塔式容器

NB/T47041-2014（JB/T4710)中华人民共和国行业标准标准修订的主要内容修改说明根据TSGR0004—2009《固定式压力容器安全技术》监察规程》，修改了相关内容；根据GB150.1~150.4-2011《压力容器》，修改了相关内容（扩大了标准适用范围）；增加耐压试验技术要求；将横风向风振计算引入正文；增加了塔体与裙座连接处材料的要求；增加了符合性声明；增加了地震载荷的底部剪力法（适合于H/D≤5的裙座自支承金属制塔式容器的计算方法）；塔式容器——1.范围1范围1.1本标准规定了金属制（不局限于钢制塔器，但不包括铸铁制塔器和非金属制塔器）塔式容器的设计、制造、检验与验收的要求。1.2本标准适用范围如下：a）钢制塔式容器设计压力不大于35MPa，其他金属材料制塔式容器设计压力按相关标准规定；b）设计温度范围按金属材料允许的使用温度范围；c）高度H与平均直径D之比大于5的裙座自支承金属制塔式容器。1.3对于高度H与平均直径D之比小于等于5的裙座自支承金属制塔式容器，可以参照附录E（新增的资料性附录：地震载荷的底部剪力法）设计。增加了温度的使用范围增加内容，提到了H/D≤5扩展1范围1.4本标准不适用于下列塔式容器：a）带有拉牵装置的塔式容器；b）由操作平台联成一体的排塔或塔群；c）带有夹套的塔式容器；d）铸铁和非金属制塔式容器。新增与原标准相同塔式容器——2.规范性引用文件GB150.1压力容器第1部分：通用要求GB150.2压力容器第2部分：材料GB150.3压力容器第3部分：设计GB150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收GB/T700碳素结构钢GB/T1591低合金高强度结构钢GB50009（2006版）建筑结构荷载规范GB50011—2010建筑抗震设计规范JB/T4730承压设备无损检测NB/T47002（所有部分）压力容器用爆炸焊接复合板TSGR0004固定式压力容器安全技术监察规程原有的2规范性引用文件新增2规范性引用文件GB/T26929压力容器术语NB/T47011锆制压力容器JB/T4734铝制焊接容器JB/T4745钛制焊接容器JB/T4755铜制压力容器JB/T4756镍及镍合金制压力容器有色金属的标准（其中规定的术语和定义适用于本标准）塔式容器——3.术语和定义依据GB150增加3术语和定义3.6最高允许工作压力maximumallowableworkingpressure（MAWP）在指定的相应温度下，塔式容器顶部所允许承受的最大压力。该压力是根据塔式容器各受压元件的有效厚度，考虑了该元件承受的所有载荷而计算得到的，且取最小值。注：当塔式容器的设计文件没有给出最高允许工作压力时，则可以认为该容器的设计压力即是最高允许工作压力。3.13最小成形厚度minimumrequiredfabricationthickness受压元件成形后保证设计要求的最小厚度。塔式容器——4.通用要求区别于GB150.1在《压力容器第1部分：通用要求》基础上针对塔式容器特点修改4通用要求(在上一版第5部分“总则”的基础上修改)4.1资格与职责（主要内容与GB150.1相协调）4.1.3设计单位的职责4.1.3.3设计图样的技术文件中，应写明所盛装介质的名称、成分组成、适用的国家标准（行业标准）、介质毒性和爆炸危害程度，以及设计采用的腐蚀裕量、焊接接头系数，对有应力腐蚀倾向的塔式容器应当注明腐蚀介质的限定含量、主要工艺参数、特殊要求等。4.1.4制造单位的职责4.1.4.6制造单位对每台塔式容器应向使用单位至少提供以下技术文件和出厂资料……（内容与《固容规》4.1.4.1一致）4通用要求4.2.1设计压力的确定：a）塔式容器的设计压力不应低于其工作压力；b）对于工作压力小于0.1MPa的内压塔式容器，设计压力取不小于0.1MPa；c）塔式容器上装有超压泄放装置时，应按GB150.1附录B的规定确定塔式容器的设计压力；d）真空塔式容器的设计压力按承受外压考虑。当有安全控制装置时，设计压力取1.25倍的最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值；当无安全控制装置时，取0.1MPa；e）有两个或两个以上压力室组成的塔式容器，应分别确定各室的设计压力；确定公用元件的计算压力时，应考虑相邻室之间的最大压力差。4.2设计的一般规定4通用要求4.2.2设计温度的确定：a）设计温度不应低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度，设计温度不应高于元件金属可能达到的最低温度；b）塔式容器各部分在工作状态下的金属温度不同时，可分别设定每部分的设计温度；c）元件金属温度可用传热计算求得，或在已使用的同类塔式容器上测定，以及根据塔式容器内部介质温度并结合外部条件确定；d）裙座壳（不含过渡段）和地脚螺栓的设计温度应取使用地区历年来月平均最低气温的最低值加20℃。括号内新增，更加明确4通用要求4.2.3对有不同工况的塔式容器，应按最苛刻的工况设计，必要时还需考虑不同工况的组合，并在图样或相应技术文件中注明各工况操作条件和设计条件的压力和温度值。4通用要求需要时考虑f）连接管道和其他部件的作用力；g）温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；h）冲击载荷，包括压力急剧波动引起的冲击载荷、流体冲击引起的反力等；i）运输或吊装时的作用力。4.2.4载荷a）内压、外压或最大压差；b）液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计；c）塔式容器的自重（包括内件和填料等），以及正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力载荷；d）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；e）风载荷（包括顺风向载荷和横风向载荷）和地震载荷；应考虑必须考虑4通用要求载荷又可分为：静载荷：a）、b）、c）、d）动载荷：e）4.2.4载荷•载荷大小、方向甚至作用点等不随时间变化的是静载荷，随时间变化的是动载荷。•动载荷使结构产生加速度，引起结构振动。振动过程中结构的位移和内力随时间变化，因此，求出来的解是随时间有关的系列，而静载荷的解是单一的。•动载荷计算与结构自身的振动特征（如自振频率或周期、振型与阻尼）有关，而静载荷仅与载荷大小、约束条件有关。风载荷和地震载荷4.2.5厚度附加量C金属材料厚度附加量C=C1+C24.2.5.1金属材料厚度负偏差C1板材或管材的厚度负偏差按金属材料标准的规定。4通用要求4.2.5.2腐蚀裕量塔式容器元件由于腐蚀、机械磨损等而导致厚度减薄时，应考虑腐蚀裕量，具体规定如下：a）对有均匀腐蚀或磨损的元件，应根据预期的塔式容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率（及磨蚀速率）确定腐蚀裕量；b）塔式容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量；c）介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金钢制塔式容器，腐蚀裕量应不小于1mm；d）对碳素钢、低合金钢制裙座壳取C2不小于2mm；地脚螺栓C2不小于3mm。4通用要求4通用要求4.2.6塔壳加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度：a）对碳素钢、低合金钢制塔式容器为2Di/1000，且不小于3mm；b）对高合金钢制塔式容器，一般应不小于2mm；c）对其他金属制塔式容器按相应引用标准的规定。※裙座壳的最小厚度规范没有要求，但规范6.2.1规定了裙座壳的名义厚度不应小于6mm。※上述对壳体最小厚度的规定，主要是考虑在制造时满足焊接工艺对厚度的要求和保证几何尺寸的公差要求，还适当考虑了制造和运输过程中的刚度要求。※在工程设计实践中，应充分考虑制造、运输、安装中影响塔式容器刚度的因素，必要时适当加大圆筒厚度。4.2.7塔式容器元件的名义厚度和最小成形厚度一般应标注在设计图样上。4.2.8塔式容器内件及附件均应符合相关标准。地脚螺栓直径，规范并无限制，但工程上一般不小于M24，最大不超过M100。4通用要求例如：某国外公司就规定了圆筒的最小厚度为：碳钢和低合金钢Di≤1200mm5mm1200mmDi≤2140mm7mmDi2140mm9.5mm高合金钢3mm另外还规定，板式塔的最小壁厚应在上述各值基础上再加2mm。新增4通用要求4.3许用应力4.3.1受压元件金属材料和螺栓材料的许用应力按GB150.2和相应引用标准选取。4.3.2设计温度低于20℃时，取20℃时的许用应力。4.3.3复合钢板的许用应力载荷组合系数1.24.3.4许用轴向压缩应力（适用于塔式容器圆筒或锥壳）4.4焊接接头系数与GB150.1或相应引用标准一致。新增，在地震载荷和风载荷作用下计算塔壳和裙座壳的组合拉、压应力时，许用应力值在原来受压元件许用值的基础上乘以一个载荷组合系数K＝1.2，换言之，即许用应力可以提高到1.2倍。4.5.1通用要求（与GB150.1一致）4.5.1.1耐压试验包括：液压试验、气压试验和气液组合压力试验。4.5.1.2塔式容器制成后应进行耐压试验，试验的种类、要求和试验压力值应在图样上注明。4.5.1.3耐压试验一般采用液压试验。试验液体应符合GB150.4或相关引用标准的要求。4.5.1.4对于不适宜进行液压试验的塔式容器，可采用气压试验或气液组合压力试验。进行气压试验或气液组合压力试验的塔式容器应满足GB150.4或相关引用标准的要求。4.5.1.5采用气液组合压力试验时，试验用液体和气体应分别满足4.5.1.3和4.5.1.4的要求，试验压力按气压试验的规定。4通用要求4.5耐压试验（增加了气液组合试验的形式，并明确了耐压试验免除条款）4.5.1.6真空塔式容器以内压进行耐压试验，试验压力按4.5.2.3的规定。4.5.1.7对于由2个或2个以上压力室组成的多腔塔式容器，每个压力室的试验压力按其设计压力确定，各压力室分别进行耐压试验：4通用要求a）校核公用元件在试验压力下的稳定性；b）如不能满足稳定性要求，则应先进行泄漏检查，合格后进行耐压试验。在进行耐压试验时，相邻压力室内应保持一定压力，以使整个试验过程（包括升压、保压和卸压）中的任一时刻，各压力室的压力差不超过允许压差，图样上应注明这一要求和允许压差值；c）如需提高某腔试验压力，应满足4.5.3的规定。4通用要求4.5.2耐压试验压力4.5.3耐压试验应力校核（要求与GB150.1略有不同）4.5.3.1如果采用液压、气液组合压力试验（即使试验压力未高出标准规定），或者采用大于4.5.2.2b）、4.5.2.3b）所规定的气压试验压力（液压试验压力超过了也不用算），在耐压试验前，应校核各受压元件在试验条件下的应力水平，例如对壳体元件应校核最大总体薄膜应力。4.5.3.2应满足的条件4.5.4耐压试验的免除4.6泄漏试验要求与GB150.1相一致塔式容器——5.材料5材料5.1受压元件塔式容器受压元件用金属材料的选用原则、热处理状态及许用应力等均按相关标准的规定。5.2非受压元件5.2.1塔式容器非受压元件用金属材料应是已列入材料标准的金属材料。当与受压元件焊接时，应是焊接性能良好的金属材料。5.2.2裙座壳用金属材料分为过渡段用金属材料和裙座壳本体用金属材料，其中过渡段用金属材料的选材应与相焊的塔壳金属材料一致。塔式容器——6.结构6结构GB150已经对承受压力载荷的受压元件在结构形式上作了规定，例如焊缝结构等。对塔式容器，虽然它不单纯承受压力载荷，但它毕竟还是压力容器的一种，所以对受压元件的结构要求必须遵守GB150的规定。本标准只对容器与支承件（裙座）的连接形式、裙座自身的结构作了规定。6结构塔式容器的结构和名称6结构（增加了过渡段结构）6.1塔体塔壳及接管等元件的结构型式和要求应满足GB150.3的有关规定。6.2裙座壳6.2.1裙座壳分为圆筒形和圆锥形两种型式。圆锥形裙座壳的半锥顶角θ不宜超过15，裙座壳的名义厚度不应小于6mm。6.2.2当塔壳下封头与裙座壳用金属材料不同时，裙座壳应设置过渡段，过渡段的设置由设计人员自行确定。※一般来讲，只要条件允许，应尽可能地采用圆筒形裙