钢制焊接常压容器

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1、、钢制焊接常压容器JB/T4735 1997一、概述本标准属推荐性行业标准，即非强制性标准。而GB150 , 151均属于强制性标准。1、适用范围一一本标准适用于符合下表所列条件的容器容器种类设计压力P D设计温度T D容积限制圆筒形容器-0.02MPa v P d v 0.1MPa-20 v T d w 350 C 500L立式圆筒形储罐-500Paw P dv 2000Pa-20 Cv T d w 250 C20m310000m3圆筒形料仓-50mmH 2OW P dW 200mmH20v 100 C不限矩形容器连通大气常温2、不适用范围 直接受火焰加热的容器。 受核辐射作用的容器。 盛装

2、毒性为极度或高度危害介质的容器。 直接埋入地下的容器。 可升降式气柜。 经常搬运的容器。 计算容积小于500L的容器。说明：JB/T 4735规定不允许介质为高度或极度毒性介质，或者说：容器的介质为高度或极度毒性将必须按 GB150进行设计；即提高设计压力，提高制造和检测要求。3、 JB/T 4735与GB150除适用与不适用范围不同外，还有许多方面存在差异，现举几个常见适用与不适用范围差别如下： 材料方面对于碳素钢，低合金钢不论板材、管材、锻件、紧固件等其安全系数取值不同，故许用应力值也不 同，其中GB150偏于安全。如部分材料在常温状态下的许用应力。标准材料JB/T 4735GB150Q2

3、35135 MPa113 MPa20R160 MPa133 MPa16MnR205 MPa170 MPa焊接接头系数A.双面焊或相当于双面焊的单面焊100% RT、UT 局部RT、UT不探取=1取=0.85取=0.7B.带垫板的单面焊100% RT、UT取=0.9局部RT、UT取=0.8不探取=0.65C.单面焊局部RT、UT取=0.7不探取=0.6D. JB/T 4735中，立式大型储罐的纵向接头并经局部无损检测的全焊透结构，焊接接头系数取E. 此外双面搭接 =0.55双面角接=0.55单面角接=0.5压力试验及试漏方面GB150 只有液压和气压试验及气密性试验。JB/T 4735 除液压（

4、不小于O.IMPa）、气压试验外，可根据具体情况作气密、盛水、煤油渗透、 皂液试漏，真空箱试漏等代替压力或检漏试验。二、圆筒形容器1. 内压圆筒一一适用于受内压和/或液柱静压力作用下圆筒厚度的计算A. 圆筒计算式比较JB/T 4735GB150巳 D1FC Di2 t厂 PC圆筒计算应力tPc D1t 巳（Di e）2 c2 cB. 外压圆筒和外压球壳，以及各种凸形封头，无折边锥形封头同GB150。说明：常压容器由于压力很低，其破坏形式已不因强度不足而破坏，而是刚度不足发生失稳而塌陷。 设计的主要问题是结构的处理和用材的合理。三、立式圆筒形储罐1. JB/T 4735 97中立式圆筒形储罐的范

5、围： 设计压力PD=-500pa2000pa即 PD=-50mmH 20200mmH 2O当设置呼吸阀时：Pd=1.2倍排放或吸入压力，且不超过以上规定。 设计温度范围：-20 Cv Td T； 支牢ti去；4、直乎.拝3. 立式储罐经济尺寸的选择最省材料的经济尺寸A. 等壁厚储罐一一罐壁厚度为一固定厚度，即壁厚不随高度的变化而变化。其中：Si罐顶板厚S2罐底板厚S罐壁板厚在等壁厚储罐中，当罐顶和罐底的金属用量等于罐壁用量的一半时，储罐金属用量最省。此时 储罐高度H如下：S1 S2H Si S2R 或SD 2SV罐容积R罐内半径a. 在敞口容器中，当罐底与罐壁等厚时，即S2=S，Si=0代入上

6、式：HS1 - H -D RD 2S 22即H=R时用料最省。b. 在闭口容器中，若：Si=S2=S代入公式:Si S22S即H=D时用料最省。等壁厚贮罐，由于受到 S的限制，只能用于一定容积范围内。这个容积取决于钢板的厚度和强度， 对于碳素钢 V=1000m3。当容积大于1000m3应采用不等壁厚储罐。B. 不等壁厚储罐一一对于大型储罐，由于高度相对加大罐壁承受液体的静压，亦随高度的变化而 变化，罐壁厚度也应随静压的增加而增加。此时a.当罐顶与罐底金属用量之和等于罐壁承受液体静压力所需金属用量时，金属用量最省;的经济高度其中：S1罐底板厚(T 材料许用应力S2罐顶板厚r罐体内半径从上式可见储

7、罐高度与容积无关。贮罐时经济高度取决于罐顶，罐底的厚度和材料的许用应 力。b.当储罐容积和高度确定后，储罐的直径如下: 最省费用的经济尺寸A. 等壁厚的储罐a. 对于小型敞口储罐H=Rb. 对于小型闭式储罐H=DB. 不等壁厚的储罐一一大容量不等壁厚储罐的直径与罐壁费用成正比，与顶、底费用成反比。罐 壁费用越高直径应当愈大。当罐壁，罐顶费用为罐底费用的两倍时，储罐直径如下说明：83DH或高度HD38a1储罐的储存系数（或称充装系数）中，对于原油和热油罐为0.85，化工原料罐和成品油罐为0.90。浮顶和内浮顶可以比以上系数再大5%,即卩0.90和0.95。公称容积2VD-D H4实际容积操作容积

8、2（H A B）2V1D (H A)4Vw -D4V V(1)b.储罐的设计尺寸经过初算的直径，高度尺寸应进行圆整或调整，比如直径D=10620 可取: D=11000、D=10500、D=10000。然后对高度H进行调整，高度的调整应和钢板宽度相适应。使焊缝的总长及余料 愈少愈好。调整的另一原则是设计的总容积基本不变。c. 储罐的经济尺寸还应和储罐的基础一同考虑，特别是大型储罐，基础费用有时可达总价的 40%。只有对工程造价，材料消耗进行全盘考虑，才是最终的储罐经济尺寸。4. 立式储罐设计罐顶设计A. 一般规定a.罐顶最小厚度 min 4.5，且不含C。b.顶板拼接可采用对接或搭接，搭接宽度

9、不小于5S，且不小于25mm。0.75倍顶板板厚。且不大DN 50000m3）,罐底的弯曲应力和剪力增大，有可能超过许用应力，而造成破坏，此时应对罐体下边缘板应力进行计算。C. 罐壁最小厚度内径Di碳钢奥氏体不锈钢1600054 3200065D. 罐壁顶部包边角钢（含承压圈）截面尺寸的确定 a.包边角钢的连接型式A J16倍板厚范Pd Di8 七 tgQ2mm17铉边甬財期强区b.包边角钢的截面积一一包边角钢截面积加上与其相连的罐壁、罐顶板上各围内的截面积之和应满足下式要求1-工蟹：A盜頂視 3-旬型為钢；吕一环形檜辭c.包边角钢的最小尺寸一一包边角钢的壁厚不得小于圆筒和顶板的厚度。储罐内径

10、D i角钢最小尺寸 5000L50 X 50 X 510000L63 X 63 X 620000L75 X 75 X 8 12.5m时宜采用弓形边缘板与中幅板组焊。uf ScB.壁板与罐底板相连接的几点规定a.罐底边缘板伸出壁厚外表面的宽度不小于50mmVW图4.2.4- 1 蜡底檢轴搭捲抡头b.罐底边缘板的最小厚度，不得小于下表数值底层壁板名义厚度边缘板最小厚度碳钢奥氏体不锈钢 66同底层壁板71066112087212510c.罐底中幅板的厚度，不得小于下表数值储罐内径D1中幅板最小厚度碳钢奥氏体不锈钢10000542000064.5C.罐底板坡度底板与基础接触，在长期液压作用下，罐底和基

11、础中心部位挠度最大，当超过限度时，会造 成底板焊缝开裂。为消除因基础下沉而引起的中部凹陷，同时也为了便于排出残液，底板应图:具有和基础同样的坡度，如下7300500mm处。为此规定边缘板，径向d. 罐底边缘板的最小宽度和和底板最大应力 根据储罐应力实测，罐底最大径向应力在距离罐壁 最小尺寸为700mm。AWTOW曙两闻xn，汕號丸聲技叵闻芦为Gt7图5. 风载荷作用下罐壁稳定校核 罐壁许用临界压力Per5.06 10Di2.51DiHn=刀 Hei其中：Hn罐壁当量高度Hei 第i层罐壁板的当量高度12 5Heihi(eiH1H22.50.75822733000030006000122.566

12、0000.8154891H39000102.5690000.891802182.56H41200012000 1120006稳定校核Per 5.06105 12000271856120005.06 1050.4414 52.510 90.001116MPa1116paPer2.25Kz q。PiKz 1.38qo 400N /m2400pa R 1.2 200H 2O 20paFer2.25 1.38 400pa 20pa1242pa 20pa 1262pa加强圈的设置A. 当Fer不满足校核要求时，罐壁上应设置加强圈，数量如下式2.25Kz q。 F nFcrB. 加强圈的最小尺寸Di w

13、20000用 L100 X 63 X 8Di w 32000用 L125 X 80 X 86. 储罐的抗震校核在地震设防地区建罐，需进行抗震校核，详见附录C。7. 立式圆筒形储罐检验请参照GBJ128 90四.矩形容器1.范围一一用于直接与大气连通，或敞开式，且仅承受液体静压力的矩形容器。其支承方式一般置于 平面基础上，或支承在基础上的型钢上表面。2. 矩形容器加固型式和部位 顶边加固一一加固件应设置于壁板顶边四周。 垂直加固一一加固件应垂直地面并与壁板连接。 横向加固一一加固件应平行地面并与壁板连接。 拉杆加固一一加固拉杆应设置于二平行壁板之间。 垂直和横向的组合加固一一加固件垂直，水平交叉

14、设置在壁板上。 带双向水平联杆的垂直加固一一P8内部加固结构在垂直加固柱上设置12排水平交叉向的联杆。而顶部水平联杆，可作为支承盖板的杆件。顶边加固一一加固件设置在壁板顶部四周顶边加固件 13-2顶边加固的短形容界A.壁板厚度计算按下式:2.45L? ?g?Hmm2.45 1500.19 %mm39.8m 21500mms1 150Nnim23675.1.86 10 6mm 36750.001365mm5.01mm其中：a查图 13 3当 H=L 时，a =0.019P 液体密度1 x 10-6kg/mm3g重力加速度 9.8m/s2H 容器内侧高度。(T一一查表4 1 (注意该值不同于 GB

15、150中的许用值，女口 Q235A , 363d2/3，拉杆直径1624mm时，拉杆直径如下:a.0.553H?g?L3C2mmbt0.55 2500I.|k% 6 mm2 9.8m/s2 3000mm10C2 1375155MPa0.0138 C19 3 22其中d bt拉杆材料的许用应力，材料为Q235A时，取d bt=155MPa。b.拉杆长度L2V 363d2/3的应力校核(a )拉杆重力引起的拉应力：d 2t1 0.864EtMPa(b)拉杆自重引起的弯曲应力:旦MPa其中P-液体的密度kg/mm 3V拉杆材料的密度kg/mm3(c)液体静压对拉杆引起的拉应力2? g ? H 2 ?

16、 t2 0.3062dL3 MPa(d)拉杆最大应力及校核maxt1nt2b MPa 横向加固加固件及壁板计算用13-6花杆加固們甲瞻容器A.横向加固件所需的惯性矩0.217?g?h12 ?L3 E4mmB.加固圈的数量与段距见下表加固圈数量容器高H(mm)150021002100300030004000 4000加固圈个数1234加固圈段距段距数量H1H2H3H4H510.60H0.40H20.45H0.30H0.25H30.37H0.25H0.21H0.17H40.31H0.21H0.18H0.16H0.14HC. 第一道横向加固圈单位长度上的载荷计算1Fi?g?h2(hih2)6D. 第

17、一道横向加固圈所需的惯性矩I11.3F1*mm4E.第一段壁板计算厚度g?hitmm其中ai由H1/L按图13 3查得。F.矩形容器从顶端算起，第i (i=2、3、4)道横向加固圈单位长度上的载荷按下式:1 Fi 二?g(hi 1 hi 1)(hi 1 hi h)6G第i道横向加固圈所需的惯性矩Ii 1.3Fi mm4 EtH.第i道壁板计算厚度按下式计算L 6ai ? ?g（h h1）mm 拉杆加固的壁板计算对于尺寸较大的矩形容器，宜采用内部拉杆结构。R 13-6拉tr加固的範帑君霧A.壁板计算厚度按下式其中拉杆间距a=h时(即等距排列)?g?hmm2B.拉杆直径按下式计算，且不小于6mmC

18、.di 1.13?h? ?g?hiC2mm顶边加固件所需惯性矩同前I 0.217?g?h1 ?L mmEt 垂直和横向组合加固的壁板计算在矩形容器高度超过 2200时，通常在壁板垂直加固的型式上，再加横向加固圈，以增加壁板的 刚度。图13-7垂庇和横向抑固的矩形容欝这种型式的容器按 5中相关公式计算，且将 L换成L3如：A.B.I加固圈的数量和段距一一按 5中选取.加固圈所需惯性矩一一按 5中计算，其中L换成L3：23?g?h1 ? L340.217:mmeC.i壁板厚度：.6ai? ?g(hi i hi)Ltmm此外，应按4中相关公司确定垂直加固柱和拉杆的规格尺寸。 带双向水平联杆（拉杆）垂

19、直加固的壁板计算该型式为内部加固的矩形容器，通常在垂直加固柱中间再设置一排或两排不等距联杆。顶部联杆 作为支承盖板的杆件。带収向水T联杆的巫4加固矩形容誥A.设置一层联杆（拉杆）的矩形容器a.加固柱连接的一层联杆Hi=0.6H加固柱所需的截面系数0.015 ?g?H 3L3(n C)263 mmb.扁钢联杆(拉杆) 中间联杆：(a)联杆自重引起的拉应力按下式例：扁钢尺寸：FB60 X 6L2=2600自重引起的拉应力如下t10.8EtMPaL20.8 1.92 10MPa2(60mm)(2600mm)21.54 105 5.33 10 4 82MPa(b)联杆自重引起的弯曲应力0.75 ?g?

20、L2 MPab0 75 0.75kg /106mm3 9.8m/s260mm(2600mm)20.75 8.66MPa 6.5MPa(c)液体静压作用于中间联连引起的拉应力t20.27? g ?H 2 ?L3(nb 2C)(b 2C)63220 271kg/10 mm 9.8m/s(2200mm)800mm(60 2)(6 2)mm20.27 16444.2MPa(d)中间联杆最大应力tmaxt1n t2(t16.5 44.2)MPa50.7MPa t1 七验算合格。B.放置两层联杆的矩形容器a.加固柱连接的两层联杆。取总高H1=0.45HH2=0.3HH=3000mm，各分段高度如下:H3=

21、0.25H加固柱所需的截面系数(惯性矩)320.0054 ?g?H3( n 2c)3Z L3 1mm3 t 6Z 1200mm1428.8 1200mm2150 N / mm221200 9.53mm 6mmN (牛)kg ? m / s0.0054 10 6kg/mm39.8m/s2 (3000mm)3(8150MPa362mm624236 mm2 6 2N /m pa N /10 mm2 21MPa N / mm 0.1kg /mmb.角钢联杆(a)第一层联杆b t1 ,b n同前液体静压作用于第一层联杆上引起的拉应力按下式t20.15?g?H ?*3 MPa(nb 2C)(b 2C)联杆

22、最大拉应力tmaxt1nt2(b)第二层联杆t2。202(?g?H2?L_3nb 2C)(b 2C)MPat20.202106322kg / mm 9.8m/s (3000mm) ?800mm (8 2)(80 2)mm20.2029.8 9 800N26 78mm30.4N / mm230.4MPamaxt1nt22mm)26(c)顶部联杆顶部联杆组合截面图。20(6.-C)图13-9联杆计算组合載面联杆自重引起的拉应力t1 9.6E L22( nbX)联杆自重引起的弯曲应力：29.610 6 匚(nb?b丄3)液体静压作用于顶部联杆上的拉应力:t20.06 (b C)( nb?g2C) L

23、a( nC)联杆最大拉应力：tmaxt1nt23. 矩形容器的底板型钢支承的底板计算厚度如下:0.8J?g?Hmm例:0.8 800mm6,32kg / mm 9.8m/s150MPa3000mm底 640mm 0.014 C 8.96mm C取底12mm(c.s)底 10mm(s.s)如果已知底板厚度，则支承梁的最大间距如下L1处 C)： GHmm如果底板在平整的基础上，全平面支承 底板的最小厚度为46mm，或底板与壁板等厚。五.带搅拌的常压容器1适用范围：仅适用于搅拌机装于立式常压容器顶部的搅拌容器2计算：Q作用时的稳定性,筒体：除了符合JB/T4735-1997的要求外还应按下述各式校核

24、筒体受轴向压缩力 使 Q wQ。轴向压缩力Q计算：Q=Q1+Q2+Q3筒体的许用轴向压缩力Q Q=2.09 当 D1n Cc Di( S n-C) (T stN0.36 2 时s1t1 5.75(古?当一nDiCc 2.5K当 D1 n C系数Kc当 D1 n CnEt 0.367 时sEt ? n C st D1Et0.36 rsD1_)2C)500时1.4500时系数Kc值由下图查取对于筒体同时承受真空压力 P和轴向压缩力 Q作用时，还应按下式校核稳定性。Q P 1Q P搅拌机装于常压容器的平项盖上时，顶盖宜采用薄钢板制造，并在其上加设型钢梁。此时，所加型钢应满足下列强度条件:r (max

25、)r (max)103WrrMpa计算M r(max)时，对横跨至顶盖边缘的横梁可按简支梁计算。 同时型钢还应满足刚度条件。对于集中载荷作用在型钢长度1/2处的简支梁的最大挠度应为:Yr (max)(Qi Q2)l348Erlr丫mm计算型钢的强度和刚度进，不论型钢在平盖上用何种方法布置，允许视为仅由两根最长的型钢承受轴 向力Qi和Q2的作用。当搅拌装于凸形封头上时：封头计算应考虑搅拌机重力载荷的作用以及传动装置产生的震动等动力载 荷的影响。符号说明：C :筒体或封头的厚度附加量，按(GB150 中的 1.6.1 选取，mm;)D i :容器内直径 mm;Er :型钢材料的弹性模量，MPa ;

26、Et :设计温度下圆筒材料的弹性模量,MPa ;lr :型钢截面惯性矩，mm4；Kc :系数；L :型钢长度，mm;M r(max):单根型根中的最大弯矩，N m;P :容器内设计压力，MPa;p:容器计算许用外压力，MPa;Q :筒体中的轴向压缩力，N ;Qi :搅拌机的重力，N ;Q2 :流体作用在搅拌器上的轴向力，N;Q3 :不包括器底重力在内的容器重力,N ;Q:筒体的许用轴向压缩力，N;Wr :型钢的抗弯断面模量,mm3;丫 r(max):单根型钢中的最大挠度，一般情况下可取：Yr=1/2000 mm ;5 n :筒体的名义壁厚，mm;d r(max):单根型钢中的最大弯曲应力，MPa;b st :设计温度筒体材料的屈服点，MPa;d r:型钢材料的许用应力， MPa ;c ；应力减少系数。六不锈钢组合式水箱不锈钢组合式水箱是日本总公司研制的，在日本已有50多年历史了。它由日本森松发明，经过不断的改进发展到现在。1990日本总公司把此项技术带到中国上海。不锈钢组合式水箱的结构：IM刖II Ik町IB、