【机械行业标准(JB)】 钢制塔式容器(附标准释义)

中华人民共和国行业标准
JB.4710-92
钢制塔式容器
Steel yertical slender vessels1992-06-05发布
中华人民共和国机械电子工业部中华人民共和国化学工业部
民国共动部
1992-12-01实施
主题内容与适用范围
引用标准
结构·
制造、检验与验收
附录A塔器高振型计算（补充件））目
附录B场地土的分类及近震、远震（补充件）附录C
附录 D
全国基本风压分布图（补充件）塔器挠度计算(参考件)
附录E
计算数据(参考件）
计算例题（参考件）
附录F
（38)
（42)
中华人民共和国行业标准
钢制塔式容器
Steel vertical slender vessels1主题内容与适用范围
1.1主题内容
JB4710--92
本标准规定了钢制塔式容器（以下简称塔器）的设计、制造、检验与验收的要求。1.2适用范围
1.2.1本标准适用于高度大于10米，且高度与直径之比大于5的裙座自支承钢制塔器。1.2.2塔器的设计压力可以是内压或外压。1.2.3本标准不适用于带有拉牵装置的塔器。2引用标准
GB150《钢制压力容器》；
GB3323《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》；GB4334《不锈耐酸钢晶间腐蚀倾向试验方法》；GBJ9《建筑结构荷载规范》；
GBJ11.《建筑抗震设计规范》：GBJ17《钢结构设计规范》；
JB1152《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》；JB2536《压力容器油漆、包装、运输》；《钢制压力容器焊接工艺评定》；《钢制压力容器焊接规程》；
ZBJ74003《压力容器用钢板超声波探伤》。3总则
3.1定义
3.1.1压力除注明者外，压力系指表压力。3.1.2最大工作压力最大工作压力系指在正常操作情况下，塔器顶部可能出现的最高压力。3.1.3设计压力设计压力系指在相应设计温度下用以确定塔器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的塔器设计压力，其值不得小于最大工作压力。当塔器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5%设计压力时，则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算。塔器上装有安全泄放装置时，应按GB150附录B的相应规定确定塔器的设计压力。对最大工作压力小于0..1MPa的内压塔器，设计压力取'0.1MPa。机械电子工业部
1992-05-30批准
中国石油花工总公司
1992-12-01实施
JB4710—92
真空塔器按承受外压设计，当装有安全控制装置（如真空泄放阅）时，设计压力取1.25倍的最大内外压力差，或0.1MPa两者中的较小值，当没有安全控制装置时，取0.1MPa。3.1.4金属温度金属温度系指塔器受压元件沿截面厚度的平均温度。在任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。3.1.5设计温度设计温度系指塔器在正常操作情况，在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度。对于0℃以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。塔器设计温度（即标注在塔器铭牌上的设计温度)是指塔壳的设计温度。注：对具有不同操作工况的塔器，应在图样或相应技术文件中写明各苛刻工况时的相应设计压力和设计温度。
试验温度系指在压力试验时塔壳的金属温度。3.1.6试验温度
3.2载荷
设计时应考虑以下载荷，
设计压力；
液柱静压力：
塔器自重（包括内件和填料等）以及正常操作条件下或试验状态下内装物料的重力载荷：附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；风载荷和地震载荷。
必要时，尚应考虑以下载荷的影响：f.
连接管道和其他部件引起的作用力；由于热膨胀量不同而引起的作用力，压力和温度变化的影响；
塔器在运输或吊装时承受的作用力。i
3.3厚度
3.3.1厚度附加量
厚度附加量按式（31）确定：
CC,+C2
式中：C-厚度附加量，mm；
Cl一一钢板或钢管的厚度负偏差，按相应钢板或钢管标准选取，mm；当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，可取C,=0。C.腐蚀裕量.mm：
对于碳素钢和低合金钢.取Cz不小于1mm；对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，取C2一0；对裙座壳取Cz=2mm；地脚螺栓取C，=3mm。3.3.2最小厚度
塔壳圆筒不包括腐蚀裕量的最小厚度：a，碳素钢和低合金钢制塔器为2/1000的塔器内直径，且不小于4mm；b.不锈钢制塔器为3mm。
3.3.3计算厚度
计算厚度系指按GB150各章及本标准第6章公式计算所得的厚度，不包括厚度附加量。3.3.4设计厚度
设计厚度系指计算厚度与腐蚀裕量之和。3.3.5名义厚度
JB4710-92
名义厚度是将设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即是图样上标注的厚度。
对塔壳和裙座壳，在任何情况下，其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和。3.3.6有效厚度有效厚度系指名义厚度减去厚度附加量。3.3.7塔器制造单位应根据制造工艺条件，并考虑板材的实际厚度自行确定加工裕量，以确保塔器各部位的实际厚度不小于该部位的名义厚度减去钢材厚度负偏差。3.4许用应力
3.4.1受压元件材料和螺栓材料在不同温度下的许用应力按第4章选取。许用应力系按材料各项强度数据分别除以表3-1或表3-2中的安全系数，取其中的最小值。表3-1钢材安全系数
强度性能
碳素钢、低合金钢、铁
索体高合金钢
奥氏体高合金钢
常温下最低
抗拉强度
常温或设计温度
下的屈服点
as或a
设计温度下经10万小时
断裂的持久强度品
平均值
最小值
设计温度下经
10万小时端变率
为1%的蜗变极限
注：1）当部件的设计温度不到蠕变温度范围，且允许有微量的永久变形时，可适当提高许用应力，但不超过0.9s。此规定不适用于法兰或其它有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。表3-2螺栓安全系数
碳素钢
低合金钢、
马氏体高合金钢
奥氏体高合金钢
螺柱直径
≤M22
M24~M48
≤M22
M24~M48
≥M52
M24~M48
热处理状态
热扎、正火
设计温度下屈服点
3.4.2当温度低于20℃时，取20℃的许用应力。3.4.3不锈复合钢板的许用应力
设计温度下经10万小时断裂的持久强度平均值的nwww.bzxz.net
对于复层与基层完全贴合，且对接焊缝完全熔透的不锈复合钢板，在设计计算中如需计入复层材料的强度时，设计温度下的许用应力按式（3-2)确定：Eo]-[old;tlald
式中：［o]—设计温度下复合钢板的许用应力，MPa,—基层钢板的名义厚度，mm，
8z一一复层材料的厚度，不计入腐蚀裕量，mm；(3-2)
JB4710-92
[o]-设计温度下基层钢板的许用应力，MPa，[]—设计温度下复层材料的许用应力，MPa。3.4.4许用轴向压缩应力
按GB150第1.7.5条规定。
3.4.5非受压元件材料的许用应力，除裙座壳和焊于受压壳体土的重要内件、栅板等支承件的许用应力按受压元件许用应力选取外，其余应按GBJ17的规定选取。3.5焊缝系数
焊缝系数应根据塔器受压部分的焊缝型式和无损探伤检验要求选取。3.5.1双面焊或相当于双面焊的全熔透对接焊缝：100%无损探伤9=1.00
局部无损探伤$=0.85。
3.5.2单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部全长具有紧贴基本金属的垫板：100%无损探伤$=0.90
局部无损探伤更=0.80。
3.5.3无法进行探伤的单面焊环向对接焊缝，无垫板：$=0.60
此系数仅适用于厚度不超过16mm，直径不超过600mm的塔壳环向焊缝。3.6压力试验
塔器制成后必须作压力试验，试验要求和项目应在图样上注明。压力试验一般采用液压试验，试验液体按GB150中的第10.9.4.1条的要求，对不适合进行液压试验的塔器，如塔体内不允许有微量残留液体，或由于结构原因不能充满液体的塔器，可以采用气压试验，作气压试验的塔器必须满足GB150第10.8.2.1条和第10.9.5条的要求。真空塔器以内压进行压力试验。3.6.1试验压力
液压试验
气压试验
式中：pr——试验压力，MPa；
p—设计压力，MPa
[1.25P奇
取两者的较大值
取两者的较大值
[。]—一塔器元件材料在试验温度下的许用应力，MPa：[o一塔器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa。（3-3）
注：①如因采用P+0.1的试验压力，会导致必须增加塔壳厚度时，则允许适当降低试验压力，但不得低于1.25p。MPa(液压试验)或 1. 15p号
MPa（气压试验）。
②塔器各元件(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等)所用材料不同时,应取各元件之比值中最小者。e
③塔器以卧量进行液压试验时，试验压力应为立置时的试验压力Pr加液柱静压力。3.6.2压力试验时的应力校核
压力试验时，圆简的薄膜应力按式（3-5)计算：4
式中：f-
圆简薄膜应力，MPa；
圆简内直径.mm；
试验压力，MPa；
8。圆筒的有效厚度，mm；
中—一圆简的焊缝系数。
JB4710—92
Pr(D+8)
（3-5）
在液压试验时，圆筒的薄膜应力f不得超过试验温度下材料屈服点的90%（校核时应计入液柱静压力）；在气压试验时，此应力不得超过试验温度下材料屈服点的80%。3.7致密性试验
如果图样有要求，塔器还应进行致密性试验。致密性试验包括气密性试验和煤油渗漏试验，具体要求及试验方法见GB150第10.9.6条。4材料
4.1受压元件
受压元件用钢的选用原则、钢材标准、热处理状态及许用应力等均按GB150第2章“材料”附录A“材料的补充规定”、附录C“低温压力容器”和附录1\钢材高温性能”的规定。4.2非受压元件
4.2.1非受压元件用钢必须是已列入材料标准的钢材。当为焊接件时.应为焊接性能良好的，且不会导致降低被焊件性能的钢材。
4.2.2裙座壳用钢按受压元件用钢要求选取。4.2.3地脚螺栓一般选用Q235-A（A3)或16Mn。Q235-A（A3）的许用应力取[。]b=147MPa；16Mn的许用应力取[o]=170MPa。如采用其他碳素钢或优质碳素结构钢作地脚螺栓，则取n，≥1.6。4.2.4基础环、盖板及筋板材料的许用应力，对低碳钢取[]，=140MPa。5结构
塔器结构示意图见图5-1。
检套孔
地脚娠栓座
基酶环
JB4710-92
图3-1
塔顶出气管
裙座壳
引出丸
地脚螺栓
5.1塔壳
JB4710—92
塔壳各元件以及开孔等的结构型式和要求应满足GB150的有关规定。5.2裙座
裙座有圆简形和圆锥形两种型式。圆锥形裙座的半顶角不应超过15°。5.3裙座与塔壳的连接型式
裙座与塔壳的连接，可采用对接接头或搭接接头的型式。5.3.1采用对接接头型式时，裙座壳的外径宜与塔壳下封头的外径相等，裙座壳与塔壳下封头的连接焊缝须采用全焊透连续焊。其焊接结构及尺寸见图5-2。9'1
15最大
图5-2
5.3.2采用搭接接头型式时，搭接部位可在塔壳下封头，也可在圆简壳上（见图5-3）。具体要求如下：a：当与下封头搭接时，搭接部位必须位于下封头的直边段。此搭接焊缝与下封头的环向连接焊缝距离应在（1.7～3)8，范围内，且不得与下封头的环向连接焊缝连成一体。b。与圆简壳搭接时，此搭接焊缝与下封头的环向连接焊缝距离不得小于1.78.，下封头的环向连接焊缝必须磨平，且须100%探伤合格。搭接接头的角焊缝必须填满。
JB4710-92
图5-3
5.4塔亮下封头由多块板拼接制成时，拼接焊缝处的裙座壳应开缺口，缺口型式及尺寸参见图5-4和表5-1
下封头
图5-4
封头厚度%
缺口半径R
5.5排气孔或排气管
JB4710—92
表5-1裙座壳开缺口尺寸
5.5.1无保温（保冷、防火）层的裙座上部须开设排气孔，排气孔规格和数量按表5-2规定。当裙座上部开有图5-4所示缺口时，可不开设排气孔。表5-2
塔器内直径D
排气孔(管)规格
排气孔(管）数量(个）
排气孔中心距离裙座顶端的距离mm
6001200
($89X4)
1400~2400
($89×4)
(108×4)
5.5.2有保温（保冷、防火）层的裙座上部应如图5-5所示均布设置排气管，排气管规格和数量按表5-2规定。
0.≤100mm
T≤80mm
图5-5
采用图5-5(a)结构时，排气管中心线至裙座壳顶的距离为：H,=b,+ou
采用图5-5（b）结构时，排气管中心线至裙座壳顶的距离为：H2=b,+.
式中：H、H排气管距裙座项部的距高，mm，bi.b2
与封头有关的参数，由表5-3查取，mmt..下封头保温（保冷、防火）层厚度，mm。20
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