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机械设备
02-14

储罐：几种常见储罐的结构分析

       用于储存液体或气体的钢制密封容器即为储罐，储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。我国的储油设施多以地上储罐为主，且以金属结构居多。普遍使用的是拱顶储罐、内浮顶储罐以及卧式储罐。 　　储罐的标准： 　　常用储罐标准：1.美国石油学会标准API650;2.英国标准BS2654;3.日本标准JISB8501;4.德国标准DIN4119;5.石油行业标准SYJ1016-82;6.石化行业标准SH3046-92。 　　储罐的材料： 　　聚丙烯储槽、储罐工程所需材料分为罐体材料和附属设施材料。罐体材料可按抗拉屈服强度（бs）或抗拉标准强度（бb）分为低强钢和高强钢，高强钢多用于5000立方米以上储罐；附属设施（包括抗风圈梁、锁口、盘梯、护栏等）均采用强度较低的普通碳素结构钢，其余配件、附件则根据不同的用途采用其它材质。制造罐体常用的国产钢材有20、20R、16Mn、16MnR以及Q235系列以及其他的新材料等。 　　储罐的结构： 　　拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为1000-10000m 3，国内拱顶储罐的最大容积已经达到30000m 3。 　　罐底：罐底由钢板拼装而成，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。一般情况下，储罐内径<16.5m时，宜采用条形边缘板，储罐内径≥16.5m时，宜采用弓形边缘板。 　　罐壁：罐壁由多圈钢板组对焊接而成，分为套筒式和直线式。 　　套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接。拱顶储罐多采用该形式，其优点是便于各圈壁板组对，采用倒装法施工比较安全。 　　直线式罐壁板环向焊缝为对接。优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于内浮顶储罐，但组对安装要求较高、难度亦较大。 　　罐顶：罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）焊接成一体。 　　浮顶式 　　浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降，浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，罐内介质始终被内浮顶直接覆盖，减少介质挥发。 　　罐底：浮顶罐的容积一般都比较大，其底板均采用弓形边缘板。 　　罐壁：采用直线式罐壁，对接焊缝宜打磨光滑，保证内表面平整。浮顶储罐上部为敞口，为增加壁板刚度，应根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈梁和加强圈。 　　浮顶：浮顶分为单盘式浮顶、双盘式浮顶和浮子式浮顶等形式。 　　单盘式浮顶：由若干个独立舱室组成环形浮船，其环形内侧为单盘顶板。单盘顶板底部设有多道环形钢圈加固。其优点是造价低、好维修。 　　双盘式浮顶：由上盘板、下盘板和船舱边缘板所组成，由径向隔板和环向隔板隔成若干独立的环形舱。其优点是浮力大、排水效果好。 　　内浮顶式 　　内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁，壁板对接焊制，拱顶按拱顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。 　　卧式 　　卧式储罐的容积一般都小于100m3，通常用于生产环节或加油站。卧式储罐环向焊缝采用搭接，纵向焊缝采用对接。圈板交互排列，取单数，使端盖直径相同。卧式储罐的端盖分为平端盖和碟形端盖，平端盖卧式储罐可承受40kPa内压，碟形端盖卧式储罐可承受0.2Mpa内压。地下卧式储罐必须设置加强环，加强环用角钢煨制而成。
储罐：几种常见储罐的结构分析
04-19

氟塑料热交换器的使用方法

       氟塑料是所有塑料中耐腐蚀和耐温性能较好的一种材料。氟塑料中常用来制作换热器的有PFA、PTFE、PVDF、FEP，其中PTFE的各项性能和性价比好，也是最早用来制作换热器的塑料。PTFE全名为聚四氟乙烯，又称为塑料王，另名有特氟龙或铁氟龙，是其英文teflon的谐音，其理论耐温范围在-200~250℃之间。 　　氟塑料制作的换热器一般采用10mm以下的薄壁氟塑料管作为换热管，能用在各种强酸、强碱和强氧化剂中进行热交换。虽然氟塑料的导热性能比金属差，但由于采用小径薄壁管，因此其管壁热阻小，加上在换热过程中，管内流体大多处于紊流状态，因此大大提高了氟塑料换热器的总传热系数。 　　氟塑料热交换器的使用方法很重要，虽然采用小孔径管可大大提高其耐压性能。但由于氟塑料氟塑料热交换器为塑料材料，加上管壁较薄，其机械强度等物理性能比金属要差，因此在使用和安装过程中需严格按照厂家的要求进行。首先，使用过程中必须严格控制管内压力，虽然采用小孔径管可以耐受较高的压力，但由于塑料强度的限制，特别是在温度较高的情况下；其次，保证进入管内的流体的清洁度，防止管内堵塞或颗粒对管壁的摩擦；第三，控制管内流速，如果流速太高，阻力大，致使入口处压力大，而流速太低会导致管内形成层流，影响换热效果；第四，由于氟塑料管易刮伤，在使用过程中需防止与锋利的物件碰擦；第五，防止换热器接近周边高温热源，特别是金属焊接时，防止焊渣溅到氟塑料管壁上。 　　总之，氟塑料热交换器在使用过程中，需要结合实际使用环境和工况条件进行合理考虑，制定好操作规程，有效延长使用寿命。
氟塑料热交换器的使用方法
07-21

搅拌反应釜常用的传热装置

       搅拌反应釜是工业生产中广泛采用的反应器形式，适用各种相态物料的反应，反应釜中设有不同型式的搅拌、传热装置。可适用不同性质的物料和不同热效应的反应，以保持反应物料在釜内合理的流动、混合和料号的传热。搅拌反应釜既可间隙操作也可连续操作或半连续操作。既可单釜操作，又可多釜串联操作。搅拌反应釜使用性广，操作弹性大，浓度容易控制。它通常由釜体、换热装置、搅拌器和传热装置等构件组成。 　　搅拌反应釜常用的传热装置是：夹套，蛇管。其它还有电感应加热，直接蒸汽加热或外部换热器加热等。这里主要介绍夹套和蛇管传热。 　　1、夹套：是反应釜常用的传热装置，整体夹套由圆柱形壳体和下封头组成。夹套与内筒采用法兰连接和焊接俄两种连接方式。法兰连接用于操作条件差、需定期检查和经常清洗夹套的场合。夹套上设有蒸汽、冷却水或其他加热、冷却介质的进出口。当加热介质是蒸汽时，进口管靠近夹套上端，冷凝液从底部排出;当加热(冷却)介质是液体时，则进口管应设在底部，使液体下进上出，有利于排除气体和充满液体。 　　2、蛇管：当夹套传热不能满足要求或不宜采用夹套传热时，可采用蛇管传热。蛇管置于釜内，浸人反应介质中，传热效果比夹套好，但检修困难。蛇管一般由无缝钢管绕制而成，常用的结构形状有圆形螺旋状、平面环形、弹簧同心圆组并联形式等。当蛇管中心直径较小、圈数较少时，蛇管利用进出口管固定在釜盖或釜底上;若中心直径较大、圈数较多、重量较大时，则设立固定的支架支撑。蛇管的进出口设在同一端，一般设在上封头，结构简单，装拆方便。 　　
搅拌反应釜常用的传热装置
07-20

分析管壳式换热器运用中的问题

       随着现代化建设的步法不断的加快，作为石油企业化工领域的重用换热设备之一，管壳式换热器在发挥着重大的作用,并得到了广泛的运用。由于换热器选材的不同，加工制造不合理,使用不当等多方面的因素的影响，换热器失效的现象屡见不鲜。换热器的失效，可能会给企业带来不可估量的经济损失，因此对管壳式换热器失效原因、形式、及处理故障的分析很重要。本文将通过对管壳式换热器在工程中的实际运用存在的问题进行分析，找出管壳式换热器最容易失效的敏感部位。 　　常见的换热器失效形式 　　敏感部位之一：换热器管板和换热管的连接处。在换热器管板和换热管的连接处会出现几何形状的突变，加上外因等因素比如：管板与换热管的连接不当、焊后处理不及时合理、两者之间存在的温差应力、板管和换热管所选择材料之间存在的差异性等，都会成为管板和管口连接处存在残余应力、焊接部位出现隐形缺陷(焊接部位出现气孔、及其他杂质)的原因。一旦受到壳程流体腐蚀性影响和诱导振动，都会使换热管和管板的连接处出现振动疲劳破坏、连接缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等现象。这些问题交错连接，共同作用会对连接处进一步的损坏，加快了连接处的损害速度，降低了连接处的使用寿命。 　　敏感部位之二：折流板和换热管配合使用处的损坏。 　　由于使用功能的需要，为了使换热管的热膨胀量能够被充分的吸收和使用，以及加工制造的方便，通常会在换热管和折流板的配合使用处留下一定程度的空隙。由于壳流体长时间额冲击，配合处的缝隙会不断的增大，使折流板不断的切割 　　换热管，在折流板的切割作用下设备不但会产生强大的振动噪音，还会引起换热管的泄漏实效。同时配合处缝隙不断的增大促使壳程流体内部的流动过程变进一步的复杂化，对换热器的传热效率造成了重大的影响。 　　敏感部位之三：换热器壳体、管板连接处损坏。 　　在换热器的使用过程中，其壳体和管板都会受到较大的压力荷载和温差应力的长期作用。这将直接导致换热器壳体、管板连接处局部应力的形成。分析局部应力出现的原因有： 　　(1)换热器壳体载荷的温度较高，且径向变形大。而管板恰恰 　　相反，不仅载荷温度低，变形小，同时由于管板的厚度较大对变形刚度的抵抗力较强，因此对与之相连接的换热器壳体约束力较大。 　　(2)由于换热器壳体受到限制，使高温载荷下的径向膨胀也受到了一定的限制。加上其他因素的影响，发生断裂损害的可能性很大。总体来说，对于上述结构局部应力形成的主要因素是：换热器壳体和管板之间的温度分布不均匀，管板较大刚度这一特征的存在。所以在日常的操作中，可根据实际的需要，在达到结构刚度要求的基础上，可对管板的厚度进行适当的降低。 　　敏感部位之四：u形弯管。 　　对不锈钢管束的使用中，u形管自身的形态特征决定了它的塑性变形，在对其进行运用时会产生残余拉应力。这是由于两个直管段热变形不均匀产生了温差应力，应力之间相互叠加，促使弯管处拉应力的形成。在腐蚀性介质的参与下，加上换热器工作过程中产生的扭曲振动和弯曲振动，很容易造成弯管处的疲劳腐蚀破坏，并且影响力很大。 　　敏感部位之五：小浮头垫片出现泄漏。 　　温差应力的存在是造成小浮头垫片内漏的主要原因。在小浮头垫片的使用过程中，由于温差应力的存在使螺栓预紧力降低，同时小浮头垫片自身不能进行自紧密闭，造成换热器的使用实效。总而言之，造成小浮头垫片发生泄漏的主要原因就是，预紧过程中和温差应力的作用下残余应力的存在。 　　
分析管壳式换热器运用中的问题
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