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关于夹套容器设计的探讨

文档名称:关于夹套容器设计的探讨
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上传者:lizhanyiuse
添加时间:2017/06/17
内容摘要:
工程技术
cia9中B新杖本新产品
关于夹套容器设计的探讨
张菊
贵州东华工程殿份有限公司,贵州贵F阳550002
摘要:夹套容器是将作为一个完整压力室的央套连接在容器简体、封头外部形成的多腔压力容器。使用夹套的目的一般是加热或
冷却容器及其内部介质,也可作为容器的密封绝热室。它在石油、天然气、化工装置上得到广泛应用。本文对夹套容器的设计进行了
深入探讨。
关键词:夹套容器;设计要点;压力试验
夹套容器型式与结构
的设计计算一般应当包含容器筒体及封头、的是同一介质,受到的情况基本相同,因此,当
1.1型式
夹套筒体及封头(如果有夹套封头)以及夹套容器和夹套为同一钢号时,容器外壁和夹套
夹套容器按夹套容器的程度分为:全夹封闭件等受压元件的计算。
内壁所取的腐蚀数值应相同,在有的夹套设
套容器即容器筒体与上下封头全部带有夹套
3.1设计数据选取
计图样中往往会忽视这一点。
(见图1):局部夹套容器即容器筒体上下封头
3.1.1设计压力
3.2筒体及封头计算
局部带有夹套(见图2)
计算带夹套部分的容器时,应考虑在正
根据容器在结构上被夹套全部包容和部
夹套封头
常操作情况下可能出现的内外压力差。在确分包容的不同,容器筒体、封头计算可分为以
容器轉头
定夹套容器带夹套部分的设计压力时应考虑下2种类型:①容器筒体、封头被夹套全部包
器筒体
3个设计压力.即容器内设计压力、夹套设计容。容器筒体、封头应分别按容器内设计床力
压力及根据容器受到的内外设计压力差定出和内外设计压力差进行计算,其壁厚按计算
夹套体
的设计压力。容器内设计压力和夹套设计压结果中之大者取值。(②容器筒体被夹套部分
力很明确且易确定,关键是容器受到的内外包容。对于容器未被包容部分,仅按容器内的
设计压力差应如何考虑。笔者认为,在正常操设计压力计算确定其壁厚。对筒体被夹套包
图1全夹套容器筒体图2局部套容器简体作情况下,若容器内外设计压力始终同时存容的部分.则按类型①的方法确定其壁厚这
在,则内外设计压力差可能有3种情况
样计算出来的结果,筒体很可能是变壁厚,上
夹套容器的结构较简单,由容器和夹套

封头与下封头的壁厚也不相同,笔者认为,当
两大部分组成。它的夹套安装在容器的外部,
△p=P1-P2>0
(1)容器简体内直径不大,壁厚较薄容器、夹套和
夹套与容器壁之间形成密封的压力空间,载
当p=p2时:
筒体长度相差不大时,可以取成等壁厚,以减
热体(加热介质)或载冷体冷却介质)在此压
(2)少材料规格并方便制造。
力空间通过容器壁加热或泠却容器内的物
计算夹套筒体、封头时,首先根据容器的
质。不同型式的夹套由不同的受压元件构成
△p=P-px<0
(3)内直径确定夹套的内直径,一般按下列尺寸
般包含夹套筒体、夹套与容器间的封闭件
式中,P为容器设计压力,p2为夹套设计确定:当容器直径Dl<600mm时,则夹套内直
以及椭圆形或锥形夹套封头3个受压元件。压力、△p为容器内外设计压差,MPa。且p>0,径D2大100mm左右,根据所选无缝钢管规
但通道式夹套则是由钢管构成,没有夹套筒P2>0
格定;当600mm
般情况下,头套容器pP2均大于0时,100m;2000m≤DiI时,D)i2-Di1+200mm
夹套封闭件有圆形、平环形、锥形及角钢式(1)和式(2)所表示的情况对于设计计算一般
3.3夹套封闭件的设计
形4种结构形式,通常推荐釆用锥形和平坏都不会起作用,因为按这两种情况计算确定
当夹套封闭件为圆环形、锥形时,夹套封
形封闭件,而这2种结构又有多种形式。例的容器壁厚都小于按p计算确定的容器壁闭件名义厚度不小于夹套名义厚度,实际它
如,锥型封闭件锥角a又可分为30°或45,锥厚。式(3)表示按外压计算确定容器壁厚,这时是以球壳和锥壳的厚度计算公式为依据定出
封闭件可作成与火套筒体有一圆弧过渡的整容器壁厚按内压p和设计压力差△p公式分的。当夹套封闭件为平环形、角钢形时,其封
体制件.也可作成与夹套焊接。显然,有圆弧过别计算后取二者中之大值。
闭件名义厚度应大于等于2倍的夹套名义厚
渡的锥形封闭件比无圆弧过渡的锥形封闭件
如果容器设计压力p和夹套设计压力度
适用范围广,前者可用于≤60°的圆柱形夹p在某些情况下不能同时存在,则设计计算
3.4夹套容器的压力试验
套和U形火套,而后者仅用于α≤30°的圆柱时应按照p=0考虑,这时容器受到外压p2的
夹套容器的内容器和夹套应分别进行压
形夹套。
作用,按外压计算确定容器壁厚。但是对于容力试验。即夹套内容器制成后,必须先进行压
2结构设计要点
器内直径较大或火套设计压力p2较大的情力试验,合格后再焊接夹套,并对夹套作压力
夹套容器的最大检査孔不应超过50mm。况,则一般不按照P=0时的情况来计算,因为试验。应分别对容器和夹套进行压力试验时
为防止容器进口处外壁受到夹套蒸气或其他这样设计将会使容器壁较厚,增大钢材耗费的薄膜应力校核,对夹套的内容器还必须校
介质的冲蚀,应在容器外壁正对夹套介质人量和投资,此时应在设计图样中要求,在任何核在夹套试验压力作用下的稳定性,如不能
口处设置防冲板,并将其焊接于容器外壁上。情况下均保持一定内外压差容器的壁厚应按满足稳定要求,则在夹套进行压力试验时,必
由于容器和夹套间的空间距离一般约50m此压差进行计算。当P=0时,按内压容器计须同时在内容器内保持一定压力,以使整个
故不宜设置入口挡板。

试验过程中的任一时间内,夹套和内容器的
当容器内为极度或高度危害介质时,对
3.1.2设计温度
压力差不超过设计压力差。这一点很重要。图
容器焊缝和连接夹套的焊缝应做100%射线
在确定夹套容器的容器设计温度时
纸上应注明这一要求。
检查.且应进行焊后热处理。
定要注意其设计温度是指在容器内设计压力
4建议
笔者设计的夹套容器常采用带圆弧过渡为P夹套内设计压力P2或炳者压力差△分
夹套容器区别于一般容器,即多了一个
的锥形封闭件,锥角α一般取45°,当厚度8=別作用时,容器可能达到的最高温度,即以其夹套,为确保容器焊缝的质量和强度,在安装
6-10m时,过渡部分圆弧半径一般取30-相应的三种设计压力情况、确定其最高设计夹套前应对容器进行水压试验,国家标准对
40mm。设计中很少采用平环形封闭件和圆环温度。
此做了规定。正因为有了这一条规定,使得
形封闭件。为了减少夹套封闭件的制造难度.
3.1.3腐蚀裕
夹套容器的制造工艺与一般容器制造工艺有
也可在容器筒体与夹套筒体间采用法兰连
对于夹套容器腐蚀裕量的选取,除应遵所区别,特别是在编制直径小的容器或全夹

守有关设计规范外还应注意以下两点:①夹套容器的制造工艺时尤其应注意这一点。
3设计计算
套包容的容器简体和封头应按双面腐蚀选取
参考文献
从夹套容器的结构可以知道,夹套容器腐蚀裕量。②由于容器外壁与夹套内壁接触UIGB150-1998,钢制压力容器S]
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