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模块一 化工设备外壳
列管式换热器的外壳
搅拌反应釜
缓冲罐
工厂中的塔器
化工容器通常为压力容器，我们把承受一定的介质压力且与外界隔离的密闭容器称为压力容器。
化工厂中的许多设备有个共同特点，都有一个外壳，化工生产中把所用化工设备的外壳统称为容器。
项目六 支座
支座的作用是支承设备，固定其位置，并承受操作时振动、风载荷等外力。常见的支座有两大类：卧式支座和立式支座。
知识点一 卧式支座
卧式支座有三种：鞍座、圈座和腿式支座。圈座用于因容器自重而可能造成严重挠曲的大直径薄壁容器；腿式支座只用于小型卧式支座；而鞍座则是卧式容器尤其是大型卧式容器最常用的支座形式，其已经标准化，标准号为JB/T4712.1-2007。
图1-28支腿式支座
1、鞍座的类型
鞍座按结构分，有焊制和弯制两种。
焊制支座由底板、腹板、筋板和垫板组焊而成。DN＞900mm以上的容器多采用焊制支座。
弯制支座的腹板和底板则是由一块钢板弯制而成的。DN﹤900mm可采用弯制支座，也可采用焊制支座。
图1-29 鞍座
同直径的鞍座按其允许承受的最大载荷分，有轻型（代号为A）和重型（代号为B）两种，重型鞍座结构尺寸比轻型的大。DN≤900mm的鞍座只有重型。
鞍座按能否沿轴线自由伸缩分，有固定式
（F）和滑动式（S）两种。固定式鞍座底板上的螺栓孔是圆形的，滑动式鞍座底板上的螺栓孔是长圆形的，双鞍座支承的卧式支座必须是固定式和滑动式鞍座搭配使用。
2、鞍座的数目
由于容器的制造、安装误差和地基沉降的不均匀，会使各鞍座的水平高度发生微小差异，从而造成各支座的受力不均，引起筒壁内的附加应力，因此每台设备均用两个鞍座支承 。
知识点二 立式支座
立式支座有耳式、腿式、支承式支座和裙座四种。一般中小型采用耳式、腿式或支承式，高大的设备则采用裙式支座。
图1-30 耳座
腿式支座
支承式支座
一、耳式支座
耳式支座的标准号是JB/T4712.3-2007，是中小型立式设备应用最广的一种支座。它由垫板、筋板和底板组焊而成，并直接焊在容器的外壁上。
耳座
二、裙座
裙座是高大塔设备最常用的一种支座，有圆筒形和圆锥形两种。圆筒形裙座结构简单、制造方便、应用广泛。圆锥形裙座则用于承载较大，需配置较多地脚螺栓和承载面积较大的基础环的场合。
裙座由裙座体、基础环、螺栓座等部分组成。
裙座体的上端焊在塔体底封上，下端焊在基础环上。裙座体承受塔体的全部载荷，并把载荷传到基础环上，裙座体上开有人孔、引出孔等。基础环是一块环形垫板，它将裙座体传下来的载荷均匀地传到基础上。基础环上开有长圆形的螺栓孔，以便于安装地脚螺栓。
图1-31圆筒形裙座
螺栓座由盖板、筋板、垫板组成。盖板和垫板上开有圆孔，穿入地脚螺栓后再焊在筋板和裙座体上，筋板则是在制造裙座时就焊在基础环和裙座体上了。
图1-32裙座上的螺栓座
项目七 压力容器的安全附件
安全附件是保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。安全附件包括测量操作压力、温度等参数的监测装置（压力表、测温计等）和遇到异常工况时能保证设备安全的装置（安全阀、爆破片等）。
知识点一 超压泄放装置的作用
超压泄放装置的作用是当容器正常运行时，它严密不漏；一旦容器内压力超过规定值（即超压），它能自动开启泄出部分或全部介质（泄压），并发出较大的声响从而起到报警的作用。
知识点二 超压泄放装置的类型
常用的超压泄放装置有安全阀和爆破片。
一、安全阀
安全阀是一种特殊的阀门，当容器内的压力超过规定值时，它能自动开启，泄出高于规定的部分压力，一旦压力达到或低于规定值，它能自动闭合，保证容器仍能正常工作。
分类：安全阀按阀瓣加载方式不同分为重块式、杠杆式、弹簧式三种 。
其中体积庞大、校验复杂的重块式已很少使用；杠杆式多用于工作压力不高、温度较高的场合，而高压容器一般多选弹簧式 。
图1-33 杠杆式安全阀
弹簧式安全阀
应用：弹簧式安全阀有微量的泄漏，开启和闭合均有滞后现象，且处理黏性较大或有结晶体的液体，阀瓣有时会被粘住影响启跳精度，因此，弹簧式安全阀主要用于处理因物理过程而产生超压及允许有微量泄漏且介质黏度不太大的场合。
弹簧式安全阀安全阀
图6-26 工厂中的安全阀
安装：安全阀一般应与容器本体直接连接并铅垂装在容器的最高处；安全阀与容器之间的连接管和管件的通孔截面积均不得小于安全阀的进口面积；安全阀和容器之间一般禁止装设截止阀，若装有，则容器正常工作时，该截止阀必须处于全开状态并加铅封。
二、爆破片
爆破片主要由一块很薄的爆破膜片和夹持器组成。爆破膜片是爆破元件，起控制爆破压力的作用；夹持器的作用是固定爆破膜片，也可以不设夹持器，直接用接管法兰夹紧膜片。
图1-35 爆破片
特点及应用
爆破片泄压迅速，无泄漏，受介质影响小， 但泄压后容器不能正常工作，因此，爆破片应用范围广，多用于不适宜用安全阀的场合。
项目八 压力试验
容器制成或检修后，必须进行压力试验。压力试验可将压力容器的不安全因素在投产前充分暴露出来，防患于未然，是保证设备安全运行的重要措施。
知识点一 压力试验的目的
压力试验的目的：是验证容器在超工作压力条件下，器壁的宏观强度、焊缝的致密性和容器密封结构的可靠性，可以及时发现容器制造或检修过程中的缺陷，并采取措施弥补，防患于未然。
知识点二 压力试验的类型
压力试验有两种，液压试验和气压试验。一般容器的试压都首先考虑液压试验。
一、液压试验
1、液压试验的特点
液压试验的介质是液体，液体的可压缩性极小，即使容器爆破，也没有巨大声响和碎片，是安全的。
2、液压试验的介质
一般是洁净的水，故又称为水压试验。
3、液压试验的温度及压力为了避免液压试验时发生低温脆性破坏，必须控制液体温度不能低于材料的脆性转变温度；液压试验的压力比设计压力高
图1-36 水压试验装置的示意图
4、水压试验的过程
试验时应先打开装在容器最高处的排气阀，灌水将气排尽后关闭。待容器壁温与液体温度接近时，开动试压泵使压力缓慢上升至试验压力，保压30分钟，此时容器上压力表的读数应不变，对所有焊缝一一检查。然后将压力降至试验压力的80%，保持足够长的时间，对所有焊缝、连接部位、压力表的读数进行检查，发现问题，作出标记，卸压后修补，修好后重新试验。无渗漏、无异常响声、无可见变形为合格。
二、气压试验
1、气压试验的应用
因为气体的可压缩性很大，气压试验比较危险，所以，只有不允许有微量残留液体及由于结构原因不能充满液体等不适宜做液压试验的容器才必须进行气压试验 。
2、气压试验的介质
气压试验的介质应为干燥洁净的空气、氮气及其他惰性气体。
3、气压试验的压力及温度
气压试验的试验压力比液压试验稍低，试验温度比液压试验稍高。
4、气压试验的过程
气压试验时应缓慢升压，当压力升至试验压力的10%时且不超过0.05MPa时，保压5分钟，对焊缝和连接部分进行初检，合格后继续升压至试验压力的50%，其后按每级为试验压力10%的级差逐渐增至试验压力，保压10分钟，最后，将压力降至试验压力的87%，保持足够长的时间，进行全面检查，无泄漏为合格。若有泄漏，经返修后重新试验。
小结
化工设备的外壳统称为化工容器，化工容器的稳定是保证化工设备安全正常运转的基础，要求掌握化工容器的组成结构、特点以及类型，熟悉各种化工容器的应用，以便合理选用。

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