60M3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生姓名： 董龍 學(xué) 號： 0902034147 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 題 目： 60m3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 陸輝山 閆宏偉 高 強(qiáng)指導(dǎo)教師： 職稱: 2012年06月11日 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2011/2012 學(xué)年第 二 學(xué)期學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 學(xué) 生 姓 名： 董龍 學(xué) 號： 0902034147 課程設(shè)計(jì)題目： 60m3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 06 月 11 日06月 22日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 校內(nèi) 指 導(dǎo) 教 師： 陸輝山 閆宏偉 高強(qiáng) 系 主 任：

2、姚竹亭 下達(dá)任務(wù)書日期: 2012年06月11日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：1) 使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過程。2) 掌握查閱、綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和方案的可行性研究和論證。3) 掌握電算設(shè)計(jì)計(jì)算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計(jì)算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。4) 掌握工程圖紙的計(jì)算機(jī)繪圖。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：1 原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)條件表序號項(xiàng) 目數(shù) 值單 位備 注1名 稱液化石油氣儲(chǔ)罐2用 途液化石油氣儲(chǔ)配站3最高工作壓力mpa由介質(zhì)溫度確定4工作溫度-20485公稱容積（vg

3、）10/20/25/40/50m36工作壓力波動(dòng)情況可不考慮7裝量系數(shù)(v)0.98工作介質(zhì)液化石油氣（易燃）9使用地點(diǎn)室外10安裝與地基要求儲(chǔ)罐底壁坡度0.010.0211其它要求管口表接管代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱液位計(jì)接口放氣管人 孔安全閥接口排污管液相出口管液相回流管液相進(jìn)口管氣相管壓力表接口溫度計(jì)接口課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書2設(shè)計(jì)內(nèi)容1）設(shè)備工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2）設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算與校核；3）技術(shù)條件編制；4）繪制設(shè)備總裝配圖；5）編制設(shè)計(jì)說明書。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：1）設(shè)計(jì)說明書：主要內(nèi)容包括：封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書、

4、目錄、設(shè)計(jì)方案的分析和擬定、各部分結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算和確定、設(shè)計(jì)總結(jié)、參考文獻(xiàn)等； 2）總裝配圖設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)遵循國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)和化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求有關(guān)規(guī)定，圖面布置要合理，結(jié)構(gòu)表達(dá)要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內(nèi)容要詳盡，圖紙采用計(jì)算機(jī)繪制。 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)：1 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，gb150-1998鋼制壓力容器，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19982 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，19993 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求，2000，114 鄭津洋、董其伍、桑芝富，過程設(shè)備設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，200

5、15 黃振仁、魏新利，過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南，化學(xué)工業(yè)出版社，20026 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，化工工藝設(shè)計(jì)手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，19967 蔡紀(jì)寧主編，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年5設(shè)計(jì)成果形式及要求：1）完成課程設(shè)計(jì)說明書一份； 2）草圖一張（a1圖紙一張）3）總裝配圖一張 (a1圖紙一張)； 6工作計(jì)劃及進(jìn)度：2012年06月11日：布置任務(wù)、查閱資料并確定設(shè)計(jì)方法和步驟 06月11日06月15日：機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算（強(qiáng)度計(jì)算與校核）及技術(shù)條件編制06月15日06月20日：設(shè)計(jì)圖紙繪制（草圖和裝配圖）06月20日06月22日：撰寫設(shè)計(jì)說明書06月22日：

6、答辯及成績評定系主任審查意見： 簽字： 年 月 日前言壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都起著重要作用的設(shè)備。壓力容器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計(jì)及完成不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財(cái)產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。目前，世界各國均將其列為重要的監(jiān)檢產(chǎn)品，由國家指定的專門機(jī)構(gòu)，按照國家規(guī)定的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督檢查和技術(shù)檢驗(yàn)。本次課程設(shè)計(jì)目的主要是使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過

7、程；掌握查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證；掌握電算設(shè)計(jì)計(jì)算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計(jì)算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用；掌握工程圖紙的計(jì)算機(jī)繪圖。目 錄封面1 封面2 設(shè)計(jì)任務(wù)書3前言 6目錄7第一章、工藝設(shè)計(jì)81.壓力容器存儲(chǔ)量82.壓力計(jì)算9第二章、機(jī)械設(shè)計(jì) 91、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9 、筒體和封頭的設(shè)計(jì)9 、接管與接管法蘭設(shè)計(jì)11 、人孔、補(bǔ)強(qiáng)、液面計(jì)及安全閥的設(shè)計(jì)15 、鞍座的設(shè)計(jì)18 、焊接頭設(shè)計(jì)20第三章、強(qiáng)度計(jì)算校核 21 1、內(nèi)壓圓筒校核212、 左封頭計(jì)算校核 243、 右封頭計(jì)算校核 25 4、鞍座校核 265、各種接口補(bǔ)強(qiáng)校核

8、35參考資料36設(shè)計(jì)感想37第一章、工藝設(shè)計(jì)1、盛裝液化石油氣的壓力容器設(shè)計(jì)存儲(chǔ)量 w=v式中， 裝載系數(shù)=0.90 壓力容器容積v=60m3 設(shè)計(jì)溫度下飽和液體密度石油氣 水=1000 kg/m3 ，故取介質(zhì)密度=1000 kg/m3 則 ：存儲(chǔ)量w=60m31000 kg/m30.9=54000kg 工作溫度為 -2048 則取設(shè)計(jì)溫度為5022、設(shè)計(jì)壓力 該儲(chǔ)罐用于液化石油氣儲(chǔ)配供氣站，因此屬于常溫壓力儲(chǔ)存。工作壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓。因此，不需要設(shè)保溫層。根據(jù)道爾頓分壓定律，我們不難計(jì)算出各種溫度下液化石油氣中各種成分的飽和蒸氣分壓，如表：表1-3各種成分在相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣分

9、壓溫度, 飽和蒸氣分壓, mpa異辛烷乙烷丙烷異丁烷正丁烷異戍烷正戍烷乙烯-2500.0290.09460.0140.00880.000950.0000830-2000.0310.1270.01760.01050.001140.0001090000.0530.22040.03590.02240.001290.00025602000.0840.3940.0690.0450.002880.0006305000.1580.08250.15730.10980.007580.00190有上述分壓可計(jì)算再設(shè)計(jì)溫度t=50時(shí)，總的高和蒸汽壓力p=0.01%0+2.25%7+47.3%1.744+23.48%

10、0.67+21.96%0.5+3.79%0.2+1.19%0.16+0.02%0.0011=1.25901 mpa因?yàn)椋簆異丁烷（0.2）p液化氣(1.25901)3 符合要求.則v計(jì)=v筒+2v封= l/4+2v封=63.4 m3 v =v=57.07m當(dāng)量靜液壓 l =l+4h/3=11.053m (h=715mm, l=10100mm)0根據(jù)設(shè)計(jì)為臥式儲(chǔ)罐，所以儲(chǔ)存液體最大高度h maxd=10100mm。=497.11kg/m3 取=500kg/m3靜液壓：pmax=gh maxgd=5009.810.1=0.049mpap=（1.744-0.1）1.1=1.8084mpa p5%=0

11、.09mpa p 則p可以忽略.2.1.2、圓筒厚度計(jì)算1根據(jù)介質(zhì)的易燃易爆、有毒、有一定的腐蝕性等特性，存放溫度為-2048，最高工作壓力等條件，由jb 7421-2005選用q345r為筒體材料，適用溫度為-20250。根據(jù)gb150，初選厚度為625mm，最低沖擊試驗(yàn)溫度為-20，熱軋?zhí)幚怼８鶕?jù)gb150查得q345r鋼在厚度為316mm，使用溫度為-2048時(shí)的許用應(yīng)力=189mpa 。；對于q345r，鋼板負(fù)偏差c1=0.3mm，腐蝕裕量由過程設(shè)備設(shè)計(jì)查得：c2=2mm,則壁厚附加量c=0.3+2=2.3mm.把上式已知數(shù)據(jù)代入下式，得：=mm根據(jù)鋼板厚度規(guī)格，取=18mm在316m

12、m范圍之外，故取q345r鋼在厚度為1636mm，=185mpa= mm根據(jù)鋼板厚度規(guī)格，取=18mm 水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度校核：規(guī)定的實(shí)驗(yàn)壓力由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)表14-7可知，=1.25p=1.251.9184=2.398mpa水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力=203.53mpaq345r鋼制容器在常溫水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)許可應(yīng)力因?yàn)?，故筒體厚度滿足水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)強(qiáng)度要求。2.1.3橢圓封頭厚度的設(shè)計(jì)： 為了得到良好的焊接工藝，封頭材料的選擇同筒體設(shè)計(jì)。 = =14.07 mm同理，選取c2=2 mm ，c1=0.3 mm 。 n=+c1+c2+=14.04+0.3+2+=18mm 跟筒體一樣，選擇厚度為17mm的q345r為材

13、料沖壓成型。 e=18-0.3-2=15.7 mm2.2、接管及接管法蘭的設(shè)計(jì)2.2.1法蘭公稱壓力取p=2.5mpa液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置排污口，氣相平衡口，氣相口，出液口，進(jìn)液口，人孔，液位計(jì)口，溫度計(jì)口，壓力表口，安全閥口，排空口。接管和法蘭布置如圖3所示，法蘭簡圖如圖所示：查hg/t 20592-2009鋼制管法蘭中表8.2 3-1 pn10帶頸平焊鋼制管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。查hg/t 20592-2009鋼制管法蘭中附錄d中表d-3,得各法蘭的質(zhì)量。查hg/t 20592-2009鋼制管法蘭中表3.2.2，法蘭的密封面均采用mfm（凹凸面密封）。表2：接管和法蘭

14、尺寸序號名稱公稱直徑dn鋼管外徑法蘭焊端外徑法蘭外徑d螺栓孔中心圓直徑k螺栓孔直徑l螺栓孔數(shù)量n（個(gè)）螺栓th法蘭厚度c法蘭頸法蘭高度h法蘭質(zhì)量nsa排污口8089b200160188m16241186404.86b氣相平衡口8089b200160188m16241186404.86c氣相口8089b200160188m16241186404.86d出液口8089b200160188m16241186404.86e進(jìn)液口8089b200160188m16241186404.86f人孔500530b7306603620m3344580129081.4g1-2液位計(jì)口3257b165125184m

15、1618845343.08h溫度計(jì)口2089b200160188m16241186404.86m壓力表口2089b200160188m16241186404.86n安全閥口80108b235190228m20241456446.91s排空口8089b200160188m16241186404.86表3管子尺寸序號名稱公稱直徑管子外徑數(shù)量管口伸出量管子壁厚管子理論厚度mma排污口80891120814.16b氣相平衡口80891120814.16c氣相口80891120814.16d出液口80891120814.16e進(jìn)液口80891120814.16f人孔500530135012153.3g1

16、-2液位計(jì)口3238215083.55h溫度計(jì)口2025112031.63m壓力表口2025112031.63n安全閥口80892120814.16s排空口5057112086.412.2.2、 墊片 查化工工藝手冊（下），表26-11，法蘭、墊片、緊固件的選配（歐洲體系），根據(jù)設(shè)計(jì)壓力為pc=1.9184mpa，采用金屬包覆墊片，選擇法蘭的密封面均采用mfm（凹凸面密封）。緊固件型式選六角螺栓。查hg/t 20609-2009 鋼制管法蘭用金屬包覆墊片。包覆金屬材料為純鋁板l3，標(biāo)準(zhǔn)為gb/t 3880，最高工作溫度200，最大硬度40hb。填充材料為非石棉纖維橡膠板，代號為nas，最高工作

17、溫度為290。查hg/t 20609-2009鋼制管法蘭用金屬包覆墊片，得：表4 墊片尺寸表符號管口名稱公稱直徑內(nèi)徑d1外徑d2a排污口80120142b氣相平衡口80120142c氣相口80120142d出液口80120142e進(jìn)液口80120142f人孔500580624g1-2液位計(jì)口3285107h溫度計(jì)口80120142m壓力表口20120142n安全閥口80145168s排空口80120142注：1：包覆金屬材料為純鋁板，標(biāo)準(zhǔn)為gb/t 3880，代號為l3。2：填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。 3：墊片厚度均為3mm。2.2.3、 螺栓（螺柱）的選擇查hg/t 20613-200

18、9 鋼制管法蘭用緊固件中表5.0.7-9和附錄中表a.0.1,得螺柱的長度和平墊圈尺寸： 表5 螺栓及墊片緊固件用平墊圈 mm公稱直徑螺紋螺柱長度數(shù)量n個(gè)ha80m1685417303b80m1685417303c80m1685417303d80m1685417303e80m1685417303f500m201202025444g1-250m1270417303h80m1685417303m80m1685417303n100m1685817304s80m16854173032.2.4人孔的選擇根據(jù)hg/t 21518-2005回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔 查表3-1，選用凹凸面的法蘭，其明細(xì)尺寸見下

19、表： 表6 人孔尺寸表 單位：mm密封面型式凹凸面mfmd7304348公稱壓力pn mpa2.566048螺柱數(shù)量20公稱直徑dn500350a415螺母數(shù)量40213b200螺柱尺寸d506b44l300總質(zhì)量kg3202.3、開孔補(bǔ)強(qiáng)：2.3.1、強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別2.3.1.1、按hg/t 21518-2005,選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，設(shè)：厚度附加量c=2mm開孔直徑d=di+2c=500+22=504 mmddi2=2700/2=1350mm故可以采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。接管材料選用q345r號鋼，其許用應(yīng)力t=183mpa根據(jù)gb150-1998中，其中：殼體開孔處的計(jì)算厚度

20、14.07mm根據(jù)hg21524-2005，表3-3得 nt=12mm接管的有效厚度接管材料選用q345r，其許用應(yīng)力t=185 mpa強(qiáng)度削弱系數(shù)fr=nt/r=185/185=1所以開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為a=50414.07=7091.28 mm22.3.1.2、補(bǔ)強(qiáng)范圍補(bǔ)強(qiáng)有效寬度b的確定：按gb150中有：b1=2d=2504=1008 mmb2=d+2n+2nt=502+212+212=560 mmb=max（b1 ， b2）=1008 mm有效高度的確定外側(cè)有效高度的確定根據(jù)gb150中式8-8，得：h1=92.4 mmh1=min（h1 ，h2”）=92.4 mm2.3.1.3、側(cè)有

21、效高度的確定根據(jù)gb150-1998中式8-9，得：h2=92.4 mmh2=02.3.1.4有效補(bǔ)強(qiáng)面積根據(jù)gb150中式8-10 式8-13，分別計(jì)算如下：ae=a1+a2+a32.3.1.5、筒體多余面積a1=(b-d)( e-)-2et(e-)=(1008-504)(15-14.07)-29.7（15-14.07）=450.678mm2 2.3.1.6、管的多余面積接管厚度：, a2=2h1( et-t)fr-2h2 (et-c2) fr=292.4（9.7-2.6）1-0=1312.08mm2焊縫金屬截面積焊角取6.0mm2.3.1.7、補(bǔ)強(qiáng)面積ae=a1+a2+a3=450.678

22、+1312.08+36=1798.758mm2因?yàn)閍ea=7076.16 mm2，所以開孔需另行補(bǔ)強(qiáng)a4= a ae=7091.28 -1798.758=5292.522mm2補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：根據(jù)jb4736-2002表一，dn500取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑d=840mm。因?yàn)閎d，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d=530mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：=a4(d-d)=5292.522/（840-530）=17.07mm圓整取名義厚度為18mm根據(jù)gb-150，jb/t4736-2002，補(bǔ)強(qiáng)圈焊接形式d型， d1=d0+(612)。表7 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)及附件的選擇接管公稱直徑dn/mm外徑d2內(nèi)徑d1厚度（）重量（kg）50

23、08405301846.72.3.2、支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：2.3.2.1、采用鞍式b型支座 鞍座的設(shè)計(jì)：筒體質(zhì)量：m1 =dl=3.142.710.10.0187850=12099.208kg封頭質(zhì)量m2：根據(jù)jbt4746-2002， m2 =1163.1kg容器容積：v=v封頭+v筒體=22.8055+2.7210.1/4=63.4m3水重：m3=63.41000=63400kg附件質(zhì)量：m4人孔質(zhì)量320kg， 開孔補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量46.7kg，進(jìn)出料管口質(zhì)量4.862kg，兩個(gè)液面計(jì)3.082kg，安全閥質(zhì)量：6.91kg，排污管質(zhì)量4.86kgm4=320+46.7+4.862+3.082+6.9

24、1+4.86=394.35kg所有設(shè)備總質(zhì)量：m=m1+m22+m3+m42=78614.108kgg=mg=770418.258nq=g/2=770418.258/2=385209.129n=385.2091kn根據(jù)jbt4712.1-4712.4-2007容器支座中表1有：公稱直徑（mm）：21004000選取重型，焊制為bi,包角為120，有墊板的鞍座。查jb4712.1-2007表6得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表3：表8：鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑dn2800腹板10墊板610允許載荷q/kn1985筋板32012鞍座高度h250268e120底板2040360螺栓間距180030014鞍座質(zhì)量k

25、gm52818墊板弧長3260 鞍座位置的確定:因?yàn)楫?dāng)外伸長度a=0.207l時(shí)，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對值相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸a不超過0.2l值，為此中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)jb 4731鋼制臥式容器規(guī)定a0.2l=0.2（l+2h），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。由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，得h=h-di4=715-675=40 mm故a0.2(l+2h)=0.2(10100+240)=2036mm2.3.

26、2.2、鞍座的安裝位置如圖3所示：此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對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 ra=di2+n2=1359mma0.5r a=0.51359=679.5 取a=670mm綜上有a=670mm (a為封頭切線至鞍座支座中心線間的距離，l為筒體和兩封頭的總長)2.4其他附件的設(shè)計(jì)2.4.1、液面計(jì)的設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐總高h(yuǎn)=h+d=250+2700=29503000m，容器盛裝液化石油氣，物料沒有結(jié)晶等易堵塞固體，所以選用玻璃

27、管式液面計(jì)。液面計(jì)通過法蘭與設(shè)備連接在一起。8.2 安全閥的設(shè)計(jì) 由操作壓力p=1.9184mpa，工作溫度為-2048，盛放介質(zhì)為液化石油氣體。選擇安全閥的公稱壓力pn=25kg/cm2，最高工溫度為150，材料為可鍛鑄件的彈簧微啟式安全閥，型號為a41h-25。公稱直徑dn=80mm。2.4.2、焊接接頭的設(shè)計(jì)2.4.2.1、焊接接頭的設(shè)計(jì)為保證焊接質(zhì)量，易于檢查。筒體上的所有焊縫及環(huán)向接頭、封頭上的拼接接頭，都采用對接焊。對于人孔和筒體的焊接部位，因?yàn)閮砂搴穸炔畲笥?m，必須進(jìn)行削薄加工，以使兩側(cè)面厚度基本相等。采用x型對接接頭和手工電弧焊,如圖：對于人孔、補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體的接頭選用b類接頭

28、形式，如圖：2.4.2.2 、焊接方法與材料 對于一般的壓力容器焊接，方法均為手工電弧焊。焊接材料為焊條。筒體和接管間的焊接屬于低碳鋼和低合金鋼之間的焊接。應(yīng)選用強(qiáng)度較低的鋼材等強(qiáng)度的焊條焊接。焊條類型：e5018 鐵粉低氫鉀型第三章 校核鋼制臥式容器計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 計(jì) 算 條 件 簡 圖設(shè)計(jì)壓力 p1.81mpa設(shè)計(jì)溫度 t50筒體材料名稱q345r封頭材料名稱q345r封頭型式橢圓形筒體內(nèi)直徑di2800mm筒體長度 l10100mm筒體名義厚度 dn18mm支座墊板名義厚度 drn12mm筒體厚度附加量 c2.3mm腐蝕裕量 c12mm筒體焊接接頭系數(shù) f1封頭名義厚度 d

29、hn18mm封頭厚度附加量 ch2.3mm鞍座材料名稱16mnr鞍座寬度 b300mm鞍座包角 120支座形心至封頭切線距離 a655mm鞍座高度 h250mm地震烈度 低于7度內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 計(jì)算條件筒體簡圖計(jì)算壓力 pc 1.81mpa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 c內(nèi)徑 di 2800.00mm材料 q345r ( 板材 )試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 181.00mpa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 181.00mpa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 325.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.30mm腐蝕裕量 c2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度 d = = 1

30、4.07mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 15.70mm名義厚度 dn = 18.00mm重量 12634.04kg壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值pt = 1.25p = 2.3890 (或由用戶輸入)mpa壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平 stst 0.90 ss = 292.50mpa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 st = = 214.23 mpa校核條件 st st校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力 pw= = 2.01847mpa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 162.31mpastf 181.00mpa校核條件stf st結(jié)論 合格左封頭計(jì)算計(jì)算單位

31、壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件橢圓封頭簡圖計(jì)算壓力 pc 1.81mpa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 c內(nèi)徑 di 2800.00mm曲面高度 hi 700.00mm材料 q345r (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 181.00mpa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 181.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.30mm腐蝕裕量 c2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) k = = 1.0000計(jì)算厚度 d = = 14.04mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 15.70mm最小厚度 dmin = 4.20mm名義厚度 dn = 18.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 1

32、228.82 kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 pw= = 2.02411mpa結(jié)論 合格右封頭計(jì)算計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì)算條件橢圓封頭簡圖計(jì)算壓力 pc 1.81mpa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 c內(nèi)徑 di 2800.00mm曲面高度 hi 700.00mm材料 q345r (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 181.00mpa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 181.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.30mm腐蝕裕量 c2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) k = = 1.0000計(jì)算厚度 d = = 14.04mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 1

33、5.70mm最小厚度 dmin = 4.20mm名義厚度 dn = 18.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 1228.82 kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 pw= = 2.02411mpa結(jié)論 合格臥式容器（雙鞍座）計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 計(jì) 算 條 件 簡 圖 計(jì)算壓力 pc1.81mpa 設(shè)計(jì)溫度 t50 圓筒材料q345r 鞍座材料16mnr 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 s181mpa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力st181mpa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ss325mpa 鞍座材料許用應(yīng)力 ssa170mpa 工作時(shí)物料密度 562.87kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 1000kg/m

34、3 圓筒內(nèi)直徑di2800mm 圓筒名義厚度 18mm 圓筒厚度附加量 2.3mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 18mm 封頭厚度附加量 ch2.3mm 兩封頭切線間距離 10180mm 鞍座墊板名義厚度 12mm 鞍座墊板有效厚度 12mm 鞍座軸向?qū)挾?b300mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封頭切線距離 a655mm 封頭曲面高度 700mm 試驗(yàn)壓力 pt2.389mpa 鞍座高度 h250mm腹板與筋板組合截面積 0mm2 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)0mm3 地震烈度7圓筒平均半徑 ra 1409mm 物料充裝系數(shù) 0.85一個(gè)鞍座上地腳螺栓個(gè)數(shù)1地腳螺栓公稱直徑0mm

35、地腳螺栓根徑0mm鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距0mm地腳螺栓材料支 座 反 力 計(jì) 算 圓筒質(zhì)量(兩切線間)12734.5kg 封頭質(zhì)量(曲面部分)1216.34kg 附件質(zhì)量696.3kg 封頭容積(曲面部分)2.87351e+09mm3 容器容積(兩切線間)v = 6.84306e+10mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量工作時(shí), 32739.9壓力試驗(yàn)時(shí), = 68430.6kg 耐熱層質(zhì)量0kg總質(zhì)量工作時(shí), 48603.3壓力試驗(yàn)時(shí), 84294kg單位長度載荷42.9121 74.4235n/mm支座反力238448 413547413547n筒 體 彎 矩 計(jì) 算圓筒中間處截面上的彎矩工作時(shí)= 4.

36、15743e+08壓力試驗(yàn)= 7.21034e+08nmm支座處橫截面彎矩操作工況： -6.28056e+06壓力試驗(yàn)工況： -1.08925e+07nmm系 數(shù) 計(jì) 算k1=1k2=1k3=0.879904k4=0.401056k5=0.760258k6=0.0132129k6=0.010861k7=k8=k9=0.203522c4=c5=筒 體 軸 向 應(yīng) 力 計(jì) 算軸向應(yīng)力計(jì)算操作狀態(tài) 85.4673 81.2836mpa -4.24789 -0.0641722mpa水壓試驗(yàn)狀態(tài) -7.36349 -0.111296mpa 114.568 107.312mpa應(yīng)力校核許用壓縮應(yīng)力0.00105414根據(jù)圓筒材料查gb150圖6-36-10 b = 135.435mpa135.435135.435mpa 181 合格|,| 135.435 合格|,| 135.435 合格st2 ,st3 0.9ss = 292.5 合格mpa筒體和封頭的切應(yīng)力時(shí)(時(shí),不適用)mpa時(shí)圓筒中：16.4494封頭中：7.49754mpa應(yīng)力校核封頭橢圓形封頭, 161.401碟形封頭, 半球形封頭, mpa圓筒封頭 t = 0.8 s t = 144.8 64.8487mpa圓筒, t t = 144.8 mpa 合格封頭, th t h = 64.8487 mpa