第八章 化工设备图

幻灯片 1第八章 化工设备图化工设备是用于化工、医药产品生产过程中各种单元操作（如合成、加热、吸收、蒸馏等）的装置和设备。常见的典型化工设备有容器、反应器、换热器、塔器等，如图 8-1所示。容器——用来储存物料，以圆柱形容器应用最广。反应器——通常又称为反应罐或反应釜，主要用来使物料在其中进行化学反应。换热器——用于冷、热介质的热交换，达到加热或冷却的目的。塔器——用于吸收、精馏等单元操作，多为细而高的圆柱形立式设备。表示化工设备的形状、大小、结构和制造安装等技术要求的图样称为化工设备图。本章将介绍化工设备图的知识。 幻灯片 2图 8-1 常见的化工设备 幻灯片 3图 8-1 常见的化工设备 幻灯片 4第一节 概述 一、化工设备图的作用和内容图 8-2 是容器类设备——计量罐的设备图，它的作用是用来指导设备的制造、装配、安装、检验及使用和维修等。从图中可见，一张化工设备图应有以下内容：一组视图 必要的尺寸零部件编号及明细栏管口符号和管口表 技术特性表 技术要求标题栏幻灯片 5图 8-2 计量罐的设备图 幻灯片 6二、化工设备的零部件化工设备上的零部件大部分已经标准化。图 8-2 所示的计量罐，由筒体、封头、人孔、管法兰、支座、液面计、补强圈等零部件组成。这些零部件都已有相应的标准，并在各种化工设备上通用。下面简要介绍几种通用的零部件，更深入的了解可参阅相应的标准和专业书籍。 （一）筒体和封头筒体与封头一起构成设备的壳体。筒体一般由钢板卷焊而成，直径较小的（<500mm）或高压设备的筒体一般采用无缝钢管。椭圆形封头最常见，如图 8-3（a） 。（b）（c）（a）图 8-3 椭圆形封头 幻灯片 7封头和筒体可以直接焊接，形成不可拆卸的连接，也可以采用法兰连接。当筒体由钢板卷制时，筒体及其所对应的封头公称直径等于内径，如图 8-3（b） 。当筒体由无缝钢管制作时，则以外径作为筒体及其所对应的封头的公称直径，如图 8-3（c） 。封头和筒体的壁厚与直径尺寸相差悬殊，采用夸大画法表示壁厚，如图 8-2。 （b）（c）（a）图 8-3 椭圆形封头 幻灯片 8（二）法兰法兰连接是一种可拆连接，在化工设备及管路上应用较为普遍。法兰是焊接在筒体（封头或管子）一端的一圈圆盘，盘上均匀分布若干个螺栓孔，两节筒体（封头或管子）通过一对法兰，用螺栓连接在一起，两个法兰的接触面之间放有垫片，以使连接处密封不漏。因此，所谓法兰连接实际上由一对法兰、密封垫片和螺栓、螺母、垫圈等零件组成，如图 8-4（a）所示，图 8-4（b）是法兰连接的简化画法。 （a）法兰连接的组成 （b）简化画法 图 5-44 表达方法综合运用举例 幻灯片 9化工设备用的标准法兰有两类：管法兰和压力容器法兰（又称设备法兰） 。前者用于管子的连接，后者用于设备筒体（或封头）的连接。1. 管法兰 管法兰常见的结构型式有：板式平焊法兰、对焊法兰、整体法兰和法兰盖等，如图 8-5。图 8-5 管法兰的结构型式 幻灯片 10管法兰密封面型式主要有凸面、凹凸面、榫槽面和全平面四种，如图 8-6。 图 8-6 管法兰密封面的型式 图 8-2 中，JB/T 81—1994 法兰 20-1 表示凸面板式平焊钢制管法兰,公称直径为20mm，公称压力 1Mpa。 在设备图中，不论管法兰的连接面是什么形式，管法兰及接管的画法均可如图 8-7 简化表示，其连接面形状及焊接型式，可在明细栏及管口表中注明。 图 8-7 管法兰及接管的简化画法 幻灯片 112. 压力容器法兰 压力容器法兰的结构型式有三种：甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰，压力容器法兰的密封面型式有平密封面、凹凸密封面和榫槽密封面等。如图 8-8。 图 8-8 压力容器法兰结构和密封面型式 幻灯片 12（三）人孔和手孔为了便于安装、检修或清洗设备内部的装置，需要在设备上开设人孔和手孔。人、手孔的基本结构类同，如图 8-9（a） 。手孔有 DN150 和 DN250 两种规格。人孔有圆形和椭圆形两种，圆形人孔的最小直径为400mm，椭圆孔最小尺寸为 400×300mm。在化工设备图中人孔、手孔的简化画法如图 8-9（b） 。 图 8-9 人孔、手孔 幻灯片 13（四）支座设备的支座用来支承设备的重量和固定设备的位置。支座有多种型式，常用的支座有耳式支座和鞍式支座。 1．耳式支座 耳式支座简称耳座，又称悬挂式支座，用于立式设备。耳座有 A 型、AN型、B 型、BN 型四种类型。 A 型耳式支座的结构如图 8-10（a） 。图 8-10 支座 幻灯片 142．鞍式支座 图 8-10（b）为鞍式支座，是卧式设备中应用最广的一种支座。鞍式支座分为轻型（A 型）和重型（B 型）两种，重型（B 型）鞍座有 BⅠ—BⅤ五种型号。根据安装形式不同，又分为 F 型（固定式）和 S 型（滑动式）两种，且 F 型和 S 型常配对使用。 图 8-10 支座 幻灯片 15第二节 化工设备的视图表达 化工设备图按国家标准《技术制图》 、 《机械制图》及化工行业有关标准或规定绘制。化工设备图除采用机械图的表达方法外，还根据化工设备的结构特点，采用一些特殊的表达方法。 一、基本视图的选择和配置化工设备的主体结构较为简单，且以回转体居多，通常选择两个基本视图来表达。立式设备采用主、俯两个基本视图，如图 8-2；卧式设备通常采用主、左视图。主视图主要表达设备的装配关系、工作原理和基本结构，通常采用全剖视或局部剖视。俯（左）视图主要表达管口的径向方位及设备的基本形状，当设备径向结构简单，且另画了管口方位图时，俯（左）视图也可以不画。对于形体狭长的设备，两个视图难于在幅面内按投影关系配置时，允许将俯（左）视图配置在图纸的其他处，但须注明视图名称或按向视图进行标注。 幻灯片 16二、多次旋转的表达方法化工设备多为回转体，设备壳体周围分布着各种管口或零部件，为了在主视图上清楚地表达它们的真实形状、装配关系和轴向位置，可采用多次旋转的表达方法——假想将设备周向分布的一些接管、孔口或其他结构，分别旋转到与主视图所在的投影面平行的位置画出，并且不需标注旋转情况。如图 8-2 所示，接管 d 按逆时针方向假想旋转了 60°之后在主视图上画出，支座也采用了旋转的表达方法。 幻灯片 17三、管口方位的表达方法化工设备上的管口较多，它们的方位在设备的制造，安装和使用时，都极为重要，必须在图样中表达清楚。1．管口的标注 主视图采用了多次旋转画法后，为避免混乱，在不同视图上，同一管口用相同的小写字母 a,b,c……等（称为管口符号）加以编号，如图 8-2。相同管口的管口符号可用不同脚标的相同字母表示，如 f1、f2。2．管口方位图 管口在设备上的周向方位，除在俯（左）视图上表示外，还可仅画出设备的外圆轮廓，用中心线表示管口位置，用粗实线示意性地画出设备管口，称为管口方位图。管口方位图上应标注与主视图上相同的管口符号，如图 8-11。 管口方位图用来对俯（左）视图进行补充或简化代替，当必须画出俯（左）视图，管口方位在该视图上又能表达清楚时，可不必再画管口方位图。 图 8-11 管口方位图 幻灯片 18四、化工设备图中焊缝的表达方法焊接是一种不可拆的连接形式。化工设备上的筒体、封头、管口、法兰、支座等零部件的连接，大都采用焊接。工件经焊接后所形成的接缝称为焊缝。国家标准（GB/T 12212－1990）规定了焊缝的表示方法。需在图样中简易地绘制焊缝时，可用视图、剖视图或断面图表示。如图 8-12。 图 8-12 焊缝的规定画法 幻灯片 19化工设备图中，一般仅在剖视图或断面图中按焊接接头的型式画出焊缝断面，如图 8-13。对于重要焊缝，须用局部放大图，详细表示焊缝结构的形状和有关尺寸，如图 8-14。为简化图样，不使图样增加过多的注解，有关焊缝的要求通常用焊缝符号来表示，具体规定可参见 GB/T 324－1988 及有关资料。 图 8-14 焊缝的局部放大图 图 8-13 化工设备图中焊缝的画法图 幻灯片 20第三节 化工设备图的标注一、尺寸标注化工设备图与机械装配图一样，不要求注出所有零部件的全部尺寸。但由于化工设备图可直接用于设备的制造，故所需标注的尺寸数量比装配图要多一些。化工设备图一般标注下列几类尺寸（参见图 8-2） 。1．特性尺寸 反映设备的主要性能、规格的尺寸。如设备筒体的内径“φ600” ，筒体高度“800”等尺寸，以表示该设备的主要规格。2．装配尺寸 表示零部件间装配关系和相对位置的尺寸，使每一种零部件在设备图上都有明确的定位。如决定管口 d 装配位置的尺寸“φ300”和角度“120°” ，以及管口的伸出长度“100” 。3．安装尺寸 表明设备安装在基础或其他构件上所需的尺寸。如支座上地脚螺栓孔的中心距“φ722”及孔径“φ23” 。4．外形（总体）尺寸 表示该设备的总长、总宽、总高的尺寸。如图中的总高尺寸为1270。5．其他尺寸 化工设备图根据需要还应注出：①标准化零部件的规格尺寸。②设计的重要尺寸，如筒体壁厚。③不另行绘图的零件的有关尺寸。幻灯片 21图 8-2 计量罐的设备图 幻灯片 22化工设备图的尺寸基准的选择也较简单，一般要选轴向基准和径向基准。常以设备壳体轴线、设备筒体和封头的环焊缝或设备法兰的端面、支座的底面等为基准。 二、管口表管口表是说明设备上所有管口的用途、规格、连接面形式等内容的一种表格，供备料、制造、检验、使用时参阅，也是读图时了解物料来龙去脉的重要依据。管口表一般画在明细栏的上方，其格式可参阅表 8-1。 表 8-1 管口表符号 公称尺寸 连接尺寸、标准 连接面形式 用途或名称(1) 管口表中的符号应和视图中的符号相同，自上而下顺序填写。当管口规格、标准、用途完全相同时，可合并成一项填写，如 f1-2。(2) 公称尺寸栏按管口的公称直径填写。无公称直径的管口，则按管口实际内径填写。幻灯片 23三、技术特性表技术特性表是将该设备的工作压力、工作温度、物料名称等以及反应设备特征和生产能力的重要技术特性指标以表格形式单独列出。一般放在管口表的上方，其格式可参阅表8-2 和表 8-3，这两种格式适用于不同类型的设备。 表 8-2 技术特性表（一）工作压力（Mpa） 工作温度（℃）设计压力（Mpa） 设计温度（℃）物料名称焊缝系数 腐蚀裕度（mm）容器类别幻灯片 24表 8-3 技术特性表（二）管 程 壳 程工作压力（Mpa）工作温度（℃）设计压力（Mpa）设计温度（℃）物料名称换热系数焊缝系数腐蚀裕度（mm）容器类别幻灯片 25四、技术要求技术要求是设备制造、装配、检验等过程中的技术依据，已趋于规范化。技术要求通常包括以下几方面内容：1．通用技术条件 是同类化工设备在制造、装配、检验等诸方面的技术规范，已形成标准，在技术要求中直接引用。2．焊接要求 通常对焊接方法、焊条、焊剂等提出要求。3．设备的检验要求 包括设备整体检验和焊缝质量检验。对检验的项目、方法、指标作出明确要求。4．其他要求 包括设备在防腐、保温、包装、运输等方面的特殊要求。 五、零部件序号、明细栏和标题栏零部件序号、明细栏和标题栏的内容、格式及要求与机械装配图相同。 幻灯片 26第四节 阅读化工设备图一、阅读化工设备图的基本要求通过化工设备图的阅读，应达到以下基本要求。(1) 了解设备的名称、用途、性能和主要技术特性。(2) 了解各零部件的材料、结构形状、尺寸以及零部件间的装配关系。(3) 了解设备整体的结构特征和工作原理。(4) 了解设备上的管口数量和方位。(5) 了解设备在设计、制造、检验和安装等方面的技术要求。阅读化工设备图的方法和步骤与阅读机械装配图基