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設計溫度低于-20℃的設備結構件的選材

時間:2021-09-03 來源:歐標美標壓力容器設計 瀏覽:

文章名稱沒直接說低溫設備是因為對于奧氏體不銹鋼等材料的設備而言要非常低(低于-196℃)的溫度才叫低溫。

受壓元件和直接與受壓元件焊接的非受壓件的選材,標準上說的都非常清楚直接按標準執(zhí)行就是了。但是對于鞍座,耳座及設備上預焊件的選材沒有明確的規(guī)定。例如有些設計溫度較低的塔器,梯子平臺連接結構和連接螺栓的選材等都是有點小講究的;要是都用不銹鋼太浪費,用低溫鋼材基本采購不到而且也浪費。
我們先談設計溫度較低時支撐結構的材料問題:1)裙座:裙座這個沒啥好說的過渡段的材料和封頭/筒體的材料相同或相近。2)鞍座:在NB/T47042中規(guī)定“鞍座材料應考慮容器的設計溫度(尤其是低溫工況)和環(huán)境溫度以及經濟合理性等。鞍座的設計溫度應根據(jù)容器的設計溫度和環(huán)境溫度綜合考慮確定。”3)耳座和支撐式支座只有零件標準沒有像臥式容器一樣的設計標準,但實際上是和臥式容器里的規(guī)定相通的。
NB/T 47065.1中明確規(guī)定:鞍式支座設計溫度:-40℃~200℃。達到-40℃時鞍座的材料只能是Q345R.當鞍座設計溫度低于-40℃時,要么對材料提出附加低溫沖擊要求要么換合適的材料。

NB/T 47065.2中明確規(guī)定:支腿元件的設計溫度應根據(jù)容器的操作溫度、絕熱情況和環(huán)境溫度綜合考慮確定。

NB/T 47065.3中規(guī)定耳座允許的使用溫度-100℃~300℃;-100℃針對的是不銹鋼。

NB/T 47065.4中支撐式支座規(guī)定允許的使用溫度-20℃~300℃。

在支座標準里各種支座形式允許的使用溫度不同是因為各部分標準引用的材料不同引起的。如果支腿和支撐式支座選用好點的碳鋼或不銹鋼材料最低的允許的使用溫度就可以降下來了。我們實際工作中除了空分行業(yè)外也很少會用低于-110℃的場合。如果設備的設計溫度是-40℃~-100℃,那么我們的支座應該怎么選材。如果設備的設計溫度低于-40℃那么設備肯定是有保冷的,如果引用了最低設計金屬溫度(且最低設計金屬溫度取的是環(huán)境的最低溫度)的概念那么可能設備是有保溫的。如果最低設計溫度考慮的是環(huán)境低溫且低于-40℃那么我們只需要在正常選材中附加低溫沖擊要求就可以了,畢竟月平均最低氣溫目前最低也只到-45℃左右。如果最低的設計溫度是按介質的工作溫度選取的,那么可能會出現(xiàn)-60℃,-80℃,-100℃的設計溫度。此時我們的支座材料應該怎么選用呢!我們要明確一個概念設備有保溫/保冷的情況下,設備的內壁和外壁的溫度相差很少。溫度會隨著保溫層梯度降低,不多說只找到一張正常保溫的設備內部溫度不算高帶保溫的殼體和鞍座的溫度分布圖??聪旅娴臏囟确植紙D去看鞍座的筋板和腹板應該怎么選材料,我就不直接說了(看同樣的圖人和人的理解也不一樣哈)!底板選什么材料和鞍座及設備的保冷形式有關;就看鞍座底板或耳座底板下方是否設置隔冷塊,鞍座/耳座是否全部保冷。當然了保冷形式和設計溫度及保冷的要求直接相關(本來想找張圖說明的,翻了一下沒找到就這樣吧)。

熱分析過程中的溫度分布結果
設備上的預焊件(墊板及連接件)要選擇和殼體相同或相近的材料。如果是梯子平臺的可以在螺栓連接的位置墊隔冷塊這樣只需要連接緊固件用好一點的材料就可以了,平臺型鋼等可以用Q235。當然了如果錢多也可以用不銹鋼平臺哈!

低溫設備梯子平臺等的連接可用此結構
就磨嘰這么多吧,今天心情不是很好,文章配圖有些敷衍了。如果哪天看到了再單獨貼圖吧,請見諒!
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