压力容器支座设计

支座.1耳式支座：一般用于之承在钢架或梁上的以及穿越楼板的立式容器，按JB/T4712.3-2007《容器支座第3部分：耳式支座》标准选用，支座数量一般应采用4个均布，但容器直径小于等于700mm时，支座数量允许采用2个。

支座与筒体连接处是否带垫板，应根据容器材料和容器与支座连接处的强度和刚度决定。

对低温容器的支座一般要加垫板，垫板尺寸一般按JB/T4712.3-2007标准选取。

支座型式有A（或AN）型、B（BN）型，选取原则按JB/T4712.3-2007标准规定。

10.2支承式支座：多用于安装在距地坪或基础面较近的具有椭圆或碟形封头的立式容器，按JB/T4712.4-2007《容器支座第4部分：支承式之座》标准选用。

支承式支座的数量一般采用3个或4个均布，支承式支座与封头连接处是否加垫板，应根据容器材料和容器与支座连接处的强度和刚度决定，支承式支脚用于带夹套容器时，，如夹套不能承受整体重量，应将支脚用于带夹套容器时，如夹套不能承受整体重量，应将支脚焊接在容器的下封头上。

10.3腿式支座：适用于安装在刚性基础上的立式容器，按JB/T4712.2-2007《容器支座第2部分：腿式之座》标准选用。

支腿容器焊接时应避免重叠。

10.4鞍式支座：使用于卧式容器的支承，按JB/T4712.1-2007《容器支座第1部分：鞍式支座》标准选用。

卧式容器应优先考虑双支座，支座中心线的位置按标准执行容器因操作温度变化，固定侧应采用固定鞍座F 型，滑动侧采用滑动鞍座S型。

固定鞍座通常设在接管较多的一侧。

采用三个“鞍座时中间鞍座宜选用F型”，两侧的鞍座宜选用F型，两侧的鞍座可选用S型。

10.5裙式支座：裙座有圆筒形和圆锥形两种型式，适用于高大型或重型立式容器的支承，裙座与容器的焊接一般推荐用对接结构，并采用连续的圆滑过渡焊，裙座与封头的连接及设计、制造技术要求应执行标准JB/T4710-2005《钢制塔式容器》的规定。

压力容器支座计算公式在工业生产中，压力容器是一种用于存储和输送气体或液体的重要设备。

为了确保压力容器的安全运行，其支座设计是至关重要的。

支座是指支撑压力容器的结构，其设计需要考虑到容器的重量、压力、温度等因素，以确保支座能够承受压力容器的重量和内部压力，同时保证容器的稳定性和安全性。

为了帮助工程师和设计师正确地设计压力容器支座，本文将介绍压力容器支座的计算公式和相关知识。

压力容器支座的设计需要考虑到多个因素，包括容器的重量、内部压力、温度、材料强度等。

在设计支座时，需根据容器的实际情况确定支座的类型、尺寸、材料等参数。

在进行支座设计时，需要使用一些基本的计算公式来确定支座的尺寸和材料，以确保支座能够满足容器的要求。

首先，我们需要计算压力容器的重量。

压力容器的重量可以通过容器的尺寸和材料密度来计算。

一般来说，压力容器的重量可以通过以下公式来计算：W = V ρ。

其中，W表示容器的重量，V表示容器的体积，ρ表示容器材料的密度。

通过这个公式，我们可以计算出容器的重量，从而确定支座需要承受的重量。

其次，我们需要计算压力容器的内部压力。

内部压力是支撑结构设计的重要参数，它直接影响支座的尺寸和材料。

一般来说，压力容器的内部压力可以通过以下公式来计算：P = F / A。

其中，P表示内部压力，F表示容器内部的力，A表示容器的横截面积。

通过这个公式，我们可以计算出容器的内部压力，从而确定支座需要承受的压力。

最后，我们需要根据支座的类型和材料来确定支座的尺寸和材料。

一般来说，支座可以分为固定支座、活动支座和滑动支座等不同类型。

根据支座的类型和材料强度，可以使用以下公式来确定支座的尺寸和材料：S = M / σ。

其中，S表示支座的截面积，M表示支座需要承受的力矩，σ表示支座材料的抗拉强度。

通过这个公式，我们可以确定支座的尺寸和材料，以确保支座能够承受容器的重量和内部压力。

综上所述，压力容器支座的设计是一个复杂的工程问题，需要考虑到多个因素。

压力容器常见结构的设计计算方法一、静态强度计算方法：静态强度计算方法主要针对压力容器在正常工作状态下的静载荷进行计算，其主要目标是确保容器在最大工作压力下不发生破坏。

静态强度计算方法一般包括以下几个步骤：1.基本假设和假设条件：在进行静态强度计算时，需要基于一定的假设和假设条件来简化实际工作状态，如假设容器时刚体、内外压力均匀分布、材料具有均匀强度等。

2.最大应力计算：通过应力分析计算出压力容器各部位的最大应力。

一般情况下，最大应力发生在容器支座、法兰连接处、沟槽和焊接缺陷等处。

3.材料强度计算：根据容器所使用的材料及其强度参数，计算出材料的强度。

根据所处环境不同，一般会对容器进行分析、判断和选择不同材料。

4.安全裕度计算：根据最大应力和材料强度的计算结果，计算出安全裕度。

安全裕度可以通过破坏条件下材料的强度与容器内外压力之比来衡量。

二、疲劳强度计算方法：疲劳强度计算方法主要用于疲劳载荷下的压力容器设计。

工作过程中，容器可能会受到频繁的循环应力作用，从而导致疲劳破坏。

疲劳强度计算方法的主要步骤如下：1.循环载荷分析：通过实测数据或估算，分析容器在工作循环过程中所受到的应力载荷情况。

考虑到载荷的方向、大小、频率和载荷历史等因素。

2.应力集中分析：针对容器中的主要应力集中部位进行应力集中分析，计算出特定位置的应力集中系数。

3.疲劳寿命计算：基于极限疲劳荷载下的循环应力进行计算。

通过应力循环次数和材料疲劳寿命曲线，计算出容器的疲劳寿命。

4.安全裕度计算：根据疲劳寿命与容器使用寿命的比值，得出安全裕度的计算结果。

三、稳定性计算方法：稳定性计算方法用于分析压力容器在压力作用下的稳定性问题，即容器是否会发生屈曲或侧翻。

稳定性计算方法的主要步骤如下：1.稳定性分析模型：根据压力容器的几何形状和支撑方式，构建相应的稳定性模型。

常见的模型有圆筒形、球形、圆锥形等。

2.屈曲载荷计算：通过对应力分析，计算出容器发生屈曲时的承载力。

t ℃D i mm [σ]t MPa δn mm C mmδe mmm 0kgH 0mmH 1mmh mmq 0N/m 2f i δis mm D o mm a G e N S e mm [M L ]kN·m 支座-Ⅰδ3mm [Q]kN b 2mm n pcs l 2mm k S 1mm P e N P w N P N Dmm Q kN M L KN·m 计算Q245R 支座材料Q235A 支座本体允许载荷150支座处圆筒所受的支座弯矩壳体保温层厚度0支座安装尺寸偏心距00支座实际承受载荷水平力水平风载荷水平地震载荷支座不均匀系数容器外径（包括保温层）支座处壳体的允许弯矩支座数量设备总质量1950048613500设计温度壳体内径壳体材料壳体设计温度下的许用应力筒体有效厚度150支座底板离地面高度2100140筒体名义厚度10厚度附加量1设备总高度结 论Q≤[Q]合格ML≤[ML]合格基本数据4支座筋板间距230支座筋板宽度P w = 1.2f i q 0D o H 0×10-6 =6801.51取较大值支座底板螺栓孔位置1159750地面粗糙度类别B 18.8238010m高度处的基本风压值水平力作用点至支座底板高度550支座垫板厚度1219.890.83风压高度变化系数10.2471.02120地震设防烈度8地震影响系数偏心载荷45910.8047611.18P= P w 或 P= P e +0.25P w =P e = am 0g =2661.6选用支座型号B6=-+-++=)(2)22(122223S l b D D n i δδ=⨯+++=-3010])(4[nDS G Ph kn G g m Q e e e =-=31210)(S l Q M Lt ℃D i mm [σ]t MPa δn mm C mmδe mmm 0kgH 0mmH mmq 0N/m 2f i δis mm D o mm a G e N S e mm [F]kN [Q]kN n pcs k δ3mm D r mm P e N P w N P N Q kN 计算水平地震载荷P e =am 0g=2971.25水平风载荷P w =1.2f i q 0D o H 0×10-6=4989.42水平力P=P w 或P=P e +0.25P w =4989.42支座实际承受载荷17.8封头名义厚度1600基本数据支座安装尺寸1200壳体保温层厚度0偏心载荷0偏心距0设计温度50壳体内径1设备总质量2524设备总高度465512椭圆形封头的允许垂直载荷149厚度附加量 1.3封头有效厚度10.7地震影响系数0.12风压高度变化系数选用支座型号水平力作用点至支座底板高度248010m高度处的基本风压值550支座数量4支座材料Q235A支座本体允许载荷地震设防烈度7封头材料Q345R 封头设计温度下的许用应力189地面粗糙度类别B 支座A312容器外径（包括保温层）162460Q≤[Q]合格Q≤[F]合格取较大值结 论支座不均匀系数0.83支座垫板厚度=⨯+++=-3010])(4[r e e e nD S G PH kn G g m QP c MPa t ℃DN mm [σ]t MPa δn mm C mmδe mmδhn mmm 0kgH 1mH 0mmH mmL mmh mmq 0N/m 2δis mmD o mm a H c mm f i [M L ]kN·m C bt mm 支腿C7-1900-63[Q]kN [τ]t MPa [σ]t MPa δa mm n pcs δb mm W mm C b mm t 2mm Dmm L o mm ηh f mm 支座数量4支座底板厚度22支座垫板厚度105支腿H型钢高度支座底板腐蚀裕度2支腿H型钢翼板厚度12角钢支腿中心圆参数1166180壳体总长度6456支座处壳体的允许弯矩24.26支座材料Q235A 支腿许用剪切应力M2433地脚螺栓规格地脚螺栓腐蚀裕度263支座型号8封头名义厚度16壳体切线距封头直边高度582440支座本体允许载荷壳体设计温度下的许用应力113筒体名义厚度设计压力0.6计 算 简 图地面粗糙度类别B 风压高度变化系数1地震设防烈度地震影响系数设计温度200适用范围：①、DN400～1600mm；②、L/DN≤5；③、对角钢和钢管支柱H1≤5m，对H型钢H 1≤8m；④、设计温度t=200℃；⑤、设计基本风压q o =800Pa，地面粗糙度为A类；⑥、地震设防烈度8度（Ⅱ类场地上），设计基本地震加速度0.2g14厚度附加量1筒体有效厚度13容器公称直径1200壳体材料Q235B 壳体保温层厚度100H型钢70支腿型式钢管支腿底板螺栓孔距设备重要度系数1支腿与壳体装配焊缝长度360基本数据12设计温度下支腿许用应力容器外径（包括保温层）142847720.16设备质心高度H c =H-h+L/2=支承高度190010m高度处的基本风压值800设备总质量13395设备总高度8。

支座.1耳式支座：一般用于之承在钢架或梁上的以及穿越楼板的立式容器，按JB/T4712.3-2007《容器支座第3部分：耳式支座》标准选用，支座数量一般应采用4个均布，但容器直径小于等于700mm时，支座数量允许采用2个。

支座与筒体连接处是否带垫板，应根据容器材料和容器与支座连接处的强度和刚度决定。

对低温容器的支座一般要加垫板，垫板尺寸一般按JB/T4712.3-2007标准选取。

支座型式有A（或AN）型、B（BN）型，选取原则按JB/T4712.3-2007标准规定。

10.2支承式支座：多用于安装在距地坪或基础面较近的具有椭圆或碟形封头的立式容器，按JB/T4712.4-2007《容器支座第4部分：支承式之座》标准选用。

支承式支座的数量一般采用3个或4个均布，支承式支座与封头连接处是否加垫板，应根据容器材料和容器与支座连接处的强度和刚度决定，支承式支脚用于带夹套容器时，，如夹套不能承受整体重量，应将支脚用于带夹套容器时，如夹套不能承受整体重量，应将支脚焊接在容器的下封头上。

10.3腿式支座：适用于安装在刚性基础上的立式容器，按JB/T4712.2-2007《容器支座第2部分：腿式之座》标准选用。

支腿容器焊接时应避免重叠。

10.4鞍式支座：使用于卧式容器的支承，按JB/T4712.1-2007《容器支座第1部分：鞍式支座》标准选用。

卧式容器应优先考虑双支座，支座中心线的位置按标准执行容器因操作温度变化，固定侧应采用固定鞍座F 型，滑动侧采用滑动鞍座S型。

固定鞍座通常设在接管较多的一侧。

采用三个“鞍座时中间鞍座宜选用F型”，两侧的鞍座宜选用F型，两侧的鞍座可选用S型。

10.5裙式支座：裙座有圆筒形和圆锥形两种型式，适用于高大型或重型立式容器的支承，裙座与容器的焊接一般推荐用对接结构，并采用连续的圆滑过渡焊，裙座与封头的连接及设计、制造技术要求应执行标准JB/T4710-2005《钢制塔式容器》的规定。

压力容器鞍座制作安装工艺规程指导书
工艺编号：艺
1号料
1.1按设计图纸、标准图尺寸号料，鞍式支座材料为
Q235-A.F，如需要可改用其它材料。

1.2垫板材料一般应与壳体材料相同。

2下料
2.1按号料线剪切、切割底板、腹板、筋板、垫板。

2.2剪切面允许有深度≤1mm的磕痕和厚度≤0.5mm的
毛刺。

切割后，材料表面均匀光滑，不得有氧化铁等杂物、沟槽、缺肉等缺陷。

3滚制
3.1垫板按筒体外径滚制。

4划线
4.1按设计图纸及标准图进行底板、筋板、垫板的划线，
底板上划出螺栓孔、底板对称中心线、筋板腹板安装位置线，筋板上划出螺栓孔25×45°倒角，垫板上划出排气孔，周边圆角。

所有划线允差为±1mm。

4.2用永久性记号笔标注圆孔、长圆孔、圆角、倒角的。

储气罐——压力容器的设计步骤1.确定压力容器设备的各项参数:压力,介质，温度最高工作压力为 1.5MPa,工作温度为常温20℃，工作介质为压缩空气,容积为2m3确定压力容器的类型容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章中有详细的规定，主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分.储气罐为低压（<1。

6MPa）且介质无毒不易燃,应为第Ⅰ类容器。

2.确定设计参数（1）确定设计压力容器的最高工作压力为1.5MPa，设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10倍. 取1。

05还是取1.10，取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置.介质无害或装有安全阀等就可以取下限1。

05，否则上限1。

10.介质为压缩空气,管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4（2）确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得.如在室外在工作,无保温，容器工作温度为30℃，冬季环境温度最低可到－20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为－20℃。

《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考.假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。

（3)确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写.（4）确定腐蚀裕量根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。

先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。

《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。

工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。

介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。

取腐蚀裕量为2mm.（5）确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。

具体取值，可以按《容规》所规定的种情况选择:其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100％的无损检测，其他情况一般选焊缝系数为0。

压力容器设计的基本步骤:以稳压罐的设计为例，对容器设计的全过程进行讲解。

首先，我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书，该协议书也可以经双方同意共同修改、完善，以期达到产品使用最优化。

根据稳压罐的设计技术协议，我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa，工作温度为200℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3，要求使用寿命为10年。

这些参数就是用户提供给我们的设计依据。

有了这些参数，我们就可以开始设计。

一. 设计的第一步就是要完成容器的技术特性表。

除换热器和塔类的容器外，一般容器的技术特性表包括a 容器类别b 设计压力c 设计温度d 介质e 几何容积f 腐蚀裕度j 焊缝系数h 主要受压元件材质等项。

一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质一. 确定容器类别容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章第6条（p7）有详细的规定，主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。

本例稳压罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，则应划为第Ⅰ类容器。

另：具体压力容器划分类别见培训教材p4 1-11何谓易燃介质见p2 1-6介质的毒性程度分级见p3 1-7划分压力容器等级见p3 1-9二. 确定设计压力我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa，设计压力一般取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。

至于是取1.05还是取1.10，就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。

介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则就取上限1.10。

本例介质为无害的压缩空气，且系统管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4=1.47MPa。

另：什么叫设计压力？计算压力？如何确定？见p11 3-1液化石油气储罐设计中，是如何确定设计压力的？三. 确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得。

4.3.6 支座及检查孔4.3.6.1支座■定义：用来支承容器及设备重量，并使容器固定在某一位置的附件。

■支座形式：立式支座：耳式、支承式、支腿、裙座卧式支座：鞍座、圈座、支腿式A、立式容器支座（1）耳式支座（悬挂式支座）■结构：垫板+筋板+支脚板垫板最好采用。

容器较大，壁厚较薄时必须用，以减小局部应力。

一般与容器采用相同的材料。

1-垫板；2-筋板；3-支脚板■优缺点：简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。

■应用：反应釜、立式换热器等直立设备中用。

■设计选型标准：JB/T4725-92《耳式支座》型式：按筋板宽度不同分为A、B型两种。

A型（短臂）：带垫板（A）不带垫板（AN）B型（长臂）：带垫板（B）不带垫板（BN）容器外表面有保温层和需悬挂在楼板上时，宜用B型。

使用范围：D N≤900mm，δe＞3mm，高度/直径≤5，总高≤10m。

选型步骤：①设定支座数量和型号；②计算各支座载荷Q，并校核Q≤[Q]；（载荷Q包括：风载、地震载荷、偏心载荷、重量等，JB/T4725-92中给出了每个支座实际承受载荷Q、M的具体的计算公式、支座尺寸、允许载荷[Q]和许用外力矩[M]。

）③校核Q作用于器壁的外力距M，M≤[M]。

如不能满足，则选大一号支座或增加支座数量，重新校核。

（2）支承式支座■定义：在容器封头底部直接焊上数根支柱，直接支承在基础地面上。

■优缺点：简单、方便，但对容器封头会产生较大局部应力。

■应用：容器高度不大（总高不大于10米，高度/直径≤5），安装位置距地面较近时用。

■结构型式：③校核Q是否大于封头允许的垂直载荷[F]。

如Q ＞[F]，则增加支座数量，重新校核。

（3）腿式支座----支腿■定义：支柱与容器筒体外壁焊接，筒体与支腿间可带垫板，也可不带垫板。

■优缺点：结构简单，较轻，安装方便，底部空间大，便于维修。

但刚性较差，支腿高度要控制好，不能超过许用值。

■适用范围：DN400~1600mm，L/D0＜5（L为筒体长度），容器总高小于5米，且不得用于容器管线与产生脉动载荷的机器设备相联式的情况。