快开门容器解析
图 中、低压齿啮式快开装置 1—顶盖 2—顶盖法兰 3—端部法兰 4—密封圈 5—筒体 6—端部法兰齿 7—顶盖法兰齿
快速开关盖装置的结构(续)
压紧式快开装置 压紧式结构主要是利用活节 螺栓、旋柄、手轮、凸轮等 快速拧紧或松开门盖来达到 快开的目的。一般采用强制 式密封结构,即通过活节螺 栓、旋柄的拧紧或凸轮的压 紧来达到预紧密封,因此其 承压能力不高,一般只适用 于常压、低压或真空容器。 消毒锅上用得较多的压紧式 快速开关盖装置如图所示。
图 剖分环式快开装置 1—筒体端部 2—剖分环 3—平盖 4—衬环 5—O形圈
快开式压力容器定期检验示例——蒸压釜
蒸压釜用于制造灰砂砖等硅酸盐建筑制品,其内径从ф1600至 ф3200mm,长度从10至30m。
生产过程属间歇操作,每隔数小时完成一次工艺过程: 装料——升压升温——保压保温——降压降温——出料 为便于物料快速装卸,在釜的一端或两端装设快开门。
端盖和端部法兰材料(续)
表 钢 号 公称厚度 mm ≤100 ≤100 ≤100 常用焊接用碳素铸钢的常温力学性能 热处理状态 退火或正火或 正火加回火 退火或正火或 正火加回火 退火或正火或 正火加回火 抗拉 强度 Mpa ≥400 ≥450 ≥485 屈服 强度 MPa ≥200 ≥230 ≥275 断后伸 长率 % ≥25 ≥22 ≥20 断面收 缩率 % ≥40 ≥35 ≥35 冲击功 J ≥30 ≥25 ≥22
快开端盖式压力容器安全管理规定(续)
其他要求
快开端盖式压力容器应配备排水、疏水、排污装置, 并应装有操作区能见到的压力指示表。
快开端盖式压力容器端盖与法兰、筒体与端部法兰 的对接焊接接头应做100%射线透照检测,20%的表 面无损检测。若为角焊焊接接头,则应做100%的表 面无损检测。
ZG200-400H ZG230-450H ZG275-485H
快速开关盖装置的结构
卡箍式
齿啮式
压紧式
剖分环式 和移动式
快速开关盖装置的结构(续)
卡箍连接结构 卡箍内面有两个锥面分 别与顶盖和筒体端部法 兰的锥面相接触,承担 由顶盖传递过来的轴向 力。通过逐个拧紧和松 开连接螺栓实现容器的 开关。容器启闭时间仍 较长,难以达到快开的 要求。
医院和实验室的消毒锅、高压氧舱 建材工业中硅酸盐制品的蒸压釜
木材制品的木材干馏罐、枕木防腐罐
化工工业中橡胶制品的硫化罐 食品工业中罐头制品的灭菌罐、食品高压杀菌釜 纺织工业中的染色机、蒸煮罐
快开端盖式压力容器的特点
快开端盖结构的特殊性
我国至今还没有设计规范标准
承受着交变载荷——疲劳破坏 设置安全联锁装置—《容规》第49条规定
蒸压釜的工作压力一般≤0.8MPa,但由于容积大(一般超过 40m3),因而生事故造成的危害也较大。
早期制造的蒸压釜存在的问题包括:釜盖法兰与封头,釜端法兰 与筒体采用角焊连接;釜端法兰采用含碳量高的铸钢材料;釜齿 采用钢板拚焊结构;无安全联锁装置。
快开式压力容器定期检验示例——蒸压釜(续)
重点检验部位
结构检查:釜齿结构;釜盖法兰与封头,釜端法兰与筒体的连接形式;
焊缝检查:釜盖法兰与封头,釜端法兰与筒体的连接焊缝; 壁厚检查:筒体的壁厚,封头的壁厚。
主要缺陷
结构:釜齿采用钢板拚焊:釜盖法兰与封头采用角焊连接,釜端法兰 与筒体采用角焊连接;
焊缝:釜盖法兰与封头连接焊缝的表面裂纹,釜端法兰与筒体连接焊 缝的表面裂纹;
端盖和端部法兰材料
快开式压力容器可采用一般压力容器用材料。
端盖和端部法兰通常采用锻件。
对于设计压力不超过 1MPa 的快开式压力容器,
也可采用铸钢。
《容规》规定,铸钢受压元件的强度设计许用
应力为抗拉强度除以安全系数4.0,并采用不超
过0.9的铸造系数。
端盖和端部法兰材料(续)
表 常用焊接用碳素铸钢化学成分 化学成分不大于 钢 号 残余元素 C
当快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能 当压力容器的内部压力完全释放,安全联锁装置脱开后,方 能打开快开门的联锁联动功能 具有与上述动作同步的报警功能
快开端盖式压力容器安全管理规定
由原劳动部颁布的《快开端盖式压力容器安全管理规定》提出了三个基 本要求 端盖和锁紧件应满足以下要求
快开式压力容器定期检验示例——蒸压釜(续)
检验主要内容(续)
评定 釜齿采用钢板拚焊且难于保证安全使用的,安全状况等级应定五 级,予以判废。 釜端法兰与筒体,釜盖法兰与封头的连接焊缝有裂纹且无法修复 的,安全状况等级应定为五级,予以判废。 筒体壁厚不能满足强度要求且无修复价值的,安全状况等级应定 为五级,予以判废。 如铸钢法兰的齿部或密封平面因铸造缺陷(空洞、疏松)而无法 保证强度要求和密封性能,且无法修复的,安全状况等级应定为 五级,予以判废。
快开端盖式压力容器安全管理规定(续)
安全联锁装置和报警装置的要求——比《容规》更详细、具体
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以手动以外方法开闭端盖的快开式压力容器,必须设置安全联锁装 置,并达到:
锁紧件未完全达到预定工作部位之前,容器内不能升压
容器内部压力完全释放之前,锁紧件不能松开。从而避免在容器 卸压未尽前或带压下打开端盖,以及在端盖未完全闭合前升压。
壁厚:筒体壁厚不能满足强度要求,尤其是筒体下半部位因腐蚀和磨 损减薄造成强度削弱。
以宏观检查(用肉眼或10倍放大镜),表面探伤(MT、PT),测厚等 为主,辅以必要的RT、UT检查。
主要检查手段
快开式压力容器定期检验示例——蒸压釜(续)
检验主要内容
技术资料审查 筒壁强度校核 原始资料齐全,材质清楚的釜,可按原设计计算公式进行强度校 核;对原始资料不全或没有,材料不清的釜,可按《钢制石油化 工压力容器设计规定》(85年)中相应厚度的A3钢许用应力进行 强度校核,其中取设计温度为200℃,焊缝系数中取0.85—0.7。 外部检查 检查釜外壁保温层有否脱落,有否蒸气泄漏痕迹,基础有否不均 匀下沉,釜体有无弯曲变形。 检查釜齿的结构(整体锻、铸或钢板拚焊);检查釜盖法兰与封 头,釜端法兰与筒体的连接型式。重点是结构是否合理。 釜盖法兰与封头、釜端法兰与筒体连接的常见结构,供检验评定 参考。
对于手动启闭端盖的快开端盖式压力容器,应设置报警装置。当锁 紧件未完全闭合前加压,或容器内部尚有残余压力即松开锁紧件时, 能够产生明显的报警信号。 排放管应与大气相通,且不得有妨碍介质流动的弯曲或断面收缩, 并能防止堵塞。排放口应在操作人员的视线范围内。 传感器及显示元件必须有足够的精度和重复使用的稳定性。
快开式压力容器定期检验示例——蒸压釜(续)
检验主要内容(续)
安全附件检查 检查压力表,安全阀规格,型号是否符合要求,是否按期校验; 对安全联锁装置检查是否准确可靠。 材质检查 釜盖釜端法兰与筒体连接的环缝发现裂纹的,应查清材质;蒸压 釜的使用条件对筒身材质无特殊要求,因此在材质不清的情况下, 可按Q235钢对待进行强度校核。但若要进行焊接返修,则需查 清材质,以便制定正确的返修方案,防止出现新的焊接缺陷。时 时注意防止焊接变形。 水压试验 如进行更换筒节、釜盖或釜端法兰、挖补焊缝、以及其它可能影 响釜体强度的修理,应作水压试验。
快开式压力容器定期检验示例——蒸压釜(续)
检验主要内容(续)
内、外表面缺陷检查 对釜盖法兰与封头,釜端法兰与筒体连接的环缝及其两侧100mm 范围进行宏观及表面探伤检查。重点检查裂纹缺陷。对检查发现 裂纹的,应核查法兰材质,分析裂纹原因。 对位于釜内下半部的焊缝及其两侧100mm范围进行宏观或表面探 伤检查。重点是检查裂纹,腐蚀,磨损变形等缺陷。 对釜体内表面进行宏观检查,重点是检查裂纹、腐蚀、鼓包变形 等缺陷。 壁厚测定 用超声波测厚仪对组成筒体的每张钢板的两端定点测厚,不少于 两点,对发现腐蚀、磨损等缺陷部位应仔细测定壁厚。 支座部位检查 检查活动支座有否卡住,支座与腹板间隙是否过大。
锁紧件(含定位指示针)的布置,应做到用目测能够判断锁紧件是否完好处 于闭合位置。 有多个锁紧件的端盖,应设计加工成能使各个锁紧件受力均匀,且单个锁紧 件损坏不会导致其他锁紧件的开启或损坏。 对于锁紧件多于3个的端盖,在设计锁紧件载何时,考虑到因结构刚性、加工、 组装精度等原因,锁紧件所受力的不均匀性,应将按实际情况从理论推导得 出的载荷再增加20%以上。 锁紧件的结构及分布,应保证在接触面强度足够的前提下,综合考虑加工工 艺等因素,尽量避免局部应力集中的存在,减少结构所致的应力集中。 齿啮式端盖法兰与啮合齿不得使用焊接结构。 快开端盖未全部打开前,应使得容器内的残余压力能使端盖微微提起或拔出, 在端盖与密封垫间有足够间隙来泄放残余压力。 应充分考虑磨损或腐蚀引起的厚度减薄量。
ZG200-400H ZG230-400H ZG275-485H
0.04 0.04 0.04
0.30 0.30 0.30
0.38 0.42 0.46
实际碳含量比表中碳含量上限每减少 0.01%,允许实际锰含量超出表中锰含量上限 0.04%,但 ZG200-400H 不得大于 1.00%,其余二种铸钢不得大于 1.20%。碳当量的计算式为 CE(%) =C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
快开端盖式压力容器