1、塑料设备HG 20640-97 编制说明本标准是在聚氯乙烯塑料制设备设计技术规定1093 I按下式计算:P.D.L. 1=0.206 li; -, mm 上式是这样推导的:有加强圈的筒体，加强圈与壳体组合惯性矩的值是单独加强圈惯性矩的4/3倍，设计外压力增加10%.稳定安全系数取60I=P_DJS 一-24E 可写成1=X 1. 1PD人PDL= - . . - - V 0 = O. 206一_.二mm言X24E】式中P 一一设计外压力.MPa;D。一一-圆筒外径.mm;E一一设计温度时的材料弹性模量.MPa;L.一一两边相邻加强圈中心线的距离和的一半，若与凸形封头相邻，在长度中还应计人封头曲
2、面深度的1/3.mm。8.开孔补强塑料设备一般在常压下工作，设备上的接管开孔一般不采取补强结构。当开大孔时(人孔)则应补强，补强方法采用补强板。经验证明，塑料补强板与壳体贴合均不紧，补强作用较差，即按等面积补强计算方法所得结果，与实际不甚符合，故本标准未列入补强计算。四、结构设计1.焊罐结构焊缝结构及坡口尺寸是由加工经验数据而定的，按坡口形式确定适用范围，既保证焊接质量，又节省焊接材料及焊接工作量。塑料焊接均采用全焊透结构提高焊缝强度。2.圆简体结构列出了圆筒直径系列，强调在设计圆筒时，按系列尺寸进行，这样给封头加工及模具制造带来方便。规定中对筒节的最小及最大长度做了规定，这样可使设计结构合理
3、，减少焊缝数量。3.平顶盖结构94 (1)设备直径不大于2000mm时，可采用平顶盖结构。平顶盖过大，受力状态不好，翻转困难。(2)平顶盖均采用加强结构，加强筋板可选用井字形及辐射形结构，辐射形筋板最少6个，按为400450mm确定筋板个数。见附图10附圈1确定平顶盖筋板数量的尺寸4.椭圆形及醺形封头结构椭圆形及碟形封头有两种结构，当D，1200mm时，常采用整体封头，即压制成型;当封头直径D，1200mm时，压制成型封头制造困难，一般采用瓣片板结构。封头与筒体组对时需要抱箍，因此封头的直边高度按不同封头直径选取，一般取50200mm。5.锥顶盖结构锥顶盖受压时最大应力位于锥顶的最大直径处，直
4、径大于2000mm的立式设备，采用锥顶盖结构较为合适，锥体母线与水平夹角取22.50，受力状态较好。6.材里结构软板衬里施工方便，受力状态好，硬板衬里施工困难，不易贴服，材料消耗量大，不推荐采用。因此，本标准衬里结构不包括硬板衬里。7.法兰法兰包括设备法兰和管法兰，从加工及密封考虑，设备法兰公称直径不大于1600mm，厚度不大于40mm，为了设计人员选用方便，经计算，分别列出了硬聚氯乙烯和改性聚丙烯塑料在不同设计压力、50C时的法兰尺寸，50C以下按50C选取，大于50C时，除法兰厚度乘温度影响系数外，法兰其他尺寸不变。温度系数是指法兰材料50C时的许用应力与不同温度下许用应力的平方根的比值。
5、8.人孔本规定列出三种人孔结构，每种结构有两种形式，人孔的使用压力与设备压力范围相同，95 一般要求人孔开于设备顶部。设于设备底部的人孔，尽量选择小规格尺寸，确保人孔的强度和密封。人孔结构和尺寸按附录D选取。9.液面计液面计分三大类，管式液面计、板式液面计和浮球液面计，按设备使用特点选取。10.其他矩形塑料储槽的设计结构本标准没有列入，主要是矩形受力状态差，同样体积，在底面积相等时，周边材料的用量矩形是圆筒形的1.13倍。按元加强结构强度计算，矩形储槽的壁厚是圆筒形壁厚的几倍。因此，矩形储槽尽量不选用。必须用矩形储槽时，可以采用衬里结构。五、制造、检验与验收1.总则明确了塑料设备的制造应有质量
6、管理制度。质量管理制度包括对制造图纸的审核，材料保管及验收、设备检验、技术人员和技术工人的考核制度、制造工艺程序等。只有质量管理制度完善，才能保证制造质量，以往造成塑料设备事故的大多数原因是没有建立质量管理制度体系，本标准明确建立质量管理制度是从设备制造的管理上保证产品质量。2.材料控制材料检验是保证产品质量的主要一项。除对材料的常规检验外，本标准明确了在六种情况下对材料的性能进行测试，合格证书中未标明的性能参数，或对其指标有怀疑，或无合格证书的材料，必须在性能指标测试合格后方可使用;根据塑料材料的特性，存放时间过长的材料会发生材料老化和机械强度降低的情况，因此对存放时间超出两年或存放时间不清
7、的材料，都要重新做性能测试，测试合格后方可使用。3.加工成型加工成型包括冷加工及热成型。冷加工(1)坡口规定中对坡口的结构及坡口表面提出要求，对不同厚度的板材，对坡口的尺寸规定不同，以保证塑料焊接质量。(2)封头a.对接板制成的凸形封头本标准要求L，.l/4D，(见图5.3.1-1)。主要考虑压制成型时，焊缝不在过渡圆弧处。封头由顶困板和瓣片板组成时，焊缝只允许是径向和环向的，这样封头制成后，具有焊缝排列整齐、受力状态好的优点。顶圆板直径规定了范围d，-二1/4日，且不小于300mm。本条规定顶圆板不小于300mm是因为顶圆板过小，焊接非常困难，为保证焊接质量和施工方便而作此规定。b.压制成型
8、封头的拉伸减薄量按10%图样厚度计算，为了与钢制压力容器(GB150)统一，图样厚度不包括成型减薄量，成型减薄量由制造厂确定。瓣片板的成型减薄量可按5%图样厚度计算。C.对封头加工偏差各项要求列出表格表中所列数据根据塑料加工特点按实测结果而定。(3)筒节与筒体a.加工减薄量由于塑料材质的热塑性好，板材的宽度较小，因此加工成型时可不考虑减薄量。b.对接错边量按10%计算，这与板材的负偏差接近，这种规定经调查在实际制造中是可以达到的。同一截面最大直径与最小直径之差e应O.5%日，且不大于15mm。塑料储槽系列编制时，这条规定要求偏高，即eO.3%且，实际上很难达到这个要求，因此本规定确定了E值0.
9、5%口，放宽了要求，既保证了产品质量，又克服了制造上的难度。C.设备的直线度要求按2L/1000计算，且15mm，由于塑料设备的长度一般在10m以下，直线度保证2L/1000是可以达到的。(4)机加工塑料板材、管材均可以进行机加工，一般不标明粗糙度，有特殊要求粗糙度不高于塑料加工时易变形，需要时可特制工夹具。热成型(1)板材选择为了消除厚板的内应力，当板材厚度大于等于15mm时，按板材品种在一定温度下进行预热处理，预热处理后发现板材起泡、分层等现象，则该材料不能用于制造设备。预热温度应严格控制，保证板材不过烧同时达到软化状态。小于15mm的板材，质量较好，可直接加热成型，不需预热处理。(2)组
10、装a.平底对接焊采用X焊缝，当设备直径大于2000mm时，由于翻转困难，允许用.V坡口对接焊，但V型坡口焊接强度差，必须考虑平底的加强。b.设备组对以立式为主，立式组装具有易找中心、不易变形、操作方便等优点。允许卧式组装，但应防止变形，控制偏差，最好在旋转胎具上组装。4.焊接(1)焊工为了保证焊接质量，对焊工应严格要求，焊工必须掌握焊接技术，才能施焊。(2)焊缝要求a.外观整齐，表面应元过烧现象;无特殊要求，焊缝不得削平，以免降低强度。b.由于没有机具检查焊缝质量，因此对重要的设备应做焊接试板试验。97 S.检验与验收检验包括设备制造中的检验和设备制成后检验。(1)设备制造中的检验a.材料检验
11、:所用板材、管材、焊条符合质量要求。b.下料前应核对图样尺寸，尺寸正确方可下料。C.预热后检验板材是否起泡分层，保证用材质量。d.检查组对偏差，组对时自然吻合，避免产生组装应力。f.检验焊缝质量、焊接工艺、焊缝的过烧现象、返修次数等。(2)设备制成后检验a.外观和尺寸检验，确保图样要求b.压力试验压力试验包括液压试验和真空度试验液压试验可以用水和其他被体，温度不得高于液体的沸点和闪点，常温时以23C为准。23C是板材标准测试温度。标准中指出了试验方法和保压时间，在保持试验压力80%情况下，检验焊缝质量。试验压力的80%即设计压力，在设计压力情况下，设备不发生质量问题，即可保证设备的正常运行。真
12、空试验z根据塑料材质的特点，真空破坏不仅仅以失稳做为考核，在失稳后会发生粉碎性破坏，大小碎块可随气流快速散出，往往造成事故，因此规定对真空设备的试验提出特殊要求，首先做液压试验，其目的在于保证塑料设备的强度，然后再以最大操作真空度做真空度试验，确保设备的稳定性。由于真空度试验易发生事故，强调做试验时必须有网罩等保护装置。由于塑料材料的屈服强度限与拉伸强度限相同，压力试验时壳体应力与强度限相差较大，不必校核试压时的壳体应力。C.衬里设备检验衬里设备衬后应检验衬层质量，肉眼检验有无折皱、起泡、搭缝焊接及衬层与壳体贴合情况，肉眼检验后应用电火花检验仪检验全部焊缝有元针孔，由于目前无电火花检验标准，因
13、此本标准规定参照HGJ229(工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范中5.6.5电火花针孔检验进行电火花检验，探头电火花长度为25mm。六、附录本规定共有七个附录，其中包括:1.附录A中提供的硬聚氯乙烯及聚丙烯塑料耐腐蚀数据是分别选取硬聚氯乙烯塑料在30种介质中的腐蚀性能研究报告中的试验数据及聚丙烯塑料在各介质中的化学稳定性中所摘数据，虽然不全面，但已包括了塑料对常用介质的耐腐蚀性能，为便于设计者查阅，将塑料的耐腐蚀性能列入在本标准的附录中。2.附录B、附录C分别列出了塑料管法兰和塑料设备法兰的规格系列。由于塑料法兰在设计中经常使用，但到目前为止关于塑料法兰的标准尚无人着手编制，使98 用也很
14、棍乱，甚至超范围使用，附录中列出不同压力、不同温度的法兰的规格尺寸系列，在一定施围内解决了法兰选用方便、规格统一的问题。3.附录D是塑料人孔系列，列出了常用的圆形、椭圆形和长圆形人孔的规格尺寸及压力的适用范围，便于在设计中对人孔的选用。4.附录E是5603硬聚氯乙烯焊条标准(厂标)。硬聚氯乙烯焊条标准是化工部1962年标准，焊条规格单一，5603焊条内容包括细焊条和双焊条，列入附录中便于设计选用。5.附录F是聚丙烯焊条，聚丙烯焊条到目前为止无国家和部门标准，附录中所列的是厂标。6.附录G列出了塑料材料在不同温度下的弹性模量。硬聚氯乙烯的弹性模量按下列计算而得:Et= (4.21-0. 02lt-0. 0004t2) X 9. 81 X 102 MPa 式中t一一设计温度.C。聚丙烯塑料的弹性模量按聚丙烯塑料的化学机械性能提供的数据和曲线而定。99
