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1、 过程装备通用零部件压力容器（过程装备）零部件是容器不可缺少的组成部分。压力容器特定的操作条件不仅 要求其主体必须满足设计要求，而且零部件也应符合结构、材料、性能等方面的要求。作 为受压元件的零部件，如问壳体一样，应纳入质量管理与保证的监控范围。所以能否按照 要求合理地选用各零部件，对压力容器的整体质量和确保安全使用有着十分重要的意义。 为了便于组织生产，降低成本，利于互换，我国各有关部门对压力容器零部件进行了标准 化和系列化工作，并制定了国家标准和满足行业特点的行业标准。随着经济的发展和生产 技术的不断提高曾多次修定，目前已日臻完善。 压力容器零部件种类很多，涉及面较广，但总体可以分为两类：
2、 1 通用零部件； 2 各种典型化工设备零部件。包括搅拌器、机械密封、填料密封、管板、塔盘等等，化工设备中常使用一些作用和结构相同的零部件，如筒体、封头、支座、法兰、人手孔、 视镜、液面计及安全阀等。为了便于设计、互换及批量生产，这些零部件都已经标准化、 系列化，并在各种化工设备上通用。 一 支 座 设备支座用来支承设备重量和固定设备的位置。支座一般分为立式设备支座、卧式设备支 座和球形容器支座。 立式设备支座分为悬挂式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座四种。 卧式设备支座分为鞍式支座、圈式支座和支腿三种。 球形容器支座分为柱式、裙式、半埋式、高架式支座四种。 1 悬挂式支座（JB/T472
3、5-92）悬挂式支座又称耳座，一般由两块筋板及一块底版焊接而成。耳座的优点是简单，轻便； 缺点是对器壁易产生较大的局部应力。 耳座适用范围（JB/T4725-92）：适用于公称直径不大于 4000mm 的立式圆筒形容器。 耳座数量一般应采用四个均布，但容器直径小于等于 700mm 时，支座数量允许采用 2 个。 耳式支座标准中分为 A、AN（不带垫板） ，B、BN（带垫板）四种; A、AN 型用于一般立式设备，B、BN 型用于带保温的立式设备。 支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。对低 温容器的支座，一般要加垫板。对于不锈钢制设备，当用碳钢制作支座时，为防止
4、器壁与 支座在焊接的过程中，不锈钢中合金元素的流失，也需在支座与筒连接处加垫板。 JB/T4725-92 特点： 1.考虑支座弯矩对容器圆筒所产生的局部应力，避免筒体由于局部应力过大有可能引起失 效。局部径向弯矩包括设备自重、水平载荷（风载荷或地震载荷）及偏心载荷所产生的弯 矩。 2.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。 若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。 3.改进了垫板结构。为改善容器的受力情况，JB/T4725-92 将垫板四角倒圆；并在垫板中 心开一通气孔，以利于焊接或热处理时气体的排放。耳式支座设计计算： 支座处容器圆筒内存在以下几种应力：（1）内压引
5、起的一次总体薄膜应力 Pm；（2）支 座弯矩引起的一次局部薄膜应力 Pl；（3）支座弯矩引起的一次弯曲应力 Pb；根据应力分 析的方法按照下列原则计算： Pm Pm+Pl1.5 Pm+Pl+Pb1.5 至于组合应力，按照第三强度理论进行计算。一般情况下，应校核支座处圆筒所受的支座弯矩 ML，使 MLML；对衬里容器，MLML /1.5，目的是为了防止过大的局部应力造成衬里层的破坏。 若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。 耳式支座选用方法： （1） 计算一个支座的实际负荷 QKN 式中，m0-设备总质量（包括壳体及其附件，内部介质及保温层的质量） ，Kg; g-重力加速度
6、;Ge-偏心载荷，K-不均匀系数，n=3 时，K =1，n 3 时，K=0.83 ; n 支座数 量；P-水平力，P=MAX（Pe,Pw） 当容器高径比不大于 5，且总高度 H0 不大于 10m 时，Pe、Pw 可按下式计算，超出此范 围的容器本标准不推荐使用耳座。Pe(水平地震力)=0.5a0m0g ao-地震系数，对 7，8，9 度地震分别取 0.23,0.45,0.9。 Pw(水平风载荷)=0.95f1q0D0H0 D0-容器外径，有保温层时取保温层外径； f1-风压高度变化系数；q0-10 米高度处的基本风压值；H0-容器总高度；h-水平力作用点至 底板距离；Se-偏心距；D-螺栓分布
7、圆直径。 （2） 按 ，选取相应的支座。 （3） 校核 ，若不符合则应选取大一号的支座或增加支座数量。由于支反力 Q 对容器器壁作用一外力矩 M，M=Q（l2-s1）/103；支座处的器壁内在此力 矩作用下产生弯矩和弯曲应力，为了使支座处器壁内附加弯曲应力和由介质压力引起的薄 膜应力之和不超过许用值，对于不同 DN，不同 的筒体，在不同内压下，均有其允许承受 的最大支座外力矩值 （“由容器筒体限定的、支座的许用外力矩”） 。因此， 值既和筒体的 DN， ，材质及所承受的内压有关，也和支座的型号有关。2 支承式支座（JB/T4724-92） 支承式支座适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器： a.公
8、称直径 DN8004000mm； b.圆筒长度 L 与公称直径 DN 之比 L/DN5; c.容器总高度 HO10m。 支承式支座多用于安装在距地坪或基础面较近的具有椭圆形或碟形封头立式容器。 支承式支座数量一般应采用三个或四个均布。 支承式支座型式分类： 型 式 支 座 号 适 用 公 称 直 径（mm） 结 构 特 征 A 16 DN8003000 钢板焊制，带垫板 B 18 DN8004000 钢管制作，带垫板支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。 JB/T4724-92 特点： 1.考虑了 B 型支承式对封头产生的局部应力，避免封头由于支座垂直反作用力
9、可能引起的 失效。对于 A 型支座，严格规定了垫板尺寸，以改善局部应力。 2.在支座选用时，应考虑偏心载荷、风载荷或地震载荷对支座所引起的附加载荷。 3.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。 4 垫板结构及尺寸 A 型支座采用四角倒圆及开通气孔的矩形垫板结构，其尺寸由结构决定； B 型支座垫板直径由下式确定：1.25d3/d21.5，并应在垫板上方便的部位开设排气孔 （开设排气孔目的是利于焊接或热处理时气体的排放） 。 支承式支座设计计算： 支座处容器圆筒内存在以下几种应力：（1）内压引起的一次总体薄膜应力 Pm；（2）支 座垂直载荷引起的一次局部薄膜应力 Pl；（3）垂直载荷引起的一
10、次弯曲应力 Pb；根据应 力分析的方法，对这些应力的组合按照第三强度理论进行计算： Pm Pm+Pl1.5 Pm+Pl+Pb1.5 对于 B 型支座，应校核由容器封头限定的允许垂直载荷，即要求 QF；但对于衬里 容器，要求 QF/1.5。目的为了防止过大的局部应力造成衬里层的破坏。支承式支座用于带夹套容器时，如夹套不能承受整体重量，应将支脚焊于容器的下封 头上。 支承式支座选用方法： （1） 计算一个支座的实际负荷 QKN （2） 按 ，选取相应的支座。 （3）对于 B 型支座，校核 ；但对于衬里容器，则要求 /1.5；对于具有矩形垫板的 A 型支 座来说，由于对支反力计算尚无合理的计算方法，
11、暂不进行这项校核计算。3腿式支座 腿式支座（JB/T4713-92）适用于安装在刚性基础，且符合下列条件的容器： a.公称直径 DN4001600mm； b.圆筒长度 L 与公称直径 DN 之比 L/DN5; c.容器总高度 H15000m。 不适用于通过管线直接与产生脉动载荷的机器设备刚性连接的容器，而应选用裙座等支承 型式，以避免振动，如经计算，确认无问题时，可不受此限制。 耳座数量一般应采用三个或四个均布。 腿式支座型式分类： 型 式 支 座 号 适 用 公 称 直 径（mm） 结 构 特 征 A 17 DN4001600 角钢支柱，带垫板 AN 17 角钢支柱，不带垫板 B 15 钢管
12、支柱，带垫板 BN 15 钢管支柱，不带垫板A、AN 型支座具有易与容器圆筒相吻合、焊接安装较为容易的优点；B、BN 型支座具有 在所有方向上都具有相同截面系数，具有较高抗压失稳能力的优点。标准考虑了支腿与圆 筒连接处局部应力问题,故分为带垫板和不带垫板。 符合下列情况之一,应设置垫板: a 用合金制的容器壳体; b 容器壳体有热处理要求; c 与支腿连接处的圆筒有效厚度小于 JB/T4712-92 表 4 给出的最小厚度; 垫板材料一般与容器壳体材料相同. 腿式支座设计计算： 支座连接处局部应力计算复杂,为了方便选用小于 JB/T4712-92 表 4 给出的最小厚度,标准 中采用比吉拉德法
13、,计算了圆筒的局部应力,得出不同直径,不同材料,不需要设置垫板的圆筒 有效厚度的最小值.凡圆筒的有效厚度小于 JB/T4712-92 表 4 给出的最小厚度,即需要设置 垫板。4 裙式支座 裙式支座适用于高大型或重型立式容器的支承。 裙式支座型式 裙座有圆筒形和圆锥形两种形式，通常采用圆筒型裙座。 圆锥形裙座一般用于以下情况：1 塔径 D1000，且 H/D30 或 D1000，且 H/D25；2 基本风压 q0.5KN/m2 或地震烈度8 度时。圆锥形裙座的半锥角15。 裙座开孔 1 排气孔 裙座顶部须开设 80100 的排气孔，以排放可能聚结在裙座与封头死区的有害气体。 对于有人孔的矮裙座
14、或者顶部在封头拼接焊缝处开有缺口的可以不开设排气孔。 2 排液孔裙座底部须开设 80100 的排液孔，一般孔径 50，中心高 50mm 的长圆孔。 3 人孔裙座上必须开设人孔，以方便检修；人孔一般为圆形，当截面削弱受到限制或为方便拆 卸塔底附件（如接管等） ，可开长圆孔。 4 引出管通道孔考虑到管子热膨胀，在支承筋与引出管之间应保留一定间隙。 裙座与塔体封头连接裙座直接焊接在塔底封头上，可采用对接焊缝或搭接焊缝。在没有风载荷或地震载荷时， 对接焊缝承受容器重量产生的压缩载荷，搭接焊缝则承受剪切载荷。相比而言，搭接焊缝 受力情况较差，在一些小塔或受力较小的情况下采用。 裙座壳体过渡段塔壳设计温度
15、低于-20或高于 250时，裙座壳顶部分的材料应与塔下封头材料相同， 裙座壳体过渡段长度取 4 倍保温层厚度，但不小于 500mm；对奥氏不锈钢塔，其裙座壳 体过渡段高度不小于 300mm，材料同底封头。 裙座保护层 当塔内或周围容器内有易燃、易爆介质时，一旦发生火灾，裙式支座型式会因温度升高而 丧失强度，故裙座应设防火层。当裙座 D1500mm 时，仅外面敷设防火层；当裙座 D1500mm 时，两侧均敷设 50 mm 石棉水泥层。当塔内操作温度很高，塔体与裙座的温度差引起不均匀热膨胀，会使裙座与塔底封头连接 焊缝受力情况恶化，此时须对裙座加以保温。5 鞍式支座 支座的数目 水平置于支座上的圆筒形容器，共受力状态和梁相似。从应力分析看，承受 同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支 承在粱内产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际 上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容 器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部 位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市
