HG 20652-1998
基本信息
标准号:
HG 20652-1998
中文名称:塔器设计技术规定
标准类别:化工行业标准(HG)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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塔器
设计
技术
规定
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出版信息
相关单位信息
标准简介
HG 20652-1998.
1范围
1.1主题内容
HG 20652是结合化工和石油化工塔式容器设计的具体情况,对JB 4710- 1998《钢制塔式容器》的补充和具体化。
HG 20652的适用范围、引用标准和定义,除以下规定外,均与“JB 4710”相同。
1.2适用范围
1.2.1HG 20652适用于高度大于10m,且高度与直径之比大于5的裙座自支承立式钢制塔器。
1.2.2HG 20652不适用于带有拉牵装置、带有砖板等非金属衬里及带有有色金属衬里的塔器。
2引用标准
GB 150《钢制压力容器》
JB 4710《钢制塔式容器》
GBJ 17《钢结构设计规范》
HG 20580《 钢制化工容器设计基础规定》
HG 20581《 钢制化工容器材料选用规定》
HG 20582《 钢制化工容器强度计算规定》
HG 20583《 钢制化工容器结构设计规定》
HG 20584《 钢制化工容器制造技术要求》
HG 20585《 钢制低温压力容器技术规定》
SH 3088《石油化工塔盘设计规范》
SH3524《石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准》
3设计选材
塔器设计选材应符合以下要求。
3.1受压元件
本规定中受压元件是指承受设计内压大于或等于0.1MPa及承受设计外压的元件。
3.1.1受压元件选材的原则、用钢标准、热处理状态、许用应力等均应符合GB150《钢制压力容器》的相应规定。
3.1.2受压元件选材的细则应符合HG 20581《钢制化工容器材料选用规定》的要求。
3.2非受压元件
3.2.1非受压元件用钢必须是列入材料标准的钢材。
3.2.2内外部构件
1与塔体焊接的内部构件材料除应满足工作介质的要求外,还应考虑与塔体焊接后对塔体材料性能的影响。
标准内容
HG 20652—1998 塔器设计技术规定范围·…
主题内容·
适用范围·
引用标准
设计选材·
受压元件
非受正元件
焊接材料
设计计算
受压元件的计算
风教荷和地震载荷
筒体最小厚度
腐蚀裕量
地脚螺性
内部构件
人(手)孔
保温(保冷)支承结构
防火层支承结构
内部梯子
制造、捡验与验收
附录 A
附录 B
附录C
附录D
外形尺偏差
塔盘制造、检验标推
吊耳与塔体焊接接头的捡验
整体热处理的塔器
分段交货的塔器
......
冬季空气调节室外计算温度(标准的附录)裙座简体上端面至塔釜椭圆封头切线距离的计算(提示性附录)带短管和中央地脚螺栓座(提示性附录)挠度控制值(提示性附录)
编制说明
(3)
1范围
1.1主题内容
本规定是结合化正和右油化工塔式容器设计的其体情况,对JB4710一1998《钢制塔式容器》的补充和具体化。
本规定的适用范围、引用标推和定义,除以下规定外,均与“JB4710”相同。适用范围
1.2.1本规定适用于高度人于1Cm,且高度与直径之比大于5的裙座自支承立式钢制塔器。1.2.2本规定不适用于带有拉牵装置、带有砖板等非金属衬里及带有有色金属衬里的塔器。GR 150
JB4710
GBJ 17
HG 20580
HG 20581
HG 20582
HG20583
HG 20584
HG 20585
SH 3088
SH3524
《钢制压力容器》
《钢制塔式容器》
《钢结构设计规范》
引用标准
《制化工容器设计基础规定》
《钢制化工容器材料选用规定》《钢制化工容器强度计算规定》《钢制化工穿器结构设计规定
《钢制化工容器制造技术要求》《钢制低温压力容器技术规定》《石油化工塔盘设计规范》
《石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准》塔器设计选材应符合以下要求。3设计选材
3.1受压元件
本规定中受压元件是指承受设计内压大于或等于0.1MPa及承受设计外压的元件。3.1.1受压元件选材的原则、用钢标准、热处理状态、许用应力等均应符合GB150&钢制压力穿器》的相应规定。
3.1.2受压元件选材的细则应符合HG20581《钢制化工容器材料选用规定》的要求。3.2非爱压元件
3.2.1非受压元件用钢必须是列入材料标准的钢材。3.2.2内外部构件
1与塔体焊接的内部构件材料除应满足工作介质的要求外.还应考虑与塔体焊接后对塔体材料性能的影响:
2与塔体焊接的外部构件材料应考虑与塔体焊接后对塔体材料性能的影响。3.2.3裙座
1选择裙座筒体材料时,除符合3.2.2(2)外.还应考虑建塔地区环境温度的影响。殿取建塔地区的环境计算温度作为裙座的设计温度。注:环境计算温度采用现行C1级采暖通风有空气调节设计规范》中的冬季空气调节室外计算温度,见附录A.
~般情况下裙座简体应采用同种材料,材料的选用参见表 3.2.3一1。表 3. 2. 3 - 1
裙座设计涵度Ts
T—20℃
Ts-20~0℃
Ts≥0~30℃
注,①裙座设计温度按3.2.3.1的规定2钢材标准:Q235-GB70088,Q345裙座简体材料
Q345D或Q345-E.16Mn
Q235-C,D或Q345-C.Q345—D
Q235—A、B、C或Q345—A.Q345-BGB/T1591-94.16Mn GB1591-88。3当裙座设计温度低于0时,裙座(本体)的材料应进行冲击韧性试验。冲击功应不低于表 3. 2. 3—2 的规定。
Q235-0
Q235-D
Q345-D
Q345-E.16Mn
表 3. 7. 3 - 2
夏比(V形缺口)冲
击试验温度
-20℃
三个试样的冲击功乎均值AkV』
10nim×10mmx55mm(纵向)
4当符合以下条件之一时,裙座简体上部应设一段与塔釜封头(或筒体)材料相间的过渡短节,
)塔签设计温度:T>250℃或T≤一20℃。(2)裙座简体与塔釜封头相焊后,将影响塔签材料性能(如不锈钢、铬钼铬、低温钢等)。5过渡短节的长度按以下规定:
(1)塔签设计温度低于一20℃或高于350℃时,过段长度是保温层的4~6倍,且不小于500mm:
(2塔釜设计温度在一20℃~350℃之间时,过渡段长度不小于3c0mm。过渡短节的设计温度应等于塔签封头(或简体)的设计温度。裙座材料(包括过渡短节>的许用应力按表3.2.3一3。表 3. 2. 3- 3
Q235-A.B,C
裙座本体
板厚mm
Q345-A.Q345—B.Q345-C.
Q345--D,Q345-E.16Mn
16裙座过漫段
当裙康过渡段材料与塔盗材
料相同时.其许用应力与塔签
材料的许用应力司
注:①表中的许用应力值系按塔签设计温度为200℃C确定的,安全系数取=2.7。②裙座简体(本体)系指:a无过渡段帮座的简体,b有过渡段裙库的与过渡段相接的裙座简体。裙座简体上开孔补强元件(通道孔、检查孔等)材料宜与裙座筒体材料相同。地脚螺栓座(含盖板、筋板和基础环板)的材料一般应与裙座简体材料相同。9
3.2.4地脚螺栓
1选择地脚螺栓材料应考虑建塔地区环境温度的影响。当环境计算温度高于一20C时,一般选用Q235--A,其许用应力【3=147MPa。当环境计算温度低于或等于一20℃时,:-般选用16Mn或Q345一F,其许用应力aJb=170MPa。
2地脚螺栓的规格、数量、材料应在设计图纸中注明。3.3焊接材料
焊接材料的标准、焊接材料质量证明书,以及各种被焊母材组合所用的焊接材料选择均应符合JB/F4709《钢制压力容器焊接规程》和HG20581《钢制化工容器材料选用规定》的有关规定。
4设计计算
4.1压元件的计算
4.1.1塔器受压光件(包括圆简、封头、锥壳、开孔补强和法兰等)的计算按表4.1.1的规定,裹4.1.1
设计压力 Pt
0.1MPa$Pp≤35MPa真空度大于或等于0.02MPa0.02MPaP,MPa
计算采用的标准
按GB1501998钢制压力容器》的相应章节按JB/T4735-1997钢制焊接带压容器\相应章节4.1.2对于GB150和JB/T4735标准中未作规定的元件计算方法,可按HG20583一1998《钢制化工容器强度计算规定》的有关规定进行计算。4.2风载荷和地载荷
4.2.1对于H/D>5且H>10米的塔器、按JB4710-1998《钢制塔式容器》的规定,计算风载荷、地震载荷及其强度和稳定校核。4.2.2计算风载荷和地囊载荷时塔的计算分段问题1计算自振周期和地震载荷时的计算分段(1对于不等截面塔(包括等直径不等壁厚或不等直径塔),在计算基本振型耳振周期及地震载荷时,将其视为多自凸度体系(多质点).因此将塔沿高度分解为若干计算段,各段的质量可处理为作用在该段高度二分之-处的集中质最。考虑到足够高的计算精确度,宜将塔分为10个等高段。
(2)对于等直径等厚度的塔,计算自振周期时无需分段,但在计算地震载荷时仍需将塔分为若十等高段(10段为宜)。
2计算风载荷时塔的计算分段
(1)对于等截面塔(等直径、等壁厚),一般将距地面高度1m以下作第计算段,其它的计算段一-般取每段小于或等于10m,(2)对丁不等截面的塔(不等直径、不等厚度),宜按截面变化情况分段(即相同直径、相同壁厚为一段)。当然也可与白振周期地震载荷计算时的相同段数4.2.3塔的壁厚分段
1对于塔壁厚取决于压力载荷(内压或外压)且为同一材料时,塔体(裙座除外)可取间-厚度。但对满液操作的塔,需考虑液柱静床力。因此应根据不同高度处的计算压力决定是否采用间一厚度段。
2当塔壁厚是由风载荷或地霆载荷控制时,由于风或地载荷引起的弯矩随塔高自上面下递增,因此从等强度及结构设计的合理性考虑,应将塔体分为自上而下逐段递增的厚度段,5
其不同厚度段的划分原则如下,(1)从制造、经济合理等因素考虑,不同壁厚的段数不宜过多,以最多不超过5个壁厚段为宜(不包括祷座体)。
(2)相邻段的壁厚差不宜过大,碳钢和低合金钢塔体壁厚差一般为2~4mm;不锈钢为1~2mm
(3)在保证强度和结构设计的前提下,同一壁厚段的长度宜控制在5~10m范围内,同时应尽量考虑钢板标准宽度规格.且是钢板标准宽度的整数倍。4.2.4塔器带进行校核计算的截面危险截面系指需进行应力校核的截面:1塔裙座基础环板处裙座壳体的横截面:通过裙座开孔水平中心线的裙座壳体最小截面;2
3裙座与塔体封头对接接头(或塔接接头)截面:4不等直径塔变截面交界处塔壳横截面:5等直径塔变壁厚交界处塔壳的横截面。4.2.5塔顶挠度计算及挠度控制值1当需计算塔项挠度时,其计算方法按B4710一1998&钢制塔式容器》附录的规定。挠度控制值的确定
塔顶挠度控制值应根据工程设计的实际需要确定,本标准附录D给出了塔顶挠度控制的参考值。
4.3简体最小厚度
4.3.1碳钢和低合金钢制筒体不包括腐蚀裕量的最小厚度为2/1000的塔器内直径,且不小于4mm。
4.3.2不锈钢制简体最小厚度:0min=3mm。4.3.3裙座简体包括腐蚀裕量的最小厚度:3min=6mm。4. 4腐蚀裕量
4.4.1受压元件:对碳钢和低合金钢取不小于1mm,对不锈钢,当介质腐蚀性极微时,可不考虑腐蚀裕。
碳钢制裙座简体腐蚀裕量取不小于2mm;但当裙座简体内外侧均有保温(冷)或防火层时,可不考虑腐蚀裕量。
4.4.2地脚螺栓腐蚀裕量为3mm。4.4.3除上述规定外,塔器元件的腐蚀裕量还应符合HG21580《钢制化.T容器设计基础规定》的要求。
4.5地脚螺栓
常用地脚螺栓规格见表4.5.1。
地脚螺栓公称直径应不小于M24。表4. 5. 1
公称直径
M30× 3. 5
螺纹小径d
公称直径
M55×5. 5
M72×6
M80×6
M100X6
螺纹小径
73-505
83-$95
地脚螺栓数靠一般是4的倍数,且不少于8个,对于小直径具高度较低的塔式容器叫4. 5. 2
取6个地脚螺栓,推荐的地脚螺栓数量见表4.5.2。7
招座底部简此内容来自标准下载网
体直径
地脚螺栓数量
优先选用数量
地脚栓数量选用表(推荐值)
可选用数量
4.6.1设载荷
1塔盘板的设计载荷
4.6塔盘
(7)正常操作时应取高于溢流堰0mm的水柱静压和700N/m*的均布载荷两者中的较大值(N/m)
(2)塔盘白身质量均布载荷(N/m)2受液盘的设计载荷
相邻板间距之半的水柱静压或2S00N/m的均布载荷两者中的较大值9s(N/m。3侧线出料盘及塔底液封盘的设计载荷取实际盘深的水柱静压和2900/m的均布载荷两者4的较大值4(N/m2)4支承梁的设计载荷
(1正常操作时
a.取塔益质量和液体质量作用在梁上的均布载荷(线载荷)4:(N/:1)对单梁支承,按塔盘与液体的总质量的60%确定;对双梁支承,按塔盘与液体的总质量的40%确定。b.梁自身质量引起的均布载荷(线载荷)y(N/m)(2)安装检修时
a.梁自身质量引起的均布载荷(线载荷)q(N/m)b塔盘质量作用在梁上的均布载荷(线载荷):(V/m)对单梁支承,按塔盘总质量的阳%确定:对双支承梁,按塔盘质量的40%确定。,由于检修人员及堆积物质呈引起的载荷V)。DN≤2m1的塔,在梁中点处作用1350N的集中载荷;DN>2m的塔,距梁两端各1/3梁跨长度处分别作用106oN的集中载荷4.6.2塔岛板、支承梁的应力和挠度计算将塔盘板视为整个板面受均布载荷、周边铰支的矩形板:将支承梁视为筒支梁。其应力和挠度1十算公式见表4.6.2-1。
计算项目
载荷巢度#
工作状态
N/m()
N/m(板)
弯矩(Mmax)
应力(msx)
揽度(fmax)
表中:
表 4. 6. 2 — 1
支承梁
塔盘板
384E×108
安装、检修时支承梁的计算
76—9:
×10-6
p×106
载荷集度,计算粱附单位为N/m,计算塔盘板时为N/m2 -- - 符号意义及单位见 4. 6. 1 条;Q1~2-95~7-p
L梁的跨度,m.
注:G
梁的截面模数,
分别为塔盘板的宽度与厚度.mt
系数,与塔盘板长度(c)和宽度(b)有关,见表 4. 6. 2 一2;集中载荷.N,贝4.6.1;
粱截面轴惯性矩.m:
材料的弹性模数,MPa。
表 4. 6. 2 一2 值对应的 α 与 B值c/b
塔坂长度,m;b
塔板宽度,m。
\×10-6
塔盘在操作状态下的挠度应不大于表4.6.3的规定值。表4. 6.3
DN/720
支承梁的挠度控制值见表4.6.4
塔盘类型
允许桡度
表 4. 6. 4
浮阀塔盘
梁的度/720
塔盘元件的最小厚度见表4.6.5。表4.6.5
腐蚀裕度C
塔盘板
降液板
泡罩塔
浮阀塔、筛板塔及其它塔型
支承圈,可拆降液板的连接板
不可拆
翠塔盘
合金钢
泡罩塔盘
梁的跨度!90
1. 5C,$3. 0
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