32立方米液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì).doc

過程設(shè)備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：32M液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)學(xué) 院：化學(xué)化工學(xué)院班 級(jí)：化學(xué)工程與工藝1101班姓 名：宋旭杰學(xué) 號(hào)：2011002248指導(dǎo)老師：完成時(shí)間：2014.01.09- 30 -一、設(shè)計(jì)任務(wù)書32M液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù)（資料）一、 課程設(shè)計(jì)基本要求1、 按照國家壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計(jì)要求，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計(jì)的過程。2、 設(shè)計(jì)計(jì)算采用手算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。3、 工程圖紙要求計(jì)算機(jī)繪圖。4、 獨(dú)立完成。二、 原始數(shù)據(jù)表1 設(shè)計(jì)條件表序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值備注1名稱液氨儲(chǔ)罐2用途液氨儲(chǔ)存3最高工作壓力MPa由介質(zhì)溫度確定4工作溫度-20505公稱容積M6工作壓力波動(dòng)情況可不考慮7裝置系數(shù)f0.858工作介質(zhì)液氨（中毒危害）9使用地點(diǎn)太原市，室外課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、 設(shè)備工藝設(shè)計(jì)2、 設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、 設(shè)備強(qiáng)度設(shè)計(jì)4、 技術(shù)條件編制5、 繪制設(shè)備總裝配圖6、編制設(shè)計(jì)說明書學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文） 1、設(shè)計(jì)說明書一份 2、總裝配圖一張（折合A1圖紙一張）目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 5 工藝設(shè)計(jì) 5一、設(shè)計(jì)壓力的確定 5二、設(shè)計(jì)溫度的確定 6 機(jī)械設(shè)計(jì) 6一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 設(shè)計(jì)條件 6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 1、壓力容器選擇 7u 物料的物理化學(xué)性質(zhì)u 壓力容器的類型u 壓力容器的用材 2、筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8u 筒體公稱直徑和筒體長度的確定u 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積 3、各個(gè)接管的位置及法蘭的選擇 9u 接管的設(shè)計(jì)u 法蘭的設(shè)計(jì)u 墊片的選擇 4、人孔的選取12 5、液面計(jì)的設(shè)計(jì)14 6、鞍座的計(jì)算14u 筒體的質(zhì)量u 封頭的質(zhì)量u 液氨的質(zhì)量u 附件的質(zhì)量u 確定鞍座類型u 鞍座安裝位置確定 7、焊接接頭設(shè)計(jì)16u 回轉(zhuǎn)殼體的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u 接管與殼體的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u 帶補(bǔ)強(qiáng)圈的接管的焊接結(jié)構(gòu)2、 強(qiáng)度計(jì)算17 容器的筒體和封頭壁厚的設(shè)計(jì)18 1、筒體名義厚度的初步確定18 2、封頭壁厚的計(jì)算18 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算19 1、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別19 2、有效高度的確定20 3、有效補(bǔ)強(qiáng)面積20 4、接管的多余面積20 強(qiáng)度校核21 1、容器的水壓試驗(yàn)21 2、圓筒切向剪應(yīng)力計(jì)算并校核22總結(jié)語23參考文獻(xiàn)25二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括工藝設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)兩部分工藝設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)提供的原始數(shù)據(jù)和生產(chǎn)工藝要求，通過計(jì)算和選型確定設(shè)備的輪廓尺寸。其中設(shè)計(jì)儲(chǔ)量： 式中 f =0.85 V =30m由表2得：t =563/m=0.563t/m故 W=0.85320.563=14.3565t表二 液化氣體飽和蒸汽壓及飽和液密度溫度-15103050飽和蒸汽壓MPa（絕壓）氨0.2690.6031.1562.030飽和液密度Kg/m氨6586255955631、 設(shè)計(jì)壓力的確定設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)最高工作壓力來確定。對(duì)于盛裝液化氣體的壓力容器，可根據(jù)固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG R0004-2009中條例3.9.3來確定： 經(jīng)查表2得50下液氨飽和蒸汽壓（絕壓）為2.030MPa,大氣壓Pa=0.1Mpa.工作壓力=（2.030.1）MPa=1.93MPa 設(shè)計(jì)壓力為容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力，而最高工作壓力系指容器頂部在正常工作過程中可能產(chǎn)生的最高表壓。裝設(shè)安全閥的容器，考慮到安全閥開啟動(dòng)作的滯后，容器不能及時(shí)泄壓，設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力，通?？扇∽罡吖ぷ鲏毫Φ?.051.10倍，這里取1.1倍，所以設(shè)計(jì)壓力P=2.12Mpa 液柱靜壓力為： ，于是忽略了液柱靜壓力的影響，得到 二、設(shè)計(jì)溫度的確定 根據(jù)液氨儲(chǔ)罐工作溫度為-2048 選擇設(shè)計(jì)溫度t=50 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算兩部分 一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)條件表3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件表項(xiàng)目內(nèi)容備注工作介質(zhì)液氨工作壓力 MPa1.93由介質(zhì)溫度決定設(shè)計(jì)壓力 MPa2.12工作溫度 -2048設(shè)計(jì)溫度 50公稱容積（Vg）m30計(jì)算容積（V計(jì)）m30工作容積（V工）m25.5裝量系數(shù)f0.85介質(zhì)密度（t）t/m0.563材質(zhì)Q345R，16MnR，16Mn保溫要求無其他要求無表4 管口表接管代號(hào)公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱ADN80HG/T20592-2009FM液氨入口BDN25HG/T20592-2009FM壓力表接口CDN25HG/T20592-2009FM放空口DDN40HG/T21518-2005FM氣氨出口管EDN80HG/T20592-2009FM液氨出口FDN32HG/T20592-2009FM排污管SVDN80HG/T20592-2009FM安全閥接口MDN500HG/T20592-2009MFM人孔LDN20HG/T20592-2009FM磁性液位計(jì)接口 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括設(shè)備承壓殼體（一般為筒體和封頭）及其零部件的設(shè)計(jì)。設(shè)備零部件包括支座、接管和法蘭、人孔和手孔、液面計(jì)、視鏡等。我國已經(jīng)制訂了化工設(shè)備通用零部件的系列標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體設(shè)計(jì)條件按照附錄中給出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用。 1、壓力容器選擇 （a）物料的物理化學(xué)性質(zhì) 氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛，為運(yùn)輸及儲(chǔ)存便利，通常，將氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻，得到液態(tài)氨。液氨，又稱為無水氨，是一種無色液體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，液氨在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，而且具有腐蝕性，且容易揮發(fā)，采用鋼瓶和槽車裝運(yùn)。 （b）壓力容器的類型化工設(shè)備的主體是壓力容器，容器的強(qiáng)度決定著設(shè)備的安全性，為了加強(qiáng)壓力容器的安全監(jiān)察，保護(hù)任命生命和財(cái)產(chǎn)的安全，國家質(zhì)量監(jiān)督局頒布了壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程這是一部對(duì)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督提出基本要求的法規(guī)，壓力容器設(shè)計(jì)、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理和改造等單位必須遵守的法規(guī)，為了有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理，壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程將其管轄范圍內(nèi)的壓力容器劃分為三類，分別為第一類壓力容器、第二類壓力容器和第三類壓力容器。本次設(shè)計(jì)壓力容器中的介質(zhì)為液態(tài)氨，屬于中度危害，是第二組介質(zhì)且設(shè)計(jì)壓力為中壓，所以將其劃分為第二類壓力容器。 （c）壓力容器的用材 正確選擇材料對(duì)于保護(hù)設(shè)備的安全使用和降低成本是至關(guān)重要的。壓力容器用材料包括容器及壓殼體用鋼和設(shè)備零部件用材料，零部件有受壓元件（如接管、法蘭）和非受壓元件（如支座），所用材料涉及鋼板、鋼管、鍛件、型鋼及鋼棒等。 壓力容器受元件用鋼應(yīng)符合GB150鋼制壓力容器中的有關(guān)規(guī)定，對(duì)于非受壓元件用鋼，當(dāng)與受壓元件焊接時(shí)，也應(yīng)是焊接性能良好的鋼材。壓力容器通常采用鋼板經(jīng)過成型焊接而成，法蘭視具體情況可采用鋼板或鍛件，螺栓和螺柱應(yīng)采用鋼棒，接管一般應(yīng)采用無縫鋼管，支座所用材料涉及鋼板，型鋼及鋼管，因?yàn)槭褂脺囟仍?2050，設(shè)計(jì)壓力為2.12MPa，所以選用Q345R，封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，同樣采用Q345R。采用16Mn為鋼管的材料。法蘭采用16Mn 2、筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （a）筒體公稱直徑和筒體長度的確定：筒體直徑一般由工藝條件決定，但是要符合壓力容器的公稱直徑。標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭是中低壓容器經(jīng)常采用的封頭形式。封頭公稱直徑必須與筒體的公稱直徑相一致。公稱體積Vg=30m 則根據(jù)公式 取L/DN = 4 計(jì)算得Di=2.12mm 圓整得Di=2200mm 由 得 （b） 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積： 查GB/T25198-2010壓力容器用封頭中EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，如下表：表5 EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積公稱直徑DN/mm總深度H/mm內(nèi)表面積A/m容積V封/m22005905.52291.5459 整個(gè)儲(chǔ)罐體積V=Vg+2V封 ，裝量系數(shù)為0.85，得，即 解得L=7082mm，圓整后L=7090mm 故符合要求 3、各個(gè)接管的位置及法蘭的選擇 （a）接管的設(shè)計(jì)：各物料進(jìn)出管及檢測儀表等接管內(nèi)伸形式為插入式。 開孔：液氨入口DN80，液氨出口DN80，氣氨出口DN40，放空口DN25，排污管DN32，安全閥口DN80，壓力表接口DN25。 由輸送流體用無縫鋼管查得各管的外徑以及壁厚；外伸的尺寸由實(shí)際工程決定；對(duì)于液氨的入口管，其伸進(jìn)的管長應(yīng)大于筒體中心線的100-200mm,進(jìn)料管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)部并將管口的一端切成450 ，為了是避免物料沿設(shè)備內(nèi)壁流動(dòng),減少磨蝕和腐蝕并且為了在短時(shí)間內(nèi)將物料注滿容器。液氨入口液氨出口氣氨出口放空口排污管安全閥接口壓力表接口DN80804025328025外徑（B系列）89894532388932壁厚664.54.54.564.5安裝位置上部下部上部上部下部上部上部外伸尺寸150150150150150150150內(nèi)伸尺0數(shù)量1111111伸出量質(zhì)量 Kg19.032.4530.6740.4580.7441.8420.458接管法蘭型號(hào)HG/T 20592 WN80(B)-4.0 FM S=616MnHG/T 20592 WN80(B)-4.0 FM S=6 16MnHG/T 20592 WN40(B)-4.0 FM S=4.516MnHG/T 20592 WN25(B)-4.0 FM S=4.5 16MnHG/T 20592 WN32(B)-4.0 FM S=4.5 16MnHG/T 20592 WN80(B)-4.0 FM S=6 16MnHG/T 20592 WN25(B)-4.0 FM S=4.5 16Mn 表6 各接管設(shè)計(jì)表 兩相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍，其他管口如液相出口管，安全閥接口，壓力表接口，氣相管，放氣管，排污管等管間的間距均由下述來設(shè)計(jì)并計(jì)算： 上部：人孔，安全閥接口，氣氨出口，放空口，液氨入口，壓力表，人孔安全閥接口中心線與人孔中心線間距:氣氨出口中心線與安全閥接口中心線的間距:放空口中心線與氣氨出口中心線的間距:壓力表接口中心線與放空口中心線的間距:液氨入口中心線與壓力表接口中心線的間距:人孔中心線與液氨入口中心線間距:下部：排污管，液氨出口液氨出口中心線與焊縫間距：200mm排污管中心線與焊縫間距：200mm （b）法蘭的設(shè)計(jì)：法蘭設(shè)計(jì)可根據(jù)法蘭標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，也可按GB150相關(guān)條款進(jìn)行設(shè)計(jì)。法蘭有壓力容器法蘭和管法蘭，二者屬相同的標(biāo)準(zhǔn)體系。設(shè)計(jì)內(nèi)容如下： 根據(jù)設(shè)計(jì)壓力、操作溫度和法蘭材料決定法蘭的公稱壓力PN；水壓實(shí)驗(yàn)的壓力PT=2.75MPa，因此選擇高一級(jí)別的公稱壓力，因此PN=4.0 根據(jù)公稱直徑DN、公稱壓力PN及介質(zhì)特性決定法蘭類型及密封面型式，法蘭選帶頸對(duì)焊法蘭（標(biāo)準(zhǔn)HG/T20954-2009） 帶頸對(duì)焊鋼制凹凸面法蘭表7 PN40帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭及密封面尺寸（mm）公稱尺寸鋼管外徑連接尺寸法蘭厚度法蘭頸法蘭高度DNA1DKLnThCNSH1RH202510575144M1218402.36440253211585144M1218462.664403238140100184M1618562.666424045150110184M1618642.676458089200160188M16241053.212858（c）墊片的選擇：根據(jù)溫度、壓力及介質(zhì)腐蝕性選擇墊片材料 石棉橡膠墊片的使用條件 P4.0MPa t的范圍為-40 0C290 0C 所以選用石棉橡膠墊片 表8 墊片尺寸公稱通徑DN墊片內(nèi)徑D1墊片外徑D2墊片厚度T202561225327123238822404592280891422 4、人孔的選取 壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般的人孔有兩個(gè)手柄。人孔選擇回轉(zhuǎn)焊帶頸法蘭人孔，根據(jù)儲(chǔ)罐在常溫下及高溫工作壓力為2.12Mpa的條件以及水壓試驗(yàn)壓力2.75Mpa下工作，人孔的標(biāo)準(zhǔn)公稱壓力為4.0Mpa等級(jí)選取，公稱直徑為500mm，凹凸面法蘭密封面。由于此臥式容器筒體長度大于等于6000mmm時(shí)，應(yīng)設(shè)置2個(gè)人孔 表9 回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔明細(xì)表件號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名稱數(shù)量材料1筒節(jié)116MnR2HG20613等長雙頭螺柱208.8級(jí)35CrMoA3螺母408.8級(jí)35CrMo4HG20595法蘭116MnII5HG20606墊片1非金屬平墊6HG20601法蘭蓋116MnR7把手1Q235 -AF8軸銷1Q235 -AF9GB/T91銷2Q21510GB/T95墊圈2100HV11蓋軸耳（1）A1Q235 -AF12法蘭軸耳（1）1Q235 -AF13法蘭軸耳（2）1Q235 -AF14蓋軸耳（2）1Q235 -AF查表得回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的各零件名稱、材料及尺寸：表10 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的尺寸總質(zhì)量530*14755670430225300575257290132498400（kg） 則人孔的標(biāo)記為：MFMIII-8.8(NM)A500-4.0HG/T21518-2005 ：人孔的壁厚，：人孔的公稱直徑，：筒體壁厚，：筒體公稱直徑 故L1=1000mm 5、液位計(jì)的設(shè)計(jì) （1）根據(jù)罐內(nèi)水壓試驗(yàn)壓力選取壓力等級(jí)為4MPa。 （2）選普通型，外加保溫層的液位計(jì)。 （3）中心距L的選擇： 液位： 液位計(jì)位置距筒體頂部為200mm 取的液位計(jì) （4）材質(zhì)選擇：0Cr18Ni9（304）。 （5） 介質(zhì) 。 （6）采用規(guī)格為DN20的接管 外伸120，內(nèi)伸0。 （7）采用帶對(duì)焊法蘭，法蘭規(guī)格為DN20，密封面型式采用突面。 由工藝標(biāo)準(zhǔn)選擇磁性液位計(jì)，標(biāo)記為HG/T21584-95 UZ4M-1700-0.563AF304C 6、鞍座的計(jì)算首先估算鞍座的負(fù)荷。儲(chǔ)罐的總質(zhì)量： 式中：m1為筒體質(zhì)量（kg），m2為封頭質(zhì)量（kg），m3 為水質(zhì)量（kg），m4為附件質(zhì)量（kg）。 （a）筒體的質(zhì)量m1 DN=2200mm，的筒節(jié)，Q345的密度為7.83*1000千克/立方米V=(D+2n)2-D2L/4=0.847m3 故 （b）封頭的質(zhì)量m2DN=2200mm，直邊高度h=40mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其質(zhì)量為683.2kg故 （c）液氨的質(zhì)量m3，m3=W 為水在500C時(shí)候的密度為1000kg/m3。 （d）附件的質(zhì)量：人孔約重2（400+36.3）=872.6kg ，其他接口管、法蘭的總重約為50kg。則：m4=922.6kg （e）經(jīng)過上述計(jì)算得：由于每個(gè)鞍座承受約148kN負(fù)荷，故選用輕型帶墊板包角為1200的鞍座，即JB/T4712.1-2007鞍座A2200-F,材料Q235A和JB/T4712.1-2007鞍座A2200-S,材料Q235A表11 A型支座系列參數(shù)尺寸 （JB/T4712.1-2007）公稱直徑DN允許載荷kN高度H底板腹板筋板墊板螺栓配置弧長質(zhì)量2200405250158024014102452082902570500101001380205 （f）鞍座安裝位置確定 雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡化為受均布載荷的外伸梁，由材料力學(xué)知，當(dāng)外伸長度A=0.207L時(shí)，跨度中央的彎矩與支座截面處的彎矩絕對(duì)值相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，所以通常取尺寸A不超過0.2L值，中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731鋼制臥式容器規(guī)定）A0.2L=0.2（L+2h+2），A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。 由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此，JB 4731還規(guī)定當(dāng)滿足A0.2L時(shí)，最好使A0.5R m（）,即 ，取A=550mm綜上有：A=550mm。 7、焊接接頭設(shè)計(jì) 容器各受壓元件的組裝通常采用焊接。焊接接頭是焊縫,熔合線和熱影響區(qū)的總稱，焊縫是焊接接頭的主要部分。焊接接頭的型式直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全。焊接接頭的型式及焊接材料應(yīng)在化工設(shè)備的裝配圖及零部件圖中以適當(dāng)?shù)姆绞奖硎境鰜怼?（a）回轉(zhuǎn)殼體的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)殼體的拼接接頭必須采用對(duì)接接頭，殼體上的所有縱向及環(huán)向接頭，凸形接頭上的拼接接頭，即A，B類接頭，是容器要求最高的焊縫，對(duì)容器的安全至關(guān)重要，必須采用對(duì)接焊，不允許采用搭接焊.對(duì)接焊易于焊透，質(zhì)量容易保證，易于作無損檢測，可獲得最好的焊接接頭質(zhì)量。此采用Y型對(duì)接接頭。 （b）接管與殼體的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 接管與殼體及補(bǔ)強(qiáng)圈之間的焊接一般只能采用角焊和搭焊，具體的焊接結(jié)構(gòu)還與對(duì)容器的強(qiáng)度與安全的要求有關(guān)，涉及到是否開坡口，單面焊與雙面焊，焊透與否等問題。中低壓容器不需另作補(bǔ)強(qiáng)的小直徑接管可直接插入殼體所開孔內(nèi)，有平齊式和內(nèi)伸式兩種。插入出接管與殼體總有一定間隙，但此間隙不大于3 mm，過大的間隙在焊接收縮時(shí)易產(chǎn)生裂紋或其他焊接缺陷。 （c）帶補(bǔ)強(qiáng)圈的接管的焊接結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)元件的補(bǔ)強(qiáng)圈，一方面要求盡量與補(bǔ)強(qiáng)出的殼體貼合緊密，另外與接管與殼體之間的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)力求完善合理。 二、強(qiáng)度計(jì)算 容器的筒體和封頭壁厚的設(shè)計(jì) 1、筒體名義厚度的初步確定： 筒體設(shè)計(jì)選用616 mm厚度的Q345R，50下其許用應(yīng)力189MPa。計(jì)算厚度 ：式中， 計(jì)算壓力，MPa；圓筒內(nèi)直徑，mm；容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；圓筒的焊接接頭系數(shù)雙面對(duì)接焊縫，100%無損檢測則1.0計(jì)算厚度 12.88mm由于液氨有一定的腐蝕性，故屬于單面腐蝕，取。則設(shè)計(jì)厚度=14.88mm根據(jù)GB3531，負(fù)偏差0.30系數(shù)名義厚度即：=16mm14.88+0.30=15.18mm在厚度在假設(shè)范圍之內(nèi)，因此，有效厚度=16-2.0-0.30=13.7mm 2、封頭壁厚的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭（2:1）即：K（形狀系數(shù)）=1.0。式中根據(jù)公式，封頭的設(shè)計(jì)壁厚為： 查表：取鋼板的負(fù)偏差，則筒體的名義壁厚為：。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以內(nèi)徑為公稱直徑的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭(代號(hào)EHA)的直邊高度只與公稱直徑有關(guān)：DN2000mm時(shí),直邊高度為25mm；DN2000mm時(shí),直邊高度為40mm。由于所設(shè)計(jì)的筒體公稱直徑DN=2200mm2000mm，所以直邊高度為h=40mm， 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算根據(jù)GB150，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa時(shí)，在殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑不大于89mm時(shí)，接管厚度滿足要求，不另行補(bǔ)強(qiáng)，故該儲(chǔ)罐中只有DN=500mm的 人孔需要補(bǔ)強(qiáng)。 1、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別 接管直徑d=d接+2c2=500+22.0=504 故可以采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。此開孔補(bǔ)強(qiáng)所用材料選用Q345R,其負(fù)偏差C1=0.30，腐蝕欲量C2=2.0，接管的許用應(yīng)力=187MPa, 計(jì)算壓力p=2.2MPa。 削弱系數(shù)fr =0.9 C=C1+C2 筒體的壁厚=16mm消弱的金屬面積 = 50412.88+21611.7(1-0.9)=6529(mm2) =504+216+214=564(mm) B2=2504=1008(mm) B的值是兩者中的大者 則 B=1008(mm) 2、有效高度的確定 （a）外側(cè)有效高度的確定 （b）內(nèi)側(cè)有效高度的確定 ， 3、有效補(bǔ)強(qiáng)面積 筒體多余面積 =(1008-504)(15.18-12.88)-211.7(13.7-12.88)0.1 =1157(mm2) 4、接管的多余面積 （a）接管計(jì)算壁厚 （b）焊縫金屬截面積 焊角取6.0mm A1+A2+A3=2395(mm2) A4=A- (A1+A2+A3)=4134(mm2) 因?yàn)?則開了人孔后需要加補(bǔ)強(qiáng)圈 查表可知補(bǔ)強(qiáng)圈的D=840mm d=530+8=538mm 補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度 圓整后取得 則所選擇的的補(bǔ)強(qiáng)圈的標(biāo)記為50014-D-Q345R JB/T 4736 強(qiáng)度校核 1、容器的水壓試驗(yàn) 所謂壓力試驗(yàn)，就是用液體或氣體作為工作介質(zhì)，在容器內(nèi)施加比它的設(shè)計(jì)壓力還要高的試驗(yàn)壓力，以檢查容器在試驗(yàn)壓力下是否有滲漏、明顯的塑性變形以及其他缺陷。壓力試驗(yàn)分為液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)兩種，一般采用液壓試驗(yàn)，而且普遍采用水為液壓試驗(yàn)介質(zhì)，故本次設(shè)計(jì)采用水壓試驗(yàn)。 根據(jù)GB150標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，液壓試驗(yàn)時(shí) 式中，容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，MPa； 容器元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa。 所以 而圓筒的應(yīng)力 式中 試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力，MPa； 圓筒內(nèi)直徑，mm； 圓筒的有效厚度，mm； 圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)，MPa； 圓筒的焊接接頭系數(shù)。 設(shè)計(jì)容器：所以，厚度校核合格。2、 圓筒切向剪應(yīng)力計(jì)算并校核 因?yàn)橹ё孛嫣師o加強(qiáng)圈但A0.5Ri被封頭加強(qiáng)，故用下式計(jì)算： 其中，鞍座的反力 K3=0.880 Ri=1100mm e=14.2mm 故校核合格。 三、 總結(jié)語 通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)過程設(shè)備設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐得真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在晁老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。 在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過這次過程設(shè)備課程設(shè)計(jì)，我掌握了課程設(shè)計(jì)的基本流程，熟練掌握了常見化工設(shè)備儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)方法，對(duì)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題和常見技術(shù)要求有了深刻地認(rèn)識(shí)，熟練掌握了相關(guān)軟件的應(yīng)用，掌握了初步軟件制圖的知識(shí)及技能和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的使用方法，更加深刻地理解了化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)的重要性。 在課程設(shè)計(jì)的工程中，我更加明白了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹匾?，深深的懂得凡是沒有最好只有更好的深刻含義。我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在