m乙醇儲罐設(shè)計

1、荊楚理工學(xué)院課程設(shè)計成果學(xué)院:_ _化工與藥學(xué)院_班 級:12 級過程裝備與控制工程 2班學(xué)生姓名：吳小天學(xué)號:設(shè)計地點（單位）_荊楚理工學(xué)院設(shè)計題目： 15m3乙醇儲罐設(shè)計完成日期： 2015 年12 月25 日指 導(dǎo) 教 師 評 語 ：成績（五級記分制）:教師簽名:目錄一、設(shè)計任務(wù)書二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計三、機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計3.1 筒體的強(qiáng)度計算3.2 封頭的強(qiáng)度計算3.3 開孔補強(qiáng)驗算3.4 法蘭的選型或設(shè)計3.5 鞍座的設(shè)計3.6 水壓試驗校核計算四、設(shè)備裝配圖五、參考文獻(xiàn)六、設(shè)計心得體會七、附錄1. 荊楚理工學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：m3液氨儲罐設(shè)計學(xué)生姓名課程名稱專業(yè)課程設(shè)計專業(yè)班級201

2、2級過程裝備與控制工程2班地點化實A411起止時間2設(shè) 計 內(nèi) 容 及 要 求一、設(shè)計任務(wù)1、設(shè)備工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計；2、設(shè)備強(qiáng)度計算與校核；3、技術(shù)條件編制；4、繪制設(shè)備總裝配圖 A1圖紙1張；5、編制設(shè)計說明書。二、設(shè)計內(nèi)容1、儲罐工乙參數(shù)計算，包括設(shè)計存儲量、設(shè)計壓力、設(shè)計溫度等的確疋。2、儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)儲罐的結(jié)構(gòu)特點，確定筒體、封頭、接管、幵孔、 支座及安全裝置等材料的選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計，焊接接頭設(shè)計。3、儲罐的強(qiáng)度計算與校核，包括筒體、封頭的厚度計算和幵孔補強(qiáng)計算等 內(nèi)容。4、儲罐的零部件的選配，包括支座，手、人孔，各種設(shè)備接口：接管與管 法蘭、補強(qiáng)圈、液體進(jìn)、出料管等。5、根據(jù)罐內(nèi)介

3、質(zhì)的危險特點，對儲罐在使用管理過程中應(yīng)注意的安全冋題 提出對策措施。6、編制設(shè)計說明書，并繪制裝配圖A1 一張。設(shè)計說明書應(yīng)根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)思想闡明設(shè)計特點，列出設(shè)計主要技術(shù)數(shù)據(jù)，對有關(guān)結(jié)構(gòu)和材 料選型作出技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的論證和評價。應(yīng)按設(shè)計程序列出計算公式和計算結(jié)果；對所選用的公式圖表應(yīng)注明來歷。7、圖紙要求1）按機(jī)械制圖、化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)繪圖；2）要有足夠的節(jié)點圖，節(jié)點圖要注明比例；要在圖面正確的前提下，力 求清潔，不要顛倒主次要求；3）標(biāo)題欄與明細(xì)表、技術(shù)特性表、管口表應(yīng)正確無遺漏，按照標(biāo)準(zhǔn)填與 準(zhǔn)確；零件編號要齊全；8、注意事項：1）寫出詳細(xì)計算步驟，并注明選用數(shù)據(jù)的來源；2）設(shè)計

4、說明書要求字?jǐn)?shù)不少于 4000字，計算正確，論述清楚，文字精練，插圖簡明，書寫 整潔，格式正確。裝訂成冊上交。設(shè) 計 參 數(shù)1）技術(shù)特性指標(biāo)：序 號項目數(shù)值單位備注1名稱乙醇儲罐2用途乙醇儲存3設(shè)計壓力見附表MPa4設(shè)計溫度見附表5公稱容積（Vg）見附表3m6工作壓力波動 情況可不考慮7裝量系數(shù)（）0.98工作介質(zhì)乙醇9使用地點荊門市，室外10安裝與地基要 求11其他要求2）接管口參數(shù)：符號公稱尺寸公稱壓力連接面形式用途或名稱A40凸面進(jìn)料口B20凸面放空口C80凸面出料口D100凸面排污口LG220凸面液位計口LT1240凸面自動液位計 口M450凸面人孔進(jìn) 度 要 求第一天：根據(jù)課程設(shè)計任

5、務(wù)書查閱相關(guān)資料。第二天：根據(jù)設(shè)計任務(wù)和工藝要求，確定總體設(shè)計及計算。 第三天：進(jìn)行強(qiáng)度計算。第四天：進(jìn)行零部件設(shè)計和選用。第五天：繪制草圖。第六天：繪制繪制底圖。第七天：加粗、標(biāo)注尺寸、編件號、管口號、填技術(shù)特性表、標(biāo)題欄、明細(xì)表等。 第八、九天：整理計算說明書。第十天：質(zhì)疑，收說明書，收圖。參 考 資 料1 鄭津洋等過程設(shè)備設(shè)計北京.化學(xué)工業(yè)出版社.20102 潘紅良.過程設(shè)備機(jī)械設(shè)計.上海.華東理工大學(xué)出版社.20063 賀匡國.化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20024 蔡紀(jì)寧.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000 董大勤.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).北

6、京.化學(xué)工業(yè)出版社，2010其/、它學(xué)號姓 名設(shè)計壓力MPa設(shè)計溫 度'C容積m學(xué)號姓 名設(shè)計壓 力MPa設(shè)計溫 度C容積 m05陳良 建1.2505008趙仕 奇1.5506006陳 佳1.2507009林志 茂1.8508007吳小 天1.6501510劉 陽1.85040說1、本表應(yīng)在每次實施前一周由負(fù)責(zé)教師填寫二份，教研室審批后交學(xué)院院備案，一份由負(fù)責(zé) 教師留用。明2、若填寫內(nèi)容較多可另紙附后。3、一題多名學(xué)生共用的，在設(shè)計內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應(yīng)有所區(qū)別。教研室主任：指導(dǎo)教師：張偉軍2014年11月2日2. 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1介質(zhì)說明化學(xué)名稱：乙醇，別名：乙基醇、酒精乙醇的分

7、子式為 C2H6O(結(jié)構(gòu)簡式為 CH3CH2O或 C2H5O)俗稱酒精，在常溫、 常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香 味，并略帶刺激性，沸點：78.4 G乙醇的用途很廣，可用乙醇來制造醋酸、飲料、 香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%-75%勺乙醇作消毒劑等。2.2結(jié)構(gòu)尺寸筒體的公稱直徑Di有標(biāo)準(zhǔn)選擇，而它的長度 L可以根據(jù)容積要求來決定。由公式:-Di2L 30m3 1 5%(1-1)4般3 6,取4DD得 Di 1711mm，圓整至：Di 1700mm采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，查EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積及容積表1得：深度H 450mm，內(nèi)表面積

8、A 3.2662n，容積 V封 0.6999m3由：23Vg V筒 2V封 -Di L 2V封 15m(1-2)g4得 L Vg一2V封 5992mm，圓整至:L 6000mm計算容積:V計 Vg誤差-100%0.12%Vg3工作容積 V工 V計 0.9 15.019 13.517m所以，筒體的公稱直徑 Di 1700mm,長度L 6000mm球形容器雖然省材，壓能力強(qiáng)，但制造、安裝都較困難，焊縫長，工作量大；矩 形容器多用于小體積，承壓能力較??；立式圓筒形容器承受自然原因引起的應(yīng)力破壞 的能力較弱。而圓筒形容器，安裝內(nèi)件方便，制造容易，而且承壓能力較好。因此綜合各方面因素考慮，乙醇儲罐選用臥

9、式圓筒形。由于液氯具有腐蝕性，罐體又為低壓容器、常溫容器，可考慮 Q235R、Q345R這 兩種鋼種。從技術(shù)角度看， 選用Q235R類的低碳鋼板更好，而Q345R鋼板制造費經(jīng)濟(jì)， 綜合力學(xué)性好，工藝、焊接性能及低溫沖擊韌性好，為常用的低合金鋼。因此這里選 用Q345R鋼板。對于封頭的選擇，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點突出深度大，直徑小時，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大；而碟形封頭受力狀態(tài)不佳，平板封 頭厚度大，耗材多且笨重。橢圓形封頭吸取了球形封頭受力好和蝶形封頭深度淺的優(yōu)點，其封頭壁厚近似等于筒體壁厚,這樣筒體和封頭就可采用同樣厚度的鋼板來制造。這不僅可以給選材帶來

10、方便，也便于筒體和封頭的焊接。封頭的材料選用和筒體一樣的 Q345R鋼板。選取的橢圓形圭寸頭為：表2-1橢圓形封頭參數(shù)公稱直徑Di /mm總深度H/mm內(nèi)表面積A/m2容積V封/m317004503.26620.69993. 設(shè)計計算3.1筒體壁厚的計算正常工作：P 乙醇二 p 乙醇 gh=0.79 103 9.81.7=13.16Kpa水壓試驗：P 水二 p 水 gh=1.0 103 9.8 1.7=16.66Kpa因為p水 p乙醇，所以用p水進(jìn)行比較又因為P水5% 1.6 103Kpa=80Kpa所以臥式容器液柱靜壓力的影響可不予考慮，故計算壓力Pc P 1.60 MPa查 壓力容器材料使

11、用手冊-碳鋼及合金鋼2許用應(yīng)力t列于下表:表3-1 Q345R許用應(yīng)力鋼號板厚/在下列溫度C）下的許用應(yīng)力 / Mpamm< 201001502002503003161891891891831671531636Q345R“3618518518317015714318118117316014713360>60181181167150137123100假設(shè)厚度范圍在616 mm則Q345R在 50C下其許用應(yīng)力 t = 189MPa 容器筒體采用雙面對接焊縫，100%無損探傷，所以焊接接頭系數(shù)為 =1.00 筒體計算厚度公式PcDjt-Pc1.6 17002 189 1-1.67.23

12、 mm(2-1 )7.23mm在616mm之間，故假設(shè)是成立的。式中 Pc 容器計算壓力，MPaDi圓筒內(nèi)直徑，mmt容器元件材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力，MPa圓筒的焊接接頭系數(shù)考慮介質(zhì)腐蝕，計算厚度的基礎(chǔ)上，增加腐蝕裕度 c2。乙醇屬輕度腐蝕,取 C2 = 1.0所以筒體的設(shè)計厚度為PcDi2 七-PcC2 =7.23+1=8.23mm因壓力容器常用鋼板的負(fù)偏差均為-0.3，即 取G=0.3。所以,n d C19.43 mm將壁厚圓整到鋼板規(guī)格系列，圓整后取名義厚度10mm因此罐體可以采用10 mm 的Q345F制作。3.2封頭壁厚的計算kPc Di2- 0.5 Pc因封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，

13、取k=1故封頭的設(shè)計厚度為:Pc DitC22- 0.5 Pc6 170017.212 189 1-0.5 1.6n d C18.21 mm將壁厚圓整到鋼板規(guī)格系列，圓整后取名義厚度10mm因此封頭可以采用10 mm 的Q345F制作。3.3壓力試驗采用水壓試驗，液壓試驗時水溫不低于 5 C,外殼應(yīng)保持干燥。設(shè)備充滿水后，待壁溫大致相等時，緩慢升壓到規(guī)定試驗壓力，穩(wěn)壓30min，然后將壓力降低到設(shè)計壓力,保持30min以檢查有無損壞，有無宏觀變形，有無泄漏及微量滲透。水壓試驗后及時排水,用壓縮空氣及其它惰性氣體，將容器內(nèi)表面吹干。根據(jù)GB150標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，液壓試驗時Pt 1.25P_ _t(2

14、-5)其中Pt試驗壓力，MPa設(shè)計壓力，MPat 分別為液壓試驗溫度和設(shè)計溫度下殼壁材料的許用應(yīng)力,MPa所以Pt 1.25試驗時筒體的應(yīng)力為：1.6189/1892MPa(2-6)Pt (Die)2 e有效厚度en C1C2100.3 18.7mm，所以Pt (Die)2 (1700 8.7)196.40MPa2 e2 8.7在GB 150鋼制壓力容器3中，Q345F的許用應(yīng)力見表2-3表3-2壓力容器用16MnF鋼板的許用應(yīng)力常溫強(qiáng)度在下列溫度C ）下的鋼板標(biāo)鋼號準(zhǔn)使用狀態(tài)厚度指標(biāo)需用應(yīng)力/MPamma ba SMPa MPa< 20100150316510345189189189Q

15、345熱軋，正GB713> 1636500325185185183R火> 3660490315181181173查表2-1可知10mm的Q345鋼板的常溫強(qiáng)度指標(biāo)s 345 MPa。所以0.9Rel 0.9 345 1310.5MPa，貝U t 0.9Rel，筒體應(yīng)力小于水壓試驗校核應(yīng)力，所以水壓試驗滿足試驗要求。4. 支座設(shè)計4.1支座的選取臥式容器支座有圈座、支承式支座和鞍式支座三種。支承式支座結(jié)構(gòu)簡單，但其反力 給殼體造成很大的局部應(yīng)力，故只適應(yīng)于小型設(shè)備；圈座不盡對圓筒殼具有加強(qiáng)作用，且 當(dāng)支座多于兩個時較鞍座受力好，真空容器或壁厚的容器可以采用圈座；對于換熱器、臥 式容器

16、等，則大多采用鞍式支座，鞍座的結(jié)構(gòu)和尺寸，除特殊情況需另外設(shè)計外，一般可 根據(jù)設(shè)備的公稱直徑和重量選用標(biāo)準(zhǔn)鞍座。我國標(biāo)準(zhǔn)為JB/T 4712.1 2007容器支座 第一部分：鞍式支座5。鞍式支座分為輕型（A）和重型（B），每種形式又分為固定式（F）和滑動式（S），直徑 1000 mm以上的，輕型鞍座就即可，為保證容器的熱脹冷縮的位移要求，F(xiàn)型和S型應(yīng)總是配對使用。所以本設(shè)計選擇輕型鞍座，固定式和滑動式各一個。4.2鞍座的計算為確定鞍座的型號，需粗略計算鞍座的負(fù)荷。貯罐總質(zhì)量：根據(jù)Di 1700mm, n 10mm的筒節(jié)，4.2.2封頭質(zhì)量根據(jù)Di 1700mm, n 10mm ,查標(biāo)準(zhǔn)JB/T

17、25198-2010壓力容器封頭表 C-2EHA橢圓形封頭質(zhì)量，可知，g 251.6kg4.2.3 充液質(zhì)量(3-2)因為水乙醇，所以充液質(zhì)量為水質(zhì)量m3 V于是 m3 V 0.9 1.0 10-3 1513500kg4.2.4附件質(zhì)量人孔質(zhì)量約300kg，其他接口管總重約100kg,則m4=400kg設(shè)備總質(zhì)量：每個鞍座的負(fù)荷83KN焊制為A,包角為120，有Q =16917.49.882895.26N2 2由此查JB4712.1-2007容器支座，選取輕型鞍式支座 墊板的鞍座。查 JB4712.1-2007表6得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表 3-1 :表4-1 :鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑1700腹板

18、8墊板390允許載荷Q/kN275筋板2758鞍座咼度h250170e70底板1200240螺栓間距10402008螺孔/孔長D/124/4012墊板弧長1990鞍座質(zhì)量Kg1224.3安裝位置般A的尺寸不會超過0.2L，最好使A 0.5 Rm （ Rm為筒體平均半徑）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭凹 2，得h H 土 450-1700/4 25mm2 H -h4所以A 02L0.2(L2h)1210 mmA °.5Rm 0.5 855 427.5mm 取 a 420mm兩支座中心線間距 L' =L-2A=6000-2420=5160鞍座標(biāo)記為：JB/T4712.12007鞍座A1700

19、F4.4鞍座應(yīng)力校核（詳見附錄-1 SW6計算說明書鞍座處圓通應(yīng)力分析）12鞍座墊板寬度W b 1.56、.Ra n ；鞍座墊板包角橫截面最低點處的周向應(yīng)力:gF-1.19815 MPareb2鞍座邊角處的周向應(yīng)力:L/Rm<8 時,F4 e reb212©FRm-20.2579 MPa2re鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應(yīng)力:L/Rm<8 時，丄 12K6FRm -32.3179 MPa4 eb2L e2應(yīng)力校核：| 5| < t = 189 MPa合格| 61 < 1.25t = 236.25 MPa合格|' 6| < 1.25t = 236.2

20、5 MPa合格5人孔的設(shè)計5. 1人孔的選取本次設(shè)計根據(jù)儲罐是在常溫及設(shè)計壓力為1.6MPa的條件下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)按公稱壓力為1.6MPa的等級選取，根據(jù)人孔設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) HG/T21518 2005鋼制人孔和手孔, 選取Pn 2.5MPa公稱直徑Dn 450mm MFM型密封面，川型材料，回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法 蘭人孔。標(biāo)記為：人孔 MFM IIIs-35CM W.B 0222 B 450 2.5 HG /T215182005其中墊片材料：金屬帶材料為0Cr18Ni9、非金屬帶材料為柔性石墨帶、內(nèi)環(huán)材料為 0Cr18Ni9標(biāo)記為:HG/T20610 纏繞墊 B 450 2.5 0222表5-1 :人孔

21、結(jié)構(gòu)尺寸密圭寸 面型 式公稱 壓力PN公 稱 直 徑DNdw SdDDHibMFM2.5450480 1245667060025012642bb2ABLd0螺 柱螺 母螺柱總 質(zhì) 量數(shù)量直徑長度4146375175250242040M33 2 17 0245人孔位置的確定：去人孔中心線距筒體左端頂部距離L=4000mm5.2人孔補強(qiáng)的計算表5-2允許不另行補強(qiáng)的最大幵孔直徑mm接管公稱 外徑253238454857657689最小壁厚3.54.05.06.05.2.1補強(qiáng)設(shè)計方法判別850mm,Di 1700 d 幵孔直徑22滿足等面積補強(qiáng)的條件，所以采用等面積法進(jìn)行補強(qiáng)計算。5.2.2幵孔所

22、需補強(qiáng)面積（A）所以幵孔所需補強(qiáng)面積為：（人孔與筒體材料相同取fr=1）5.2.3 補強(qiáng)范圍（1）有效寬帶（B）B 2d 2 458916mmmax取二者中的較大值，故 B 916mmB d 2 n 2 nt 4582 102 12502mm（2）外側(cè)有效補強(qiáng)高度（hi）取二者中的較小值，故. d_nf 一 458 1274.135mmh min接管實際外伸高度：250 126 376mmh174.135mm（3）內(nèi)側(cè)有效補強(qiáng)高度（h2）所以h2 0mmn；,458 1 2 74.135mmh2 min接管實際內(nèi)伸高度Omm5.2.4 有效補強(qiáng)范圍內(nèi)的補強(qiáng)面積（ A）（1）封頭多余金屬面積 A

23、1（2）接管多余金屬面積 A2接管計算厚度t 占Pi1.6 4581.95mm2 七-pc 2 189 1-1.6（3）接管區(qū)焊縫金屬面積 A （焊角取6.0mn）1 22因此，a 2 62 36mm22根據(jù)有效補強(qiáng)面積公式:5.2.5孔補強(qiáng)圈的選取根據(jù)接管公稱直徑dN 450mm，參照補強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn) JB/T 4736 2002取補強(qiáng)圈外徑 D2760mm，因B 916mm D?，所以補強(qiáng)圈在有效補強(qiáng)范圍內(nèi)。由于Ae A,故需要另加補強(qiáng)，其補強(qiáng)面積為：補強(qiáng)圈技術(shù)厚度為：考慮腐蝕裕量和鋼板負(fù)偏差并經(jīng)圓整，取補強(qiáng)圈名義厚度為6mn即可。但為了便于備料，也可取10mm與筒體等厚度，材料與殼體一樣即：d

24、z480 12 D 16MnR JB/T 4736-20026接口管的設(shè)計6.1各接管位置的確定兩相鄰幵孔中心的間距應(yīng)不小于兩孔枝晶質(zhì)和的兩倍，即L>2 ( D+D)上部：從罐體左側(cè)至右側(cè)依次為進(jìn)料口、人孔、方空口進(jìn)料管中心線與人孔中心線間的距離：取 Li=1500mrp Li > 2 (40+450),符合要求；放空管中心線與人孔中心線間的距離:取 L2=1000mrp L2 > 2 (20+450),符合要求；下部：從罐體左側(cè)至罐體右側(cè)依次為排污管及出料管排污管中心線與進(jìn)料管心線間的距離：取 L3=500mm L3> 2 (40+100),符合要求；出料管中心線與放

25、空管中心線間的距離：取 L4=500mm L4> 2 (480+20),符合要求；6.2乙醇進(jìn)口管及法蘭的設(shè)計進(jìn)料管公稱直徑DN=40,外徑為45mm( B系列)，選用GB8163型號的鋼管，材 料為20號鋼，其數(shù)據(jù)如下表：表6-1乙醇進(jìn)口管尺寸公稱通徑(mrj)外徑(mn)壁厚(mn)外伸端長度(mm40454150根據(jù)HG/T20592-20635法蘭選用帶頸對焊法蘭 (WN連接面形式 M公稱壓力PN=16的法蘭如表6-2表6-2進(jìn)料管法蘭尺寸公 稱鋼 管法蘭 外徑螺栓孔 中心圓螺栓 孔直螺栓 孔數(shù)螺 紋法、蘭法、蘭法蘭理 論重量法、蘭法蘭頸 厚度法、蘭直 徑外 徑直徑徑量厚 度高

26、度頸N頸R4045150110184M1618452.0kg642.66因為管的公稱直徑較小，所以不必補強(qiáng)。6.3乙醇出料口管及法蘭的設(shè)計出口管公稱直徑DN=80，外徑為89mm（ B系列），選用GB8163型號的鋼管，材料為20號鋼，其數(shù)據(jù)如下表：表6-3乙醇出料管尺寸公稱通徑（mrj）外徑（mn）壁厚（mm外伸端長度（mm80894150根據(jù)HG/T20592-20635法蘭選用帶頸對焊法蘭（WN連接面形式 M,公稱壓力PN=16的 法蘭如表6-4表6-4出料管法蘭尺寸公 稱 直 徑鋼 管 外 徑法蘭 外徑螺栓孔 中心圓 直徑螺栓 孔直 徑螺栓 孔數(shù) 量螺 紋法、蘭厚 度法、蘭高 度法蘭理

27、 論重量法、蘭頸N法蘭頸 厚度法、蘭頸R8089200160188M1624585.0kg1053.28出料管補強(qiáng)參照人孔補強(qiáng)設(shè)計由 SW6得（詳見附錄-2出料管補強(qiáng)計算說明書）2 2 2 2A=614mm，Ai=122 mm, A 2=60 mm, A3=10 mmAe= A+ A2+ A3=192 mnr<A,需補強(qiáng)面積 A=A-Ae=422 mi2f，參照補強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4736 2002取補強(qiáng)圈外徑 D=180mm, 取厚度10mm6.4放空口及法蘭的設(shè)計放空口公稱直徑 D=20，外徑為25mm（ B系列），選用GB8163型號的鋼管，材料為20號鋼，其數(shù)據(jù)如下表：表6-5乙

28、醇進(jìn)口管尺寸公稱通徑（mm外徑（mm壁厚（mm外伸端長度（mm20253.5150根據(jù)HG/T20592-20635法蘭選用帶頸對焊法蘭 （WN連接面形式 M公稱壓力PN=16的法蘭如表6-5表6-5進(jìn)料管法蘭尺寸公 稱 直 徑鋼 管 外 徑法蘭 外徑螺栓孔 中心圓 直徑螺栓 孔直 徑螺栓 孔數(shù) 量螺 紋法 、蘭厚 度法 、蘭高 度法蘭理 論重量法、蘭頸N法蘭頸厚度法、蘭頸R202510575144M1218401.0kg402.34因為管的公稱直徑較小，所以不必補強(qiáng)6.5排污口及法蘭的設(shè)計出口管公稱直徑DN=100，外徑為108mm（ B系列），選用GB8163型號的鋼管，材料為20號鋼，其

29、數(shù)據(jù)如下表：表6-6乙醇出料管尺寸公稱通徑（mrj）外徑（mn）壁厚（mm外伸端長度（mm1001084200根據(jù)HG/T20592-20635法蘭選用帶頸對焊法蘭（WN連接面形式 M,公稱壓力PN=16的 法蘭如表6-7表6-7出料管法蘭尺寸公 稱 直 徑鋼 管 外 徑法蘭 外徑螺栓孔 中心圓 直徑螺栓 孔直 徑螺栓 孔數(shù) 量螺 紋法、蘭厚 度法 、蘭高 度法蘭理 論重量法、蘭頸N法蘭頸厚度法、蘭頸R100108235190228M2024656.5kg1343.68出料管補強(qiáng)參照人孔補強(qiáng)設(shè)計由 SW6得（詳見附錄-3排污口管補強(qiáng)計算說明書）2 2 2 2A=753mm，A=151mm A

30、2=60 mm, A3=10 mmAe= Ai+ A2+ A3=221 mnr<A,需補強(qiáng)面積A=A-Ae=532mm參照補強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T 47362002取補強(qiáng)圈外徑D=210mm,取厚度 10mm表 5-14凹凸面法蘭用MFM型墊片尺寸表符號管口名稱墊片厚度公稱直徑內(nèi)徑D1外徑D2A1液氯進(jìn)口1.5506187A2安全閥口1.5506187A5空氣進(jìn)口1.5506187A6空氣出口1.5506187A7壓力表口1.5253457A8液位計口1.5202750A3液氯岀口1.55061876.6液面計接管及法蘭設(shè)計由于磁性浮子液位計無盲區(qū)，功能齊全，且密封性好，測量顯示部分不與介質(zhì)直

31、 接接觸，防泄漏和適用于高壓、高溫、耐腐蝕的場合，顯示清晰、測量范圍大，安裝 簡單，可靠性高，所以選用磁性浮子液位計。液位計法蘭的選用必須用帶頸對焊法蘭 液位計必須安裝在最高液面以上圖6-1最高液面分析由試差法 R?得 90°Ri.Sin . R.Cos2 2R23600.9 R2計算可得最高液面距離筒體中心線h Ri.Cos1700/2 cos45 601mm2液位計選用的等級壓力為1.6MPa,按其規(guī)格安裝在距離筒體中心線約650mm處.查表得：表6-8液位計尺寸公稱通徑（mrj）外徑（mm壁厚（mn）外伸端長度（mm20253.5150根據(jù)HG/T20592-20635法蘭選用

32、帶頸對焊法蘭 （WN連接面形式 M公稱壓力PN=16的法蘭如表6-9表6-9液位計管法蘭尺寸公 稱 直 徑鋼 管 外 徑法蘭 外徑螺栓孔 中心圓 直徑螺栓 孔直 徑螺栓 孔數(shù) 量螺 紋法、蘭厚 度法 、蘭高 度法蘭理 論重量法、蘭頸N法蘭頸 厚度法、蘭頸R202510575144M1218401.0kg402.34因為管的公稱直徑較小，所以不必補強(qiáng)。根據(jù)HG/T2742-1995查得安裝中心矩L取800mm.表6-10自動液位計管尺寸公稱通徑（mrj）外徑（mn）壁厚（mn）外伸端長度（mm40454150根據(jù)HG/T20592-20635法蘭選用帶頸對焊法蘭 （WN連接面形式 M公稱壓力PN

33、=16的法蘭如表6-11表6-11自動液位計管管法蘭尺寸公 稱 直 徑鋼 管 外 徑法蘭 外徑螺栓孔 中心圓 直徑螺栓 孔直 徑螺栓 孔數(shù) 量螺 紋法、蘭厚 度法、蘭高 度法蘭理 論重量法、蘭頸N法蘭頸厚度法、蘭頸R4045150110184M1618452.0kg642.66因為管的公稱直徑較小，所以不必補強(qiáng)根據(jù)HG/T2742-1995查得安裝中心矩 L取500mm6.7法蘭墊片的選擇由于等級壓力1.6MPa，故選用四氟板墊片，其耐腐蝕，耐高溫，密封性好，耐磨。根據(jù)HG/T 20606-2009非金屬平墊片得：表6-12凹凸面法蘭用MFM型墊片尺寸表符號管口名稱墊片厚度公稱直徑內(nèi)徑D1外徑

34、D2A乙醇進(jìn)口1.5406175B放空口1.5203650C乙醇出口1.580106120D排污口1.5100129149LG2液位計口1.5203650LT12自動液1.5406175位計口M人孔1.54505234977焊接接頭的設(shè)計7.1筒體與封頭的焊接接頭封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用 A類焊縫。縱、環(huán)焊縫必須采用對接接頭，坡口 形式選X型。焊接方法：采用自動埋弧焊，生產(chǎn)效率高，焊接速度快，生產(chǎn)效率比手工電弧焊 提高5-10倍；焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定；節(jié)省材料和電能消耗；改善勞動條件，降低勞動 強(qiáng)度。選用自動環(huán)縫焊接機(jī)，接焊接設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，自動化程度高，采用 變頻器無級調(diào)速裝置進(jìn)行

35、調(diào)速，調(diào)速范圍寬，精度高，還可用于切割，打磨、裝配、 檢測、噴漆等工序，是儲氣罐焊接的首選設(shè)備其中X型坡口焊接方式如下圖（c）下:對構(gòu)養(yǎng)頭的.形式7.2接管與筒體的焊接接頭所設(shè)的接管都為不帶補強(qiáng)圈的插入式接管，接管插入殼體，接管與殼體間的焊接分全焊透和部分焊頭兩種，因為殼體厚度在425mm接管厚度大于等于0.5倍殼體 厚度，液氯屬于高毒性介質(zhì)，所以選擇全焊透工藝，坡口為50° 5°，如圖：圖7-1全焊透焊接7.3人孔與筒體的焊接接頭對于人孔、補強(qiáng)圈和和筒體的接頭選用D類接頭形式，如圖圖7-2 D類接頭7.5焊縫的檢驗對焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗是保證焊接質(zhì)量的重要措施。因此，工

36、件焊完后應(yīng)根 據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求對焊縫進(jìn)行相應(yīng)的檢驗，凡不符合技術(shù)要求所允許的缺陷，需及時進(jìn) 行返修。焊縫主要是檢驗焊縫的外觀成型質(zhì)量 ，檢驗內(nèi)容一般為焊腳高度，咬邊,焊接變 形,焊瘤,弧坑,焊縫直度等 當(dāng)然還有焊縫的內(nèi)在質(zhì)量，如夾渣，氣孔,未焊透，裂紋,未 熔合等。7.6外觀質(zhì)量檢查外觀檢查一般以肉眼觀察為主，有時用5-20倍的放大鏡進(jìn)行觀察，主要檢測焊接接頭的形狀和尺寸，檢測過程中可使用標(biāo)準(zhǔn)樣板和量規(guī)。目視檢測工作容易、直觀、方便、效率高。因此，應(yīng)對焊接結(jié)構(gòu)的所有可見焊縫 進(jìn)行目視檢測。對于結(jié)構(gòu)龐大，焊縫種類或形式較多的焊接結(jié)構(gòu)，逐次檢查。檢測的 項目：（1） 焊后清理質(zhì)量所有焊縫及其邊緣，應(yīng)

37、無焊渣、飛濺及阻礙外觀檢查附著 物。（2）焊接缺陷檢驗 在整條焊縫和熱影響區(qū)附近應(yīng)無裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿等 缺陷，氣孔、咬邊應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。（3） 幾何形狀檢查重點檢查焊縫與母材連接處及焊縫形狀和尺寸急劇變化部 位。（4） 焊接的傷痕補焊重點檢查裝配拉筋板拆除的部位，勾釘?shù)蹩ê附拥牟课弧?母材引弧部位、母材機(jī)械劃傷部位等。表7-1對接焊縫外觀質(zhì)量檢驗項目和要求序 號項目- 、A .說明、圖示質(zhì) 量 等 級|焊縫類型ABCD1表 面 氣12不允許可視面不允許，非 可視面允許單個小 的氣孔，氣孔直徑孔3< 0.25t < 1.5。2飛濺焊滴附奇123不允許可視面不允許有飛 濺，非

38、可視面在 100X 50范圍內(nèi)，？1 以上的飛濺數(shù)量不 超過一個。3裂 紋在焊縫金屬和 熱影響區(qū)內(nèi)的 裂紋123不允許弧 坑 縮 孔1不允許42不允許1) 0.5 <t <3之間， 弧坑深度h< 0.2 3;2) t >3,弧坑深 度 h< 0.1t < 2。8設(shè)計小結(jié)兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識， 也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情， 如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在 設(shè)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會 了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。 課 程設(shè)計

39、是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程千里之行始于足下”通過這次課程設(shè)計，我深深體會到 這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁幵這一 步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)通過這次課程設(shè)計，本人在多方面都有所提高。 通過這次課程設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的 理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次化工容器設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué) 生獨立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了化工容器設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握化工容器設(shè)計的方法和步驟，掌握化工容器設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的 工藝性，怎樣確定設(shè)計步驟，了解了化工容器的基

40、本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計化工容器的能力以及綜合運用知識的能力， 體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情， 從 中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。由于本人的設(shè)計能力有限，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教，我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。9附錄附錄一 SW6計算說明書鋼制臥式容器計算單 位中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所計 算 條件簡 圖設(shè)計壓力p1.6MPa設(shè)計溫度t50筒體材料名稱Q345R封頭材料名稱Q345R封頭型式橢

41、圓形筒體內(nèi)直徑Di1700mm筒體長度L6000mm筒體名義厚度n10mm支座墊板名義厚度 rn8mm筒體厚度附加量C1.3mm腐蝕裕量C1mm筒體焊接接頭系數(shù)1封頭名義厚度hn10mm封頭厚度附加量Ch1.3mm鞍座材料名稱Q235-B鞍座寬度b200mm鞍座包角9120o支座形心至封頭切線距離A445mm鞍座高度H250mm地震烈度低于七度內(nèi)壓圓筒校核計算單 位中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計算條件筒體簡圖計算壓力 Pc1 60MPa設(shè)計溫度 t50 00C內(nèi)徑D1700.00mm|=»材料Q345R（板材o試驗溫度許用應(yīng)力189 00

42、/MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力189.00MPa試驗溫度下屈服點345.00:MPa鋼板負(fù)偏差C0.30mm腐蝕裕量G1.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計算計算厚度PcDi=2TTPT = 7.23mm有效厚度e = n - G- C 2= 8.70mm名義厚度n =10.00mm重量2530.20Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT= 1.25 P冷=2.0000（或由用戶輸入）MPa壓力試驗允許通過 的應(yīng)力水平Tt 0.90 s = 310.50MPa試驗壓力下 圓筒的應(yīng)力t =Pt .Qe） =196 402 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許

43、工作壓力2 e tPw|=（D： e） = 1.92462MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng) 力tPc（ Di e）=2 e = 157.12MPat189.00MPa校核條件tt結(jié)論合格左封頭計算計算單位中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc1.60MPa設(shè)計溫度t50.00G內(nèi)徑D1700.00mm曲面深度hi425.00mm材料Q345R （板材）設(shè)計溫度許用應(yīng)力t189.00MPa試驗溫度許用應(yīng)力189.00MPa右封頭計算計算單位中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3-2011計算條件橢圓封頭簡圖計算壓

44、力Pc1.60MPa設(shè)計溫度t50.00C內(nèi)徑D1700.00mm曲面深度hi425.00mm材料Q345R （板材）設(shè)計溫度許用應(yīng)力t189.00MPa試驗溫度許用應(yīng)力189.00MPammmm壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT = 1.25 PC昇二2.0000（或由用戶輸入）MPa壓力試驗允許通過的 應(yīng)力 tt 0.90 s = 310.50MPa試驗壓力下封頭的應(yīng) 力T = PT.(KDi 0.5 e)= 195.902 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果:合格厚度及重量計算1形狀系數(shù)2K = 1Di= 1.0000262h i計算厚度KPcDi_h =2 t 0.5PC

45、 = 7.21mm有效厚度eh = nh - C- C 2= 8.70mm最小厚度min = 3.00mm名義厚度nh =10.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量251.62Kg壓力計算最大允許工作壓力2七ePw=KDi 0.5 e = 1.92953MPa結(jié)論合格鋼板負(fù)偏差C 腐蝕裕量C2 焊接接頭系數(shù)0.301.001.00鋼板負(fù)偏差C0.30mm腐蝕裕量C21.00mm焊接接頭系數(shù)1.00壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗|試驗壓力值PT = 1.25 R冷二2.0000（或由用戶輸入）MPa壓力試驗允許通過的 應(yīng)力 tt 0.90 s = 310.50MPa試驗壓力下封頭的應(yīng) 力T

46、= PT.(KDi 0.5 e)= 195.902 e.MPa校核條件TT校核結(jié)果合格厚度及重量計算形狀系數(shù)2K = iDi= 1.00002 62h i計算厚度KPcDi-h =2 t0.5Pc = 7.21mm有效厚度eh = nh - C- C 2= 8.70mm最小厚度min = 3.00mm名義厚度nh =10.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量251.62KgI壓力計算最大允許工作壓力2ePw= KDi 0.5 e = 1.92953MPa結(jié)論合格|臥式容器（雙鞍座）計算單.位中航一集團(tuán)航空動力控制系統(tǒng)研究所計 算 條件簡圖計算壓力pc1.6MPa設(shè)計溫度t50圓筒材料Q345R鞍座材料Q235-B圓筒材料常溫許用應(yīng)力189MPa圓筒材料設(shè)計溫度下許用 應(yīng)力t189MPa圓筒材料常溫屈服點?345MPa鞍