壓力容器通常是由板和殼組成的焊接結(jié)構(gòu)
。其中圓柱殼
、球罐(或球頭)、橢圓頭
、碟形頭
、球冠頭、圓錐頭
、膨脹節(jié)對(duì)應(yīng)的殼體分別為圓柱殼、球殼
、橢圓殼
、球冠+環(huán)殼、球冠
,錐殼和環(huán)板+環(huán)殼
。專注于焊接車間
!不斷為您提供優(yōu)質(zhì)的焊接內(nèi)容
,平蓋(或平頭)、環(huán)板
、法蘭
、管板等受壓元件分別對(duì)應(yīng)于圓板、環(huán)板(外半徑與內(nèi)半徑之差大于板厚的10倍)
,圓環(huán)(外半徑與內(nèi)半徑之差小于板厚的10倍)和彈性地基圓板。上述7種殼體和4種板可以組合成多種壓力容器結(jié)構(gòu)
。此外
,密封元件、支架
、附件等構(gòu)成一個(gè)完整的壓力容器。圖1-1顯示了水平壓力容器的總體結(jié)構(gòu)
。結(jié)合下圖簡(jiǎn)要介紹了壓力容器的基本組成
。
(1)氣缸的作用是提供工藝所需的壓力空間,是壓力容器重要的壓力元件之一
。其內(nèi)徑和體積通常由工藝計(jì)算確定
。圓柱和球面圓柱是工程中常用的圓柱結(jié)構(gòu)
。當(dāng)鋼瓶直徑較?div id="d48novz" class="flower left">
。ㄒ话阈∮?000mm)時(shí),鋼瓶可采用無(wú)縫鋼管制作
,鋼瓶上無(wú)縱向焊縫
;當(dāng)鋼瓶直徑較大時(shí),鋼板可在卷板機(jī)上卷成鋼瓶或在水壓機(jī)上壓成兩個(gè)半鋼瓶
,然后與焊縫焊接在一起形成整個(gè)氣缸
。由于焊縫的方向與筒體的縱向(即軸向)方向平行,所以稱為縱向焊縫
,簡(jiǎn)稱縱向焊縫。如果容器直徑不大
,一般只有一條縱向焊縫;隨著容器直徑的增大
,由于鋼板尺寸的限制
,可能會(huì)有兩條或兩條以上的縱向焊縫。此外
,長(zhǎng)度較短的容器可直接與筒體兩端的頭部連接
,形成封閉的壓力空間,也可制成壓力容器殼體
。但是,當(dāng)容器較長(zhǎng)時(shí)
,由于鋼板尺寸的限制
,需要將鋼板卷焊成筒體的若干段(筒體的一段稱為筒體段),然后將兩段或多段組裝焊接成筒體所需的長(zhǎng)度
。筒體段與筒體段之間
、筒體與端蓋之間的連接焊縫
,由于其方向垂直于筒體的軸向
,所以稱為環(huán)焊縫。根據(jù)其結(jié)構(gòu)
,筒體可分為單層式和組合式兩種
。
①單層圓筒的壁厚方向?yàn)橐徽麑硬牧?div id="d48novz" class="flower left">
,即只有一層壁厚(為防止?nèi)部介質(zhì)腐蝕
,不包括內(nèi)襯防腐層)。按制造方法
,單層筒體可分為單層輥焊式
、整體鍛造式、鍛焊式
、非焊瓶式等
,單層輥焊結(jié)構(gòu)是目前制造和使用廣泛的筒體形式之一。它用鋼板在大型軋鋼機(jī)上卷起鋼瓶
,形成鋼瓶截面
通過(guò)焊接縱向焊縫
,然后與頭部或端部法蘭組焊而成容器。圖1-1所示筒體為單層滾焊結(jié)構(gòu)
。整體鍛造結(jié)構(gòu)是氣缸的早形式。在制造過(guò)程中
,筒體與法蘭可以整體鍛造或螺紋連接
,整個(gè)筒體無(wú)焊縫。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展
,出現(xiàn)了分段鍛造
,然后焊接組裝整個(gè)鍛造焊接筒體
。非焊接筒體的制造方法主要有兩種:一種是用優(yōu)質(zhì)無(wú)縫鋼管兩端熱旋壓而成
;另一種是鋼錠沖壓后熱旋壓而成。一般情況下
,整體鍛造和鍛造焊接鋼瓶主要用于高壓和超高壓容器
,而非焊接鋼瓶通常用于制造非焊接大容量壓力容器。整體鍛造筒體材料金相組織致密
,強(qiáng)度高
,質(zhì)量好,特別適用于焊接性能差的高強(qiáng)度鋼制超高壓容器
。但是
,制造業(yè)需要非常大的冶煉、鍛造和加工設(shè)備
,材料消耗量大
,鋼材利用率低(僅26%~29%),加工量大
。因此
,一般只適用于內(nèi)徑為5300~800mm、長(zhǎng)度不大于12M的超高壓小型容器
,如聚乙烯反應(yīng)釜
、人造晶體釜等。
②組合筒壁是由厚度方向上的兩層或多層不連續(xù)材料構(gòu)成的
。根據(jù)結(jié)構(gòu)和制造方式
,組合氣缸可分為多層式和纏繞式兩大類。具體結(jié)構(gòu)將在本書4章中描述。
(2)根據(jù)頭部幾何形狀的不同
,頭部可分為球形
、橢圓形、碟形
、球形冠
、錐殼和扁蓋,其中球形
、橢圓形
、碟形和球形冠頭統(tǒng)稱為凸頭
。當(dāng)容器組裝后無(wú)需打開(kāi)時(shí)(一般容器內(nèi)無(wú)內(nèi)部零件或有內(nèi)部零件但無(wú)需更換或修理)
,可直接將缸蓋與氣缸焊接,有效保證密封
,節(jié)省材料,減少加工制造工作量
。因內(nèi)部零件維修或更換需要多次打開(kāi)的容器,其頭部與氣缸的連接應(yīng)是可拆卸的
。此時(shí)
,氣缸蓋和氣缸之間必須有密封裝置。
(3)密封裝置的壓力容器上有許多密封裝置
,如:缸蓋與氣缸之間的可拆卸連接
、容器連接管與外管之間的可拆卸連接
、人孔蓋與手孔蓋之間的連接
。壓力容器的正常運(yùn)行在很大程度上取決于密封裝置的可靠性。螺栓法蘭連接(簡(jiǎn)稱法蘭連接)是應(yīng)用廣泛的密封裝置之一
。其作用是通過(guò)螺栓連接和擰緊螺栓來(lái)壓縮密封元件
,從而確保密封。法蘭按連接部件分為容器法蘭和管道法蘭
。用于連接容器蓋(或頂蓋)和氣缸以及兩個(gè)氣缸之間的法蘭稱為容器法蘭;用于連接管道的法蘭稱為管道法蘭
。在高壓容器中
,用于連接頂蓋和鋼瓶并與鋼瓶焊接的容器法蘭也稱為鋼瓶端部。
(4)由于工藝和維護(hù)的需要
,在各種尺寸或已安裝的連接管上
,如人孔、手孔
、觀察窗孔
、進(jìn)料口和出口連接管,以及壓力表
、液位表的安裝等
,經(jīng)常在壓力容器的汽缸或缸蓋上開(kāi)孔和連接管,閥
、測(cè)溫儀等連接管開(kāi)口。手孔和人孔是用于檢查
、組裝
、拆卸和清洗容器內(nèi)部的裝置。手孔的內(nèi)徑應(yīng)允許操作員的手自由通過(guò)
。因此
,手孔直徑一般不應(yīng)小于150mm?div id="m50uktp" class="box-center"> ?紤]到人臂長(zhǎng)度約650-700mm,對(duì)于直徑大于1000mm的容器不宜設(shè)置手孔
,而應(yīng)設(shè)置人孔門
。有兩種常見(jiàn)的檢修孔形狀:圓形和橢圓形。為使操作人員自由進(jìn)出
,圓形檢修孔直徑至少為400mm
,橢圓形檢修孔尺寸一般為350mm×450mm。氣缸或氣缸蓋打開(kāi)后
,打開(kāi)部分的強(qiáng)度減弱,應(yīng)力增加
。這種弱化程度隨著開(kāi)孔直徑的增大而增大
,因此應(yīng)盡量減少容器上開(kāi)孔的數(shù)量,特別是避免開(kāi)大孔
。對(duì)于容器上已開(kāi)的孔
,還應(yīng)進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì),以保證所需強(qiáng)度
。
(5)支承壓力容器由支承件支承并固定在底座上
打開(kāi)。圓柱形容器和球形容器的支承不同
。根據(jù)安裝位置的不同
,圓柱形容器支架分為立式容器支架和臥式容器支架。立式容器支架包括腿支架、支撐支架
、耳支架和裙座
。球罐支座多為柱或裙座支座。
(6)由于壓力容器的使用特點(diǎn)和內(nèi)部介質(zhì)的化學(xué)過(guò)程特性
,附件往往需要在容器上設(shè)置一些裝置和測(cè)控儀表,以監(jiān)視工作介質(zhì)的參數(shù)
,從而保證壓力容器的使用和工藝的正常運(yùn)行
。壓力容器的附件主要包括閥、爆破片裝置
、緊急切斷閥
、聯(lián)鎖裝置、壓力表
、液位計(jì)、溫度測(cè)量?jī)x表等
。上述六部分(氣缸
、氣缸蓋、密封裝置
、開(kāi)孔噴嘴、
,支架和附件)構(gòu)成壓力容器的外殼
。對(duì)于儲(chǔ)存容器來(lái)說(shuō)
,外殼就是容器本身
;對(duì)于用于化學(xué)反應(yīng)、傳熱
、分離等過(guò)程的容器來(lái)說(shuō)
,工藝所需的內(nèi)部零件必須安裝在外殼內(nèi),才能形成完整的產(chǎn)品
。
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