德国标准 1997年7月
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化学仪器制造
金 属 材 料 构 件 的 有 机 涂 层 和 衬 里
金 属 构 件 的 结 构 造 型 |
DIN28051 |
ICS 25.220.60;71.120.10 替代
1997-04版本
描述对象:化学仪器制造、涂层、有机涂层、金属材料、构件
Chemical apparatus – Organic coatings and linings on metal components-
Design of metal components
前言
本标准由化学仪器制造标准工作委员会(FNCA)负责“表面保护”的第二工作小组制定。
修订
与1990年9月的版本相比,作了以下改动:
- 标题的改动
- 对表格进行了加工
- 对有益的提示的加工
- 吸收有关环形连接(Ring--Joint)垫片的内容
- 编辑方面的加工
与1997年4月的版本相比,作了以下更正:
- 对第5页上的表格2作了更正
早期版本
VDI 2532: 1978-01
DIN 28051: 1954-10,1990-09,1997-04
VDI:德意志联邦共和国工程师协会
DIN:联邦德国工业标准
1 运用领域
本标准适用于带有机材料表面防护涂层的工艺设备上与介质接触的金属构件的结构造型和制造过程;
- 衬里根据DIN 28055-1的有关要求
- 涂层根据DIN 28054的有关要求
2 参阅标准
通过参阅有关标注了日期或未标注日期的内容,本标准包含某些其它出版物中的规定。这些参阅内容在文中各处被引用,并随后注明了出版者。对于标注了日期的参阅内容,出版者以后的改动或者加工仅在本标准修订和加工时再次引述了其中有关内容方才生效。对于未标注日期的参阅内容,其出版者的最后一次修订有效。
DIN 2848
钢制法兰管,钢制法兰异形件和额定压力为10的带衬里的铸铁
DIN 8558-2
焊接构造与加工-用于化学设备制造的钢制容器和仪器
DIN 9021
垫片-外直径≈3×螺纹额定直径
DIN 28053
化学仪器制造-金属材料构件的有机材料涂层和衬里-对金属表面的要求
DIN 28054
化学仪器制造-金属材料构件的有机材料涂层-要求与检测
DIN 28055-1
化学仪器制造-金属材料构件的有机材料衬里-要求
3 概述
需要防护的构件在设计与制造上必须使表面防护涂层无需进一步加工和改造就能涂覆其上。因此尤其要求事先确定:
a)涂层或衬里材料
b)涂覆工艺和防护层厚度
c)涂层或衬里加工地点
鉴于以上情况,对构造提出了各种要求,表3对此作了阐述。表中所列的例子部分源于DIN 8558-2。
考虑到涂层或衬里的种类和厚度,对构造的要求应符合化学工业方面的经验,个别情况下也不排除有其它类同的解决办法。有必要由构件的制造方和防护涂层的加工方共同商定要采用的构造。
鉴于今后可能进行新涂层或新衬里加工,必须考虑到去除涂层工艺中对构件产生的负荷。
金属基体和半成品见DIN 28 053。
4 构件的尺寸
构件的大小和重量必须符合进行防护涂层加工的要求,尤其要注意施工地点(如工地),现有装备(放射室、浸入式蓄水池、加热炉、硫化罐)以及运输、提升的可能性等。
5 表面
需要保护的构件表面必须符合DIN 28 053的要求。
6 构造提示
6.1 刚性(固定性)
构件在设计时必须保证不会产生导致其防护涂层受损的形变,这种损坏尤其易出现在硬衬里和涂层上。应该在避开防护涂层的面上安装必要的加固材料,且要选择合适的壁厚,须与防护涂层的加工者共同商定允许的形变。形变还可能因使用和加工,如辐射、存储、运输和安装的原因产生。
6.2 可通达性
需要保护的平面必须是可通达的,即手和工具必须可触及到,且视力正常的情况下肉眼可见。
某些在振动、洪水或浸泡的情况下,肯定被保护和可进行鉴定的构件例外。
危险物品规定适用于通道开口。容器的通道开口(进人孔口)必须至少为DN 600,且应该有至少为DN 250的附加通风口和排气口。除此以外,还可能要求有较大的安装开口,如用于搭建脚手架工作。
6.3 旋转部分
平衡部分,如鼓风机叶轮、离心机叶轮必须在进行防护涂层加工前被调平衡。
平衡锤的装配必须与涂层和衬里相匹配。
6.4 空隙
必须避免空隙,通过在未加保护的面上钻孔达到充分通风的目的。如果空隙的敷设是与产生的压力负荷(如硫化过程中或热剥离涂层时)相适应的,则允许气密式焊接。
6.5 尺寸精确性
在计算构件的尺寸时必须考虑到要加工的防护涂层的厚度以及可能出现的厚度误差和防护涂层的多层现象。若对经防护涂层加工处理的构件的尺寸精确性有特别要求,则只有当构件在进行防护涂层加工前符合模拟要求时,方能实现此项。借助防护涂层和/或对其进行的机械加工修正尺寸是有条件的,须考虑防护涂层的材料,涂层厚度及其可能的厚度误差。
6.6 保护层的终止,过渡
在负荷范围内保护层是既不应中断也不应终止的。如果在某些特殊情况不得不中断或终止,则必须与防护涂层的加工方共同商定合适的构造。
6.7 连接
6.7.1 焊接
在需要保护的面上应保证焊缝无中断。点焊是不允许的,关于焊缝的表面特征,DIN 28053适用。
不允许是在防护涂层加工之后进行焊接工作。
6.7.2 螺栓连接
在与介质接触的范围内应该避免螺栓连接。若无法避免,则可采取下述解决办法:
a) 选择合适的,耐腐蚀的螺丝、螺母
和垫片材料,可能情况下通过一附加的软垫片避免对防护涂层的损坏(见表3,序列号2.1)。
b) 如果必须对螺栓和螺母加以保护,
可以使用可旋上的,带垫片的罩(见表3,序列号2.3)。
c) 如果连接区域垫片或防护涂层的允
许承载能力过低,则必须配备降压装置,且让垫片位于力的旁路上(见表3,序列号2.3)。
d) 对于埋入式螺栓,防护涂层从其上
延伸而过。
e) 在设计螺栓孔时,必须考虑到要加
工防护涂层的种类及厚度,半径必须符合6.9的要求。
6.7.3 铆钉连接
不允许铆钉连接。
6.7.4 法兰连接
从意义上说,6.7.2适用于法兰连接。不允许使用螺纹法兰。确定配合尺寸时须考虑防护涂层的厚度,参见6.5。棱与半径必须符合6.9的要求,有关法兰连接的加工实例在表3,序列号3.1至3.13中列出,参见6.6。样式、材料和垫片上允许的单位面积压力在防护涂层上必须相匹配。对硬质防护涂层材料而言,如硬橡胶衬里或热固性塑料衬里,应该使用软质材料垫片;对软质防护涂层材料而言,则应使用硬质材料垫片。在制作垫片时,应使密封压力仅由可在构件上找到支持点的平面来吸收。若单位面积压力较大,必须将垫片置于力的旁路上。压强大的情况下采用环形连接(Ring-Joint)垫片,加工实例见表3。
6.7.5 其它连接
其它在需要保护的面上的没有缝隙及断裂的连接,例如通过焊接,粘合,视防护涂层加工工艺(如温度影响)的不同也是允许的。
6.8 接管与分接
接管、分接、连接等可以通过插入、套装、对接替换或车轴颈在表3序列号4.1至4.9所列的限制条件下进行加工,它们不应比以mm计的额定内径长出+100mm。对抹层和层压塑料涂层而言,须规定最低额定内径为DN100。如果因工艺技术原因要求更小的额定内径,可以在有涂层的部位装配轴套。进行额定内径较小(≤DN200)的热塑性塑料衬里加工时,必须使管内径与现有的热塑性塑料半成品相匹配。
不允许使用螺纹接管。
不允许使用穿透式焊接的接管以及带焊接圆拱的接管(参见表3,序列号4.4,4.6和4.8)。
6.9 棱、切口、角点
棱、切口及角点应该清洁,平滑地进行倒圆处理。最小半径必须符合表1,法兰半径不允许过大,以致对法兰密封平面的功能产生不良影响。
加工实例见表3,序列号5.1至5.6。
由外壳至容器底部的过渡处应被视为切口的特殊形式,加工实例见表3,序列号6.1至6.7。
6.10 支承平面与焊接部分
用于基础,支撑及其它类似构件的支承环必须在进行防护涂层加工前焊接,应注意负载的均匀分配和允许的单位面积压力,参见6.5、6.6、6.7.2及6.9。加工实例见表3,序列号7.1与7.2。
表1: 最小半径
表面防护
劳动保护 |
最小半径
mm |
棱 |
槽 |
粉末涂层 |
2 |
3 |
喷层和刷层, |
3 |
6 |
抹层 |
10 |
15 |
层压塑料涂层 |
10 |
10 |
热固性塑料涂层 |
5 |
10 |
橡胶涂层 |
3 |
3+衬里厚度**) |
热塑性塑料涂层 |
3*) |
3+衬里厚度*) |
*)由于生产工艺方面的原因,某些热塑性塑料可能要求有棱角的加工。
**)须在基体上加工出槽。在特殊情况下,经与表面防护体系的生产方协商,允许借助辅助措施,例如油灰,填料,达到最小半径。 |
6.11 管件
6.11.1 直管
受额定内径,防护涂层材料,表面预处理,加工工艺以及可检测性的限制,表2中所列的最大长度不应被超出。
在严格的限制条件下,可以使用层压塑料涂层和抹层以及牢固粘合的热塑性塑料衬里,因为存在与此等值的塑料管。但有必要与防护涂层加工方达成一致。
6.11.2 异形管件
异形管件如圆拱、T型管接头、变径接头应按DIN 2848尽量设计成短小,独立的元件,且从各面均易拆装。大于90°的圆拱一般情况下应进行划分。6.11.1同样适用于层压塑料涂层,抹层和牢固粘合的热塑性塑料衬里。
6.11.3 热交换器管
关于焊接的热交换器管见表3,序列号8.1及8.2。
关于热交换器内的隔板见表3,序列号8.3。
6.12 闭塞装置
提供防护加工的先决条件是与防护涂层加工工艺相适应的闭塞装置的可接近性以及可拆卸性。而且尤其需要注意闭塞装置上的
表2:有内保护的直管与带法兰的异形管的建议最大长度
防护涂层 由…构成 |
管径(DN)为…时的最大长度l,mm |
|
管径DN |
|
25 |
32 |
40 |
50 |
65 |
80 |
100 |
125 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
500*) |
冷作硬化与加热硬化的涂层 |
DN1对应的l1 |
6 000 |
粉末涂层 |
DN1对应的l1 |
4 000 |
5 000 |
层压塑料与抹层 |
DN1对应的l1 |
参见6.11.1 |
1 200 |
热塑性塑料衬里 |
DN1对应的l1 |
参见6.11.1 |
1 200 |
热固性塑料衬里 |
DN1对应的l1 |
- |
2 000 |
2 500 |
3 000 |
橡胶衬里 |
DN1对应的l1 |
2 500 |
3 000 |
4 000 |
5 000 |
6 000 |
|
热固性塑料衬里 |
DN1对应的l2 |
- |
1000 |
2 000 |
|
任意 |
DN1对应的l2 |
2 000 |
3 000 |
|
热固性塑料衬里 |
DN1对应的l3 |
根据DIN 2848 |
B型法兰拱 |
涂层或衬里 (针对层压塑料涂层,抹层以及热塑性塑料衬里,参见6.11.2)
|
- |
- |
150 |
180 |
220 |
255 |
320 |
385 |
440 |
570 |
710 |
830 |
910 |
1030 |
1 300 |
|
任意 |
DN1对应的l3 |
110 |
130 |
150 |
180 |
220 |
255 |
320 |
385 |
440 |
570 |
710 |
830 |
910 |
1030 |
1 300 |
|
热固性塑料衬里 |
DN2对应的l4 |
根据DIN 2848 T型接管 |
|
- |
- |
150 |
180 |
140 |
165 |
205 |
245 |
285 |
365 |
450 |
525 |
600 |
680 |
830 |
|
任意 |
DN2对应的l4 |
110 |
130 |
150 |
180 |
220 |
255 |
320 |
任意 |
|
热固性塑料衬里**) |
DN2对应的l5 |
根据DIN 2848 T型接管 |
|
- |
- |
150 |
180 |
140 |
165 |
205 |
245 |
285 |
365 |
450 |
525 |
600 |
680 |
830 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
任意**) |
DN2对应的l5 |
根据DIN 2848 T型接管 |
|
110 |
130 |
150 |
180 |
220 |
255 |
320 |
385 |
440 |
570 |
710 |
830 |
910 |
1030 |
1 300 |
*)大于DN500的管作为仪器部件处理。 **)表列值适合于DN2 = DN1的接管(以及支路);若 DN2 < DN1,按照DIN 2848:1976-07,表2确定标准。 |
表3:对结构的要求
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
1 |
对头焊接 |
1.1 |
对焊缝 |
焊接凸缘必须缓斜且没有切口 |
允许, 但不适合于热塑性塑料衬里 |
1.2 |
厚度不匀 |
|
允许, 但不适合于热塑性塑料衬里 |
2 |
介质中的螺钉连接 |
2.1 |
使用耐腐蚀的螺钉材料 |
根据DIN 9021选择垫片 |
允许, 但在层压塑料涂层,抹层及热塑性塑料衬里加工中应尽量避免 |
2.2 |
孔洞密封 |
根据DIN 9021选择垫片 |
允许, 但不值得推荐 |
|
|
|
允许, 但不值得推荐 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
|
|
|
橡胶衬里上允许 |
3 |
法兰加工 |
3.1 |
预焊接的法兰盘 |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
3.2 |
预焊接的弯边带一组法兰 |
注意硬度 |
允许, 但对热固性塑料衬里和橡胶衬里而言,不值得推荐 |
3.3 |
预焊卷带一组法兰 |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
3.4 |
焊接法兰A |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
3.5 |
焊接法兰B |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
3.6 |
焊接法兰C |
|
不允许 |
3.7 |
焊接法兰D |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
3.8 |
嵌入式块状法兰 |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
3.9 |
内部高度超出范围的嵌入式块状法兰
|
|
允许, 但对热固性塑料衬里和热塑性塑料衬里而言不允许 |
3.10 |
带置入式密封带的立式块状法兰
|
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
3.11 |
用于活套法兰(进位/反弹式法兰)的密封垫 |
适用于高内压的情况;合适的几何条件下也适用于力旁路上的密封 |
允许 |
3.12 |
力旁路上密封举例 |
适合于高内压及高管道附加力的情况 |
允许 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
3.13
|
环形连接(Ring Joint)的密封 |
适合于高内压的情况 |
仅允许在喷射或粉末涂层上使用 |
4 |
接管与分接 |
|
|
4.1 |
插入式接管 |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
4.2 |
插入式接管
|
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
4.3 |
车加工轴颈的接管
|
|
允许, 但对某些热塑性塑料衬里而言不允许 |
4.4 |
穿透式的接管 |
|
不允许 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
4.5 |
立式接管 |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
4.6 |
焊接拱 |
|
不允许 |
4.7 |
用法兰连接的拱 |
|
允许 |
4.8 |
焊接的进气(料)管 |
|
不允许 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
4.9 |
用法兰连接的进气(料)管 |
|
橡胶衬里上允许 |
5 |
棱与切口 |
5.1 |
有焊接缝的棱 |
焊接缝需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里要求有棱角的加工 |
5.2 |
超出范围的棱 |
|
不允许 |
5.3 |
圆角棱 |
|
允许, 某些热塑性塑料衬里不允许 |
5.4 |
圆边切口 |
|
允许, 某些热塑性塑料衬里不允许 |
5.5 |
焊接切口 |
焊接缝需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里不允许 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
5.6 |
切口 |
|
除某些热塑性塑料衬里要求外,其它情况下不允许 |
6 |
底面/外壳过渡处 |
6.1 |
拱形底面 |
焊接缝需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里要求有棱角的加工 |
6.2 |
内部壁厚不均的拱形底面 |
|
允许, 但不适合热塑性塑料衬里 |
.3 |
外部壁厚不均的拱形底面 |
|
允许, |
6.4 |
平底 |
焊接缝需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里不允许 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
6.5 |
平底 |
|
除某些热塑性塑料衬里要求外,其它情况下不允许 |
6.6 |
焊接的拱形底 |
|
不允许 |
6.7 |
带斜片的绝缘底面 |
|
允许 |
7 |
支承面和焊接件 |
7.1 |
法兰连接的环 |
棱需倒圆 |
允许, 某些热塑性塑料衬里可能要求有棱角的加工 |
接下页 |
表3 (续上页)
1 |
2 |
3 |
4 |
序列号 |
描述 |
备注 |
评价 防护涂层系统 |
7.2 |
支承环 |
焊接缝需倒圆 |
允许, 但不值得推荐 |
8 |
热交换器 |
8.1 |
焊接的管 |
|
不允许 |
8.2 |
焊接的管 |
棱需倒圆 |
对冷作硬化与加热硬化的涂层而言,允许 |
8.3 |
隔板 |
|
允许, 当α>45O时,不允许用在热塑性塑料衬里上 | |