆形的基础环上开有长圆形的螺栓孔，以便于安装地螺栓孔，以便于安装地脚螺栓。脚螺栓。图1-31圆筒形裙座 螺栓座由盖板、螺栓座由盖板、筋板、垫板组成。筋板、垫板组成。盖板和垫板上开盖板和垫板上开有圆孔，穿入地有圆孔，穿入地脚螺栓后再焊在脚螺栓后再焊在筋板和裙座体上，筋板和裙座体上，筋板则是在制造筋板则是在制造裙座时就焊在基裙座时就焊在基础环和裙座体上础环和裙座体上了。了。图1-32裙座上的螺栓座工程七工程七 压力容器的平安附件压力容器的平安附件 平安附件是保证压力容器的使用平安和工平安附件是保证压力容器的使用平安和工艺过程的正常进行。平安附件包括测量操艺过程的正常进行。平安附件包括测量操作压力、温度等参数的监测装置（压力表、作压力、温度等参数的监测装置（压力表、测温计等）和遇到异常工况时能保证设备测温计等）和遇到异常工况时能保证设备平安的装置（平安阀、爆破片等）。平安的装置（平安阀、爆破片等）。知识点一知识点一 超压泄放装置的作用超压泄放装置的作用 超压泄放装置的作用是当容器正常运行超压泄放装置的作用是当容器正常运行时，它严密不漏；一旦容器内压力超过时，它严密不漏；一旦容器内压力超过规定值（即超压），它能自动开启泄出规定值（即超压），它能自动开启泄出局部或全部介质（泄压），并发出较大局部或全部介质（泄压），并发出较大的声响从而起到报警的作用。的声响从而起到报警的作用。知识点二知识点二 超压泄放装置的类型超压泄放装置的类型 常用的超压泄放装置有平安阀和爆破片。常用的超压泄放装置有平安阀和爆破片。一、平安阀一、平安阀平安阀是一种特殊的阀门，当容器内的压力超平安阀是一种特殊的阀门，当容器内的压力超过规定值时，它能自动开启，泄出高于规定的过规定值时，它能自动开启，泄出高于规定的局部压力，一旦压力到达或低于规定值，它能局部压力，一旦压力到达或低于规定值，它能自动闭合，保证容器仍能正常工作。自动闭合，保证容器仍能正常工作。分类：平安阀按阀瓣加载方式不同分为重块分类：平安阀按阀瓣加载方式不同分为重块式、杠杆式、弹簧式三种式、杠杆式、弹簧式三种。其中体积庞大、校验复杂的重块式已很少使其中体积庞大、校验复杂的重块式已很少使用；杠杆式多用于工作压力不高、温度较高用；杠杆式多用于工作压力不高、温度较高的场合，而高压容器一般多项选择弹簧式的场合，而高压容器一般多项选择弹簧式。图1-33 杠杆式安全阀弹簧式平安阀 应用：弹簧式平安阀有微量的泄漏，开启应用：弹簧式平安阀有微量的泄漏，开启和闭合均有滞后现象，且处理黏性较大或和闭合均有滞后现象，且处理黏性较大或有结晶体的液体，阀瓣有时会被粘住影响有结晶体的液体，阀瓣有时会被粘住影响启跳精度，因此，弹簧式平安阀主要用于启跳精度，因此，弹簧式平安阀主要用于处理因物理过程而产生超压及允许有微量处理因物理过程而产生超压及允许有微量泄漏且介质黏度不太大的场合。泄漏且介质黏度不太大的场合。弹簧式安全阀安全阀图6-26 工厂中的安全阀 安装：平安阀一般应与容安装：平安阀一般应与容器本体直接连接并铅垂器本体直接连接并铅垂装在容器的最高处；平装在容器的最高处；平安阀与容器之间的连接安阀与容器之间的连接管和管件的通孔截面积管和管件的通孔截面积均不得小于平安阀的进均不得小于平安阀的进口面积；平安阀和容器口面积；平安阀和容器之间一般禁止装设截止之间一般禁止装设截止阀，假设装有，则容器阀，假设装有，则容器正常工作时，该截止阀正常工作时，该截止阀必须处于全开状态并加必须处于全开状态并加铅封。铅封。二、爆破片二、爆破片 爆破片主要由一块很薄爆破片主要由一块很薄的爆破膜片和夹持器的爆破膜片和夹持器组成。爆破膜片是爆组成。爆破膜片是爆破元件，起操作爆破破元件，起操作爆破压力的作用；夹持器压力的作用；夹持器的作用是固定爆破膜的作用是固定爆破膜片，也可以不设夹持片，也可以不设夹持器，直接用接管法兰器，直接用接管法兰夹紧膜片。夹紧膜片。图1-35 爆破片特点及应用特点及应用 爆破片泄压迅速，无泄漏，受介质影响小，爆破片泄压迅速，无泄漏，受介质影响小，但泄压后容器不能正常工作，因此，爆破但泄压后容器不能正常工作，因此，爆破片应用范围广，多用于不适宜用平安阀的片应用范围广，多用于不适宜用平安阀的场合。场合。工程八工程八 压力试验压力试验 容器制成或检修后，必须进行压力试验。容器制成或检修后，必须进行压力试验。压力试验可将压力容器的不平安因素在投压力试验可将压力容器的不平安因素在投产前充分暴露出来，防患于未然，是保证产前充分暴露出来，防患于未然，是保证设备平安运行的重要措施。设备平安运行的重要措施。知识点一知识点一 压力试验的目的压力试验的目的 压力试验的目的：是验证容器在超工作压压力试验的目的：是验证容器在超工作压力条件下，器壁的宏观强度、焊缝的致密力条件下，器壁的宏观强度、焊缝的致密性和容器密封结构的可靠性，可以及时发性和容器密封结构的可靠性，可以及时发现容器制造或检修过程中的缺陷，并采取现容器制造或检修过程中的缺陷，并采取措施弥补，防患于未然。措施弥补，防患于未然。知识点二知识点二 压力试验的类型压力试验的类型压力试验有两种，液压试验和气压试验。一般压力试验有两种，液压试验和气压试验。一般容器的试压都首先考虑液压试验。容器的试压都首先考虑液压试验。一、液压试验一、液压试验1、液压试验的特点、液压试验的特点液压试验的介质是液体，液体的可压缩性极液压试验的介质是液体，液体的可压缩性极小，即使容器爆破，也没有巨大声响和碎片，小，即使容器爆破，也没有巨大声响和碎片，是平安的。是平安的。2、液压试验的介质、液压试验的介质一般是洁净的水，故又称为水压试验。一般是洁净的水，故又称为水压试验。3、液压试验的温度、液压试验的温度及压力为了防止液压及压力为了防止液压试验时发生低温脆性试验时发生低温脆性破坏，必须操作液体破坏，必须操作液体温度不能低于材料的温度不能低于材料的脆性转变温度；液压脆性转变温度；液压试验的压力比设计压试验的压力比设计压力高力高 图1-36 水压试验装置的示意图4、水压试验的过程、水压试验的过程 试验时应先翻开装在容器最高处的排气阀，试验时应先翻开装在容器最高处的排气阀，灌水将气排尽后关闭。待容器壁温与液体灌水将气排尽后关闭。待容器壁温与液体温度接近时，开动试压泵使压力缓慢上升温度接近时，开动试压泵使压力缓慢上升至试验压力，保压至试验压力，保压30分钟，此时容器上压分钟，此时容器上压力表的读数应不变，对所有焊缝一一检查。力表的读数应不变，对所有焊缝一一检查。然后将压力降至试验压力的然后将压力降至试验压力的80%，保持足，保持足够长的时间，对所有焊缝、连接部位、压够长的时间，对所有焊缝、连接部位、压力表的读数进行检查，发现问题，作出标力表的读数进行检查，发现问题，作出标记，卸压后修补，修好后重新试验。无渗记，卸压后修补，修好后重新试验。无渗漏、无异常响声、无可见变形为合格。漏、无异常响声、无可见变形为合格。二、气压试验二、气压试验1、气压试验的应用、气压试验的应用 因为气体的可压缩性很大，气压试验比较因为气体的可压缩性很大，气压试验比较危险，所以，只有不允许有微量残留液体危险，所以，只有不允许有微量残留液体及由于结构原因不能充满液体等不适宜做及由于结构原因不能充满液体等不适宜做液压试验的容器才必须进行气压试验液压试验的容器才必须进行气压试验。2、气压试验的介质、气压试验的介质 气压试验的介质应为枯燥洁净的空气、氮气气压试验的介质应为枯燥洁净的空气、氮气及其他惰性气体。及其他惰性气体。3、气压试验的压力及温度、气压试验的压力及温度 气压试验的试验压力比液压试验稍低，试气压试验的试验压力比液压试验稍低，试验温度比液压试验稍高。验温度比液压试验稍高。4、气压试验的过程、气压试验的过程气压试验时应缓慢升压，当压力升至试验压力气压试验时应缓慢升压，当压力升至试验压力的的10%时且不超过时且不超过0.05MPa时，保压时，保压5分钟，对分钟，对焊缝和连接局部进行初检，合格后继续升压至焊缝和连接局部进行初检，合格后继续升压至试验压力的试验压力的50%，其后按每级为试验压力，其后按每级为试验压力10%的级差逐渐增至试验压力，保压的级差逐渐增至试验压力，保压10分钟，最后，分钟，最后，将压力降至试验压力的将压力降至试验压力的87%，保持足够长的时，保持足够长的时间，进行全面检查，无泄漏为合格。假设有泄间，进行全面检查，无泄漏为合格。假设有泄漏，经返修后重新试验。漏，经返修后重新试验。小结小结化工设备的外壳统称为化工容器，化工容化工设备的外壳统称为化工容器，化工容器的稳定是保证化工设备平安正常运转的器的稳定是保证化工设备平安正常运转的基础，要求掌握化工容器的组成结构、特基础，要求掌握化工容器的组成结构、特点以及类型，熟悉各种化工容器的应用，点以及类型，熟悉各种化工容器的应用，以便合理选用