【正文】 管法蘭與 接管的焊接接頭 管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照標(biāo)準(zhǔn) HG2060597,根據(jù)公稱通經(jīng)選擇相應(yīng)的坡口寬度結(jié)構(gòu)如附圖中為幾種常用的管法蘭與結(jié)接管焊接形式的局部放大圖。平行長度任取。 焊接方法：采用手工電弧焊，其原理是利用電弧熱量融化焊條和母材，由融化的金屬結(jié)晶凝固而形成接縫，焊接材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼，應(yīng)用范圍廣，適用短小焊縫及全位置施焊，可適用在靜止、沖擊和振動載荷下工作的堅固密實的焊縫焊接，這種方法靈活方便，適應(yīng)性強，設(shè)備簡單，維修方便，生產(chǎn)率低，勞動強度高。 由公稱直徑查《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》得具體尺寸如下表： 表 鞍座標(biāo)準(zhǔn)尺寸表 公稱直徑 DN 2800 腹板 2? 10 墊板 4b 430 允許載荷 Q/kN 295 筋板 3l 295 4? 10 鞍座高度 h 250 2b 260 e 80 底板 1l 1280 3b 260 螺栓間距 2l 1120 1b 220 3? 8 螺孔 /孔長 /螺紋 D/l 24/40 M20 1? 12 墊板 弧長 2100 鞍座質(zhì)量 Kg 162 20 第五章 容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 焊縫分散原則；避免焊縫多條相交原則；對稱質(zhì)心布置原則；避開應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力峰值去原則；對接鋼板的等厚連接原則；接頭設(shè)計的開敞性原則；焊接坡口的設(shè)計原則（焊縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn)生缺陷；焊縫坡口對稱；有利于焊接防護；焊工操作方便；復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率）。 附件的質(zhì)量 4m ：人孔重 245kg,人孔補強重 ,進出料管約 100kg,液面計、安全閥、排污閥等附件總質(zhì)量約為 4m = 所以設(shè)備總質(zhì)量為 G=[1,3,5]. 每個鞍座所受支座反力 F= 鞍座尺寸標(biāo)準(zhǔn) 查 JB/ 選公稱直徑 DN=2800mm 輕型 (A),120176。,筒體長度加上封頭的直邊長度為 ,則 19 ??? nDL?1m = (12+) 7850= 封頭的質(zhì)量 2m :根據(jù)封頭的名義厚度查得 2:1 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭理論質(zhì)量為 ㎏。為了充分利用這一加強效應(yīng)，在滿足 .2L0A? 下應(yīng)盡量使 ? . A≤ (n22800??)= 綜合以上取 A=710mm 則兩鞍座間距 S=(L+2h)2A=10710mm,鞍座位置及結(jié)構(gòu)如下圖所示。 鞍座位置的確定 雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡化為受均布載荷的外伸梁，由材料力學(xué)知，當(dāng)外伸長度 A= 時，跨度中央的彎矩與支座截面處的彎矩絕對值相等，所以一般近似取 .2L0A? ,其中 L 取兩封頭切線間距離， A 為鞍座中心線至封頭切線間距離。根據(jù)設(shè)備的公稱直徑和容器的重量參照鞍座標(biāo)準(zhǔn) JB/T47122021 選取鞍座結(jié)構(gòu)及尺寸。通常的做法是將一個支座上的地腳螺栓孔做成長圓形，并且螺母不上緊，使其成為活動支座，而另一支座仍為固定支座。但對于大型臥式容器而言，當(dāng)采用多支座時，如果各支座的水平高度有差異或地基沉陷不均勻，或殼體不直不圓等微小差異以及容器不同部位受力撓曲的相對變形不同，是支座反力難以為個支點平均分 攤，導(dǎo)致課題應(yīng)力增大，因而體現(xiàn)不出多制作的優(yōu)點，故一般情況采用雙支座。置于支座上的臥式容器，其情況和梁相似，有材料力學(xué)分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力與支點的數(shù)目和位置有關(guān)。 根據(jù)設(shè)計要求選用查標(biāo)準(zhǔn) 選用透光式玻璃板液面計，型號 T；利用連通16 器原理，通過液面計的玻璃板視窗可以觀察容器內(nèi)部液面位置的變動情況。它們都是外購的標(biāo)準(zhǔn)件，只需要選用。 根據(jù)本設(shè)計要求選用公稱直徑為 40mm 的彈簧封閉微啟式安全閥，材料為不銹鋼。 由本設(shè)計壓力和溫度要求查《化工工藝設(shè)計手冊》 HG20606 選用石棉橡膠墊片，其使用范圍 PN≤ Mpa,t≤ 290℃ ,密封形式為 RF（突面）。 螺栓（螺柱）的選擇 根據(jù)要求法蘭處用螺栓做緊固件，螺栓有多種材料和多種結(jié)構(gòu)，選擇時 應(yīng)考慮到設(shè)計的適用性和安全性。因此根據(jù)工藝要求正確地選用儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。 查 HG205922063597《鋼制管法蘭》中 板式平焊法蘭選擇以接管公稱直徑一致的鋼制管法蘭，得各法蘭的尺寸和質(zhì)量，詳細(xì)尺寸將見表 表 法蘭尺寸 公 稱直 徑DN（ mm） 接管外徑 法蘭外徑 法蘭 厚度 法蘭內(nèi)徑 破口寬度 密封面形式 螺栓孔直徑 螺栓數(shù) 法蘭質(zhì)量 20 25 105 16 26 4 RF 14 4 25 32 115 16 33 5 RF 14 4 13 40 45 150 18 46 5 RF 18 4 50 57 165 20 59 5 RF 18 4 65 76 185 22 78 6 RF 18 8 450 480 670 50 485 12 MFM 36 20 法蘭材料選用 Q345R 圖 3 法蘭簡圖 壓力表的選擇 儀表類型的選用必須滿足工藝生產(chǎn)的要求。 鋼結(jié)構(gòu)連接用螺栓性能等級分 、 、 、 、 、 、 、 、 等10 余個等級，其中 級及以上螺栓材質(zhì)為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱 處理 （淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。 管法蘭及螺栓的選擇： 由設(shè)計壓力 HG205922063597中 （ PL）知板式平焊鋼制管法蘭的密封面形式有突面（ RF） 和全平面（ FF） 。排污管一端焊接在筒 體下方，另一端用螺紋帽密封，制造便宜，操作方便。 ④接管最小壁厚滿足以下要求 下表為不需另補強的尺寸要求 接管公稱外徑 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 根據(jù)《化工工藝設(shè)計手冊》查得在壓力在 到 時液氨流速約為 2m/s，本12 設(shè)計要求流量約為 3L/s 根據(jù) ?? 24q dv ? 初步確定進出料管直徑 d=24mm。 兩相鄰開孔中心的距離應(yīng)不小于兩孔直徑之和的 2 倍。 查過程設(shè)備設(shè)計知當(dāng)殼體上的開孔滿足下述全部要求時，可不另行補強。 計算補強圈厚度： mmDD A ic 4 ?????? 查標(biāo)準(zhǔn)補強圈厚度取 16 ㎜，由 JB/T47362021 查得補強圈質(zhì)量為 。根據(jù)補強圈焊縫要求，并查得結(jié)構(gòu)圖為帶補強圈焊縫 T 型接頭，補強圈坡口取 D 型（查《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》）。 所需另行補強的面積為： 24 4 4 8 8 3 3 2 mmAAA e ????? 補強圈的設(shè)計 為檢驗焊縫的緊密型，補強圈上鉆 M10 的螺孔一個，以通入壓縮空氣檢驗焊縫質(zhì)量。1hh )= 02?h （實際內(nèi)伸高度 ） . 有效補強面積 有效補強寬度 B=2d 筒體的有效厚度 mme ???? 筒體上多余金屬面積： ? ?? ? ? ?? ?reete f????? 12dBA 1 ????? =（ ）（ ） 2? ? ()? ()= 2mm 人孔接管上多余金屬面積： ? ? ? ? retrtet fChfh 2212 22A ???? ??? 接管計算厚度： mmpdp ct ict )24530( n ???? ???? ??? 】【 所以 22 )( mmA ?????? 焊縫金屬 截面積： 按照 GB98580 中角焊縫角尺寸的選擇規(guī)定當(dāng)材料厚度為 16～ 23mm 時焊腳取 8mm 所以 23 mm6488212 ?????A 則有效補強面積： 2321 ??????? AAAA e 比較的 eAA? 滿足以下條件的可選用補強圈補強：剛材的標(biāo)準(zhǔn)常溫抗拉強度 540?b? Mpa；補11 強圈厚度應(yīng)小于或等于殼體壁厚 的 倍；殼體名義厚度 38?n? ㎜；設(shè)計壓力 Mpa4? ；設(shè)計溫度 350? ℃。 內(nèi)壓容器開孔后所需的補強面積 ? ?ret fd ??? 12A ??? 式中 開孔直徑： ?????? Cd i ； 2 強度削弱系數(shù)： ][][f ??? ttnr ?? 殼體開孔處的計算厚度 ?? 接管有效厚度： mmCntet ????? ?? 則 3 3 ???????? ）（A 有效補強范圍 殼體開孔后，在有效補強范圍內(nèi)，可作為補強的截面積（包括來自殼體、接管、焊縫金屬、補強元件）根據(jù) GB/150 式 87 得 有效寬度： mmdB ???? mmdB ntn ????????? ?? B=Max( 21BB )= 有效高度：根據(jù) GB/150 式 88 10 mmdh nt 1 139。 表 不另外補強的接管最小厚度 接管公稱外徑 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 補強設(shè)計方法判別 按 HG/T21582021，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔。補強材料采用 Q345R。 壓力容器開孔補強的計算方法有多種，為了計算方便，采用等面積補強法，即殼體截面因開孔被削弱的承載面積，必須由補強材料予以等面積的補償。在一般用途、條件不苛刻的 條件下，可采用補強圈補強形式。其尺寸下表 表 人孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸表 密封面型式 凹 凸 面MFM D 670 1b 41 0d 24 公稱壓力Pn MPa 1D 620 2b 46 螺柱數(shù)量 20 公稱直徑Dn 500 1H 250 A 375 螺母數(shù)量 40 wds? 48 12 2H 121 B 175 螺柱尺寸 M33 2 170 d 506 b 42 L 250 總質(zhì)量 kg 302 8 圖 2 人孔結(jié)構(gòu)圖 開孔補強的計算 開孔補強結(jié)構(gòu)：壓力容器開孔補強常用的形式可分為補強圈補強、厚壁管補強、整體鍛件補強三種。 容器上開設(shè)人孔規(guī)定當(dāng) Di1000 時至少設(shè)一個人孔，壓力容器上的開孔最好是圓形的，人孔公稱直徑最小尺寸為φ 400 ㎜。從人孔蓋的開啟方式及開啟后人孔蓋的所處位置看，人孔又可分為回轉(zhuǎn)7 蓋人孔、垂直吊蓋人孔和水平吊蓋人孔三種。 人孔類型：從是否承壓來看有常壓人孔和承壓人孔。 第四章 附件選擇 人孔的選擇 人孔的作用：為了檢查壓力容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。如有滲漏，修補后重新試驗。試驗時壓力應(yīng)緩慢上升，達到規(guī)定試驗壓力后，保壓時間一般不少于 30min。 有效厚度 ????e? mm 封頭尺寸的計算 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 a:b=2:1 由 ? ? 22 iDHh??，得 mmDHh i 40428007404 ????? 封頭厚度計算公式 ： ][2 ??? ct ic pDp??? ????? 可見封頭厚度近似等于筒體厚度，所以圓整后取δ =20mm，有效厚度 ?? 查標(biāo)準(zhǔn)JB/T47462021《鋼制壓力容器用封頭》得 20mm 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭質(zhì)量為 。故筒體壁厚 ][2 ???? ???? ct ic pDp ??? 查得鋼板厚度負(fù)偏差 ,查材料腐蝕手冊得 50℃下液氨對鋼 板的腐蝕速率小于 ㎜ /年，所以雙面腐蝕取腐蝕裕量 2C2? ㎜。在板厚為 16～ 36mm 時取許用應(yīng)力為 185Mpa。 ???V VV 滿足要求。 第三章 設(shè)計計算 筒體尺寸的計算 LDi24??? 取 L/Dn=4 算出 Di =