國標外六角螺栓國標六角頭螺栓第 34卷 第 6期 石 油 化 工 設 備 V ．34 No．6 2005年 I1月 PETRo—CHEMICAIEQUIPMENT NOV． 2005 文章編號：1000—7466(2005)06—0076—02 塔器設計中裙座及地腳螺栓材料選用 劉福生 ，康 平 (青島莢派爾化學工程有限公司，山東 青島 266021) 摘要：對各標準 中有關塔器裙座和地腳螺栓材料選用的內容進行了對比，并提出了自己的觀點。 關鍵詞 ：塔器#裙座；地腳螺栓；材料；選用 中圖分類號：TE 962．04；TQ 053．504 文獻標識碼：B Selectionofskirtmaterialandanchorboltmaterialintowerdesign LIU Fu—sheng．KANG Ping (QingdaoEnpalChemicalEngineeringCo．Ltd．，Qingdao 266021，China) Abstract：Somestandardsontheselectionofskirtmaterialandanchorboltmaterialintowerdesignwerecom— pared，andsomesuggestionswereputforward． Keywords：tower；skirt；anchorbolt；material；selection 在塔器設計中，選擇裙座材料時一般應 當考慮 材料按照受壓元件的要求進行選取[1]。其標準釋義 以下因素：①建塔地區環境溫度 的影響。②塔器或 中對此條規定的解釋是，對非受壓元件中的裙座外六角螺絲尺寸規格表本 塔釜操作溫度的影響。③裙座與塔體受壓元件相焊 標準要求按照受壓元件對待 高強度外六角螺栓原因是裙座對整個塔 后，對受壓元件材料性能的影響。④安全、經濟合理 器而言是至關重要的，內雙頭螺栓執行標準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 。而且裙座材料耗費不 容器元件分為受壓元件和非受壓元件，高強度t型螺栓其區別 多，高強度雙頭螺栓生產廠家因此，高強度t型螺栓提高它的用材要求在經濟上不會造成太大 在于元件受力性質不同。螺絲制造商受壓元件主要承受的是薄 的浪費。 膜應力，其特征是容器的整個截面同時進入屈服狀 SH 3098--2000石油化工塔器設計規范》中對 態，不能通過變形協調來達到平衡，雙頭螺栓規格表是非常危險的， 裙座本體材料的要求見表 1[2]，對于裙座過渡段材 如殼體。對薄膜應力采用更大主應力理論進行控 料，規定按受壓元件選取，一般應與塔釜封頭材料相 制。非受壓元件不承受壓力載荷 ，高強度雙頭螺栓生產廠家其受載截面應力 同或相近。螺栓雙頭公司 沿截面變化，不存在整個截面同時進入屈服狀態的 衰 1 文獻[2]中對裙座本體材料的要求 問題，如裙座、殼體、內六角不銹鋼螺栓基礎環和地腳螺栓等。 鋼 號 鋼板和鋼材標準 塔式容器的裙座與一般容器的支座不一樣 ，地腳螺栓的型號其 Q235一A、Q235一B、地腳螺栓的型號螺絲制造商Q235-C、q235一D GB3274、GB700 承受較大的重力載荷、風載荷 以及地震載荷等，裙座 Q345一C、Q345一D、高強度t型螺栓Q345一E(16Mn) GB3274、高強度雙頭螺栓生產廠家GB／T 1591 一 旦失效或破壞 ，不只影響設備的正常運行 ，六角螺栓標準，而且會 注 ：當裙座高度小于2m且符合設置過渡段的情況時，裙座本 因此造成更大的災害，因此裙座的選材應該得到充 體材料與封頭材料相同或相近。 分的重視 。作者分別就塔器設計標準中有關裙座和 地腳螺栓材料的選用進行對比和討論，并提出了自 在文獻E23第 3．3．7條中則規定，當裙座本體 己的觀點。 (包括無過渡段和有過渡段的裙座本體)的設計溫度 1 裙座殼體材料選用 不大于一20℃時，應當對裙座本體材料進行低溫沖 JB4710—92《鋼制塔式容器》中規定，裙座殼體 擊試驗。螺絲的價格文獻[2]標準釋義中明確的各材料的適應 收稿 日期，螺栓雙頭公司2005—05—26 作者簡介：劉福生(1959一)，地腳錨栓與螺栓雙頭螺栓規格表男(漢族)，螺絲的價格山東青島人，工程師，螺絲的價格學士，高強度雙頭螺栓生產廠家從事壓力容器設計工作 。 第 6期 劉福生，等；塔器設計中裙座及地腳螺栓材料選用 范圍見表 2。 一 10℃而不高于 0℃的地區相當多，且大多為經濟 表2 文獻[23中裙座材料適應范圍 發達地區。 裙座設計溫度 ／℃ 裙 座 材 料 關于過渡段，文獻[1]中要求對過渡段材料按照 ≥0~350 Q235一A、Q235一B、Q235一C 受壓元件選取，雙頭螺栓規格表并未另外提出要求 。而文獻[2]和文 ≥一20～0 Q235一D 獻[3]只是在溫度上有所區別，結合 GB 150--1998 一20 Q345-D、Q345一E(16Mn) 《鋼制壓力容器》[4]，高強度螺栓公司筆者認為溫度上限設為 350℃ 較為適宜。 HG 20652-- 1998{塔器設計技術規定》中對裙 對于要求設立過渡段的情況，各標準要求如下： 座材料的要求見表 3[引。文獻 [3]同時還要求當裙 ①塔釜設計溫度應大于 350℃或不大于一20℃。高強度t型螺栓 座設計溫度低于0℃時，對裙座本體材料應按所使 ②裙座筒體與塔釜封頭相焊后，螺絲的價格將影響塔釜材料性 用材料的標準進行沖擊韌性試驗。 能(如不銹鋼、鉻鉬鋼和低溫鋼等)。雙螺絲③過渡短節的 表 3 文獻[3]中對裙座材料的要求 設計溫度一般應等于塔釜封頭或筒體的設計溫度 。 裙座設計溫度 f／℃ 裙座材料 對過渡段的制造、檢驗和驗收(包括過渡段與下部裙 ≤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，還應對裙座殼體與塔體的焊接接頭進行表面 0~50 Q235-A、Q235-B、地腳錨栓與螺栓Q235-C或 Q345-A、Q345-B 檢測。 綜合以上標準及其標準釋義，鍍鋅地腳螺栓共同的觀點為，裙 2 地腳螺栓材料選用 座是重要的構件 ，其失效則導致整個塔器的失效。地腳錨栓與螺栓 選擇地腳螺栓材料時主要考慮環境溫度。文獻 對于按需要設置的過渡段，其選材應當按照受壓元 [1]規定，一般情況下，地腳螺栓材料采用 Q235一A， 件考慮。雙螺絲但是對于裙座具體材料的選擇，各標準的 只有環境溫度低于 0℃時才采用 16Mn。高強度雙頭螺栓生產廠家文獻[2]、 規定卻有差異。 [3]的要求相 同，當環境溫度高于一20℃時選用 筆者認為，應該將裙座作為非受壓元件考慮， Q235一A，環境溫度不高于一20℃時選用 Q345-E或 但同時應顧及到裙座對于整個設備的重要性以及塔 者 16Mn。 器在裝置 中的重要性 。對于符合設置過渡段的情 從以上所述可看出，對于環境溫度高于一20℃ 況，應該按受壓元件的要求進行選材，其他情況應 且不高于0℃的情況，所用材料均為 Q235一A，對該 符合 《鋼結構設計規范》，并應結合文獻[1]～[3]，鍍鋅地腳螺栓 材料沒有沖擊試驗 的保證要求，而且化學成分不作 見表 4。 為交貨條件。內六角不銹鋼螺栓依筆者之見，雙頭螺栓規格表選擇此溫度區間地腳螺 裹 4 筆者提 出的裙座選用材料 栓材料時，應對沖擊試驗作一定的要求，石化高強度外六角螺栓，一般選用 裙座設計溫度 ／℃ 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[4]的修改單 中已經被剔除，所 - - 5 5 23 B, 23 。≥f——1。 Q Q C 、Q235一D或 Q345B、雙頭螺栓規格表 一 一 以，今后選擇裙座及地腳螺栓材料時，高強度t型螺栓一般不應再考 345c 345D Q 、內六角不銹鋼螺栓 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，很大一部分地區更低環境溫度在一10～0℃， 在制定塔器裙座及地腳螺栓材料標準時應考慮到這 筆者提出劃分一個新的溫度區間，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℃，在此區間可采用 Q235一B，理 由如下 ：①對 適當放寬對材料的要求，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 的脆性轉變溫 降低投資。螺絲的價格 度 ，對于低碳碳素結構鋼 ，其材料的脆性轉變溫度一 般都小于一20℃。Q235-B的c￡，(C)≤0．18 ，而且 參考文獻 ： [13 JB4710--92，鋼制塔式容器[s]。 標準要求做 20℃的V 型沖擊試驗 (縱 向，不小于 [2] SH3098--2000，石油化工塔器設計規范[s] 27J)。雙螺絲隨著我 國冶金水平 的不斷提高，螺栓雙頭公司將該鋼種作 [33 HG20652—1998，塔器設計技術規定[s]． 為塔器裙座材料用于高于一10℃的工況是沒有 問 [4] GB150--1998，鋼制壓力容器[s]． 題的。②考慮到我國實際情況，更低環境溫度高于 (張編)地腳螺絲規格尺寸地腳螺栓規格尺寸地腳螺栓規格表u型螺栓地角螺栓