過程設備強度軟件SW6使用培訓課件

1、過程設備強度軟件SW6-1998操作簡單介紹SW6操作探討和交流目錄 第一部分 臥式設備的計算 第二部分 立式設備的計算SW6操作探討和交流第一部分 SW6臥式設備的操作1.1 軟件編制依據(jù)1.2 適用范圍1.3 內(nèi)壓計算1.3.1 主體設計參數(shù)輸入1.3.2 筒體數(shù)據(jù)輸入1.3.3 封頭數(shù)據(jù)輸入1.3.4 設備法蘭數(shù)據(jù)輸入1.3.5 鞍座數(shù)據(jù)輸入1.3.6 接管開口補強輸入1.4 外壓計算SW6操作探討和交流 1.1 1.1 編制依據(jù)編制依據(jù)主要是以容規(guī)、GB150、JB/T4731-2005和HG/T20580以及HG/T20582 1.2 1.2 適用范圍適用范圍內(nèi)壓為0.1100MPa

2、，或真空度為：-0.02-0.1 MPa；筒體內(nèi)徑150mm；設計溫度為-269900 1.3 1.3 內(nèi)壓計算內(nèi)壓計算1.3.11.3.1主體設計參數(shù)輸入主體設計參數(shù)輸入 如果為指定試驗壓力可以不輸入；如果液壓試驗能滿足就選用液壓試驗，如果容器結構沒法進行液壓試驗時，焊縫系數(shù)必須有1.0。 SW6操作探討和交流1.3.2筒體數(shù)據(jù)輸入筒體數(shù)據(jù)輸入 1） 液柱壓力計算為: 液柱壓力=0.01*H; 為介質與水的比重，H為液位高度；當液柱壓力小于設計壓力的5%時，可以不考慮液柱壓力。2）殼體長度為實際的殼體長度，不含封頭直邊。3)鋼板負偏差不用指定為0；4）材料根據(jù)項目具體情況選用，盡量不選用在設

3、計溫度區(qū)域材料使用變化較大的材料。比如設計溫度200盡量不選用Q245R和Q345R。SW6操作探討和交流1.3.3 封頭數(shù)據(jù)輸入封頭數(shù)據(jù)輸入 中、低壓壓力容器的封頭形式宜優(yōu)先使用標準橢圓形封頭，必要時可以選用碟形封頭、錐形封頭或半球形封頭，標準封頭可按壓力容器封頭GB/T25198-2010和鋼制壓力容器用封頭 JB/T4746-2002 。1.3.3.1橢圓形封頭的輸入橢圓形封頭的輸入 1)標準橢圓形封頭標準GB/T25198和JB/T4746的范圍均為：159mmDN6000mm,如封頭超過此范圍需要跟業(yè)主和封頭制造廠商定相應的制造檢驗尺寸。 2）腐蝕裕量=封頭減薄率+腐蝕裕量； 159

4、mmDN6000mm， 6mmn60mm的標準橢圓形封頭的減薄率參照GB/T25198 -2010附錄表J.1或JB/T4746-2002 附錄表A.1，如超出此范圍需要和封頭制造廠商定。SW6操作探討和交流1.3.3.2半球形封頭的輸入 腐蝕裕量=封頭減薄率+腐蝕裕量；封頭的減薄率以前我們是按照名義厚度的15%。SW6操作探討和交流1.3.3.3 平蓋的類型選擇平蓋的類型選擇 平面法蘭選12、突面法蘭選用13，凹凸面和榫槽面法蘭選用14。平蓋上有法蘭接管時，同一截面上開孔之和的最大之和就根據(jù)實際開口計算，只是螺栓孔無需輸入。SW6操作探討和交流螺栓墊片結構參數(shù)螺栓墊片結構參數(shù)1、低壓無毒介質

5、選用平面密封形式；有中度危害介質、中低壓容器和中高壓容器法蘭密封面選用突面或凹凸面密封面形式；極度危害高度、中高壓容器和中度危害介質、超高壓容器選用榫槽面密封面形式。2、墊片的材料選用根據(jù)介質和壓力而定。纏繞墊片選用的碳鋼或不銹鋼內(nèi)外環(huán)、填充物為石棉橡膠。SW6操作探討和交流1.3.3.4 蝶形封頭的輸入 蝶形封頭的球面直徑不大于封頭內(nèi)直徑，一般情況下取0.9倍的封頭的內(nèi)直徑，過渡圓轉角半徑不小于封頭內(nèi)直徑的10%，且不小于封頭厚度的三倍。當球面半徑與過渡轉角半徑比值5.5時，其有效厚度不小于封頭內(nèi)直徑的0.15%，其他蝶形封頭的有效厚度不小于封頭內(nèi)直徑的0.3%。當確定封頭厚度已考慮因內(nèi)壓下

6、彈性失穩(wěn)問題時，可不受此限制。（見GB150.3-2011的第5章第4節(jié)）SW6操作探討和交流1.3.3.5 錐形封頭的輸入 錐形封頭的半頂角不大于600；半頂角 300時，大小端都允許沒有折邊； 300 半頂角 450時，大端應有折邊，小端可以沒折邊；450 半頂角 600時，大小端都應有折邊； 600 半頂角，按平蓋設計。大端折邊過渡半徑不小于大端內(nèi)徑的10%，且不小于3倍的封頭厚度；小端折邊過渡半徑不小于小端內(nèi)徑的5%，且不小于3倍的封頭厚度 。SW6操作探討和交流SW6操作探討和交流1.3.4 1.3.4 設備法蘭的輸入設備法蘭的輸入1、因為軟件只考慮承受流體靜柱壓力及墊片的壓緊力，對

7、于氣包因風載等因素附加彎矩和軸向拉伸載荷時，需要設計者在對話框里輸入。2、如無特殊工況，選用JB/T4700的法蘭免予計算。SW6操作探討和交流1.3.4.11.3.4.1標準法蘭結構數(shù)據(jù)對話框標準法蘭結構數(shù)據(jù)對話框1、法蘭材料根據(jù)介質和壓力選用，最好選用鍛件。法蘭的材料應該與殼體有良好的焊接性能，物理性能和化學性能應與筒體材料相同或相近。SW6操作探討和交流1.3.4.2標準法蘭螺栓與墊片結構參數(shù)表標準法蘭螺栓與墊片結構參數(shù)表1、如采用非金屬墊片和金屬包裹墊時，墊片與密封面接觸的內(nèi)外徑為墊片的內(nèi)外徑，如選用纏繞墊時，墊片與密封面接觸的內(nèi)外徑是充填物部分的內(nèi)外徑，即內(nèi)環(huán)的外直徑和外環(huán)的內(nèi)直徑；

8、查JB/T4704、 JB/T4705和JB/T4706。2、墊片的材料根據(jù)介質選擇，300mmDN3000mm的非金屬墊和金屬包裹墊應分別按JB/T4704和JB/T4706選用， 300mm設備內(nèi)徑DN2000mm的金屬纏繞墊應按JB/T4705選用。SW6操作探討和交流圖1、非金屬墊片簡圖SW6操作探討和交流圖2、金屬包裹墊片簡圖圖3、金屬纏繞墊片簡圖1.3.4.3選用選用JB/T4700標準法蘭注意事項：標準法蘭注意事項：1、當法蘭、螺栓、墊片都是選用的JB/T47004707標準法蘭時，可免計算。JB/T4700適用的范圍是06.4MPa,-70450碳素鋼和低合金鋼鋼制壓力容器法蘭

9、。JB/T4701工作溫度為：-20300，JB/T4702工作溫度為：-20350，JB/T4703的工作溫度為：-70450。有襯環(huán)的法蘭的工作溫度根據(jù)具體情況而定。詳見JB/T4700。 2、帶頸法蘭應采用熱軋或鍛件機加工而成，加工后的法蘭的軸線須與原熱軋或鍛件軸線平行。3、采用鋼板制造法蘭，應符合下列要求：a)鋼板應超聲檢測，無分層缺陷；b)應沿鋼板軋制方向切割出板條，經(jīng)彎制，并使鋼板的表面成為環(huán)的側面；c)圓環(huán)的對接接頭應采用全焊透結構；d)圓環(huán)的對接接頭經(jīng)焊后熱處理并100% RT-II合格或UT-I合格；4、碳素鋼或低合金鋼鋼制法蘭有任何一情況必須正火熱處理:a)法蘭面斷面厚度大

10、于50mm（法蘭環(huán)的厚度）;b)鍛制法蘭；5、所有焊制法蘭必須焊后熱處理6、螺栓的公稱直徑應 不小于M12，M48以上的螺栓應細牙螺紋。螺柱的硬度應比螺母高2030HB。SW6操作探討和交流1.3.4.4非標準整體法蘭結構數(shù)據(jù)輸入非標準整體法蘭結構數(shù)據(jù)輸入1、假如設計者自行設計的法蘭出現(xiàn)校核不合格時，應根據(jù)以下情況進行調(diào)整：a)當法蘭的軸向應力H（或（或（或10.0MPa選用榫槽面。2、如采用非金屬墊片墊片和金屬包裹墊時，墊片與密封面接觸的內(nèi)外徑為墊片的內(nèi)外徑，如選用纏繞墊時，墊片與密封面接觸的內(nèi)外徑是充填物部分的內(nèi)外徑，即內(nèi)環(huán)的外直徑和外環(huán)的內(nèi)直徑；3、螺栓的數(shù)量為4的倍數(shù)，注意螺栓數(shù)量和直

11、徑的要合理；4、螺栓材料可以參照JB/T4700和JB/T4707。SW6操作探討和交流1.3.5 1.3.5 鞍座數(shù)據(jù)輸入鞍座數(shù)據(jù)輸入1、支座中心到最近封頭切線的距離A0.5Ra,當無法滿足A0.5Ra,A0.2L，Ra=Ri+1/2n 。2、設備配置 如果有附屬設備，即水包或氣包，請選擇有附屬設備。3、充裝系數(shù)是液位體積與設備容積的比值。 4、保溫材料、保溫厚度根據(jù)項目規(guī)定選擇，地震烈度如果項目有規(guī)定按項目要求，如無規(guī)定，國內(nèi)陸地項目可以參考SH3048-1999石油化工鋼制設備抗震設計規(guī)范。SW6操作探討和交流附屬設備附屬設備( (氣包氣包) )的輸入的輸入1、地震作用力的高度h指的是附

12、屬設備的重心高度。2、附屬設備的內(nèi)徑、名義厚度、腐蝕裕度、筒體高度、附屬設備總高度、附屬設備內(nèi)件及附件重量按實際參數(shù)輸入。3.附屬設備的開口補強、壓力計算都需要另外計算和校核。SW6操作探討和交流鞍座鞍座 數(shù)據(jù)輸入：數(shù)據(jù)輸入：1、兩鞍座的間距L=L1-2A；L1為筒體長度，A為鞍座中心線到封頭切線的距離。2、鞍座高度h為設備筒體最低點到鞍座地板下表面的距離；3、按JB/T4712.1設計時，輕型和BI重型鞍座包角為1200， BII重型鞍座包角為 1500。 4、鞍座的寬度應為a 8(Ra)1/2；當采用JB/T4712的鞍座時，a=2+b3 ,其中2腹板的厚度，b3為筋板大端的寬度。5、如果

13、墊片起加強作用，墊板的寬度 W(b4)a+1.56*(Ra*n)1/2, Ra=Ri+1/2n;Ri為筒體內(nèi)徑；SW6操作探討和交流腹板和筋板數(shù)據(jù)輸入：腹板和筋板數(shù)據(jù)輸入：腹板的長度指的是實際腹板長度方向的長度；筋板的數(shù)量是指實際的筋板數(shù)量；如果選用的JB/T4712.1時，筋板的長度就是小端長度；如果腹板在鞍座中心時，筋板長度指的是筋板小端長度+腹板的厚度SW6操作探討和交流鞍座的校核：鞍座的校核： 1.當支座中心到最近封頭切線的距離A0.5Ra時,封頭對筒體有加強 作用，在鞍座承受的M2彎矩時，抗彎截面為整個圓截面，而當A 0.5Ra時,抗彎截面減少為2=+/3,從而使3，4增大，對應L/

14、D較大的長臥式容器，取A0.5Ra時可能使M1增大，這時調(diào)整A滿足0.5RaA0.2L 先使1，2 合格。 2.根據(jù)0.5RaA0.2L ，A越大，剪切力 越??； A0.5Ra 時，剪 切力 跟A無關系。 3.5，6 與鞍座寬度和筒體的厚度乘積成反比； 4. 7，8 與鞍座寬度和筒體的厚度乘積成反比； 5. 7，8 與鞍座寬度和筒體的厚度乘積成反比； 6. 9與鞍座高度和腹板的厚度乘積成反比。SW6操作探討和交流1.3.6 1.3.6 開孔補強輸入開孔補強輸入1.1.開孔的范圍如下見開孔的范圍如下見GB150.3GB150.3第第6.16.1章節(jié)章節(jié) 1）等面積法適用開孔范圍 a)當圓筒內(nèi)徑D

15、i1500mm時,開孔直徑dop 0.5 Di ，且dop 520mm； 當圓筒內(nèi)徑Di1500mm時,開孔直徑dop Di/3 ，且dop 1000mm； b) 凸形封頭或球殼封頭最大開孔直徑dop 0.5 Di ； c)錐形封頭最大開孔直徑dop Di /3; Di為開孔處的錐體內(nèi)直徑； d)當開孔是橢圓形孔，開孔的長軸與短軸比不大于2，對橢圓形開孔， 最大開孔直徑dop為長軸的長度。2）分析法的適用范圍 d0.9D且max0.5,d/D et/ e 2;2.2.各標準的鋼管的使用范圍和要求見各標準的鋼管的使用范圍和要求見GB150.1GB150.1第第5 5章和表章和表6 6SW6操作探

16、討和交流3.3.不另行補強的最大開孔直徑不另行補強的最大開孔直徑( (全部滿足全部滿足) ) a)設計壓力P2.5MPa; b)接管直徑89mm; c)開孔未開在A、B類焊縫； d)鋼材的標準抗拉強度Rm540MPa,接管與殼體連接的采用全焊透結構； e)接管直徑d=25，32,38mm，接管厚度3.5mm；接管直徑d=45,48mm，接 管厚 度4.0mm，接管直徑d=57，65mm，接管厚度5.0mm；接管直徑 d=75，89mm，接管厚度6.0mm（注意接管腐蝕裕度為1mm，如果腐蝕裕 度變化，接管厚度相應變化。） f)兩相鄰開孔的中心距離不小于兩接管的直徑的之和的2倍，三個或三 個以上

17、的開孔，任意兩孔的中心距離不小于兩接管的直徑的之和的2.5倍 （對于曲面間距以弧線計算）。 4. 4.補強圈補強的使用范圍補強圈補強的使用范圍 a)殼體和補強圈鋼材的標準抗拉強度下限值b540MPa;SW6操作探討和交流 b)補強圈厚度1.5倍的殼體名義厚度n ； c)殼體的名義厚度n38mm;5.5.整體補強使用范圍整體補強使用范圍 a)容器設計壓力P4MPa; b)容器設計溫度大于350； c)盛裝極度、高度危害介質的壓力容器； d)疲勞壓力容器； e)補強圈結構無法滿足要求的補強。 6.6.有效補強范圍有效補強范圍 a)沿殼體經(jīng)線方向的補強范圍：B=2d; b)沿接管的軸線方向的補強范圍

18、:h=（dnt）1/2，nt為接管的名義厚 度，接管的實際有效補強高度?。╠nt）1/2和接管實際高度的較小者。 SW6操作探討和交流開口補強數(shù)據(jù)計算輸入開口補強數(shù)據(jù)計算輸入1、當兩相鄰開孔的中心距離小于兩接管的直徑的之和的2倍時，建議采用聯(lián)合補強；2、如果等面積法（單孔補強和聯(lián)合補強）不適用接管補強計算，可以選用另一補強方法（分析法）。3、由于軟件只允許輸入12個管口，如果管口超過12個，相同尺寸相同方位的接管在管口符合里輸入管口編號。SW6操作探討和交流接管數(shù)據(jù)接管數(shù)據(jù)1、接管外徑 如果是無縫鋼管就直接輸入接管外徑，如89,114；如是鍛件管就直接輸入鍛件的外徑，D=d-2+21;d為帶頸

19、對焊法蘭對焊段外直徑，為帶頸對焊法蘭對焊段厚度，1為鍛件與殼體相焊段的厚度，D為鍛件與殼體相焊段的直徑。2、接管的厚度 接管使用鋼板卷制時，輸入鋼板的名義厚度；接管為無縫鋼管時，輸入鋼管的名義厚度；接管為鍛件管時，輸入鍛件與殼體相焊段直徑。 3、接管的腐蝕裕量 接管使用鋼板卷制時，輸入理論腐蝕裕量；接管為無縫鋼管時，腐蝕裕量=理論腐蝕裕量+鋼管負偏差；接管為鍛件管時， 輸入理論腐蝕裕量。SW6操作探討和交流4、接管的外伸高度 如已確定接管的外伸高度，請輸入實際的接管外伸高度；未確定時，請輸入接管外伸高度為（d*nt）1/2 ；鍛件管請輸入直段高度。5、接管材料 接管的材質盡量選用物理性能和機械

20、性能相近的材料，如殼體為Q245R，接管最好選用20#無縫鋼管或鍛件， Q345R，接管最好選用16Mn無縫鋼管或鍛件，高壓不銹鋼襯里設備的小接管最好選用雙相鋼鍛件。 如接管直徑459mm,建議采用鋼板卷制，但如果接管過厚時根據(jù)工廠的加工能力選擇是否采用鋼板卷制；如接管直徑459mm時，采用無縫鋼管，無縫鋼管的標準選擇依據(jù)GB150.1第5章和表6相關要求；如設計條件滿足整體補強要求時，應選用鍛件管。6、補強圈 補強圈大小和焊縫結構可以參考補強圈標準JB/T4736-2002。SW6操作探討和交流JB/T4736-2002的適用范圍： 1）本標準規(guī)定了鋼制壓力容器殼體開孔補強用補強圈的型式、尺

21、寸及技術要求。 2）本標準用于鋼制壓力容器殼體開孔采用補強圈結構補強時，應同 時具備下列條件: a) 容 器 設計壓力小于6.4MPa; b) 容 器 設計溫度不大于350; c) 容 器 殼體開孔處名義厚度S3 8mm; d) 容 器 殼體鋼材的標準抗拉強度下限值不大于540MPa; e) 補 強 圈厚度應不大于1.5倍殼體開孔處的名義厚度。 3）本標準不推薦用于鉻鉬鋼制造的容器，也不推薦用于盛裝毒性為極度危害與高度危害介質的容器。 4）本標準不適用于承受疲勞載荷的容器。SW6操作探討和交流2.2.外壓計算外壓計算2.1.1外壓計算長度的計算 1）當筒體部分沒有加強圈時，外壓計算長度=兩倍凸

22、形封頭曲面深度hi的1/3+筒體的總長度L1，L=L1+2*hi/3，如圖a)所示;2）當筒體部分有加強圈時，外壓計算長度取兩相鄰加強圈的中心線間的最大距離，如圖c)所示;3）如圖d)所示，外壓計算長度= 第一圈中心線與封頭切線的距離+封頭的曲面深度的1/3； SW6操作探討和交流4）如圖b),e),f)所示，當圓筒和錐殼連接，若連接線可作為支撐線，外壓計算長度取此連接處到支撐線之間的最大距離，圖f) 的Lx系指錐殼段的軸向長度，其外壓計算長度取當量長度Le,見GB150.3第5.5.6章節(jié)。若連接線無法作為支撐線，應在錐殼的兩側設置加強圈。SW6操作探討和交流外壓圓筒設計數(shù)據(jù)和加強圈輸入外壓

23、圓筒設計數(shù)據(jù)和加強圈輸入1、先輸入容器未加加強圈時的外壓筒計算長度L=L1+2*hi/3;外壓計算不過時，再根據(jù)設置加強圈的時間情況輸入外壓筒計算長度；2、由于型材煨彎難度大，且煨彎容易變形，選擇加強型鋼最好是選用鋼板制作。SW6操作探討和交流第二部分 立式設備的計算一、夾套立式設備的計算1.1 軟件編制依據(jù)1.2 適用范圍1.3 內(nèi)壓計算1.3.1 主體設計參數(shù)輸入1.3.2 筒體數(shù)據(jù)輸入1.3.3 上封頭的數(shù)據(jù)輸入1.3.4 下封頭輸入1.3.5 夾套筒體數(shù)據(jù)輸入1.3.6夾套封頭數(shù)據(jù)輸入SW6操作探討和交流二、非夾套立設備的計算2.1 內(nèi)壓計算2.1.1 主體設計參數(shù)輸入2.1.2 筒體

24、數(shù)據(jù)輸入2.1.3 上封頭的數(shù)據(jù)輸入2.1.4 下封頭（錐形封頭）數(shù)據(jù)輸入2.2 外壓計算2.2.1筒體外壓數(shù)據(jù)輸入2.2.2下封頭外壓數(shù)據(jù)輸入SW6操作探討和交流1.1編制依據(jù)編制依據(jù)主要是以容規(guī)、GB150和HG/T20580以及HG/T205821.2.1.2.適用范圍適用范圍內(nèi)壓為0.1100MPa，或真空度為：-0.02 -0.1 MPa；筒體內(nèi)徑150mm；設計溫度為-269900SW6操作探討和交流1.3 1.3 內(nèi)壓計算內(nèi)壓計算1.3.1主體設計參數(shù)輸入 如果沒有夾套可以不輸入夾套數(shù)據(jù)。 如果未指定試驗壓力可以不輸入；如果液壓試驗能滿足就選用液壓試驗，如果容器結構沒法進行液壓試

25、驗時，需要進行氣壓試驗時，焊縫系數(shù)必須有1.0。SW6操作探討和交流1.3.2 筒體數(shù)據(jù)輸入筒體數(shù)據(jù)輸入1、腐蝕裕度=內(nèi)筒腐蝕裕度+夾套腐蝕裕度；2、外壓筒的計算長度L先按未設置加強圈時的外壓筒計算長度。 如果是全夾套，內(nèi)筒的外壓長度=內(nèi)筒長度+2倍凸面封頭曲面深度的三分之一,即L=L1+2*hi/3。 如果是半夾套，內(nèi)筒的外壓長度=夾套與內(nèi)筒的連接線到內(nèi)筒下封頭切線的距離+下封頭曲面深度的三分之一,即L=L1+hi/3。SW6操作探討和交流1.3.3 上封頭的數(shù)據(jù)輸入上封頭的數(shù)據(jù)輸入本對話框需要輸入的是內(nèi)筒上封頭的數(shù)據(jù)： 全夾套時，腐蝕裕度=內(nèi)筒腐蝕裕度+夾套腐蝕裕度+封頭減薄量； 半夾套時，腐蝕裕度=內(nèi)筒腐蝕裕度+封頭減薄量；SW6操作探討和交流1.3.4 下封頭輸入下封頭輸入 本對話框需要輸入的是內(nèi)筒下封頭的數(shù)據(jù)： 腐蝕裕度=內(nèi)筒腐蝕裕度+夾套腐蝕裕度+封頭減薄量；SW6操作探討和交流1.3.5 夾套筒體數(shù)據(jù)輸入夾套筒體數(shù)據(jù)輸入 本對話框需要輸入的是夾套筒體的數(shù)據(jù)： 腐蝕裕度=夾套腐蝕裕度SW6操作探討和交流1.3.6 夾套封頭數(shù)據(jù)輸入夾套封頭數(shù)據(jù)輸入 本對話框需要輸入的是夾套封頭的數(shù)據(jù)： 腐蝕裕度=夾套腐蝕裕度+封頭減薄量；SW6操作探討和交流二、非夾套立