液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：液氨儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：試設(shè)計(jì)一液氨儲(chǔ)罐，完成主體設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和附屬設(shè)備的選型設(shè)計(jì)。包括筒體、封頭、零部件的材料的選擇及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；罐的制造施工及焊接形式等;設(shè)計(jì)計(jì)算及相關(guān)校核；各設(shè)計(jì)的參考標(biāo)準(zhǔn)；附 CADS。已知工藝參數(shù)如下：最高使用溫度：T=50C；公稱直徑：DN=3000nm；筒體長(zhǎng)度（不含封頭）：Lo=5900mmo任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2010年11月19日完成截止時(shí)間：2010年12月30日精彩文檔目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書1 前言3.2設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu)4.1.1 工藝參數(shù)的設(shè)定4.1.1.1 設(shè)計(jì)壓力4.1.1.2 筒體的選材及結(jié)構(gòu) 4.1.1.3 封頭的結(jié)才及選材 4

2、.3設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.1 筒體壁厚計(jì)算 6.3.2 封頭壁厚計(jì)算6.3.3 壓力試驗(yàn)7.4附件的選擇8.4.1 人孔的選擇8.4.2 人孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算8.4.3 進(jìn)出料接管的選擇1.04.4 液面計(jì)的設(shè)計(jì)1.14.5 安全閥的選擇1.24.6 排污管的選擇124.7 鞍座的選擇.124.7.1 鞍座結(jié)構(gòu)和材料的選取 124.7.2 容器載荷計(jì)算 .134.7.3 鞍座選取標(biāo)準(zhǔn)144.7.4 鞍座強(qiáng)度校核145容器焊縫標(biāo)準(zhǔn)1.65.1 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 .165.2 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 165.3 管法蘭與接管的焊接接頭1.65.4 接管與殼體的焊接接頭1.66筒體和封頭的校核計(jì)算18

3、6.1 筒體軸向應(yīng)力校核 186.1.1 由彎矩引起的軸向應(yīng)力1.86.1.2 由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 1.96.1.3 軸向應(yīng)力組合與校核 196.2 筒體和封頭切向應(yīng)力校核 207 總結(jié)錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書簽。1 前言本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它是一種無色液體。氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛。分子式 NH3,分子量17.03,相對(duì)密度 0.7714g/L,熔點(diǎn)-77.7C ,沸點(diǎn)-33.35C ,自燃點(diǎn) 651.11C,蒸汽壓1013.08kPa(25.7C)。蒸汽與空氣混合物出炸極限1625%(最易引燃濃 度17%)。卜在20c水中溶解度34%, 25c時(shí)，在無水乙

4、醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度 16%,溶于氯仿、乙醴，它是許多元素和化合物的良好溶劑。水溶液呈堿性。液態(tài)氨將侵蝕 某些塑料制品，橡膠和涂層。遇熱、明火，難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性較低；但氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會(huì)燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在，則危險(xiǎn)性更高。設(shè)計(jì)基本思路：本設(shè)計(jì)綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結(jié)合給定的工藝 參數(shù)，機(jī)械按容器的選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)順序，分別 對(duì)儲(chǔ)罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補(bǔ)強(qiáng)、接管、管法蘭、液位計(jì)、鞍座、焊接形式進(jìn) 行了設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件 的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備

5、零部件，也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并考慮 到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu)2.1 工藝參數(shù)的設(shè)定2.1.1 設(shè)計(jì)壓力根據(jù)化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)查得 50c蒸汽壓為2032.5kpa,可以判斷設(shè)計(jì)的容器 為儲(chǔ)存內(nèi)壓壓力容器，按壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設(shè)施 的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不低于液化氣50c時(shí)的飽和蒸汽壓力，可取液氨容器的設(shè)計(jì)壓力為2.16 Mpa,屬于中壓容器。而且查得當(dāng)容器上裝有安全閥時(shí)，取 1.051.3倍的 最高工作壓力作為設(shè)計(jì)壓力；所以取

6、2.16 Mpa的壓力合適。0.6MpaWpc10Mpa屬于中 壓容器5。設(shè)計(jì)溫度為50攝氏度，在-20200c條件下工作屬于常溫容器。2.1.2 筒體的選材及結(jié)構(gòu)根據(jù)液氨的物性選擇罐體材料，碳鋼對(duì)液氨有良好的耐蝕性腐蝕率在 0.1 mm/年以下, 且又屬于中壓儲(chǔ)罐，可以考慮20R和16Mn包兩種鋼材。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選 用20R類的低碳鋼板，16MnR鋼板的價(jià)格雖比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量 設(shè)備的計(jì)價(jià)，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭材 料。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為 GB6654-1996。筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圓筒形。因?yàn)樽鳛槿萜髦黧w的圓柱形筒體，制

7、造容易，安裝內(nèi)件方便， 而且承壓能力較好，這類容器應(yīng)用最廣1'5。2.1.3 封頭的結(jié)構(gòu)及選材封頭有多種形式，半球形封頭就單位容積的表面積來說為最小，需要的厚度是同樣直徑圓筒的二分之一，從受力來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點(diǎn)是深度大，直徑 小時(shí)，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與厚度相等的筒體連接時(shí)，可以達(dá)到與筒體 等強(qiáng)度。它吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)， 用沖壓法易于成形，制造比球形封頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)由半個(gè)橢球面和一圓柱直邊段組成。查橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)(JB/T4737-95)精彩文檔實(shí)

8、用標(biāo)準(zhǔn)文案表2.1橢圓封頭標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑DN曲面圖度hl直邊高度h2內(nèi)表向積Fi/m2容積V/m330007505010.23.89封頭取與筒體相同材料1，5精彩文檔3設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 筒體壁厚計(jì)算查 壓力容器材料使用手冊(cè)-碳鋼及合金鋼得16MnR的密度為7.85t/m3,熔點(diǎn)為1430C,許用應(yīng)力射了列于下表：表3.1 16MnR許用應(yīng)力鋼號(hào)板厚/ mm<20在卜列溫度（C）下的許用應(yīng)力/ Mpa10015020025030061617017017017015614416 3616316316315914713416MnR36 60157157157150138125>6010015

9、3153150141128116圓筒的計(jì)算壓力為2.16 Mpa容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的焊接接頭，取焊接接頭系數(shù)為1.00,全部無損探傷。取許用應(yīng)力為163 Mpa。壁厚：PcDi2.16 30002 163 1 -2.16= 20.01 mm(3.1 )鋼板厚度負(fù)偏差& =0.8，查材料腐蝕手冊(cè)得50c下液氨對(duì)鋼板的腐蝕速率小于 0.05 mm/年，所以雙面腐蝕取腐蝕裕量 C2=2mm。所以設(shè)計(jì)厚度為：6d =6 +C2 +C1 =22.81 mm圓整后取名義厚度24 mm。3.2 封頭壁厚計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭a:b=2:1封頭計(jì)算公式

10、：(3.2)二pcDi2 t t -0.5pc實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案可見封頭厚度近似等于筒體厚度，則取同樣厚度。因?yàn)榉忸^壁厚20頒則標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度h0 =50mm1,4.3.3 壓力試驗(yàn)水壓試驗(yàn)，液體的溫度不得低于 5C；試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡，試驗(yàn)過程中, 應(yīng)保持容器外表面的干燥。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般 不少于30min。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的 80%并保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以便對(duì)所有焊 接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力(3.3)(3.4)frPt =1.25p1 =1.25 2.16

11、 = 2.7Mpa水壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核：水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力pT Di . I 2.7 3000 24 -1 1=匕 i=rrrr= l77.44Mpa2 e224-1水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為0.9，工 0.9 1.00 325 = 292.5Mp仃t<0.9*用故筒體滿足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求1。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案4附件選擇4.1 人孔選擇人孔的作用：為了檢查壓力容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。人孔的結(jié)構(gòu)：既有承受壓力的筒節(jié)、端蓋、法蘭、密封墊片、緊固件等受壓元件，也 有安置與啟閉端蓋所需要的軸、銷、耳、把手等非受壓件。人孔類型：從是否承壓來看有常壓人孔和承壓人孔。從人孔所用法

12、蘭類型來看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭人孔和帶頸對(duì)焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋 之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、樺槽面或環(huán) 連接面。從人孔蓋的開啟方式及開啟后人孔蓋的所處位置看，人孔又可分為回轉(zhuǎn)蓋人孔、 垂直吊蓋人孔和水平吊蓋人孔三種。人孔標(biāo)準(zhǔn)HG21524-95®定PN> 1.0Mpa時(shí)只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對(duì)焊法蘭人 孔。容器上開設(shè)人孔規(guī)定當(dāng) Di>1000時(shí)至少設(shè)一個(gè)人孔，壓力容器上的開孔最好是圓形 的，人孔公稱直徑最小尺寸為小400 mm0綜合考慮選擇水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔(HG21524-95，公稱壓力

13、PN2.5、公稱直 徑DN450 H1=320 RF型密封面、采用VI類20R材料、墊片采用外環(huán)材料為低碳鋼、金屬 帶為0CU9Ni9、非金屬帶為柔性石墨、C型纏繞墊。標(biāo)記為：人孔 RFVI ( WC-1220) 450-2.5HG21524-95總質(zhì)量為256kg.法蘭標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為 HGJ50-53-91,墊片標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為HGJ69- 72-91，法蘭蓋標(biāo)準(zhǔn)HGJ6卜65-91材料為20R,螺柱螺母標(biāo)準(zhǔn) HGJ75-91螺柱材料40Cr螺 母材料45,吊環(huán)轉(zhuǎn)臂和材料Q235-A F,墊圈標(biāo)準(zhǔn)為GB95-85M料100HV,螺母標(biāo)準(zhǔn)GB41-86, 吊鉤和環(huán)材料Q235-A- F,無縫鋼管材料為20,

14、支承板材料為20R2,3,5。尺寸表如下表4.1 人孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸表密封面型式PN/總質(zhì)里kgMpaDNdwx sdDD1H1H2突面2.5450480X124506706003202142564.2 人孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、原材料易解決、 安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。在一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)形式。但必須 滿足規(guī)定的條件。壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算方法有多種， 為了計(jì)算方便，采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，即殼體截 面因開孔被削弱的承載面積，必

15、須由補(bǔ)強(qiáng)材料予以等面積的補(bǔ)償。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材料與被削弱殼 體的材料相同時(shí)，則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用 16MnR1、內(nèi)壓容器開孔后所需的補(bǔ)強(qiáng)面積(4.1 )A =d'2' 戌 ,1- fr式中開孔直徑：d=di +2C=456 + 2x2.8 = 461.6nm；強(qiáng)度削弱系數(shù)：fr = ' n L_ t =133/163 = 0.82殼體開孔處的計(jì)算厚度6 =20.01 mm接管有效厚度：6et =8nt C=12 2.8=9.2mm則A =461.6 父 20.01 + 2 父 20.01 父 9.2 父(1 一 133晨,=9304.38 mm1632、有效補(bǔ)

16、強(qiáng)面積即已有的加強(qiáng)面積殼體開孔后，在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，可作為補(bǔ)強(qiáng)的截面積(包括來自殼體、接管、焊縫 金屬、補(bǔ)強(qiáng)元件)Ae=A + A2 + A3(4.2)筒體上多余金屬面積：A1 =(B-dX°e -。)2，de 氣1 - fr )(4.3)有效補(bǔ)強(qiáng)寬度B=2d 筒體的有效厚度 e =24-2.8 = 21.2 mm所以A =461.6 父(21.2 -20.01 )2 父 9.2 父(21.2 20.01 產(chǎn)(1 133； k 545.27 mm 2 163人孔接管上多余的面積：(4.4)A2 =2h1 ' et - ' t fr 2h2 ' et -C2 f

17、r外側(cè)有效高度：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案hi = t/5ntd = J12 r 461.6 = 74.43mm內(nèi)側(cè)有效高度即實(shí)際內(nèi)伸高度h2 =0接管計(jì)算厚度：Pcd2- PcJ16/80 -24)=3.73 加2 133 1-2.16所以A2=212 461.69.2 - 3.73133163= 664.36 mm精彩文檔焊縫金屬截面積:-1/c/c/2A3 =2 M M 12 X12 =144mm22Ae=A + A2 +A3 = 545.27 + 664.36 十 144 = 1353.6 mm滿足以下條件的可選用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)：剛材的標(biāo)準(zhǔn)常溫抗拉強(qiáng)度 <ibE540Mpa補(bǔ)強(qiáng)圈 厚度應(yīng)小

18、于或等于殼體壁厚的1.5倍；殼體名義厚度6n <38mm；設(shè)計(jì)壓力<4Mpa ;設(shè)計(jì) 溫度M350 C?？芍驹O(shè)計(jì)滿足要求，則采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。所需補(bǔ)強(qiáng)圈的面積為：2A4 = A - Ae = 7950.75 mm補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)及尺寸：為檢驗(yàn)焊縫的緊密型，補(bǔ)強(qiáng)圈上鉆M10的螺孔一個(gè)，以通入壓 縮空氣檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。按照根據(jù)焊接接頭分類，接管、人孔等與殼體連接的接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈 與殼體連接的接頭取 D類焊縫。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫要求，并查得結(jié)構(gòu)圖為帶補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫T型接頭，補(bǔ)強(qiáng)圈坡口取B型(查化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè))。查標(biāo)準(zhǔn)HG21506-92 得補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D0 =760，內(nèi)徑Di =d0 +(35

19、)則取485nlm。計(jì)算補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：A4B - Di7950.75461.6 2 -485= 18.14mm(4.5)查標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈厚度取20mm,計(jì)算的補(bǔ)強(qiáng)圈厚度也滿足補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)的條件 查得對(duì)應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)圈質(zhì)量為42.3 kg3,5 .4.3 進(jìn)出料接管的選擇材料：容器接管一般應(yīng)采用無縫鋼管，所以液體進(jìn)料口接管材料選擇無縫鋼管，采用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn) GB8163-8%材料為16MnR實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案結(jié)構(gòu)：接管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)切成45度，可避免物料沿設(shè)備內(nèi)壁流動(dòng)，減少物料對(duì)壁的磨 損與腐蝕。接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考慮上述要求外，還需考慮焊接方法、焊接參數(shù)、加工條件、施焊位置等制造上的因素及運(yùn)輸、安裝中的剛性

20、要求。一般情況下，管壁厚不宜小于殼體壁厚的一半，否則，應(yīng)采用厚壁管或整體鍛件，以保證接管與殼體相焊部分厚 度的匹配。不需另行補(bǔ)強(qiáng)的條件：當(dāng)殼體上的開孔滿足下述全部要求時(shí)，可不另行補(bǔ)強(qiáng)。設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5Mpa。 兩相鄰開孔中心的距離應(yīng)不小于兩孔直徑之和的2倍。接管公稱外徑小于或等于89 mm。 接管最小壁厚滿足以下要求。表4.2 接管最小壁厚要求5776接管公稱直徑/mm6589最小壁厚/mm5.06.0因此熱軋無縫鋼管的尺寸為（|）89X12 mm。鋼管理論重量為22.79 kg/m。取接管伸出 長(zhǎng)度為150 mm。管法蘭的選擇：根據(jù)平焊法蘭適用的壓力范圍較低 （PN<4.0Mp

21、a ,選擇突面板式平焊 管法蘭，標(biāo)記為：HG20592-1997法蘭RF（A）80-2.5,其中D=190，管法蘭材料鋼號(hào)（標(biāo)準(zhǔn) 號(hào)）：20 （GB711。根據(jù)（歐洲體系）鋼制管法蘭、墊片、墊片、緊固件選配表（HG20614-1997 選擇：墊片型式為石棉橡膠板墊片（尚無標(biāo)準(zhǔn)號(hào)），密封面型式為突面，密封面表面為密紋 水線，緊固件型式為六角螺栓雙頭螺柱全螺紋螺柱。在離筒體底以上250 mm處安裝容器出料管，容器內(nèi)的管以彎管靠近容器底，這種方式 用于臥式容器。出料口的基本尺寸以及法蘭與進(jìn)料口相同。進(jìn)出料接管滿足不另行補(bǔ)強(qiáng)的要求所以不再另行補(bǔ)強(qiáng)504.4 液面計(jì)的設(shè)計(jì)液面計(jì)的種類很多，常用的有玻璃板

22、液面計(jì)和玻璃板液面計(jì)。它們都是外購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件， 只需要選用。玻璃板液面計(jì)有三種：透光式玻璃板液面計(jì)、反射式玻璃板液面計(jì)、視鏡式 玻璃板液面計(jì)。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案根據(jù)選用表選用：選用反射式玻璃板液面計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào) HG21590-95法蘭形式及其代 號(hào)C型（長(zhǎng)頸對(duì)焊突面管法蘭 HG20617-97，液面計(jì)型號(hào)R型公稱壓力PN4.0，使用溫度0 250C,液面計(jì)的主題材料代號(hào)：鍛鋼（16Mrn,結(jié)構(gòu)形式及其代號(hào)：普通型（無代號(hào)），公 稱長(zhǎng)度為1450mm排污口結(jié)構(gòu)：V （排污口配螺塞）。液面計(jì)標(biāo)記為：液面計(jì) CR4.0- I -1450V根據(jù)筒體公稱直徑3000 nlm選擇兩個(gè)同樣的液面計(jì)，單個(gè)質(zhì)量為

23、90 kg左右。兩個(gè)液面 計(jì)接口管的安裝位置如裝配圖所畫。液面計(jì)接管：無縫鋼管 GB8163-87熱軋鋼管，尺寸為689X 12 nrnT。4.5 安全閥的選擇安裝位置：在離右封頭切線處1150處安裝一安全閥。由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍， 所以由 本設(shè)計(jì)的溫度、壓力、介質(zhì)等基本參數(shù)可以查得標(biāo)準(zhǔn)型號(hào) A21H-40,公稱通徑DNM 20 mm, 質(zhì)量約為80 kg。與安全閥和接管連接的法蘭選擇突面板式平焊管法蘭 HG20592-199於蘭 RF（A）80-2.5 ,與殼體連接的接管為無縫鋼管 GB8163-87熱軋鋼管，尺寸為689X 12 mm5 04.

24、6 排污管的選擇安裝位置：在離右鞍座的左側(cè)1000mmt安裝一個(gè)排污管。選擇無縫鋼管GB8163-87熱軋鋼為材料的排污管焊接在容器底部，尺寸為689X 12mm0管端法蘭：突面板式平焊管法蘭 HG20592-1997法蘭RF（A）80-2.5 ,法蘭一端連接排 污閥（截止閥），型號(hào)J41H-40,取公稱通徑為80 mm,對(duì)應(yīng)質(zhì)量為44.4 kg。排污閥的結(jié)構(gòu)是利用裝在閥桿下面的閥盤與閥體的突緣部分相配合，一控制閥的啟 閉。結(jié)構(gòu)較閘閥簡(jiǎn)單，制造、維修方便?？梢哉{(diào)節(jié)流量，應(yīng)用廣泛5。4.7 鞍座的選擇4.7.1 鞍座結(jié)構(gòu)和材料的選取臥式容器的支座有三種形式：鞍座、圈座、和支腿，常見的臥式容器和大

25、型臥式儲(chǔ)罐、 換熱器等多采用鞍座，它是應(yīng)用得最為廣泛的一種臥式容器支座。置于支座上的臥式容器, 精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案其情況和梁相似，有材料力學(xué)分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力與支點(diǎn)的數(shù)目和位置有關(guān)。當(dāng) 尺寸和載荷一定時(shí)多支點(diǎn)在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因此支座數(shù)目似乎應(yīng)該多些好。但對(duì)于大型臥式容器而言，當(dāng)采用多支座時(shí)，如果各支座的水平高度有差異或地基沉陷不均勻， 或殼體不直不圓等微小差異以及容器不同部位受力撓曲的相對(duì)變形不同，是支座反力難以為個(gè)支點(diǎn)平均分?jǐn)偅瑢?dǎo)致課題應(yīng)力增大，因而體現(xiàn)不出多制作的優(yōu)點(diǎn)，故一般情況采用雙 支座。采用雙支座時(shí)選取的原則如下： 雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為受均布載

26、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，所以一般近似取A <0.2L ,其中L取兩封頭切線間距離，A為鞍座中心線至封頭切線間距離。 當(dāng)鞍座鄰近封頭時(shí)，則封頭對(duì)支座處筒體有加強(qiáng)剛性的作用。為了充分利用這一 加強(qiáng)效應(yīng)，在滿足A <0.2L下應(yīng)盡量使A W0.5R0.此外，臥式容器由于溫度或載荷變化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生軸向的伸縮，因此容器兩端的支座不能都固定在基礎(chǔ)上，必須有一端能在基礎(chǔ)上滑動(dòng)，以避免產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力。通常的做 法是將一個(gè)支座上的地腳螺栓孔做成長(zhǎng)圓形， 并且螺母不上緊，使其成為活動(dòng)支座，而另 一支座仍為固定支座。所以本設(shè)

27、計(jì)就采用這種支座結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)備的公稱直徑和容器的重 量參照鞍座標(biāo)準(zhǔn)JB/T4712-1992選取鞍座結(jié)構(gòu)及尺寸。鞍座的材料(除加強(qiáng)墊板除外)為 Q235-AF,加強(qiáng)墊板的材料應(yīng)與設(shè)備殼體材料相同為16MnR4.7.2容器載荷計(jì)算筒體的質(zhì)量mi：查得圓筒體理論質(zhì)量為1778 kg/m,筒體長(zhǎng)度加上封頭的直邊長(zhǎng)度為 6m,則 W1=1778< 6=10668 kg。封頭的質(zhì)量m2:根據(jù)封頭的名義厚度查得2:1標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭理論質(zhì)量為1901 kg。水壓試驗(yàn)時(shí)水的質(zhì)量m3：由常用壓力容器手冊(cè)查得公稱直徑3000mnS 24mmi勺標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的容積為3.887 m3,則容器容積為：233V =

28、V 封頭 +V 筒體=2父3.887 + 一父3 父 5.9 = 49.4575 m(4.6)4水重 m3 =49.4575 義 1000=49457.5 kg。附件的質(zhì)量m4 :人孔重256kg，人孔補(bǔ)強(qiáng)重42.3kg,進(jìn)出料管約100kg,兩個(gè)液面計(jì)共 180kg,安全閥80kg,排污閥44.4kg,再加上與閥門相接的接管重量，附件總質(zhì)量約為 750kg.所以設(shè)備總質(zhì)量為62776.5kg.即627.765kN1,3,5 .4.7.3 鞍座選取標(biāo)準(zhǔn)查得公稱直徑為3000mm勺容器選擇輕型（A）,120 °色角、焊制、六筋、帶墊板，高度 為250mm勺鞍座，允許載荷Q786kN&g

29、t;627.765kN為使封頭對(duì)鞍座處的圓筒起加強(qiáng)作用，可取A W0.5Rm,則選 A=700mm左鞍座標(biāo)記為 JB/T4712-1992鞍座A3000-F.右鞍座標(biāo)記 為 JB/T4712-1992 鞍座 A3000-S.具體尺寸如下表：表4.3鞍座標(biāo)準(zhǔn)尺寸表公稱直徑DN允許載荷Q/kN鞍座局度h螺栓間距l(xiāng)2鞍座質(zhì)里/kg增加100mmW度增加的質(zhì)量/kg30007862501940405344.7.4 鞍座強(qiáng)度校核鞍座腹板的水平分力：Fs =KgF查得鞍座包角120°對(duì)應(yīng)系數(shù) K9 =0.204支座反力：F =mg =313.8825kN2鞍座腹板有效界面內(nèi)的水平方向平拉應(yīng)力：F

30、sHsb。br,re精彩文檔Hs -計(jì)算高度，取鞍座實(shí)際高度和兩者中的較小值，mmb0 -鞍座腹板厚度，mmbr -鞍座腹板有效寬度，取墊板寬度 b4與圓筒體的有效寬度d =b + 1.56/RX 兩者 中的較小值，mm黑-鞍座墊板有效厚度，10mmFsHsbc br'%0.204 313882.5250 10 500 10=8.538Mpa應(yīng)力校核：鞍座材料 Q235-A-F的許用應(yīng)力kL=125Mpa,則2bL = 83.333Mpa3_2. 39 -， Sa35容器焊縫標(biāo)準(zhǔn)5.1 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求焊縫分散原則；避免焊縫多條相交原則；對(duì)稱質(zhì)心布置原則；避開應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力

31、峰值去原則；對(duì)接鋼板的等厚連接原則；接頭設(shè)計(jì)的開敞性原則；焊接坡口的設(shè)計(jì)原則（焊 縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn)生缺陷；焊縫坡口對(duì)稱；有利于焊接防護(hù)；焊工操作方便；復(fù) 合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率）。5.2 筒體與橢圓封頭的焊接接頭壓力容器受壓部分的焊接接頭分為 A B、C、D四類，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接 頭采用A類焊縫。焊接方法：采用手工電弧焊，其原理是利用電弧熱量融化焊條和母材，由融化的金屬結(jié)晶凝固而形成接縫，焊接材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼，應(yīng)用范圍廣，適用短小焊縫 及全位置施焊，可適用在靜止、沖擊和振動(dòng)載荷下工作的堅(jiān)固密實(shí)的焊縫焊接，這種方法靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單

32、，維修方便，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高。封頭與圓筒等厚采用對(duì)接焊接。平行長(zhǎng)度任取。坡口形式為 I型坡口。根據(jù)16MnR勺抗拉強(qiáng)度Qb=490Mp麗屈服點(diǎn)as=325MpaJ¥ E50系列（強(qiáng)度要求：% >490Mpa Os400Mpa的焊條，型號(hào)為E5014.該型號(hào)的焊條是鐵粉鈦型藥皮（藥皮成 分：氧化鈦30%加鐵粉），適用于全位置焊接，熔敷效率較高，脫渣性較好，焊縫表面 光滑，焊波整齊，角焊縫略凸，能焊接一般的碳鋼結(jié)構(gòu)。5.3 管法蘭與接管的焊接接頭管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)HG20605-97,根據(jù)公稱通經(jīng)DN80選擇坡口寬度b=6mm如附圖中的局部放大圖所示。5.4

33、 接管與殼體的焊接接頭所設(shè)的接管都是不帶補(bǔ)強(qiáng)圈的插入式接管，接管插入殼體，接管與殼體間的焊接有全焊透和部分焊頭兩種，它們的焊接接頭均屬T形或角接接頭。選擇HG20583-199乘準(zhǔn)中 代號(hào)為G2的接頭形式，基本尺寸為5 =50°±5° b = 2+0.5； p = 1±0.5;卜=>3加，且1k之6,它適用于6s =425,加之1譏，因?yàn)樗x接管的厚度都為殼體厚度的一半，殼體2的厚度為24mm所以符合要求。選擇全焊透工藝，可用于交變載荷，低溫及有較大溫度梯度工況。如附圖中的局部放大圖所示4,5。6筒體和封頭的校核計(jì)算6.1 筒體軸向應(yīng)力校核6.1.1 由彎矩引起的軸向應(yīng)力筒體中間處截面的彎矩:M1FL:(Rm22-hiL24A4hi1 i3L(6.1)式中F 一鞍座反力，N;R m 一橢圓封頭長(zhǎng)軸外半徑，mmL 一兩封頭切線之間的距離，mmA 一鞍座與筒體一端的距離，mm hi一封頭短軸內(nèi)半徑，mmDN 2 n23000 24 2