加氫反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、加氫反應(yīng)器蓋板、吊耳設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1.吊蓋蓋板厚度1.1材料選用16MnD-Z25 100時(shí)、S=255N/mm2= S/1.6=255/1.6=159.375 N/mm21.2設(shè)計(jì)計(jì)算重力W（1）設(shè)備凈重 W0=270tW=K×W0K-計(jì)算系數(shù)、吊耳設(shè)計(jì)計(jì)算系數(shù)1.2-1.65 取K=1.4W=1.4×270t=378t（2）吊蓋受力模型按圓板中心受一個(gè)局部均布荷載且螺栓不產(chǎn)生彎矩，計(jì)算公式見(jiàn)“建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)”中國(guó)建筑工業(yè)出版社1975版。（3）局部均布載荷均布荷載范圍取800×160、即耳板形成的范圍。成圓形時(shí)，當(dāng)量半徑為r。r=a+b1/4×0.87

2、5=800+160/4×0.875=274.3mm均布荷載q=W/r2=378×104/×274.32=16.0N/mm21.3蓋板應(yīng)力計(jì)(1)蓋板計(jì)算半徑為螺栓圓半徑 R=635mm(2) =r/R=274.3/635=0.432(3)=(6 /h2)×(qr2/16) 4-（1-）2-4（1+）In式中-泊桑比 =0.3 h蓋板厚度 取h=160mm=(6/2002) ×（16×274.32/16）4-（1-0.3）×0.4322-4（1+0.3）In0.432=11.286×(3.869+4.365)=92.

3、929N/mm2159.375N/mm22耳板尺寸2.1采用單耳板形式尺寸見(jiàn)圖22.2危險(xiǎn)斷面應(yīng)力計(jì)標(biāo)（設(shè)備直立狀態(tài)時(shí)）（1）A-A斷面、按曲梁計(jì)算M=pl/8 式中p-每個(gè)耳板受力 p=k1×W式中k1-雙吊耳受力不均勻系數(shù) k1=1.1 單吊耳 k1=1.0P=W=378tl-耳板環(huán)梁中徑l=(700-188)/2+188=444mmM=378×104×444/8=20979×104N·mmW=b1h12/6=160×2562/6=5747627mm3=M/W=120.04N/mm2=159.375N/mm2 (2)焊縫處拉應(yīng)力=

4、p/a×b1×k2式中a耳板長(zhǎng) a=800 b1-耳板厚 b1=160k2-焊縫系數(shù) k2=0.7=378×104/800×160×0.7=42.19N/mm2 安全3設(shè)備起吊時(shí)耳板抗彎計(jì)標(biāo)3.1起吊時(shí)耳板根部驟變.見(jiàn)圖2 B-B截面設(shè)起吊時(shí)起吊力為1/2設(shè)備吊裝計(jì)算應(yīng)力=(p/2)×l1=378×104×400/2=75600×104 N·mmW=b1a2/6=160×8002/6=1707×104mm3=M/W=44.29N/mm24設(shè)備起吊時(shí)設(shè)備管口驟變?cè)O(shè)備管口尺寸外=

5、1050 內(nèi)=777、厚度136.5mm位置D-D截面見(jiàn)圖3取k1-吊裝動(dòng)載系數(shù) k1=1.1=k1×(W0/2)×l=1.1×270×104×(700-100+600)/2=178200×104 N·mmW=(D4-d4)/32D=(10504-7774)/(32×1050)=7952.96×104mm3=M/W=22.4N/mm2設(shè)備管口材料9/4Cr-1MoB=505. s=300. 1=1505設(shè)備起吊時(shí)、封頭處局部應(yīng)力（1）按封頭處接管=1316與封頭結(jié)合處位置計(jì)算Mt=k1(W0/2)l1=1

6、.1(270×104/2) ×1300=193050×104 N·mm(2)應(yīng)力計(jì)算公式取自“化工設(shè)備元件驟變計(jì)算”化學(xué)工業(yè)部設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站1989.4第十章“局部應(yīng)力”切向彎矩M產(chǎn)生的應(yīng)力=Ct(Mt/t2R)式中R-殼體中間半徑 R=1932-39=1893mmt-封頭厚度 t=78mm殼體參數(shù)=R/t=1893/78=24.27=0.875r0/R=0.8751316/1893×2=0.304式中r0-接管外半徑，有補(bǔ)強(qiáng)圈時(shí)按補(bǔ)強(qiáng)圈外半徑（此處按補(bǔ)強(qiáng)圈計(jì)、即r0=1316/2）由及查圖97，得Ct=0.49=0.49(193050&#

7、215;104/782×1893×0.304)=270.18N/mm2設(shè)備封頭材料9/4Cr-1Mo1=150N/mm2由于21，故安全。6螺栓受力計(jì)算6.1本設(shè)備頂接管使用20個(gè)H80×3雙頭螺栓，材料25Cr2MoVAB=805 S=685 1=254 (查GB150得到)6.2設(shè)備起吊時(shí)螺栓預(yù)緊力（1）設(shè)備起吊時(shí)重力為p2=378t/2=189t(2)螺栓預(yù)緊力后產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)大于起吊重力F×fp2×k3式中 F-螺栓預(yù)緊力f-鋼對(duì)鋼摩擦力系數(shù)，對(duì)干摩擦，取f=0.2k3-預(yù)緊力增加系數(shù) k3=1.2F=p2k2/0.2=189×

8、;1.2/0.2=1134t(3)每個(gè)螺栓的預(yù)緊力F1=F/20=56.7t(4)設(shè)備直立后螺栓受力F2=p2/20=378t/20=18.9t<F1(5)每個(gè)螺栓受許拉力=×2=×(762/4) ×254=1151677N=115t>F1故螺栓拉力滿足要求。技術(shù)要求1. 材料 件號(hào)1.蓋板16MnD-Z25并應(yīng)符合厚度方向性能鋼板GB5313-85要求件號(hào)2.耳板16MnD 件號(hào)3.小吊耳16Mn2. 件號(hào)1應(yīng)經(jīng)100%超聲波檢查，符合GB/T2970-91 級(jí)合格。3. 本次設(shè)備吊裝在烏市冬季，故吊耳材料采用16MnD低溫用鋼材。4. 耳板與蓋板丁

9、字焊縫采用半U(xiǎn)型雙面焊，坡口尺寸允許按所用工藝適當(dāng)調(diào)正，焊接前應(yīng)有焊接工藝評(píng)定，焊前應(yīng)予墊及后墊，采用低氫型焊條。5. T型焊縫在組對(duì)時(shí)點(diǎn)焊時(shí)允許設(shè)支撐、焊接開(kāi)始后應(yīng)撤去，焊縫不應(yīng)在拘束條件下焊接。焊接過(guò)程中應(yīng)兩側(cè)交替進(jìn)行，防止耳板歪斜。一側(cè)焊縫焊接一部分后，焊接另一側(cè)。不應(yīng)使用碳弧氣刨，應(yīng)采用砂輪磨光機(jī)，后進(jìn)行著色檢查、合格后繼續(xù)焊接。必要時(shí)增加中間過(guò)程的著色檢查。6. T字縫凈100%超聲波檢查，級(jí)合格，然后作整體熱處理，溫度625±25，保持8小時(shí)。7. 蓋板焊接后如不平度超過(guò)2，應(yīng)對(duì)蓋板螺母處寬度160mm范圍進(jìn)行加工，或劃出160圓平面，以使螺母與蓋板接觸良好。8. 每個(gè)螺

10、母預(yù)緊力56.7t安裝使用說(shuō)明1. 本次使用單耳板式吊蓋，其中制造中使用16MnD-Z25為Z向性能鋼板，由于吊蓋厚度大，容易與焊縫與蓋板間產(chǎn)生層狀撕裂，所以采用Z向性能鋼板。防止產(chǎn)生層狀撕裂的措施。（1） 減少該處應(yīng)力，即擴(kuò)大接觸面積。（2） 采用Z向鋼板，由于該材料中硫的含量少（Z25要求硫0.007），遠(yuǎn)小于16MnD中0.030要求。故金屬晶格處非金屬夾雜物少，晶格結(jié)合強(qiáng)度高，抗層間撕裂能力大。 Z向性能鋼板有三個(gè)等級(jí)，Z15、Z25、Z35，即斷面收縮率15%、25%、35%（在鋼板厚度方向性能）（3） 焊接時(shí)，結(jié)構(gòu)不應(yīng)拘束，防止產(chǎn)生過(guò)大內(nèi)應(yīng)力。（4） 焊后整體熱處理，以消除大部分焊接應(yīng)力。2. 蓋板與管口裝配時(shí)只允許螺母處接觸，每個(gè)螺柱預(yù)緊力為56.7t3. 蓋板、卡環(huán)、繩扣螺栓配合尺寸及注意事項(xiàng)件附圖。4. 本次蓋