立方米臥式濃硫酸儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)

第一 設(shè)計(jì)參數(shù)的選 設(shè)計(jì)壓 第二 設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè) 第三章容器強(qiáng)度的校 第四章:150m3濃硫酸臥式貯罐的焊 焊縫布 特 參考文 式壓力容器在社會(huì)各行各業(yè)的生產(chǎn)等各方面都具有不可取代的地位，學(xué)介質(zhì)，食品等方面，常溫儲(chǔ)罐一般有兩種形式:球形儲(chǔ)罐和圓筒形儲(chǔ)罐。球形儲(chǔ)罐和但其加工制造及安裝過程復(fù)雜,焊接工作量大,且焊接操作不太方便，故安裝費(fèi)用普遍較高。一般總量大于500m3或單罐容積大于200m3時(shí)選用球形儲(chǔ)罐相對(duì)比較經(jīng)濟(jì);而圓筒形儲(chǔ)罐具有加工制造安裝簡(jiǎn)單,焊接量小，焊接操作較方便，部分焊接可以采取全自動(dòng)焊接的方式制造，節(jié)約人工，安裝費(fèi)用相對(duì)較少等優(yōu)點(diǎn),而金屬耗量大，占地面積大,也是不能克服的缺點(diǎn)。因此在 量小于

3,單罐于100m3臥式圓筒形貯罐,只有某些特殊情況下(比如場(chǎng)地大小受限制等客觀因素影響)才選用Q-235C準(zhǔn)，本例中間鞍座采用滑動(dòng)式鞍座。GB150-201罐主要有、筒體、封頭、支座、人孔以及各種附加接管組成。第一 筒體材料的選GB150-20114-1Q-235C（鋼GB6654。QC容器設(shè)計(jì)壓力Ma；鋼板使用溫度為400℃;公稱直徑的確D=3993.6mmD4000mm設(shè)計(jì)壓3.6.5查飽和蒸汽壓：Pc=0.0118MpaPwP0Pc0.1010.01180.1128MPa設(shè)計(jì)溫設(shè)根據(jù)HG/T-20580-2011規(guī)定，濃硫酸屬于普通裝高危介質(zhì)，因此設(shè)計(jì)使用為焊接接頭系焊接接頭系數(shù)是以焊接強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比值表示的。它與焊縫位置焊接方法以GB150.2-2011-4.5100%無損檢0.9。

1.6111502134。 56m789第二 圓筒厚度的設(shè)GB150.2-2011250℃，屈服極限強(qiáng)度許用應(yīng)力t125MPa（通過差值法求得）

ss

cc

0.1890400020.91250.1890

查標(biāo)準(zhǔn)HG-T20580-2011《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》可知，鋼板厚度負(fù)偏差為0.25mmGB150-20110.25mm，且不超6%時(shí)，負(fù)偏差可以忽略不計(jì)，故取C10。蝕型介質(zhì)，在沒有特殊腐蝕的情況下，腐蝕裕量則筒體的設(shè)計(jì)厚度iC1C2圓整后，取名義厚度n筒體的有效厚度enC1C2

21mm,本例取

2封頭的設(shè)

D2h

7-1

0.18904000211250.50.1890

同上，取

2=2mmC10封頭的設(shè)計(jì)厚度dC1C2圓整后，取封頭的名義厚度n8mm

enC1C2由2H

2

Hh 4JB/T4746-2002B.1EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、2.1表 EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容m3V封2.1鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)JB473200-1（FJB47-200-6.1動(dòng)式鞍（代號(hào)S因此本例間鞍座根據(jù)采用該臥式容器采用滑動(dòng)式鞍座材料Q23-C。

2v

L=11.8543m（12m,已經(jīng)足夠設(shè)計(jì)容積）儲(chǔ)罐總質(zhì)量m1——

m1DLm2——單個(gè)封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.2EHAm3——充液質(zhì)量

m2H

2m4——附件質(zhì)量：人孔總質(zhì)量為398kg，本例中由于長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此本例人孔數(shù)量選400kg798kg.

Gmg 927552.51NJB4712-2007B1,1206塊筋板，有墊板的鞍座。JB4712.1-20078表2.2鞍式支座結(jié)構(gòu)尺 單位blhbelblb螺孔A=0.07L時(shí)，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和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，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸A不超過L值，為此中國準(zhǔn)JB431《鋼制臥式容器》A≤0.L（h，A025否則由于容器外伸端的作用將使支座截面由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封 2.2圖 面的加強(qiáng)作用。因此，JB4731A≤0.2LA≤0.5Ra，即RDn20004

綜上有：A=1000mm(A為封頭的切線至封頭焊縫間距離，L長(zhǎng)臥式貯罐的附件及其選2.4HG/T20592-20098.2.3PN10系列回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊HG/T20592-2009DD-32.3直徑孔徑數(shù)KL（NSRH個(gè)）86486446624641464186486表2.3接管和法蘭尺 單位HG/T20609-20092.4表2.4墊片尺寸 2.墊片厚度均為1.5mm，人3mm螺栓（螺柱）HG/T20613-20095.0.7-9A.0.1,得螺柱表2.5螺栓及墊 單位ddhMMMM3人孔的選HGT21518-20143-3，選用凹凸面型，其明細(xì)2.6：表2.6人孔尺寸 單位密封面型bbBdDDdHHAdbL液面計(jì)的選HG/T21584-19953.0.1第三章水壓試驗(yàn)應(yīng)力校GB150.2-2011試驗(yàn)壓力

PT1.25P1.250.1890圓筒的薄膜應(yīng)力

Pt(De)0.23626(40006)e 2e0.9s0.90.9235190.35r筒體軸向彎矩計(jì)3.13.1筒體軸向應(yīng)力計(jì)算及校最高點(diǎn)處：按下式進(jìn)行計(jì)算1PcRa 1

2PcRa 2

因鞍座平面上筒體被封頭加強(qiáng)，取鞍座包角120，JB/T4731-20057-1可K1，K2分別取K1=1.0，K2=1.03PcRa3

M eKR e

4PcRa4

M eKR e

-3.2JB4731-20054-3規(guī)定計(jì)算圓筒軸向許用應(yīng)力，有如下A0.094e0.0946 JB4731-20054-4GB150B2EA221050.000282

1,

0.695MPat=113MPa

筒體和封頭中的切向剪應(yīng)力計(jì)算與校AJB/T4731-20057-2K3=0.880，K4=0.401，其最大剪應(yīng)力位于靠近鞍座邊角3 KF0.8801266.643

2.004因圓筒[]=0.8[]t0.8147.375故有

封頭切向剪應(yīng)力及校JB4731-20057-10可知得到如下計(jì)算結(jié)果，對(duì)封頭的切向剪應(yīng)力進(jìn)行計(jì)hK4F0.401927552h

1 D2

42K 2i 2 6 2hi

21hKPch

10.1958463MPa20.006h1.25t 合h筒體的應(yīng)力計(jì)算與校JB/T4712-20078b4JB/T4712-20077-6所示對(duì)于鞍式支座墊板做為加強(qiáng)板使用可知利用圖示公JB/T4712-2007b=430Rab Ra即b4b

圓筒的有效寬度b2

，當(dāng)容器焊在支座上時(shí)，取

JB/43-2005中查詢表3可得知 。鞍座在橫截面最低點(diǎn)處應(yīng)5kK5F0.10.765 鞍座角邊處的應(yīng)Ra

120005.988根據(jù)JB4731-20057-226 6

5 19.549t56 131.41.25t 6鞍座應(yīng)力計(jì)算與校JB4731-20057.47-5

K9水平分力Fs 90.204927552.5JB/T4712-20078計(jì)算高度

min1R,H JB/T4712-20078re14mm,br740mm,b09

Hb+b

0.25s r[]s—Q235-C的許用應(yīng)力[]s11.392

JB4731-20056圓筒中心線至基座表面距離HvRah4設(shè)計(jì)強(qiáng)度為7度（0.1g）時(shí)，根據(jù)JB/T4731-2005中表7—6查詢可知，水平震影響系數(shù)1

FEv1mg JB4731-20057-6f 2782657.59.80.4JB/T4712-2007中規(guī)定表-8筋板面積Ab33518 2xl1/2z1xz2z1則：Asa6A1A26形心yyc

Ay'b22

bI2323A(z 1I

b 32Ay 1c b11019010

2l1102940102930mm

Z

3.01107

2.33107 JB4731-20057.4.2.37-31則

sk0s

Aal

1.2，合t

927552.5927552.50.40.25 t4.88MPa

開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)GB150.3-20116.1.3的規(guī)定，當(dāng)殼體上的開孔滿足下述全部要求時(shí)，可不另兩相鄰開孔中心的距離（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩徑之和HG/T21518-2014,選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。開徑ddi2C250022504mmdDi4000 接管材料選用Q-235C鋼，其許用應(yīng)力tGB102011其中：殼體開孔處的計(jì)算厚度

接管的有效厚度強(qiáng)度削弱系數(shù)fr

所以開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為Ad

1f5042.56BGB150.3-2011B12d2504B2d2n2nt50428210540mmBmax（B1，B2）1008mm(1）外側(cè)有效高度h1的確GB150.3-20111h'1 h''H

hmin（h'，h'' (2）內(nèi)側(cè)有效高度h

GB150.3-20112h'22h''2

hmin（h'，h'' 有效補(bǔ)強(qiáng)面GB150.3-2011中規(guī)定，分別計(jì)算如下：A1

t

0.19584000211250.50.1958

A2h（）f2h（C

270.998 6.0mmA3補(bǔ)強(qiáng)面GB150.3-2011AAAA e因?yàn)锳=1748.88A2962.29mm2e150m3焊縫布類焊縫：規(guī)定為受壓部分的縱向接頭（多層包扎壓力容器層板層縱向接頭除外）封頭聯(lián)接的對(duì)接接頭等。A類焊接接頭的除外。C類焊縫：規(guī)定為平蓋，管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體接管的接頭，D類焊縫：接管孔與殼體非對(duì)接連接的接頭凸緣，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體連接的接頭。但已A.B.C類的焊接接頭的除外。E類焊縫：非受壓元件與受壓元件之間的焊接接頭。橢圓形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭———A受壓部分的環(huán)向接頭（筒節(jié)與筒節(jié)的對(duì)接）———B人孔法蘭與殼體接管的環(huán)向接頭———C接管，排空口等外加附件與殼體的非對(duì)接的接頭———D類鞍座與殼體，鞍座自身腹板，筋板等焊接接頭———E類，壓力容器筒體的應(yīng)力是軸向應(yīng)力的2倍甚至?xí)螅?因此,在制造壓力容器的過,對(duì)與縱向布置的焊縫質(zhì)量要求要比環(huán)向布置的焊縫質(zhì)量要高對(duì)于任何容器也不會(huì)造成較大或隱患但是對(duì)于壓力容器或者是盛裝高危介（易燃易爆強(qiáng)腐蝕性的常壓容器如果發(fā)生事故將會(huì)帶來嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失甚至?xí)斐扇藛T傷亡等嚴(yán)重因此,對(duì)于壓力容器或者盛裝高危介質(zhì)的容器設(shè)計(jì)在焊縫的布置上必須要有嚴(yán)格的要求應(yīng)盡量避免焊縫的交叉或焊縫距離太近等容易引起焊接應(yīng)力急劇升高的現(xiàn)象存在,。所以,在進(jìn)行容器生產(chǎn)組焊的時(shí)候，要盡量避免十字焊縫;相鄰兩筒節(jié)縱縫、封頭拼縫與相鄰?fù)补?jié)的縱縫在最終焊接拼裝的時(shí)候應(yīng)錯(cuò)開,GB103倍,10mm;封3100mm;封頭由310mm孔的邊緣與封頭周邊間的投影距離應(yīng)不小于封頭外徑的0％。開孔及焊縫不允許布置在部件轉(zhuǎn)角處或扳邊圓弧