立方米液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)

1、 過程設(shè)備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：32M³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- 29 -一、設(shè)計(jì)任務(wù)書32M³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(guó)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

2、定4工作溫度-20505公稱容積M³6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(shuō)明書學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文） 1、設(shè)計(jì)說(shuō)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···················&

3、#183;··························· 1課程設(shè)計(jì)內(nèi)容·····················

4、;························ 5 工藝設(shè)計(jì)························

5、3;······················ 5一、設(shè)計(jì)壓力的確定··························

6、;········· 5二、設(shè)計(jì)溫度的確定··································· 6 機(jī)械設(shè)計(jì)···

7、;············································ 6一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····

8、83;···································· 6 設(shè)計(jì)條件············&#

9、183;···························· 6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)····················&

10、#183;···················· 7 1、壓力容器選擇···························&#

11、183;······ 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(zhǎng)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··

12、·················· 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···························

13、;·········12 5、液面計(jì)的設(shè)計(jì)··································14 6、鞍座的計(jì)算···&#

14、183;································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)········

15、;··························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···············

16、83;·························17 容器的筒體和封頭壁厚的設(shè)計(jì)······················

17、;·18 1、筒體名義厚度的初步確定························18 2、封頭壁厚的計(jì)算····················&

18、#183;···········18 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算····································

19、3;19 1、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別······························19 2、有效高度的確定···············

20、83;················20 3、有效補(bǔ)強(qiáng)面積·······························

21、3;··20 4、接管的多余面積································20 強(qiáng)度校核············

22、83;···························21 1、容器的水壓試驗(yàn)····················

23、83;···········21 2、圓筒切向剪應(yīng)力計(jì)算并校核······················22總結(jié)語(yǔ)·············

24、;······································23參考文獻(xiàn)···········

25、;······································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

26、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 =32m³由表2得：t =563/m³=0.563t/m³故 W=0.85×32×0.563=15.3136t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/m³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(lái)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(lái)確定： 經(jīng)查表2得50下液氨飽和

27、蒸汽壓（絕壓）為2.030MPa。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，所以設(shè)計(jì)壓力P=2.2Mpa 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-2050 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?jī)?nèi)

28、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 MPa2.2工作溫度 -2050設(shè)計(jì)溫度 50公稱容積（Vg）m³32計(jì)算容積（V計(jì)）m³32工作容積（V工）m³27.2裝量系數(shù)f0.85介質(zhì)密度（t）t/m³0.563材質(zhì)Q345R，16MnR，16Mn保溫要求無(wú)其他要求無(wú)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ED

29、N80HG/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(guó)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，

30、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(wú)水氨，是一種無(wú)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(guó)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，

31、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

32、和螺柱應(yīng)采用鋼棒，接管一般應(yīng)采用無(wú)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2.2MPa，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(zhǎng)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=32m³ 則根據(jù)公式 取L/DN = 4 計(jì)算得Di=2168mm 圓整得Di=2200mm 由 得 （b） 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積：

33、 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/m²容積V封/m³22005905.52291.5459 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=7605mm，圓整后L=7610mm 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(cè)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

34、流體用無(wú)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(zhǎng)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 Kg19.032.4530.6

35、740.4580.7441.8420.458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

36、弧長(zhǎng)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(lái)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)

37、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DNA1DKLnThCNSH1RH202510575144M1218402.36440253211585144M1218462.664403238

38、140100184M1618562.666424045150110184M1618642.676458089200160188M16241053.212858（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

39、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2.2Mpa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(zhǎng)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(zhǎng)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

40、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，

41、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

42、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/T4712.1-20

43、07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(zhǎng)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(jiǎn)化為受均布載荷的外伸梁，由材料力學(xué)知，當(dāng)外伸長(zhǎng)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(guó)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

44、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?lái)。 （a）回轉(zhuǎn)殼體的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)殼體的拼

45、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(wú)損檢測(cè)，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)

46、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(wú)損檢測(cè)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

47、義厚度即：=16mm>14.88+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；DN>2000mm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

48、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+2×2.0=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 = 504´12.88+2´16´11.7&#

49、215;(1-0.9)=6529(mm2) =504+2´16+2´14=564(mm) B2=2×504=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)-2×11.7×(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

50、) 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500×14-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(wú)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(yǔ) 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)