中华人民共和国行业标准
HG20583-1998
钢制化工容器结构设计规定
Specification for Structural Design of Steel Chemical Vessels1998-11-18
国家石油和化学工业局
1999-03-01
中华人民共和国行业标准
钢制化工容器结构设计规定
Specificationfor Structural Design of Steel Chemical VesselsHG20583-1998
主编单位：中国华泰工程公司
批准部门：国家石油和化学工业局实施日期：一九九九年三月一日全国化工工程建设标准编辑中心（原化工部工程建设标准编辑中心）1999北京
本标准（HG20583--1998）是在原标准（HGJ17一89）的基础上，根据实施以来取得的经验，并依据国标GB150一1998的内容以及近年来国内外工程公司的标准规范进行了修订。新修订的标准较原标准有如下主要改变：
1.本标准内容涉及到的一些标准近年来都作了修订，如圆形封头、容器法兰、管法兰、人孔、手孔、支座等。因此本标准内容也参照这些标准作了相应的调整2.其它标准如已有专门规定者，本标准不再重复其内容，如GB151、设备法兰、管法兰等中的焊接结构。
3.对部分词汇、条款、数值、插图等结合实际从准确性和严格性方面作了适当调整。4.增加了“前言”、“设备吊耳”、“接地板”及“超限容器的分片分段界限”等内容。本标准的附录A、附录B为本标准的附录。本标准的附录C、附录D为提示性附录。本标准由全国化工设备设计技术中心站提出并归口管理。本标准由中国华泰工程公司主编。本标准主要起草人：王凯乔海星张振华卫效莲HG20583一1998《钢制化工容器结构设计规定》是结合化工容器设计的具体情况，对GB150一1998钢制压力容器》结构设计方面的补充和具体化，本规定的适用范围、引用标准及定义，除另有规定外，均与GB150一1998《钢制压力容器》相同。
1.0.1本规定适用于钢制化工容器设计中的通用性结构。1.0.2本规定不包括已有专门标准规定的专用结构或特殊结构（如塔器及换热器等）。2简体、封头及其连接
2.1筒体
简体或夹套通常采用钢板卷焊制成，公称直径以内径为准，对小直径容器一般亦可采用钢管作筒体，公称直径应符合GB9019标准规定2.2封头
2.2.1中、低压压力容器封头型式应优先采用标准型椭圆形封头，按JB/T4737、JB/T4729标准选用。必要时也可采用碟形、折边锥形等封头，并按相应标准选取。2.2.2球冠形封头一般只用作两独立受压空间的中间封头或端封头，其各种直径下的使用可参见图2一1.并应按GB150&钢制压力容器》设计。Baw
蒂加强
加强菌的球
容器直径
图2一1球冠形封头的应用范围
2.2.3直径较大（一般DN>4000mm）的压力容器可采用拼焊封头。2.2.4受压容器为满足工艺生产要求采用维形封头时，无折边锥形封头应按GB150钢制压力容器》设计，其适用于锥体半锥顶角@≤30°。当α>30°时，大端必须用过渡折边；当45°<α≤60°时，小端必须采用带过渡段的折边结构。折边锥形封头按JB/T4738～4739标准选用。2.2.5置于地坪或钢架平台上底部仅承受液体自重的直立容器，可采用平板作为其底封头，封头厚度由计算确定。
2.2.6当采用薄平板作为容器的顶盖时，直径DN≥1600mm的顶盖一般应考虑设型钢增加刚性。顶盖厚度及型钢规格应通过计算确定。2.3封头的连接
受压的球冠形封头、无折边锥形封头与筒体或法兰的连接角焊缝，必须采用全焊透结构。2.3.2当封头与法兰连接时，其直边高度应满足图2一2要求。如标准封头不能满足此要求时，可采取：
1增加直边高度，但最大不得大于标准封头直边高度的1.5倍（非标准的直边高度值在设计图样的明细表中注明）；
2封头与法兰之间增加短节。Vv99.net
≥2S且不小
图2一2封头直边高度
3容器法兰、垫片、螺栓（柱）
3.1容器法兰
3.1.1无密闭要求的容器，可采用角钢作法兰。角钢法兰上的螺栓个数一般取4的倍数。3.1.2压力容器法兰应按JB4701～4703标准选用。3.1.3密封面型式
1容器法兰的密封面型式一般可参照附录A选用。但工程设计另有规定时，则按工程规定。2采用凹凸面或样槽面容器法兰时，立式容器法兰的面或凹面必须向上，法兰连接的卧式容器法兰的槽面或凹面应位于筒体上。3.1.4公称压力的确定
选用容器法兰的压力等级，应不低于法兰材料在工作温度下的允许工作压力。1
2真空系统容器法兰选用的公称压力一般应不小于0.6MPa（不含按真空法兰标准选用时）。3.2垫片
3.2.1垫片类型及选用
1常压、低压及中温宜选用非金属垫片；高温（≥350C）、高压（≥6.4MPa)宜选用金属垫片或带有金属的垫片（金属包垫、缠绕垫片）。温度、压力有波动时，宜选用回弹性良好或具有一定自紧作用的垫片。
2缠绕式垫片具有良好的压缩性和回弹性，密封性能优良，一般条件下均宜选用，尤其适用于有应力松弛，温度、压力波动，冲击和振动条件下的中、低压法兰密封。但应注意均匀上紧并避免过紧。该垫片的结构型式有：基本型、带内环、带外环和带内外环四种。环的作用如下：(1)外环：起对中和限制垫片受压时向外膨胀的作用。厚度一般为3.2mm，多用低碳钢制造。（2）内环：能阻止垫片受压时，向内挤压变形，同时可防止钢带和填充物进入容器内污染物料，装上内环后减小了法兰间之间隙，从而能减小流体停滞，并防止了涡流，对腐蚀介质亦能减少腐蚀的产生。厚度一般为3.2mm，多用低碳钢制造，如需用不锈钢，则厚度取为2.5mm。（3)内外环：除具有上述内外环的综合性能外，还起到轴向限制过分挤压金属带的作用。另外，防止了垫片比压的减少。
3石棉橡胶板为最常用非金属垫片，宜用于温度、压力不高且波动较小的水、蒸汽、空气及其它性气体等介质的不常拆卸的连接。石棉橡胶板应符合GB3985《石棉橡胶板》标准。选用时应在备注栏注明其牌号（一般使用XB350；XB350适用于P≤2.5MPa、t≤300C，XB200适用于P≤0.6MPa、t≤150C）（目前，国外已逐步淘汰石棉橡胶垫，而以柔性石墨、陶瓷纤维等代替）。耐油石棉橡胶板应符合GB539耐油石棉橡胶板》标准，一般适用于t≤200C场合。4介质为环氧乙烷时，不得采用含石棉的垫片。缔绕垫片）
6在介质不允许微量纤维混人场合，如航空汽油或航空煤油等，不应选用石棉橡胶板和其它纤维性垫片，而应选用以膨胀石墨或聚四氟乙烯作填料的缠绕式垫片。7当垫片在有硫化氢应力腐蚀的场合下使用时，其垫片的金属材料应选用含Ti的不锈钢。8临氢装置中的垫片，如选用金属垫片、缠绕式垫片或金属包垫片，所用金属材料的抗氢和耐蚀性能，应等于或较高于密封面材料。9为了提高金属平垫片和金属包覆垫片的密封性能，可在垫片的两侧贴0.4mm厚的膨胀石墨带，贴附后的垫片系数可取m产2，Y=5.9MPa。10聚四氟乙烯有优良的耐腐蚀性能和自润滑性，是很好的密封材料。其型式有聚四氟乙烯生料带缠包石棉橡胶板、聚四氟乙烯板、四氟氯乙烯缠绕垫片和聚四氟乙烯包垫片。其使用温度越高，适用的压力相应越低，最高温度小于等于250℃。11高强石壁垫片是一种新
型的无右棉垫片，可用于高温（达450～650℃，主要取决于金属芯板材料）、低温（至一70C)、高压（达6.3MPa）及腐蚀性介质的场合。该垫片由冲齿金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成（见图3一1所示），其厚度T有1.5mm和
3mm两种。
12八角形或椭圆形断面的
冲齿金属芯板
膨胀石墨粒子
图3-1
环形金属垫圈在高温（t≥450～600C）、中高压（2.0～35MPa）场合使用，具有密封可靠、可重复使用的特点。由于环、槽的加工问题，一般用于公称直径DN≤900mm的高温和压力较高部位的密封。
13包覆垫片（简称包垫片）
该类型垫片又分为金属包垫片和非金属包垫片两种。（1）金属包垫片：是一种非金属材料用软而薄的金属包皮包起来形成的垫片。可用于某些液体和气体在较高温度（≤450℃）和压力（≤6.4MPa）下密封。使用较广泛的是平形金属包垫片。这种半金属包垫片的优点是较金属垫易压紧，且复原性也好。金属包皮的材质常为低碳钢、铜、铝、蒙乃尔合金及不锈钢等。非金属材料多用石棉板，亦可用其它材料如玻璃纤维、聚四氟乙烯、瓷质纤维、膨胀石墨等。
（2)非金属包垫片：是将石棉橡胶板、石棉板、金属丝网及波形金属板等作为填充芯料，后用聚四氟乙烯套包覆而成的一种性能互相补充的垫片。其特点是既有足够的弹性和柔性，又有良好的耐腐蚀性，使用在低压法兰上也能保证良好的密封。使用压力小于等于4.OMPa，使用温度小于等于150℃。
3.2.2垫片规格尺寸及对法兰密封面的粗糙度的要求1压力容器法兰用非金属软垫片、缠绕垫片及金属包垫片的规格尺寸按JB4704～4706标准选用，对缠绕垫片也可按GB4622≤缝绕式垫片标准选用。2接管法兰用垫片按HG20606～20611和HG20627～20632标准选用。3金属齿形垫规格尺寸按JB88密封面凹凸式的法兰用金属齿形垫片》标准选用。5接管法兰用透镜式垫圈的规格尺寸按JB90《密封面透镜式的法兰用金属挚片》或JB2776～2777《透镜垫》标准选用。
6非金属软垫片的厚度一般根据容器直径选取：对于公称直径DN≤450mm者，厚度2品2mm；对于公称直径DN>450mm者，厚度=3mm。7金属平垫片厚度一般为3~6mm。8各种垫片对法兰密封面的粗糙度要求见表3一1，表3-1
垫片类别
垫片名称
法兰密封面
表面粗糙度
金属垫
锯齿形
半金属密封垫
金属包
石棉橡胶板
螺栓(柱)
3.3.1压力容器法兰用等长双头螺柱按JB4707标准选用。聚四氟乙烯密封垫
橡胶板
板垫片
包垫片
柔性石墨
3.3.2用于奥氏体合金钢法兰的连接螺栓（柱）、螺母材料，当工作温度t≤100℃C时，一般允许采用碳钢制造。当工作温度100℃4.1设置原则
4.1.1需进行内部清理或安装制造以及检查上有要求的容器，必须开设人孔、手孔或检查孔。若选用标准件时，对于碳素钢和低合金钢制人、手孔应选用HG2151421535标准。不锈钢人，手孔可按HGJ503～513标准选用。
4.1.2容器公称直径大于等于1000mm且筒体与封头为焊接连接时，容器应至少设置一个人孔。4.1.3容器公称直径小于1000mm且简体与封头为焊接连接时，容器应单独设置人孔或手孔或检查孔。
4.1.4容器上的工艺管口（DN≥50mm）如能起到人孔、手孔和检查孔的作用时，可不单独再设置。
4.2.1容器及容器每个分隔空间，如不能利用工艺管口或设备法兰对容器内部进行工作时，应按表4一1规定的数量设置人、手孔或检查孔。表4一1人孔、手孔、检查孔设置的最少数量容器公称直径（mm）
≥300~<500
≥500~<1000
人、手孔数量
2个手孔
1个人孔或2个手孔
1个以上人孔
卧式容器筒简体长度大于等于6000mm时，应考虑设置2个以上人孔。4.3装设位置
4.3.1人，手孔及检查孔的装设位置应便于检查、清理，对人孔还应考虑进出方便。4.3.2立式小型容器的人、手孔和检查孔应设于顶盖上。立式大直径容器人孔、手孔也可设于筒体上。设置2个人孔的容器，其位置一般分别设在顶盖和筒体上。设在侧面位置的人孔，容器内部应根据需要设置梯子或踏步。
4.3.3用于装卸填料、触媒的人、手孔的轴线允许不垂直于筒简体经线。4.3.43
球形容器的人孔应设置在极带上。4.4结构型式
4.4.1人、手孔结构型式的选择应根据孔盖的开启频紧程度、安装位置（水平或垂直）、密封性要求、盖的重量以及盖开启时所占据的空间位置等因素决定。4.4.2孔盖需经常开闭时，宜选用快开式人、手孔。如人孔轴线的垂直平面位置较小，可选用回转式快开人、手孔；如要求迅速开闭，且充许孔盖按垂直于轴线的左右方向移开时，可选用旋柄式快开人、手孔。
4.4.3为防止人、手孔筒节造成的死区，必要时可选用带芯人、手孔。4.4.4人孔盖的重量超过35kg时，应选用铰接式、悬挂式等结构。4.4.5设置在容器底部或较高部位（离地面或操作平台2m以上）的人孔，或设计温度低于一10C的人孔，其盖应有吊杆或较链支持。4.4.6常压人、手孔只适用于无毒和非易燃介质，其充许工作压力（包括蒸汽压力和液柱压力）按标准规定。
4.4.7人孔、手孔和检查孔的公称压力等级和密封面型式的选用原则与法兰相同。4.5尺寸选择
4.5.1人孔直径应根据容器直径大小、压力等级、容器内部可拆构件尺寸、检修人员进出方便等因素决定，一般情况下人孔尺寸如下：容器公称直径大于等于1000～1600mm时，一般选用DN450人孔；器公称直径大于1600~3000mm时，一般选用DN500人孔；容器公称直径大于3000mm时，一般选用DN600人孔。4.5.2真空、毒性为高度、极度危害介质或设计压力大于2.5MPa的容器，人孔直径宜选小者。4.5.3寒冷地区，人孔直径应不小于DN500。4.5.4装设人孔的部位受到限制时，也可采用不小于400mm×300mm的长圆形人孔或椭圆形人孔。
4.5.5手孔直径一般不小于DN150。4.5.6
检查孔直径一般不小于DN80。
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