國(guó)標(biāo)外六角螺栓國(guó)標(biāo)六角頭螺栓第 34卷 第 6期 石 油 化 工 設(shè) 備 V ．34 No．6 2005年 I1月 PETRo—CHEMICAIEQUIPMENT NOV． 2005 文章編號(hào)：1000—7466(2005)06—0076—02 塔器設(shè)計(jì)中裙座及地腳螺栓材料選用 劉福生 ，康 平 (青島莢派爾化學(xué)工程有限公司，山東 青島 266021) 摘要：對(duì)各標(biāo)準(zhǔn) 中有關(guān)塔器裙座和地腳螺栓材料選用的內(nèi)容進(jìn)行了對(duì)比，并提出了自己的觀點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 ：塔器#裙座；地腳螺栓；材料；選用 中圖分類號(hào)：TE 962．04；TQ 053．504 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B Selectionofskirtmaterialandanchorboltmaterialintowerdesign LIU Fu—sheng．KANG Ping (QingdaoEnpalChemicalEngineeringCo．Ltd．，Qingdao 266021，China) Abstract：Somestandardsontheselectionofskirtmaterialandanchorboltmaterialintowerdesignwerecom— pared，andsomesuggestionswereputforward． Keywords：tower；skirt；anchorbolt；material；selection 在塔器設(shè)計(jì)中，選擇裙座材料時(shí)一般應(yīng) 當(dāng)考慮 材料按照受壓元件的要求進(jìn)行選取[1]。其標(biāo)準(zhǔn)釋義 以下因素：①建塔地區(qū)環(huán)境溫度 的影響。②塔器或 中對(duì)此條規(guī)定的解釋是，對(duì)非受壓元件中的裙座外六角螺絲尺寸規(guī)格表本 塔釜操作溫度的影響。③裙座與塔體受壓元件相焊 標(biāo)準(zhǔn)要求按照受壓元件對(duì)待 高強(qiáng)度外六角螺栓原因是裙座對(duì)整個(gè)塔 后，對(duì)受壓元件材料性能的影響。④安全、經(jīng)濟(jì)合理 器而言是至關(guān)重要的，內(nèi)雙頭螺栓執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)六角不銹鋼螺栓它支撐著塔器的本體，其破壞 的要求 。 將直接影響塔器的正常使用 。而且裙座材料耗費(fèi)不 容器元件分為受壓元件和非受壓元件，高強(qiáng)度t型螺栓其區(qū)別 多，高強(qiáng)度雙頭螺栓生產(chǎn)廠家因此，高強(qiáng)度t型螺栓提高它的用材要求在經(jīng)濟(jì)上不會(huì)造成太大 在于元件受力性質(zhì)不同。螺絲制造商受壓元件主要承受的是薄 的浪費(fèi)。 膜應(yīng)力，其特征是容器的整個(gè)截面同時(shí)進(jìn)入屈服狀 SH 3098--2000石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì) 態(tài)，不能通過(guò)變形協(xié)調(diào)來(lái)達(dá)到平衡，雙頭螺栓規(guī)格表是非常危險(xiǎn)的， 裙座本體材料的要求見表 1[2]，對(duì)于裙座過(guò)渡段材 如殼體。對(duì)薄膜應(yīng)力采用更大主應(yīng)力理論進(jìn)行控 料，規(guī)定按受壓元件選取，一般應(yīng)與塔釜封頭材料相 制。非受壓元件不承受壓力載荷 ，高強(qiáng)度雙頭螺栓生產(chǎn)廠家其受載截面應(yīng)力 同或相近。螺栓雙頭公司 沿截面變化，不存在整個(gè)截面同時(shí)進(jìn)入屈服狀態(tài)的 衰 1 文獻(xiàn)[2]中對(duì)裙座本體材料的要求 問(wèn)題，如裙座、殼體、內(nèi)六角不銹鋼螺栓基礎(chǔ)環(huán)和地腳螺栓等。 鋼 號(hào) 鋼板和鋼材標(biāo)準(zhǔn) 塔式容器的裙座與一般容器的支座不一樣 ，地腳螺栓的型號(hào)其 Q235一A、Q235一B、地腳螺栓的型號(hào)螺絲制造商Q235-C、q235一D GB3274、GB700 承受較大的重力載荷、風(fēng)載荷 以及地震載荷等，裙座 Q345一C、Q345一D、高強(qiáng)度t型螺栓Q345一E(16Mn) GB3274、高強(qiáng)度雙頭螺栓生產(chǎn)廠家GB／T 1591 一 旦失效或破壞 ，不只影響設(shè)備的正常運(yùn)行 ，六角螺栓標(biāo)準(zhǔn)，而且會(huì) 注 ：當(dāng)裙座高度小于2m且符合設(shè)置過(guò)渡段的情況時(shí)，裙座本 因此造成更大的災(zāi)害，因此裙座的選材應(yīng)該得到充 體材料與封頭材料相同或相近。 分的重視 。作者分別就塔器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)裙座和 地腳螺栓材料的選用進(jìn)行對(duì)比和討論，并提出了自 在文獻(xiàn)E23第 3．3．7條中則規(guī)定，當(dāng)裙座本體 己的觀點(diǎn)。 (包括無(wú)過(guò)渡段和有過(guò)渡段的裙座本體)的設(shè)計(jì)溫度 1 裙座殼體材料選用 不大于一20℃時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)裙座本體材料進(jìn)行低溫沖 JB4710—92《鋼制塔式容器》中規(guī)定，裙座殼體 擊試驗(yàn)。螺絲的價(jià)格文獻(xiàn)[2]標(biāo)準(zhǔn)釋義中明確的各材料的適應(yīng) 收稿 日期，螺栓雙頭公司2005—05—26 作者簡(jiǎn)介：劉福生(1959一)，地腳錨栓與螺栓雙頭螺栓規(guī)格表男(漢族)，螺絲的價(jià)格山東青島人，工程師，螺絲的價(jià)格學(xué)士，高強(qiáng)度雙頭螺栓生產(chǎn)廠家從事壓力容器設(shè)計(jì)工作 。 第 6期 劉福生，等；塔器設(shè)計(jì)中裙座及地腳螺栓材料選用 范圍見表 2。 一 10℃而不高于 0℃的地區(qū)相當(dāng)多，且大多為經(jīng)濟(jì) 表2 文獻(xiàn)[23中裙座材料適應(yīng)范圍 發(fā)達(dá)地區(qū)。 裙座設(shè)計(jì)溫度 ／℃ 裙 座 材 料 關(guān)于過(guò)渡段，文獻(xiàn)[1]中要求對(duì)過(guò)渡段材料按照 ≥0~350 Q235一A、Q235一B、Q235一C 受壓元件選取，雙頭螺栓規(guī)格表并未另外提出要求 。而文獻(xiàn)[2]和文 ≥一20～0 Q235一D 獻(xiàn)[3]只是在溫度上有所區(qū)別，結(jié)合 GB 150--1998 一20 Q345-D、Q345一E(16Mn) 《鋼制壓力容器》[4]，高強(qiáng)度螺栓公司筆者認(rèn)為溫度上限設(shè)為 350℃ 較為適宜。 HG 20652-- 1998{塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中對(duì)裙 對(duì)于要求設(shè)立過(guò)渡段的情況，各標(biāo)準(zhǔn)要求如下： 座材料的要求見表 3[引。文獻(xiàn) [3]同時(shí)還要求當(dāng)裙 ①塔釜設(shè)計(jì)溫度應(yīng)大于 350℃或不大于一20℃。高強(qiáng)度t型螺栓 座設(shè)計(jì)溫度低于0℃時(shí)，對(duì)裙座本體材料應(yīng)按所使 ②裙座筒體與塔釜封頭相焊后，螺絲的價(jià)格將影響塔釜材料性 用材料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn)。 能(如不銹鋼、鉻鉬鋼和低溫鋼等)。雙螺絲③過(guò)渡短節(jié)的 表 3 文獻(xiàn)[3]中對(duì)裙座材料的要求 設(shè)計(jì)溫度一般應(yīng)等于塔釜封頭或筒體的設(shè)計(jì)溫度 。 裙座設(shè)計(jì)溫度 f／℃ 裙座材料 對(duì)過(guò)渡段的制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收(包括過(guò)渡段與下部裙 ≤一20 Q345-D或Q345-E、16Mn 座的焊接接頭)一般可與殼體同樣處理，在一定的條 一20～0 Q235-C、Q235-D或 Q345-C，Q345-D 件下，還應(yīng)對(duì)裙座殼體與塔體的焊接接頭進(jìn)行表面 0~50 Q235-A、Q235-B、地腳錨栓與螺栓Q235-C或 Q345-A、Q345-B 檢測(cè)。 綜合以上標(biāo)準(zhǔn)及其標(biāo)準(zhǔn)釋義，鍍鋅地腳螺栓共同的觀點(diǎn)為，裙 2 地腳螺栓材料選用 座是重要的構(gòu)件 ，其失效則導(dǎo)致整個(gè)塔器的失效。地腳錨栓與螺栓 選擇地腳螺栓材料時(shí)主要考慮環(huán)境溫度。文獻(xiàn) 對(duì)于按需要設(shè)置的過(guò)渡段，其選材應(yīng)當(dāng)按照受壓元 [1]規(guī)定，一般情況下，地腳螺栓材料采用 Q235一A， 件考慮。雙螺絲但是對(duì)于裙座具體材料的選擇，各標(biāo)準(zhǔn)的 只有環(huán)境溫度低于 0℃時(shí)才采用 16Mn。高強(qiáng)度雙頭螺栓生產(chǎn)廠家文獻(xiàn)[2]、 規(guī)定卻有差異。 [3]的要求相 同，當(dāng)環(huán)境溫度高于一20℃時(shí)選用 筆者認(rèn)為，應(yīng)該將裙座作為非受壓元件考慮， Q235一A，環(huán)境溫度不高于一20℃時(shí)選用 Q345-E或 但同時(shí)應(yīng)顧及到裙座對(duì)于整個(gè)設(shè)備的重要性以及塔 者 16Mn。 器在裝置 中的重要性 。對(duì)于符合設(shè)置過(guò)渡段的情 從以上所述可看出，對(duì)于環(huán)境溫度高于一20℃ 況，應(yīng)該按受壓元件的要求進(jìn)行選材，其他情況應(yīng) 且不高于0℃的情況，所用材料均為 Q235一A，對(duì)該 符合 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，并應(yīng)結(jié)合文獻(xiàn)[1]～[3]，鍍鋅地腳螺栓 材料沒(méi)有沖擊試驗(yàn) 的保證要求，而且化學(xué)成分不作 見表 4。 為交貨條件。內(nèi)六角不銹鋼螺栓依筆者之見，雙頭螺栓規(guī)格表選擇此溫度區(qū)間地腳螺 裹 4 筆者提 出的裙座選用材料 栓材料時(shí)，應(yīng)對(duì)沖擊試驗(yàn)作一定的要求，石化高強(qiáng)度外六角螺栓，一般選用 裙座設(shè)計(jì)溫度 ／℃ 裙座材料 Q235-C為宜。 - 35 3 建議 35。≥f。 Qc2 A、Q235一B’Q235一c或 Q345一A’ 一 345B Q235一A在文獻(xiàn)[4]的修改單 中已經(jīng)被剔除，所 - - 5 5 23 B, 23 。≥f——1。 Q Q C 、Q235一D或 Q345B、雙頭螺栓規(guī)格表 一 一 以，今后選擇裙座及地腳螺栓材料時(shí)，高強(qiáng)度t型螺栓一般不應(yīng)再考 345c 345D Q 、內(nèi)六角不銹鋼螺栓 Q 一 10≥f一2O Q235-C 、Q235-D或 Q345-c、Q345·D 慮此材料 ，建議適 當(dāng)增加地腳螺栓材料 的種類 。在 f≤一2O Q235-D、Q345一D、Q345一E 我國(guó)，很大一部分地區(qū)更低環(huán)境溫度在一10～0℃， 在制定塔器裙座及地腳螺栓材料標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮到這 筆者提出劃分一個(gè)新的溫度區(qū)間，即0℃≥￡ 一 情況，在采取一定限制措施保證安全的情況下可 一 10℃，在此區(qū)間可采用 Q235一B，理 由如下 ：①對(duì) 適當(dāng)放寬對(duì)材料的要求，比如采用 Q235一B可大幅 于 tO℃的情況 ，螺絲制造商主要是考慮材料 的脆性轉(zhuǎn)變溫 降低投資。螺絲的價(jià)格 度 ，對(duì)于低碳碳素結(jié)構(gòu)鋼 ，其材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度一 般都小于一20℃。Q235-B的c￡，(C)≤0．18 ，而且 參考文獻(xiàn) ： [13 JB4710--92，鋼制塔式容器[s]。 標(biāo)準(zhǔn)要求做 20℃的V 型沖擊試驗(yàn) (縱 向，不小于 [2] SH3098--2000，石油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范[s] 27J)。雙螺絲隨著我 國(guó)冶金水平 的不斷提高，螺栓雙頭公司將該鋼種作 [33 HG20652—1998，塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[s]． 為塔器裙座材料用于高于一10℃的工況是沒(méi)有 問(wèn) [4] GB150--1998，鋼制壓力容器[s]． 題的。②考慮到我國(guó)實(shí)際情況，更低環(huán)境溫度高于 (張編)地腳螺絲規(guī)格尺寸地腳螺栓規(guī)格尺寸地腳螺栓規(guī)格表u型螺栓地角螺栓