Druckbehälter sind unverzichtbare Industrieausrüstungen in der Öl-, Gas-, Petrochemie-, Energie-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Sie dienen zur Lagerung und zum Transport von unter Druck stehenden Flüssigkeiten und müssen aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit strenge Konstruktions- und Sicherheitsstandards erfüllen.
Die Abstützung ist eines der wichtigsten Konstruktions- und Betriebselemente von Hochdruckbehältern . Sie trägt das Gewicht des Behälters und seines Inhalts, überträgt die Last auf das Fundament und widersteht äußeren Einflüssen wie Wind und Erdbeben. Die richtige Auswahl und Konstruktion der Abstützung wirkt sich direkt auf die Sicherheit, Lebensdauer und Kosten des Behälters aus.
In diesem Artikel werden die Arten von Stützen, ihre Anwendungen, Vorteile und Gestaltungstipps erläutert.
Die Bedeutung von Stützen in Druckbehältern
Der Ständer dient nicht nur als Basis für den Wassertank, sondern erfüllt auch mehrere wichtige Funktionen, darunter:
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Unterstützung von Tanks und Flüssigkeitslasten : Die Unterstützungen müssen statischen und dynamischen Belastungen ohne übermäßige Verformung standhalten können.
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Verhindern von Bewegungen : Bewegungen, die durch Innendruck, Vibrationen oder Temperaturänderungen verursacht werden, müssen entsprechend begrenzt werden.
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Lastübertragung auf das Fundament : Axialkräfte, Querkräfte und Momente müssen auf das Fundament übertragen werden.
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Erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse : Windlasten, Erdbeben und thermische Belastungen.
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Passen Sie auf sich auf und reduzieren Sie Stress : Durch die richtige Konstruktion werden Spannungskonzentrationen im Tank vermieden.
Arten von Halterungen in Druckbehältern
1. Sattelstütze
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Die häufigste Art der Unterstützung für horizontale zylindrische Tanks.
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Normalerweise werden zwei Sitze verwendet: einer in der Nähe der Mitte und einer in der Nähe des Endes des Reservoirs.
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Die Konstruktion muss Biegespannungen im Tankkörper minimieren.
Besonderheit:
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Verteilen Sie die Last gleichmäßig auf dem Fundament.
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hohe Beständigkeit
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Passend für hohe Schubladen.
Mangel:
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Um Spannungskonzentrationen an den Kontaktpunkten zu vermeiden, müssen sorgfältige Berechnungen durchgeführt werden.
2. Rockstütze
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Es wird hauptsächlich in vertikalen Druckbehältern oder Türmen verwendet .
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Es handelt sich um einen Metallzylinder, der an das Ende der Tanklinse geschweißt ist.
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Der Rock ist an einem Betonsockel befestigt und überträgt axiale und seitliche Lasten.
Besonderheit:
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Hohe Beständigkeit gegen axiale und seitliche Belastungen.
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Eine Montage auf schweren Untergründen ist möglich.
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Geeignet für hohe Wassertanks.
Mangel:
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Die Baukosten sind relativ hoch.
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Erhöhen Sie die Gesamthöhe des Tanks
3. Untere Ringstütze
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Geeignet für kleine und mittelgroße vertikale Lagertanks .
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Es handelt sich um einen Stahlring, der an den Boden des Tanks geschweißt ist.
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Die Last wird gleichmäßig über den Ring auf die Basis übertragen.
Besonderheit:
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Einfaches Design und Installation
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Gleichmäßige Lastverteilung
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Es kostet weniger als ein Rock.
Mangel:
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Begrenzte Fähigkeit, erheblichen seitlichen Belastungen standzuhalten
4. Fußstütze
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Zur Verwendung mit kleinen oder Niederdrucktanks .
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Es besteht aus mehreren Metallsockeln, die mit dem Körper des Tanks oder der Linse verschweißt sind.
Besonderheit:
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einfach und günstig
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Geeignet für kleine und leichte Aquarien.
Mangel:
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Konzentrieren Sie den Druck dort, wo Ihre Beine mit Ihrem Oberkörper verbunden sind.
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Einschränkungen beim Tragen schwerer Gegenstände
5. Schlaufen-/Bogenhalter
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Zur Verwendung in kleinen, leichten horizontalen Lagertanks .
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Es handelt sich um ein bogenförmiges Teil, das an die Fahrzeugkarosserie geschweißt und auf einem Tragrahmen montiert ist.
Besonderheit:
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Licht
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Geeignet für kleine Aquarien.
Mangel:
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Einschränkungen beim Einsatz schwerer Panzer
Elektronisches Handbuch ASME-BPVC
Download für Support
Bei der Konstruktion von Stützen müssen alle möglichen Belastungen berücksichtigt werden:
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Statische Belastung: Tankgewicht + Flüssigkeitsgewicht + Gewicht der Zusatzkomponenten.
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Dynamische Belastungen: Vibrationen durch Pumpen, hydraulische Stöße oder Überdruck.
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Thermische Konvektion: Änderung der Tanklänge aufgrund thermischer Ausdehnung oder Kontraktion.
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Umweltbelastungen: Wind, Erdbeben, Schnee, Frost.
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Schlauchkraft: Der mechanische Druck, der entsteht , wenn der Schlauch mit der Düse verbunden wird.
Wichtige Punkte bei der Gestaltung von Stützen
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Die Wahl der Halterungsart sollte von der Größe, dem Betriebsdruck, der Einbaurichtung (horizontal oder vertikal) und den Umgebungsbedingungen abhängen.
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Als Materialien werden üblicherweise Kohlenstoffstahl oder legierter Stahl mit ausreichender Zugfestigkeit verwendet .
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Die Konstruktion muss ASME Abschnitt VIII, API 650 und EN 13445 entsprechen .
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Um zusätzliche Spannungen zu vermeiden, muss die Wärmeausdehnung bei der Konstruktion berücksichtigt werden .
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Die Schweißverbindung des Lichtbogens mit der Karosserie muss präzise und hochwertig sein.
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In einigen Fällen werden an den Verbindungsstellen verstärkende Dichtungen verwendet, um den Druck zu reduzieren.
Praxisbeispiele
Nehmen wir an, dass eine Verarbeitungsanlage mit einem horizontalen Druckbehälter mit einer Länge von 12 Metern und einem Durchmesser von 2 Metern ausgestattet ist und die in den Behälter gefüllte Flüssigkeit etwa 40 Tonnen wiegt .
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Bei Verwendung einer Sattelstütze werden üblicherweise zwei Sättel konstruiert:
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Der erste Stuhl ist an einem Ende etwa ein Viertel lang.
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Der zweite Stuhl hat den gleichen Abstand vom anderen Ende.
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Diese Anordnung gewährleistet eine ordnungsgemäße Lastverteilung und reduziert Biegespannungen im Tank.
Vor- und Nachteile verschiedener Stent-Typen
| Art der Unterstützung | Hauptanwendungsgebiete | Nutzen | Mangel |
|---|---|---|---|
| Sattel | Große horizontale Lagertanks | Hohe Festigkeit und angemessene Lastverteilung. | Es sind genaue Berechnungen erforderlich. |
| Tasche | oberirdischer vertikaler Lagertank | Hervorragende Beständigkeit gegen seitliche Belastungen. | höhere Kosten |
| unterer Ring | kleiner vertikaler Tank | Einfache, günstige und gleichmäßige Beladung. | Seitliche Belastungsgrenze |
| Mann | kleiner leichter Panzer | Günstig und einfach zu installieren. | hohe Stresskonzentration |
| Schleifen | horizontaler leichter Panzer | Einfach und unkompliziert | Nutzungsbeschränkungen |
Endlich
Stützen sind entscheidende Komponenten der Druckbehälterkonstruktion. Die Auswahl des richtigen Stützentyps unter Berücksichtigung der Behältergröße, der Betriebsbedingungen und der einwirkenden Lasten ist entscheidend für die Sicherheit und Stabilität des Systems.
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horizontaler Tanksitz
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Unterer Ring eines kleinen vertikalen Tanks
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Hebeösen für Spezialanwendungen und leichte Panzer
Letztendlich muss die Stützkonstruktion auf genauen technischen Berechnungen basieren und den aktuellen Normen entsprechen, um die Sicherheit zu gewährleisten und die Bau- und Wartungskosten zu optimieren.