不锈钢压力容器的结构是什么样的?下面我们就一起来看看吧!压力容器通常是由板和外壳组成的焊接结构。在压力元件中,圆柱形筒体、球罐(或球形头)、椭圆形头、碟形头、球冠头、锥形头和膨胀节对应的壳体分别是圆柱形壳体、球壳、椭圆形壳体、球冠+环形壳体、球冠、锥壳和环形板+环形壳体。
平盖(或平头)、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆形板、环形板(外半径与内半径之差大于10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚)和弹性基础圆形板。
以上7种壳体和4种板材可组合成各种压力容器结构形式,加上密封元件、支架、安全附件等,形成一个完整的压力容器。
筒体。
气缸的作用是提供工艺所需的承压空间,是压力容器主要的受压元件之一,其内径和体积往往需要通过工艺计算来确定。圆筒(即圆筒)和球形圆筒是工程中常用的圆筒结构。
当筒体直径较小(一般小于1000mm)时,可采用无缝钢管制作,此时筒体无纵焊缝;当筒体直径较大时,可采用钢板在卷板机上卷成圆筒,或用钢板在水压机上压成两个半圆筒,再用焊缝将两者焊接在一起,形成整个圆筒。因为焊缝的方向与圆筒的纵向(即轴向)平行,所以称为纵向焊缝,简称纵向焊缝。
如果容器的直径不是很大,通常只有一个纵向焊缝。随着容器直径的增加,由于钢板宽度尺寸的限制,可能有两个或两个以上的纵向焊缝。此外,长度较短的容器可以直接连接到圆筒的两端,形成封闭的压力空间,从而形成压力容器外壳。
但是,在容器较长的情况下,压力容器制造由于钢板幅面尺寸的限制,首先需要将钢板卷焊成几个部分的筒体(某个部分的筒体称为一个部分),然后由两个或更多的部分组焊接成所需长度的筒体。由于其方向垂直于筒体轴向,所以称为环焊,简称环焊。
圆筒根据其结构可分为单层式和组合式。
一是单层筒体。
筒体的器壁厚度方向由整体材料构成,即器壁只有一层(为了防止内部介质的腐蚀,内衬的防腐层不包括在内)。单层筒体根据制造方式分为单层卷焊式、整体锻造式、锻造式、非焊接瓶式等。
其中,单层卷焊结构是目前制造和使用广泛的筒体形式。它使用钢板在大型卷板机上卷成圆筒,通过焊接纵焊缝成为圆筒接头,然后与封头或端部法兰组装焊接成容器。图1-1所示的圆筒是单层卷焊结构。
整体锻造式结构是初采用的筒体形式,制造时筒体和法兰可以整体锻造,也可以用螺纹连接,整个筒体没有焊接。焊接技术发展后,出现了阶段性锻造,焊接成为整体锻造式筒体。
非焊接瓶筒主要有两种压力容器制造方法:一种是优质无缝钢管通过两端的热旋压接口;另一种是冲压钢锭,然后通过热旋压接口。一般来说,整体锻造和锻焊筒主要用于高压和超高压容器,而非焊接瓶筒通常用于制造非焊接大容积瓶式压力容器。
整体锻造筒材料金相结构致密,强度高,质量好,特别适合焊接性能差的高强度钢制造的超高压容器。但是,制造时需要非常大的冶炼、锻造和机械加工设备,材料消耗量大,钢材利用率低(仅26%~29%),机械加工量大,因此一般只用于内径300~800mm、长度12m以下的小型超高压容器,如聚乙烯反应器、人工水晶器等。
二是组合式筒体。
筒体的器壁厚度方向由两层以上不连续的材料构成。组合式筒体根据结构和制造方式分为多层式和缠绕式。
根据几何形状的不同,封头可分为球形、椭圆形、碟形、球形、锥形外壳和平盖,其中球形、椭圆形、碟形和球形封头也统称为凸形封头。
当容器组装后不需要打开时(通常容器中没有内部零件或虽然有内部零件,但不需要更换或维护),头部可以直接与筒体焊接在一起,从而有效保证密封、节约材料和减少加工制造的工作量。对于因维护或更换内部零件而需要多次打开的容器,头部和筒体之间的连接应该是可拆卸的部和筒体之间必须有密封装置。
密封装置。
压力容器需要许多密封装置,如头部和筒体之间的可拆卸连接、容器接管和外部管道之间的可拆卸连接、人孔和手孔盖的连接等。压力容器能否正常安全运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。
螺栓凸缘连接(简称凸缘连接)是应用广泛的密封装置,其作用是通过螺栓连接,通过拧紧螺栓压紧密封元件来保证密封。凸缘根据连接的部件分为容器凸缘和配管凸缘。
容器封头(或顶盖)与筒体之间,以及两筒体之间连接的法兰称为容器法兰;管道连接的法兰称为管道法兰。在高压容器中,用于连接顶盖和筒体并与筒体焊接的容器法兰也称为筒体端部。
开口和接管。
由于工艺要求和维护的需要,经常在压力容器的筒体或封头上开各种大小的孔或安装接头,如人孔、手孔、镜面孔、物料进出口接头,以及安装压力表、液面计、安全阀、温度计等接头。
手孔和人孔是检查、拆卸和清洗容器内部的装置。手孔的内径应使操作人员的手能够自由通过。因此,手孔的直径一般不应小于150毫米。考虑到人的手臂长度约为650~700毫米,直径大于1000毫米的容器不应设置手孔,而应设置人孔。
普通人孔形状有圆形和椭圆形两种,为使操作者能自由进出,圆形人孔的直径至少应为400mm,椭圆形人孔的尺寸一般为350mm×450mm。
筒体或封头开孔后,开孔部分的强度减弱,应力增加。这种弱化程度随着开孔直径的增加而增加,因此容器上应尽可能减少开孔数量,尤其是避免开大孔。对于容器上开的孔,还应进行开孔加固设计,以确保所需强度。
支撑。
压力容器由支撑台支撑,固定在基础上。圆筒形容器和球形容器的支撑台不同。根据安装位置的不同,圆筒形容器的支撑台分为立式容器的支撑台和卧式容器的支撑台,其中立式容器的支撑台有、耳式支架和裙式支架4种,球形容器多采用柱式或裙式支架。
安全附件。
由于压力容器的使用特性及其内部介质的化学技术特性,通常需要在容器上设置安全装置和测量、控制仪表来监视工作介质的参数,保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。
压力容器的安全附件主要包括安全阀、爆片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、温度计等。
以上六个主要部件(筒体、封头、密封装置、开孔接管、支架和安全附件)构成了压力容器的外壳。对储存容器来说,这个外壳就是容器本身;对于化学反应、传热、分离等工艺过程中使用的容器,必须将工艺要求的内部部件装入外壳中,才能形成完整的产品。上述就是关于不锈钢压力容器的结构介绍了。
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