半圆管夹套容器设计原理分析
半圆管夹套容器设计计算方法
Jiu Quan Pharmaceutical Factory Jiuquan , 735000
One new equipment - medium cycle stirred vessel was introduced in detail in t his article. At t he mean time , t he comparison of t his equip2 ment and traditional mechanical stirred equipment was carried out . Keywords : fined chemical industry , mechanical agitation , medium cycle agitation
( 2)
以上方法比 HG/ T2065《9 机械搅拌设备》中推荐
方法显得简化了不少 , 可操作性也较好 , 但对于半圆
管夹套的无缝钢管规格限制是其明显的不足之处 。
笔者认为通过应力分析 , 完全可以将半圆管夹套压
力 Pj 所引起的轴向弯曲应力用一个简单的公式求 出 。以下是参照 J IS B8279 - 199《3 压力容器的夹套》
司 , 是美国名副其实的管业大王 。该项目加工生产的 420mm 及以下的口径弯管可广泛应用于石油化工 、化工 、电力 、医药 等项目的建设中 ,具有广阔的市场前景 。目前 ,已有扬子巴斯 夫一体化项目工程 、上海石化合资工程 、广东茂名乙烯改造及 多家电力建设项目等目标市场 。
该合作项目将推动国内弯管技术水平的提高 , 全部投资 将可以投产 6 年之后回收 。
关于夹套容器设计的探讨
关于夹套容器设计的探讨摘要：夹套容器是将作为一个完整压力室的夹套连接在容器筒体、封头外部形成的多腔压力容器。
使用夹套的目的一般是加热或冷却容器及其内部介质，也可作为容器的密封绝热室。
它在石油、天然气、化工装置上得到广泛应用。
本文对夹套容器的设计进行了深入探讨。
关键词：夹套容器；设计要点；压力试验1夹套容器型式与结构1.1型式夹套容器按夹套容器的程度分为：全夹套容器即容器筒体与上下封头全部带有夹套；局部夹套容器即容器筒体上下封头局部带有夹套。
1.2结构夹套容器的结构较简单，由容器和夹套两大部分组成。
它的夹套安装在容器的外部，夹套与容器壁之间形成密封的压力空间，载热体(力口热介质)或载冷体(冷却介质)在此压力空间通过容器壁加热或冷却容器内的物质。
不同型式的夹套由不同的受压元件构成，一般包含夹套筒体、夹套与容器间的封闭件以及椭圆形或锥形夹套封头3个受压元件。
但通道式夹套则是由钢管构成，没有夹套筒体。
夹套封闭件有圆形、平环形、锥形及角钢形4种结构形式，通常推荐采用锥形和平环形封闭件，而这2种结构又有多种形式。
例如，锥型封闭件锥角a又可分为30°或45°，锥封闭件可作成与夹套简体有一圆弧过渡的整体制件，也可作成与夹套焊接。
显然，有圆弧过渡的锥形封闭件比无圆弧过渡的锥形封闭件适用范围广，前者可用于a≤60°的圆柱形夹套和u形夹套，而后者仅用于a≤30°的圆柱形夹套。
2结构设计要点夹套容器的最大检查孔不应超过50mm。
为防止容器进口处外壁受到夹套蒸气或其他介质的冲蚀，应在容器外壁正对夹套介质入口处设置防冲板，并将其焊接于容器外壁上。
由于容器和夹套间的空间距离一般约50mm，故不宜设置人口挡板。
当容器内为极度或高度危害介质时，对容器焊缝和连接夹套的焊缝应做100％射线检查，且应进行焊后热处理。
笔者设计的夹套容器常采用带圆弧过渡的锥形封闭件，锥角a一般取45°，当厚度δ=6～10mm时，过渡部分圆弧半径一般取30～40mm。
半圆管夹套容器设计
设备名称：400L储罐图号：FJ140348C-00位号：03B101P 1半圆管夹套设计压力Mpa 0.6P c 壳体计算压力
Mpa 0.4R 圆筒或封头球面部分内半径mm 400r 半圆管夹套内半径mm 25t 圆筒或封头有效厚度
mm
3.9K
由半圆管外径、壳体厚度、壳体内径查得的系数
查图3.2-1,3.2-2,3.2-3
80筒体或封头材质S31603壳体设计温度
150
[σ]
t
筒体或封头材料设计温度下的许用应力Mpa 120夹套材质S30408夹套设计温度
150
[σ]1t 夹套材料在设计温度下的许用应力Mpa 137
T 半圆管计算厚度
mm 0.13σ'圆筒或封头由计算压力Pc或其他轴向荷
载引起的轴（经）向拉伸总应力Mpa 20.51
P'
半圆管夹套许用压力
MPa
1.99
设计：日期：校核：日期：审核：
日期：
半圆管夹套设计（按HG/T20582-2011）半圆管夹套容器的设计
基本设计参数P1≤P',合格
1t
11
P r T 0.85[]0.6P σ=
-'c P R
=
2t
σ[]()
K
P t
'5.1'σσ-=Page 1 of 1。
搅拌反应釜冷却装置中半管夹套的设计
搅拌反应釜冷却装置中半管夹套的设计[摘要]本文首先介绍半管夹套的结构以及半管成型原理和夹套设计注意要点，然后通过半管机的主要结构及其作用讲述了一种半管夹套的设计生产方法，此装置已经投入生产使用，实践证明，此方法利于材料节省和提高生产效率，适于推广。
【关键词】搅拌反应釜；冷却装置；半管夹套；滚压1、半管夹套的结构特点以及半管成型原理半管夹套中间部分为釜体，釜体外纵向环绕着半管，且半管内装有循环冷却水，半管横截面为半圆形，釜体与环绕的半管之间是焊接在一起的。
半管采用的原料为金属板料，然后将板料通过前后直排的数组成型辊轮（凹凸轮），凹凸轮的回转带动金属板料向前输送，紧接着进行横向弯曲形成半圆形，随后纵向弯曲呈环状。
2、夹套设计注意要点（1）设计时要注意保证半管夹套内循环介质物的流通截面积以及其导热或保温性能：一般夹套内直径和容器内直径存在以下关系，在设计时可遵照这种关系进行设计：当容器内直径小于600mm时，半管内直径为容器内直径+L （L≤100mm）；当容器内直径介于600mm和1800mm之间时，半管内直径为容器内直径+100mm；当容器内直径大于2000mm时，半管内直径为容器内直径+200mm。
（2）设计时要注意设置防冲板：为了避免夹套蒸汽或其他介质污染容器入口处外壁，就需要在设计时设计一个防冲板，此防冲板焊接在容器外壁且正对着夹套介质入口处。
当容器和夹套之间存在一个大于50mm的空间距离时则要设计一个进口挡板。
（3）设计时要注意设置排气孔：为了能够使夹套空间内充满介质，就需要排除夹套空间所有气体，这就需要在夹套顶端设计一个直径不小于10mm的排气孔，且越是处于夹套顶端其排气效果越好。
（4）做好探伤检测和热处理工作：若容器内介质为高度危害介质或极度危害介质时，要做好100%射线探伤检测，然后进行封闭件和容器焊接后的热处理工作；对于有热处理要求的要在完成封闭件和容器的焊接工作之后再进行热处理工作。
浅谈夹套容器结构设计
浅谈夹套容器结构设计
罗淑琦1，罗永和2
（. 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林石化工程设计有限公司； .中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林机械制造分公司）
摘 要：合理设计容器夹套结构，能够提高设备的工作效率，降低设备的制造难度，缩短设备的制造工期。
《 关键词：夹套容器；设计；结构
1.1 整体夹套强度设计 整体夹套强度设计可按 GB 0—0《压力容
器》第 部分 []：设计中的外压圆筒部分进行计算。 1.2 整体夹套封口结构设计
整体夹套封口结构一般可设计为如图 所示结 构。图 a 封口结构为夹套筒体直接翻边而成，结构 简单且容易成形，但受夹套筒体厚度影响，一般在
型钢夹套有半管夹套、角钢夹套和 L 形夹套，见图 。 型钢夹套一般沿筒体圆周方向螺旋布置，也可按筒体
[ ] HG/T 0—, 机械搅拌设备 [S]. [ ] HG/ T 0—0, 钢制化工容器强度计算规定 [S].
轴线方向直线布置。
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部设置一个或两个排气孔，排气孔可简单设置为螺塞 在辊床上按夹套形状一次成形，制造工艺相对简单。
结构。当传热介质为气体时，可不设排气孔。在夹套 该形夹套可根据工艺条件设计厚度，可以承受较大的
最低点设排净孔，规格根据夹套排放液体量确定。
内压和外力。L 形夹套传热效率高，使用范围广。
2 容器型钢夹套设计
在夹套容器使用越来越广的条件下，合理地设计 夹套结构，满足容器使用的工艺要求和现场施工要求，
接管封口结构见图 。图 a 为夹套翻边结构， 在夹套厚度≤ mm 的情况下优先选用，翻边圆直 径 d 可按 HG/T 0—《机械搅拌设备》选择。 当夹套厚度＞ mm 时，可选择图 b 圆筒封口结构， 圆筒厚度按 HG/T 0—《机械搅拌设备》计算， 圆筒内径应满足套管内侧及接管的焊接要求，一般 d 略大于接管法兰外径。
半圆管夹套保温装置设计和制造中需注意的几个问题
少量螺旋半 圆管 夹套设备 外， 自行设计 制造 的同类设备还 不多
见， 而 且 目前 在 设 计 和 制 作 中还 存 在 一 定 的 问 题 ， 现 仅 就 其 外部 保 温 装置 的设 计 和 制 造 做 以简 要 的探 讨 。
压力条 件提 出要 求 ， ９ ５ 年后 标准修 订版要 求为正压 操作条件 。 而 １ ９ ９ ８ 版 的 ＨＧ ２ ０ ５ ８ ２ 标 准未 随之进行 约束。其他 国外标 准也
２ ． ８非标准半圆管的设计 问题 对于 因特殊传 热需要 ，需 采用超 出标准规定的非标半 圆管 夹套 ， 可 采用 Ｊ Ｂ ４ ７ ３ ２ －１ ９ ９ ５（ （ 钢制压力容器 一分析设 计标准 及有 限元计算方法进行设计和应力校核。
而 仅 可 能 发 生 强 度 方 面 的 失效 。
Ｊ Ｉ Ｓ标准对此进行 了计算分析 ：在 温度上升到 ２ ｏ ０ ℃时 ， 作
用于 夹套上 的压 缩力和 弯 曲力 矩组 合受力 只为盘 管 内压力 的 ２ ． ８ ７倍 ， 且考虑该应力为 二次应力 ， 因此温升 引起 的应力增加 ， 应在许可范围 内。因此在 温度控 制在 ２ ０ ０ Ｖ 内时 ， 不需考虑热应 力 问题 。 而夹套 内多为加 热蒸汽或冷却水 ， 一般温度也不会超过
Ｅ Ｅ 半 管 式 夹 套 ； 国 内标 准 ：ＨＧ ２ ０ ５ ８ ２ —１ ９ ９ ８ （ （ 钢 制压 力 容 器 强 度 设 计 规 定 ２ ． 半 圆管 夹 套 容 器 的 设 计 。
各种标准体 系不 同， 设计思路 也不尽相 同。 其 中我国 ＨＧ容 器标准 和 Ａ Ｓ ＭＥ标准体系相 同， 相 互衔接 。标准对 内简体的直 径 尺寸和半 圆管直径规格进行特别 限定 ，内筒 的设计按照原常 规压力容器进行 ， 仅对半圆管的壁厚和轴 向总应力进 行校核 。日 本Ｊ Ｉ Ｓ标准要求对外压 的压力容器本体厚度 和盘管半 圆筒体厚 度进行计算 ，但对适 用容器 的类别和盘 管的设计 温度进行 了限
【化工设备001】夹套容器设计中值得注意的几个问题
【化工设备001】夹套容器设计中值得注意的几个问题1、夹套容器简介夹套容器广泛应用于石油、化工、制药等行业，它是将作为一个完整压力室的夹套连接在筒体、封头外部形成的多腔压力容器，常见型式如下图。
夹套内常用的介质有蒸汽、导热油、冷却水、真空绝热介质等。
使用夹套的目的一般是加热或冷却容器及其内部介质，也可作为容器的密封绝热室。
本文简要介绍夹套容器在设计过程中所涉及的结构形式、设计要点等方面一些值得注意的问题。
2、夹套容器设计的一般规则2.1 结构设计根据夹套包容容器的情况，夹套容器分为：1）全夹套容器即容器筒体和上下封头全部带有夹套；2）局部夹套容器即容器筒体上下封头局部带有夹套。
根据夹套结构的情况，夹套容器分为：1）整体夹套容器即夹套型式为U型或圆筒型；2）通道式夹套容器及夹套型式为型钢夹套；3）蜂窝夹套容器即夹套为短管支撑式或折边锥体式；4）半管夹套容器即夹套是由半管或弓形管组成。
本文讨论不涉及通道式容器和半管夹套容器。
对于不同型式的夹套，由不同的主要受压元件构成，一般包含夹套筒体、夹套与容器的封闭件、夹套封头三个主要受压元件。
对于通道式夹套，它是由型钢或钢管构成，只有夹套筒体。
夹套筒体、封头的结构型式通常与容器筒体、封头一致，筒体常为圆筒体，封头常为椭圆形或锥形。
夹套封闭件有四中常见结构型式，即圆环型、锥形、平环型以及角钢型，GB150.3-2011《压力容器》[1]附录D中已列出这四种结构型式。
2.2 设计计算从夹套容器的结构可以知道，夹套容器的设计计算一般应包含容器筒体及封头、夹套筒体及封头（如果有夹套封头）以及夹套封闭件等受压元件的计算。
容器筒体、封头计算根据被夹套包容的情况，按照具体所受压力情况选取计算压力用以确定壁厚。
夹套筒体和封头壁厚按照夹套计算压力来计算确定。
关于应力校核、稳定性校核、材料应用、设备检测、压力试验等方面的规定按文献[1]及文献[2]。
夹套封闭件计算主要是确定其厚度，详见GB150.3-2011《压力容器》和HG/T20569-2013《机械搅拌设备》[3]，两个标准对此作了不同规定。
半管夹套设备设计方法及温差应力讨论
与 评 述 !A"&石 油 化 工 设 备 技 术 %I % @ (%L '&@' #@?I&
!%" 丁伯民&对 !" @'%(压力容器)有关内容的商榷$ $$法兰 !!#" 梁 瑞 %陈 斐 %郭 一 帆 %等&确 定 法 兰 螺 栓 预 紧 力 的 ;N 法
刚 度 校 核 要 求 和 其 他 !A"&化 工 设 备 与 管 道 %)%@(%'@
与 EF5.2/ 法对比研究 !A"& 润滑与密封%)%)@%(C&@'#
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法 兰 设 计 刚 度 计 算 法 的 分 析 比 较 !A"&石 油 化 工 设 备 技
摘 要 介 绍 了 带 半 管 夹 套 设 备 的 计 算 方 法 对 标 准 规 格 的 半 管 可 以 按 照 -./0,"*%(""*!! 钢制化工容器强度计算规定 求取系数 进行半管夹套设备的强度核算 对非标规格的半管 可以采用有限元分析软件 12343 求取 值 半管内为负压时 壳体的应力值与半管内为等值正 压时的应力值相同 仅方向相反 不考虑温差应力时 最大应力位置为半管和壳体焊缝的内根 部 在按照 -./0,"*%(""*!! 计算的半管极限载荷下 该部位应力裕量小 若半管中为高温加 热介质 该部位应力校核甚至不合格 从而使设备极限载荷能力降低 当壳体内介质温度与半管 内介质温度相差过大时 温差应力的影响不能忽略 最大应力出现在靠近筒壁下缘的半管进出口 位置 在按照 -./0,"*%(""*!! 计算的半管极限载荷下 此处应力校核不合格 故应避免温差 过大的工况出现 关键词 半管夹套* 设备* 设计* 温差应力* 有限元分析 中图分类号 05*%*+#*",,,,,,文献标志码 1,,,,!*+#)&)/6+7889+!***'$&&+"*"!+*&+**'