(1) Barril
A função do cilindro é fornecer o espaço de suporte de pressão exigido pelo processo e é um dos componentes de suporte de pressão mais importantes do vaso de pressão. Seu diâmetro e volume interno geralmente precisam ser determinados pelo cálculo do processo. Cilindro cilíndrico (isto é, cilindro) e cilindro esférico são as estruturas de cilindro mais usadas na engenharia.
Quando o diâmetro do cilindro é pequeno (geralmente menor que 1000 mm), o cilindro pode ser feito de tubos de aço sem costura e não há solda longitudinal no cilindro; quando o diâmetro é grande, a chapa de aço pode ser enrolada em um cilindro na máquina de laminação de chapas ou a chapa de aço na prensa hidráulica Pressione para formar dois semicilindros e depois solda os dois juntos com uma solda para formar um cilindro completo . Como a direção da solda é paralela à direção longitudinal (isto é, direção axial) do cilindro, é chamada de solda longitudinal, ou simplesmente uma solda longitudinal.
Se o diâmetro do recipiente não for muito grande, geralmente há apenas uma solda longitudinal; À medida que o diâmetro do recipiente aumenta, devido à limitação do tamanho da chapa de aço, pode haver duas ou mais soldas longitudinais. Além disso, um recipiente com um comprimento curto pode ser conectado diretamente às cabeças nas duas extremidades de um cilindro para formar um espaço de pressão fechado, formando assim um invólucro do vaso de pressão.
No entanto, quando o contêiner é mais longo, devido à limitação do tamanho da chapa de aço, é necessário soldar a chapa de aço em várias seções do cilindro (uma seção do cilindro é chamada de seção do cilindro) e depois duas ou mais as seções do cilindro são soldadas juntas em um cilindro do comprimento necessário. A solda de conexão entre a seção do cano e a seção do cano, e entre o corpo do cano e a cabeça da extremidade, porque sua direção é perpendicular à direção axial do corpo do cano, é chamada de solda circunferencial ou abreviada como uma solda circunferencial.
De acordo com sua estrutura, o cilindro pode ser dividido em duas categorias: camada única e combinado.
Barrel Barril de camada única A parede do barril é composta por um material inteiro na direção da espessura, ou seja, a parede possui apenas uma camada (para evitar a corrosão do meio interno, a camada anticorrosiva no revestimento não está incluída ) De acordo com o método de fabricação, o cilindro de camada única pode ser dividido em tipo de soldagem de bobina de camada única, tipo de forjamento integral, tipo de soldagem de forjamento, tipo de garrafa sem soldagem e assim por diante.
Entre eles, a estrutura soldada a bobina de camada única é a forma de cilindro mais usada e usada atualmente.Ela usa chapas de aço para serem enroladas em cilindros em uma grande máquina de laminar chapas e é soldada por uma solda longitudinal para se tornar uma seção de cilindro , que é então combinado com o método head ou end. O azul é montado e soldado em um recipiente, e o barril mostrado na Figura 1-1 é uma estrutura em espiral de camada única.
A estrutura de forjamento integral é a primeira forma de cilindro adotada. Durante a fabricação, o cilindro e o flange podem ser forjados como um todo ou conectados com roscas, e não há solda em todo o corpo do cilindro. Após o desenvolvimento da tecnologia de soldagem, o forjamento segmentado apareceu e foi soldado em um cilindro forjado e soldado.
Existem dois métodos principais de fabricação de cilindros de garrafa não soldados: um é feito de tubos de aço sem costura de alta qualidade através das extremidades de giro a quente nas duas extremidades; o outro é que os lingotes de aço são carimbados e, em seguida, terminados por centrifugação a quente. Geralmente, os cilindros de soldagem forjados e forjados integrais são usados principalmente em recipientes de pressão alta e ultra-alta, enquanto os cilindros de garrafa não soldados são frequentemente usados para fabricar vasos de pressão de garrafa de grande volume não soldados.
O material do cilindro geral forjado é uma estrutura metalográfica densa e de alta resistência, de modo que a qualidade é melhor, especialmente adequada para vasos de pressão ultra-alta feitos de aço de alta resistência com baixo desempenho de soldagem. No entanto, requer equipamentos de fundição, forjamento e usinagem muito grandes durante a fabricação. O consumo de material é grande, a taxa de utilização do aço é baixa (apenas 26% ~ 29%) e a quantidade de processamento mecânico é grande, portanto geralmente é apenas usado para diâmetro interno ϕ300 ~ 800mm, comprimento Pequenos recipientes de pressão ultra-alta que não excedam 12m, como chaleira de reação de polietileno, chaleira de cristal artificial, etc.
Cylinder Cilindro combinado A parede do cilindro é composta por dois ou mais materiais descontínuos na direção da espessura. De acordo com a estrutura e o método de fabricação, o cilindro combinado pode ser dividido em duas categorias: multicamadas e enrolamento. A estrutura específica será introduzida no capítulo 4 deste livro.
(2) cabeça
De acordo com as diferentes formas geométricas, a cabeça pode ser dividida em coroa esférica, elíptica, em forma de prato, esférica, casquinha de cone e tampa plana, etc. chamados coletivamente de cabeças convexas.
Quando o contêiner não precisar ser aberto após a montagem (geralmente, não há peças internas no contêiner ou peças internas, mas não é necessária substituição ou manutenção), a cabeça pode ser soldada diretamente com o barril, garantindo assim vedação, economia de materiais e reduza a carga de trabalho de processamento e fabricação. Para o contêiner que precisa ser aberto várias vezes devido à manutenção ou substituição de peças internas, a conexão entre a cabeça e o cilindro deve ser destacável. Neste momento, deve haver um dispositivo de vedação entre a cabeça e o cilindro.
(3) Dispositivo de vedação Existem muitos dispositivos de vedação no vaso de pressão, como a conexão destacável entre a cabeça e o cilindro, a conexão destacável entre a tomada do contêiner e a tubulação externa e a conexão da tampa do bueiro e do orifício manual. A operação normal e segura depende em grande parte da confiabilidade do dispositivo de vedação.
A conexão do parafuso-flange (conexão do flange para abreviação) é o dispositivo de vedação mais utilizado. Sua função é conectar através de parafusos e apertar os parafusos para tornar os elementos de vedação bem apertados para garantir a vedação. O flange é dividido em flange de contêiner e flange de tubulação de acordo com as peças conectadas.
O flange usado para a conexão entre a cabeça do contêiner (ou tampa superior) e o barril e entre os dois barris é chamado de flange do contêiner; o flange usado para a conexão do tubo é chamado de flange do gasoduto. Em contêineres de alta pressão, o flange do contêiner usado para conectar a tampa superior ao barril e soldado ao barril também é chamado de extremidade do barril.
(4) Abertura e retirada Devido a requisitos de processo e necessidades de manutenção, buracos de vários tamanhos ou retoques de instalação são frequentemente abertos no cilindro ou na cabeça do vaso de pressão, como câmaras de visita, orifícios manuais, orifícios no visor, importação e exportação de materiais Assuma o controle e instale manômetros, manômetros de nível de líquido, válvulas de segurança, instrumentos de medição de temperatura e outras aberturas de controle.
Buracos de mão e bueiros são dispositivos usados para inspecionar, montar e lavar o interior do recipiente. O diâmetro interno do orifício da mão deve permitir que a mão do operador' passe livremente. Portanto, o diâmetro do orifício manual não deve ser inferior a 150 mm. Considerando que o comprimento do braço humano é de cerca de 650 ~ 700 mm, o recipiente com um diâmetro maior que 1000 mm não deve ter um orifício manual, mas um bueiro deve ser substituído.
As formas comuns de bueiros são redondas e ovais. Para permitir que os operadores entrem e saiam livremente, o diâmetro do bueiro redondo deve ser de pelo menos 400 mm e o tamanho do bueiro oval é geralmente de 350 mm × 450 mm.
Depois que um furo é feito no cilindro ou na cabeça, a força do furo é enfraquecida e a tensão naquele local é aumentada. O grau desse enfraquecimento aumenta com o aumento do diâmetro da abertura, de modo que o número de aberturas deve ser minimizado no recipiente, especialmente para evitar a abertura de orifícios grandes. Os furos que foram abertos no contêiner também devem ser projetados para reforçar os furos e garantir a resistência necessária.
(5) Suporte
O vaso de pressão é suportado pelo suporte e fixado na fundação. Os suportes de recipientes cilíndricos e esféricos são diferentes. De acordo com diferentes posições de instalação, os suportes cilíndricos para contêineres são divididos em dois tipos: suportes verticais e horizontais, dos quais os suportes verticais possuem suportes para pernas, suportes, suportes para as orelhas e saias. Existem quatro tipos de suporte; o recipiente esférico usa principalmente suporte de coluna ou saia.
(6) acessórios de segurança
Devido às características de uso dos vasos de pressão e às características do processo químico de seus meios internos, muitas vezes é necessário instalar alguns dispositivos de segurança e instrumentos de medição e controle nos vasos para monitorar os parâmetros do meio de trabalho para garantir o uso seguro da pressão. vasos e o andamento normal do processo.
Os acessórios de segurança dos vasos de pressão incluem principalmente válvulas de segurança, dispositivos de disco de ruptura, válvulas de fechamento de emergência, dispositivos de intertravamento de segurança, medidores de pressão, medidores de nível de líquido, instrumentos de medição de temperatura, etc.
Os seis principais componentes acima (corpo do cilindro, cabeçote, dispositivo de vedação, bico de abertura, suporte e acessórios de segurança) constituem a carcaça externa de um vaso de pressão. Para contêineres de armazenamento, esse shell é o próprio contêiner; para recipientes usados em reação química, transferência de calor, separação e outros processos, as partes internas exigidas pelo processo devem ser carregadas no invólucro para formar um produto completo.
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