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      機械設備
      02-14

      儲罐:幾種常見儲罐的結構分析

      ? ? ? ?用于儲存液體或氣體的鋼制密封容器即為儲罐,儲罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業必不可少的重要的基礎設施,我們的經濟生活中總是離不開大大小小的鋼制儲罐,鋼制儲罐在國民經濟發展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲罐是儲存各種液體(或氣體)原料及成品的專用設備,對許多企業來講沒有儲罐就無法正常生產,特別是國家戰略物資儲備均離不開各種容量和類型的儲罐。我國的儲油設施多以地上儲罐為主,且以金屬結構居多。普遍使用的是拱頂儲罐、內浮頂儲罐以及臥式儲罐。   儲罐的標準:   常用儲罐標準:1.美國石油學會標準API650;2.英國標準BS2654;3.日本標準JISB8501;4.德國標準DIN4119;5.石油行業標準SYJ1016-82;6.石化行業標準SH3046-92。   儲罐的材料:   聚丙烯儲槽、儲罐工程所需材料分為罐體材料和附屬設施材料。罐體材料可按抗拉屈服強度(бs)或抗拉標準強度(бb)分為低強鋼和高強鋼,高強鋼多用于5000立方米以上儲罐;附屬設施(包括抗風圈梁、鎖口、盤梯、護欄等)均采用強度較低的普通碳素結構鋼,其余配件、附件則根據不同的用途采用其它材質。制造罐體常用的國產鋼材有20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列以及其他的新材料等。   儲罐的結構:   拱頂儲罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲罐制造簡單、造價低廉,所以在國內外許多行業應用最為廣泛,最常用的容積為1000-10000m 3,國內拱頂儲罐的最大容積已經達到30000m 3。   罐底:罐底由鋼板拼裝而成,罐底中部的鋼板為中幅板,周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板,也可采用弓形板。一般情況下,儲罐內徑<16.5m時,宜采用條形邊緣板,儲罐內徑≥16.5m時,宜采用弓形邊緣板。   罐壁:罐壁由多圈鋼板組對焊接而成,分為套筒式和直線式。   套筒式罐壁板環向焊縫采用搭接,縱向焊縫為對接。拱頂儲罐多采用該形式,其優點是便于各圈壁板組對,采用倒裝法施工比較安全。   直線式罐壁板環向焊縫為對接。優點是罐壁整體自上而下直徑相同,特別適用于內浮頂儲罐,但組對安裝要求較高、難度亦較大。   罐頂:罐頂有多塊扇形板組對焊接而成球冠狀,罐頂內側采用扁鋼制成加強筋,各個扇形板之間采用搭接焊縫,整個罐頂與罐壁板上部的角鋼圈(或稱鎖口)焊接成一體。   浮頂式   浮頂儲罐是由漂浮在介質表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構成。浮頂隨罐內介質儲量的增加或減少而升降,浮頂外緣與罐壁之間有環形密封裝置,罐內介質始終被內浮頂直接覆蓋,減少介質揮發。   罐底:浮頂罐的容積一般都比較大,其底板均采用弓形邊緣板。   罐壁:采用直線式罐壁,對接焊縫宜打磨光滑,保證內表面平整。浮頂儲罐上部為敞口,為增加壁板剛度,應根據所在地區的風載大小,罐壁頂部需設置抗風圈梁和加強圈。   浮頂:浮頂分為單盤式浮頂、雙盤式浮頂和浮子式浮頂等形式。   單盤式浮頂:由若干個獨立艙室組成環形浮船,其環形內側為單盤頂板。單盤頂板底部設有多道環形鋼圈加固。其優點是造價低、好維修。   雙盤式浮頂:由上盤板、下盤板和船艙邊緣板所組成,由徑向隔板和環向隔板隔成若干獨立的環形艙。其優點是浮力大、排水效果好。   內浮頂式   內浮頂儲罐是在拱頂儲罐內部增設浮頂而成,罐內增設浮頂可減少介質的揮發損耗,外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進入罐內,保證罐內介質清潔。這種儲罐主要用于儲存輕質油,例如汽油、航空煤油等。內浮頂儲罐采用直線式罐壁,壁板對接焊制,拱頂按拱頂儲罐的要求制作。目前國內的內浮頂有兩種結構:一種是與浮頂儲罐相同的鋼制浮頂;另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。   臥式   臥式儲罐的容積一般都小于100m3,通常用于生產環節或加油站。臥式儲罐環向焊縫采用搭接,縱向焊縫采用對接。圈板交互排列,取單數,使端蓋直徑相同。臥式儲罐的端蓋分為平端蓋和碟形端蓋,平端蓋臥式儲罐可承受40kPa內壓,碟形端蓋臥式儲罐可承受0.2Mpa內壓。地下臥式儲罐必須設置加強環,加強環用角鋼煨制而成。
      04-19

      氟塑料熱交換器的使用方法

      ? ? ? ?氟塑料是所有塑料中耐腐蝕和耐溫性能較好的一種材料。氟塑料中常用來制作換熱器的有PFA、PTFE、PVDF、FEP,其中PTFE的各項性能和性價比好,也是最早用來制作換熱器的塑料。PTFE全名為聚四氟乙烯,又稱為塑料王,另名有特氟龍或鐵氟龍,是其英文teflon的諧音,其理論耐溫范圍在-200~250℃之間。   氟塑料制作的換熱器一般采用10mm以下的薄壁氟塑料管作為換熱管,能用在各種強酸、強堿和強氧化劑中進行熱交換。雖然氟塑料的導熱性能比金屬差,但由于采用小徑薄壁管,因此其管壁熱阻小,加上在換熱過程中,管內流體大多處于紊流狀態,因此大大提高了氟塑料換熱器的總傳熱系數。   氟塑料熱交換器的使用方法很重要,雖然采用小孔徑管可大大提高其耐壓性能。但由于氟塑料氟塑料熱交換器為塑料材料,加上管壁較薄,其機械強度等物理性能比金屬要差,因此在使用和安裝過程中需嚴格按照廠家的要求進行。首先,使用過程中必須嚴格控制管內壓力,雖然采用小孔徑管可以耐受較高的壓力,但由于塑料強度的限制,特別是在溫度較高的情況下;其次,保證進入管內的流體的清潔度,防止管內堵塞或顆粒對管壁的摩擦;第三,控制管內流速,如果流速太高,阻力大,致使入口處壓力大,而流速太低會導致管內形成層流,影響換熱效果;第四,由于氟塑料管易刮傷,在使用過程中需防止與鋒利的物件碰擦;第五,防止換熱器接近周邊高溫熱源,特別是金屬焊接時,防止焊渣濺到氟塑料管壁上。   總之,氟塑料熱交換器在使用過程中,需要結合實際使用環境和工況條件進行合理考慮,制定好操作規程,有效延長使用壽命。
      07-21

      攪拌反應釜常用的傳熱裝置

      ? ? ? ?攪拌反應釜是工業生產中廣泛采用的反應器形式,適用各種相態物料的反應,反應釜中設有不同型式的攪拌、傳熱裝置??蛇m用不同性質的物料和不同熱效應的反應,以保持反應物料在釜內合理的流動、混合和料號的傳熱。攪拌反應釜既可間隙操作也可連續操作或半連續操作。既可單釜操作,又可多釜串聯操作。攪拌反應釜使用性廣,操作彈性大,濃度容易控制。它通常由釜體、換熱裝置、攪拌器和傳熱裝置等構件組成。   攪拌反應釜常用的傳熱裝置是:夾套,蛇管。其它還有電感應加熱,直接蒸汽加熱或外部換熱器加熱等。這里主要介紹夾套和蛇管傳熱。   1、夾套:是反應釜常用的傳熱裝置,整體夾套由圓柱形殼體和下封頭組成。夾套與內筒采用法蘭連接和焊接俄兩種連接方式。法蘭連接用于操作條件差、需定期檢查和經常清洗夾套的場合。夾套上設有蒸汽、冷卻水或其他加熱、冷卻介質的進出口。當加熱介質是蒸汽時,進口管靠近夾套上端,冷凝液從底部排出;當加熱(冷卻)介質是液體時,則進口管應設在底部,使液體下進上出,有利于排除氣體和充滿液體。   2、蛇管:當夾套傳熱不能滿足要求或不宜采用夾套傳熱時,可采用蛇管傳熱。蛇管置于釜內,浸人反應介質中,傳熱效果比夾套好,但檢修困難。蛇管一般由無縫鋼管繞制而成,常用的結構形狀有圓形螺旋狀、平面環形、彈簧同心圓組并聯形式等。當蛇管中心直徑較小、圈數較少時,蛇管利用進出口管固定在釜蓋或釜底上;若中心直徑較大、圈數較多、重量較大時,則設立固定的支架支撐。蛇管的進出口設在同一端,一般設在上封頭,結構簡單,裝拆方便。   
      07-20

      分析管殼式換熱器運用中的問題

      ? ? ? ?隨著現代化建設的步法不斷的加快,作為石油企業化工領域的重用換熱設備之一,管殼式換熱器在發揮著重大的作用,并得到了廣泛的運用。由于換熱器選材的不同,加工制造不合理,使用不當等多方面的因素的影響,換熱器失效的現象屢見不鮮。換熱器的失效,可能會給企業帶來不可估量的經濟損失,因此對管殼式換熱器失效原因、形式、及處理故障的分析很重要。本文將通過對管殼式換熱器在工程中的實際運用存在的問題進行分析,找出管殼式換熱器最容易失效的敏感部位。   常見的換熱器失效形式   敏感部位之一:換熱器管板和換熱管的連接處。在換熱器管板和換熱管的連接處會出現幾何形狀的突變,加上外因等因素比如:管板與換熱管的連接不當、焊后處理不及時合理、兩者之間存在的溫差應力、板管和換熱管所選擇材料之間存在的差異性等,都會成為管板和管口連接處存在殘余應力、焊接部位出現隱形缺陷(焊接部位出現氣孔、及其他雜質)的原因。一旦受到殼程流體腐蝕性影響和誘導振動,都會使換熱管和管板的連接處出現振動疲勞破壞、連接縫隙腐蝕、應力腐蝕開裂等現象。這些問題交錯連接,共同作用會對連接處進一步的損壞,加快了連接處的損害速度,降低了連接處的使用壽命。   敏感部位之二:折流板和換熱管配合使用處的損壞。   由于使用功能的需要,為了使換熱管的熱膨脹量能夠被充分的吸收和使用,以及加工制造的方便,通常會在換熱管和折流板的配合使用處留下一定程度的空隙。由于殼流體長時間額沖擊,配合處的縫隙會不斷的增大,使折流板不斷的切割   換熱管,在折流板的切割作用下設備不但會產生強大的振動噪音,還會引起換熱管的泄漏實效。同時配合處縫隙不斷的增大促使殼程流體內部的流動過程變進一步的復雜化,對換熱器的傳熱效率造成了重大的影響。   敏感部位之三:換熱器殼體、管板連接處損壞。   在換熱器的使用過程中,其殼體和管板都會受到較大的壓力荷載和溫差應力的長期作用。這將直接導致換熱器殼體、管板連接處局部應力的形成。分析局部應力出現的原因有:   (1)換熱器殼體載荷的溫度較高,且徑向變形大。而管板恰恰   相反,不僅載荷溫度低,變形小,同時由于管板的厚度較大對變形剛度的抵抗力較強,因此對與之相連接的換熱器殼體約束力較大。   (2)由于換熱器殼體受到限制,使高溫載荷下的徑向膨脹也受到了一定的限制。加上其他因素的影響,發生斷裂損害的可能性很大??傮w來說,對于上述結構局部應力形成的主要因素是:換熱器殼體和管板之間的溫度分布不均勻,管板較大剛度這一特征的存在。所以在日常的操作中,可根據實際的需要,在達到結構剛度要求的基礎上,可對管板的厚度進行適當的降低。   敏感部位之四:u形彎管。   對不銹鋼管束的使用中,u形管自身的形態特征決定了它的塑性變形,在對其進行運用時會產生殘余拉應力。這是由于兩個直管段熱變形不均勻產生了溫差應力,應力之間相互疊加,促使彎管處拉應力的形成。在腐蝕性介質的參與下,加上換熱器工作過程中產生的扭曲振動和彎曲振動,很容易造成彎管處的疲勞腐蝕破壞,并且影響力很大。   敏感部位之五:小浮頭墊片出現泄漏。   溫差應力的存在是造成小浮頭墊片內漏的主要原因。在小浮頭墊片的使用過程中,由于溫差應力的存在使螺栓預緊力降低,同時小浮頭墊片自身不能進行自緊密閉,造成換熱器的使用實效??偠灾?,造成小浮頭墊片發生泄漏的主要原因就是,預緊過程中和溫差應力的作用下殘余應力的存在。   
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