化工设备机械基础

化工学院

第十三章 容器支座第十三章 容器支座

学习向导：熟悉容器支座的分类、结构和选用方法

容器和设备的 支座支座，是用来支承其重量，使其固定。在某些场合下支座还要承受操作时的振动、地震载荷、风载荷等。

容器支座

卧式支座

立式支座

鞍式支座圈座支腿

耳式支座（悬挂式支座）

支承式支座

腿式支座（支腿）

裙式支座

支座的作用及分类

化工设备机械基础

化工学院

常用

大直径大直径薄壁容薄壁容

器器

化工设备机械基础

化工学院

小型设备小型设备

化工设备机械基础

化工学院

第一节 卧式容器支座第一节 卧式容器支座

ⅠⅠ. . 鞍座（鞍座（ JB/T4712.1JB/T4712.1 －－ 20072007 ））

材质：垫板—与筒体相同，其它 ---Q235-A.F 。

化工设备机械基础

化工学院

鞍式支座的结构 鞍式支座的结构 底板 轴向腹板（轴向直立筋板） 横向腹板（横向直立筋板） 垫板

一、鞍座的结构与类型

化工设备机械基础

化工学院

一、鞍座的结构与类型

鞍式支座已有标准《鞍式支座》（ JB/T4712.1 － 2007 ） ，设计时可 根据容器的公称直径和容器的重量容器的重量选用标准中的规格。

(1) DN≤900mm 的鞍座有弯制和焊制之分。 DN≥1000mm 的鞍座只有焊制的。 四种板的厚度以及筋板的数目和支座的高度 h ，决定着鞍座的最大允许载荷 [Q] 。

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

（ 2 ）同 DN 的鞍座按其允许承受的最大载荷分为轻型（ A 型）和重型重型（ BB 型型）。其中重型又分为 BⅠ ～ BⅤ 五种型号。鞍座形式汇总于下表中。 DN≤900mm 的鞍座只有重型。（ 3 ）鞍座大都带有垫板，但 DN≤900mm 的鞍座也有不带垫板的。

一、鞍座的结构与类型

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

（ 4 ）根据底板上的螺栓孔形状不同 , 鞍座分为 F 型 ( 固定支座 ) 和 S 型 ( 活动支座 ) 。

在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。

一、鞍座的结构与类型

化工设备机械基础

化工学院

（ 5 ）鞍座包角的大小对鞍座边角处器壁内的应力有相当大的影响，增大鞍座包角可以减少该处的应力，提高鞍座的承载能力。但鞍座变得笨重，材料消耗增多。而过分减少包角，卧式圆筒容易从支座上倾倒。通常采用的包角为 120° ，必要时可以采用 150° 包角。

一、鞍座的结构与类型

化工设备机械基础

化工学院

二、鞍座尺寸与质量表 13 － 2 至表 13 － 4 列出各种 DN 的鞍座的尺寸与质量。

三、鞍座的选用原则

因为鞍座尺寸是由容器公称直径确定的，所以选用鞍座只需考虑是选轻型还是重型（ DN≥ 1000mm 时），带垫板还是不带垫板（ DN≤ 900mm 时）等问题。

化工设备机械基础

化工学院

鞍座选用原则：鞍座选用原则：

（ 1 ）鞍座实际承受的最大载荷 Qmax 必须小于鞍座的允许载荷 [Q] 。 在大多数情况下，水压试验时容器具有最大的载荷 ! 若实际设计的鞍座高度超过了表 13 － 2 至表13 － 4 中的规定值，必须从图 13 － 4 至 13 － 6中查取允许载荷 [Q] 。 当轻型鞍座的 [Q]<Qmax 时，应选用重型鞍座。

化工设备机械基础

化工学院

鞍座选用原则：鞍座选用原则：

（ 2 ）下列情况下， DN≤900mm 的鞍座只能选用带垫板的形式：① 容器壳体的有效厚度小于等于 3mm ；② 当容器壳体有热处理要求时，而且垫板要在壳体热处理以前焊上去；③ 当容器壳体与鞍座间的温差大于 200℃ 时；④ 当容器壳体材料与鞍座材料不具有相同或相近的化学成分和性能指标时。

（ 3 ）在一台容器上，两个鞍座必须是 F 型、 S 型配对使用。

化工设备机械基础

化工学院

鞍座设置应尽可能靠近封头鞍座设置应尽可能靠近封头，即 A 应小于或等于 DO/4 且不宜大于 0.2L ，当需要时， A 最大不得大于 0.25L

鞍座的位置 鞍座的位置

化工设备机械基础

化工学院

标准高度下鞍座的允许载荷按标准中规定 当鞍座高度增加时，允许载荷随之降低，其

值可从标准附录中查出

鞍座允许载荷 鞍座允许载荷

化工设备机械基础

化工学院

当容器操作壁温与安装环境温度有较大差异时，应根据容器圆筒金属温度、两鞍座间距，按标准附录 A 核算螺栓孔长度 L

螺栓孔应根据其不同膨胀形式，按下图要求进行安装

鞍座的安装鞍座的安装

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

鞍座的材料

支座 Q235-A·F

垫板材料 与筒体材料相同

化工设备机械基础

化工学院

四、鞍座标记

例例

化工设备机械基础

化工学院

五、支座处筒体强度校核

支座处筒体的可能受力情况及失效形式

1).1). 支座反力计算支座反力计算每一支座的反力： F=mg/2式中 mg—— 设备总重。2).2). 筒体轴向弯矩哪里较大？筒体轴向弯矩哪里较大？

◎支座处 (2-2 截面）

弯矩为负，横截面的上部受拉，下部受压

◎◎两支座中间处两支座中间处（ 1-1 截面）：

弯矩为正——横截面上部受压，下部受拉。

筒体受压处可能出现何种破坏形式？方向如何？

26

3).3). 筒体的轴向应力计算筒体的轴向应力计算在跨距中点：载荷——介质压力，弯矩。

弯曲应力膜应力

2 21

1eme

mc

SR

M

S

Rp

•在支座处：当 A≤Rm/2时，封头有支撑作用，保持筒体的圆形，保证了局部刚度。

eme

mc

SRK

M

S

Rp2

1

22 2

“—” 上部为负，“ +” 下部为正。

27

4).4). 筒体轴向应力的验算筒体轴向应力的验算

判据： 较小者压应力：

拉应力：

压

拉t

B

t

B值得计算：

1）由 Rm和 Se计算A: e

mS

RA

094.0

2）由 A，依据材料线求 B值；

3）如 A在材料线左侧，由下式计算：tAEB

3

2

化工设备机械基础

化工学院

第二节 立式容器支座第二节 立式容器支座

立式支座耳式支座（悬挂式支座）

支承式支座

腿式支座（支腿）

裙式支座

一、耳式支座一、耳式支座（ JB/T 4712.3-2007 ）

按筋板宽度的不同分为 AA 型型（短臂） BB 型型（长臂） CC 型型（加长臂）

适用于公称直径不大于4000mm 的立式圆筒形容器

化工设备机械基础

化工学院

耳式支座有 6 种结构形式

支座的筋板和底板材料分为 4 种

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

1.1. 耳式支座的选用耳式支座的选用

（（ 11 ））根据公称直径 DN 及估算的总重量预选一标准支座及支座数目，计算出一个支座实际承受的载荷 Q 。

（（ 22 ））将所设定支座的允许载荷 [Q] 从表 13 － 5 或表 13 － 6 中查出。比较 [Q] 与 Q 。

（（ 33 ））校核支座反力 Q 对器壁产生的外力矩 M, 如果 M ≤ [M], 所选用的支座可用。否则，需选大一号的支座或增加支座数目。

化工设备机械基础

化工学院

2.2. 耳式支座的标记耳式支座的标记

例： A 型， 3 号耳式支座，支座材料为 Q235A, 垫板材料 16MnR标记为： JB/T4712.3-2007 ，耳座 A3-I材料： Q235A/16MnR

化工设备机械基础

化工学院

适用范围：适用于安装在刚性基础上，且符合下列条件的容器： 公称直径 DN400 ～ 1600 mm

圆筒长度 L 与公称直径 DN 之比 L/DN≤5

容器总高度 H1≤5000 mm

不适用于通过管线直接与产生脉动载荷的机器设备刚性连接的容器

二、腿式支座二、腿式支座（ JB/T 4712.2-2007 ）

化工设备机械基础

化工学院

结构型式 支柱 垫板 底板 盖板

化工设备机械基础

化工学院

型式特征

尺寸、允许载荷、高度、最大支承高度 支腿数量

直径较小时（ DN≤700 ） 3 个 直径较大时（ DN≥800 ） 4 个

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

对于腿式支座来说，最好采用带加强垫板的支腿，除非容器的有效厚度超过表 13 － 17规定的 δmin 值。

化工设备机械基础

化工学院

支腿材料 支柱 : 角钢支柱及 H型钢支柱的材料应为 Q235A ；钢管支柱应为 20 号钢。

垫板：与筒体相同 底板： Q235-A·F

盖板： Q235-A·F

化工设备机械基础

化工学院

支腿的选用

支腿设计条件 设计温度： 200℃

设计载荷：基本风压值 800Pa

地震设防烈度： 8 度（Ⅱ类场地土）

支座的标记

化工设备机械基础

化工学院

应在施工图中标注实际需要的支承高度及垫板厚度 符合下列情况之一，应设置垫板

用合金钢制的容器壳体 容器壳体有热处理要求 与支腿连接处的圆筒有效厚度小于标准中给出的

最小厚度

化工设备机械基础

化工学院

三、支承式支座（三、支承式支座（ JB/T 4712.4-2007JB/T 4712.4-2007 ））

支承式支座可以用钢管钢管 (BB 型型 ) 来制作，也可以用数块钢板钢板焊成（ A 型），均带有垫板。

适用范围：圆筒长度 L 与公称直径 DN 之比 L/

DN≤ 5 ；容器的总高 H≤10m 。

化工设备机械基础

化工学院

化工设备机械基础

化工学院

A 型支座筋板的材料为 Q235A ； B 型支座钢管材料为 10 号钢。

标记

与支腿相比：与支腿相比：高度低、承载量大，支承在封头上

化工设备机械基础

化工学院

支承式支座的选用支承式支座的选用

(1) 根据容器的公称直径 DN预选一标准支座及支座数目，计算出一个支座实际承受的载荷 Q 。

(2) 将所设定支座的允许载荷 [Q] 从表 13 － 9 或表 13 － 10 中查出。比较 [Q] 与 Q 。

(3) 校核作用于椭圆形底封头上的支座反力 Q是否超过椭圆形封头所允许承受的垂直载荷 [F] 。

若 Q ≤ [F],则选用的支座可用。书中所给的 [F]

表，只用于 B型支座的选用。

化工设备机械基础

化工学院

四、裙式支座四、裙式支座

对高大的塔设备最 常用的支座就是裙式支座。它与前三种支座不同，目前还没有标准。它的各部分尺寸均需通过计算或实践经验确定。

化工设备机械基础

化工学院

本章作业：本章作业：

无上交作业，熟悉支座类型、特点、及适用无上交作业，熟悉支座类型、特点、及适用范围，了解支座标志，选取依据。范围，了解支座标志，选取依据。

11 、卧式容器和立式容器的支座有哪几种？、卧式容器和立式容器的支座有哪几种？22 、双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则、双鞍座卧式容器支座位置按哪些原则确定？确定？