卧式容器的支座.doc

CHEMICAL ENGINEERING DESIGN 化工设计2020,30(4)浅谈卧式容器鞍式支座的允许载荷常永波∗　北京石油化工工程有限公司西安分公司　西安　710075摘要　卧式容器作为压力容器中最常见的结构型式之一,常采用鞍式支座来支承。

当选用NB /T47065.1-2018标准鞍式支座进行卧式容器设计计算时,发现在垫板不起加强作用,鞍座的应力由水平拉应力控制时,部分鞍座水平应力σ9不满足《卧式容器》NB /T47042-2014校核要求。

由此可见,按标准鞍式支座的选取原则,即在满足鞍座标准规定的条件下,当垫板不起加强作用时,有必要对选用的标准鞍式支座进行强度校核。

关键词　鞍式支座　受力分析　允许载荷∗常永波:工程师。

2008年毕业于西北大学过程装备与控制工程专业。

一直从事化工容器设计工作。

联系电话:187********,E -mail:280775137@。

鞍式支座是卧式容器广泛应用的一种支座,通常由垫板、腹板、筋板和底板构成。

垫板能够减少筒体的周向应力,筋板作用是将垫板和腹板连接起来增加鞍座刚度,用来抵抗压缩力和外弯矩。

腹板、筋板的厚度以及鞍座的高度直接决定着鞍式支座的允许载荷的大小。

1　鞍式支座的受力分析1.1　鞍式支座腹板的水平拉应力容器作用于鞍座的载荷见图1。

图1　容器作用于鞍座的载荷示意图此径向载荷的水平分量即静载荷产生的水平分力Fs,有将鞍座沿纵向截面撕裂的趋势,该力由Zick 法导出:F s =[1+cos β-0.5sin 2βπ-β+sin βcos β]Q =K 9Q式中,Q 为一个鞍座的反力(支承的重量),N;K 9为系数,当鞍式支座包角θ=120°时,K 9=0.204;当鞍式支座包角θ=150°时,K 9=0.259。

依据《卧式容器》NB /T47042-2014规定,鞍式支座腹板的水平拉应力σ9按以下两种情况分别计算:(1)无垫板或垫板不起加强作用时:σ9=F s H s b 0=K 9QH s b 0(1)(2)垫板起加强作用时:σ9=F s H s b 0+b r δre =K 9QH s b 0+b r δre(2)式中,H s 为计算高度,取min {H,13R a},mm;b 0为鞍座腹板厚度,mm;b r 为鞍座垫板有效宽度,mm,取b r =b 2。

容器支座介绍一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。

㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。

鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。

鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。

在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。

鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。

鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。

鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。

鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。

其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。

A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。

BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。

根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。

在一台容器上，两个总是配对使用。

在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。

第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。

长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。

一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。

因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。

采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。

一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。

㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。

鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。

鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。

在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。

鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。

鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。

鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。

鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。

其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。

A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。

BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。

根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。

在一台容器上，两个总是配对使用。

在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。

第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。

长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。

一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。

因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。

采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。

㈡圈座在下列情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。

一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。

㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。

鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。

鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。

在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。

鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。

鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。

鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。

鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。

其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。

A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。

BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。

根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。

在一台容器上，两个总是配对使用。

在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。

第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。

长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。

一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。

因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。

采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。

㈡圈座在下列情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。

第二节容器支座容器和设备的支座，是用来支撑其重量，并使其固定在一定的位置上。

在某些场合下制作还要承受操作是的振动，承受风载荷和地震载荷。

容器和设备的结构形式很多，根据容器与之身的形式，支座可分两大类，即卧式容器支座和立式容器支座。

一卧式容器支座卧式容器支座有三种形：鞍座圈座和支腿。

常见的卧式容器和大型卧式储罐，换热器等多采用鞍座，它是应用的最广泛的卧式容器支座。

但对于大直径薄壁容器和真空设备，为增加筒体支座处的局部刚度常采用圈座。

小型设备常采用机构简单的支腿。

1 双鞍支座及制作标准置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，由材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。

当尺寸和载荷一定时，多支点在梁内产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。

但对于大型卧式容器而言，当采用多支座时，如果各制作的水平高度有差异或地基呈现不均匀，或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为个支点平均分摊，导致壳体应力正大，因而体现不出多做的优点，故一般情况下采用双支座。

采用双支座时，支座位置的选取一方面要考虑到利用封头的加强效应，另一方面又要考虑不是壳体中因荷重引起的弯曲应力过大，所以选取原则如下。

1双鞍卧式支座容器的受力状态可简化为受韵部载荷的外伸梁，由材料力学知，当外申长度A=0.207时。

跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，所以一般近似取A0.2l。

其中L取两封头切线间距离，A为鞍座中心线至封头切线间距离。

2当鞍座临近封头时，则封头对支座处筒体有加强刚性效应，在满足A0.207下应尽量使a0.5R此外，卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩，因此容器两端的支座不能都固定在基础上，必须有一段能在基础上滑动，以避免产生过大的附加力。

通常的做法是将一个支座上的地脚螺旋孔做成圆形，并且螺母不上紧，使其成为活支座，而另一个支座仍未固定支座。

还有一种是采用滚动支座，他克服了滑动摩檫力大的缺点，但结构复杂照价高。

卧式设备支座设计方法分析周季乾【摘要】卧式设备越来越大型化,根据对HG/T 20582—2011《钢制化工容器强度计算规定》、NB/T47042—2014《卧式容器》等标准的研究,从外载荷、设备尺寸、支座数量、支座垂直位置差及支座布置等角度对卧式设备支座设计进行分析,对设备大型化支座的设计提出了建议.%Horizontal equipment is becoming larger and larger.Based on the study of the standards of HG/T 20582-2011 \"Strength Calculation Regulations for Steel Chemical Vessels\" and NB/T 47042-2014 \"Horizontal Vessels\",the design of support for horizontal equipment is analyzed from different angles,such as externalload,equipment size,number of supports,vertical position difference of supports and arrangement of supports.The design of large-scale bearings provides some opinions.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P116-116,118)【关键词】支座;大型化;卧式设备【作者】周季乾【作者单位】中石化洛阳工程有限公司,河南洛阳 471003【正文语种】中文【中图分类】TH122鞍式支座是卧式容器、卧式换热器等压力设备的重要组成部分，其设计的可靠性、安全性对整个设备至关重要，尤其最近几年设备越来越大型化，需要进一步对支座设计进行研究。

jbt 4731-2019 钢制卧式容器讲稿1.适用范围JB/T4731—2005《钢制卧式容器》相关于原来GBl50—1989第8章作了部分修订，如：取消圈座支承，增加鞍座轴向弯曲强度校核及附录A《有附加载荷作用时卧式容器旳强度汁算》等。

JB/T4731适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称旳鞍式支座支承旳常压及受压卧式容器，它不适用于：——直截了当火焰加热及受核辐射作用旳卧式容器；——经常搬运旳卧式容器；——带夹套旳卧式容器；一一作疲劳分析旳卧式容器：卧式容器设计是先依照操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性，卧式容器设计还包括支座位置旳确定及支座本身旳设计。

2.术语和定义.操作压力.设计压力.计算压力.试验压力设计温度工作温度试验温度计算厚度设计厚度名义厚度有效厚度3设计旳一般规定3.1设计压力旳确定：〔a〕设计压力值应不低于操作压力；〔b〕装有超压泄放装置时，设计压力按GB150附录B确定设计压力；(c)液化气体，液化石油气旳卧式容器，按《容规》规定确定设计压力；(d)真空容器旳设计压力按承受外压考虑，当装用安全操纵装置时，设计压力取1.25倍旳最大内外压差或0.1Mpa两者旳较低值；当无安全操纵装置时，设计压力取0.1Mpa。

3、2设计温度旳确定：(a)设计温度不低于元件金属在工作时可能达到旳最高温度。

关于0度以下旳金属温度,设计温度不应高于元件金属在工作时可能达到旳最低温度。

铭牌上应标志设计温度。

(b)低温卧式容器旳设计温度按GB150附录C规定确定。

3、3元件金属温度确定〔a〕传热计算；(b)在已使用旳同类容器上测定；(C)在使用过程中，金属温度接近介质温度时按内部介质温度确定。

3、4关于有不同工况旳卧式容器，应按最苛刻旳工况设计，并在图样或技术文件中注明各工况旳操作压力和操作温度。

3.5设计载荷〔a〕.长期载荷设计压力——内压、外压；液体静压力；容器质量载荷——自身质量，容器所容纳旳物料质量，保温层、梯子平台、接管等附件质量载荷。