5立方儲(chǔ)存罐課程設(shè)計(jì)
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1、一、 緒論 1、任務(wù)說明 設(shè)計(jì)一個(gè)容積為5的液氯儲(chǔ)罐,采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法,綜合考慮環(huán)境條件、液體性質(zhì)等因素并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),按工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)順序,分別對(duì)儲(chǔ)罐的筒體、封頭、鞍座、人孔、接管進(jìn)行設(shè)計(jì),然后采用SW6-1998對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核,最后形成合理的設(shè)計(jì)方案。 2、液氯()的性質(zhì) 分子量 70.91 黃綠色有刺激性氣味的氣體。密度:相對(duì)密度(水=1)1.47;相對(duì)密度(空氣=1)2.48; 穩(wěn)定性:穩(wěn)定; 危險(xiǎn)標(biāo)記:6(有毒氣體); 在工業(yè)上,液氯是一種很有用的化學(xué)物質(zhì)。氯可用于造紙、紡織工業(yè)的漂白;用作水和廢水的消毒、殺菌劑;且可用于制造無機(jī)、
2、有機(jī)氯化物,如:金屬氯化物、氯溶劑、染料中間體、殺蟲劑、合成橡膠、塑料等。但由于液氯屬高毒性,是一種強(qiáng)烈的刺激性氣體。它對(duì)人體、環(huán)境都有很強(qiáng)的危害,因此液氯的存儲(chǔ)、運(yùn)輸都是一個(gè)值得深思的問題。 設(shè)計(jì)儲(chǔ)存設(shè)備,首先必須滿足各種給定的工藝要求,考慮存儲(chǔ)介質(zhì)的性質(zhì)、容量、鋼材的耗費(fèi)量等等。而且液化氣體必須考慮它的膨脹性和壓縮性,液化氣體的體積會(huì)因溫度的改變而變化,所以必須嚴(yán)格控制儲(chǔ)罐的充裝量(指裝量系數(shù)與儲(chǔ)罐實(shí)際容積和設(shè)計(jì)溫度下介質(zhì)的飽和液體密度的乘積)。目前我國普遍采用常溫壓力貯罐一般有兩種形式:球形貯罐和圓筒形貯罐。因?yàn)閳A筒形貯罐加工制造安裝簡(jiǎn)單,安裝費(fèi)用少, 但金屬耗量大占地面積大, 所以在
3、總貯量小于500,單罐容積小于100時(shí)選用臥式貯罐比較經(jīng)濟(jì)。 二、 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 表1:設(shè)計(jì)參數(shù)表 序號(hào) 項(xiàng) 目 數(shù) 值 單 位 備 注 1 名 稱 液氯儲(chǔ)罐 2 用 途 液氯儲(chǔ)存站 3 最高工作壓力 1.414 MPa 由介質(zhì)溫度確定 4 工作溫度 -20~45 ℃ 5 公稱容積(Vg) 5 M3 6 工程直徑 1200 MM
4、 7 裝量系數(shù)(φV) 0.9 8 工作介質(zhì) 液氯(高度危害) 9 使用地點(diǎn) 室內(nèi) 10 工作介質(zhì) 液氯 11 其它要求 100%無損檢測(cè) 1、 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力為壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一,其值不得低于最高工作壓力,通常可取最高工作壓力的1.05~1.1倍。經(jīng)過查 我們?nèi)≡O(shè)計(jì)壓力為1.56Mpa。 2、設(shè)計(jì)溫度 設(shè)計(jì)溫度也是壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一,指容器在正常工作情況下,設(shè)定元件的金屬溫度。當(dāng)元件金屬溫度不低于0℃時(shí),設(shè)計(jì)溫度不得低于元件可能達(dá)到的最高溫度;當(dāng)元件金屬溫度低于0℃時(shí),其值不得高于元件金屬可能達(dá)到的最高溫
5、度。所以設(shè)計(jì)溫度選擇為50℃。 3、主要元件材料的選擇 筒體材料的選擇: 根據(jù)液氯的特性,查GB150-1998選擇16MnR。16MnR是壓力容器專用鋼,適用范圍:用于介質(zhì)具有一定腐蝕性,壁厚較大()的壓力容器。50℃時(shí)的許用應(yīng)力,鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB6645。 鋼管材料的選擇: 根據(jù)JB/T4731,鋼管的材料選用20號(hào)鋼,其許用應(yīng)力 三、 壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 筒體和封頭 筒體的公稱直徑有標(biāo)準(zhǔn)選擇,而它的長(zhǎng)度L可以根據(jù)容積要求來決定。 根據(jù)公式 (1+5%) 取 L/D=4 將L/D=4代入得: Di=1168mm 圓
6、整得Di=1200mm. 采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭,查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表1,得公稱直徑 Di=1200mm. ,封頭深度H=325mm,容積為0.0,2545。 根據(jù) 根據(jù) 得圓整得mm, L/DG=3,5(在3-6之間) 所以計(jì)算容積為5.769,工作容積為5.769x0.9=5.1921。 計(jì)算壓力: 液柱靜壓力: , 所以液柱靜壓力可以不考慮,計(jì)算壓力與設(shè)計(jì)壓力相等。 該容器需100%探傷,所以取其焊接系數(shù)為。 由中徑公式可得筒體的計(jì)算厚度
7、5.531mm,鋼板厚度負(fù)偏差,腐蝕余量,故筒體的名義厚度為8 由橢圓厚度計(jì)算公式可得 腐蝕裕度,鋼板負(fù)偏差,取名義厚度 有效厚度為6 接管、法蘭、墊片和螺栓的選擇 液氯儲(chǔ)罐要開設(shè)液氯進(jìn)口管、安全閥口、人孔、空氣進(jìn)口管、空氣出口管、壓力表接口、液位計(jì)接口、液氯出口管,并根據(jù)各接口的大小選擇相對(duì)應(yīng)的法蘭及墊片。 管口表 接管代號(hào) 公稱尺寸 公稱壓力 連接尺寸標(biāo)準(zhǔn) 連接面形式 用途或名稱 a DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 液氯進(jìn)口管 b DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM
8、 安全閥接口 c DN450 PN1.6MPa FM 人孔 d DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 管空氣進(jìn)口管 e DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 管空氣出口管 f DN25 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 壓力表接口 g DN20 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 液位計(jì)接口 h DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 液氯出口管 接管及接管補(bǔ)強(qiáng)詳細(xì)數(shù)據(jù)見強(qiáng)度校核書。 表4:接管和法蘭尺寸 序號(hào) 名稱
9、 公稱直徑DN 法蘭外徑D 螺栓孔中心圓直徑K 螺栓孔直徑L 螺栓孔數(shù)量n(個(gè)) 螺栓Th 法蘭厚度C 法蘭頸 法蘭高度H 法蘭質(zhì)量 N S R a 液氯進(jìn)口管 50 165 125 18 4 M6 20 74 2.9 8 5 48 3.11 b 安全閥接口 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 c 人孔 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 d 空氣進(jìn)口管 50 165 1
10、25 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 e 空氣出口管 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 f 壓力表接口 25 115 85 14 4 M12 16 46 2.6 6 4 40 1.26 g 液位計(jì)口 20 105 75 14 4 M12 16 40 2.3 6 4 40 1.05 h 液氯出口管 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.1
11、1 七、 墊片 查HG/T 20609-2009《鋼制管法蘭用金屬包覆墊片》,得: 表5 墊片尺寸表 符號(hào) 管口名稱 公稱直徑 內(nèi)徑D1 外徑D2 a 液氯進(jìn)口管 50 57 53 b 安全閥接口 50 57 73 c 人孔 500 521 549 d 空氣進(jìn)口管 50 57 73 e 空氣出口管 50 57 73 f 壓力表接口 25 34 43 g1-g4 液位計(jì)口 20 27 36 h 液氯出口管 50 57 73 注:1:包覆金屬材料為純鋁板,標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3880,代號(hào)為L(zhǎng)3。
12、 2:填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。 3、補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)GB150,當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于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2.5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)罐中有DN=400mm的 人孔和DN=100的安全閥孔需要補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別 按HG/T 21518-2005,選用水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。 開孔直徑 采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 接管材料選用20號(hào)鋼,其許用應(yīng)力 根據(jù)GB150-1998, 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) 所以
13、開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度B的確定 按GB150中式8-7,得: 有效高度的確定 (1)外側(cè)有效高度的確定 根據(jù)GB150,得: 接管的實(shí)際外伸高度= (2)內(nèi)側(cè)有效高度的確定 根據(jù)GB150-1998,得: 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 根據(jù)GB150,分別計(jì)算如下: 筒體多余面積 2 接管多余面積 接管厚度: 由厚度公式得: 2 焊縫金屬截面積 焊角取6.0mm 補(bǔ)強(qiáng)面積 2 因?yàn)椋蚤_孔需另行補(bǔ)強(qiáng) 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積: 2 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì):根據(jù)DN400取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D’=680mm
14、 。因?yàn)锽>D’,所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d’=428mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度: 圓整取名義厚度為20mm 4、鞍座選型 鞍座結(jié)構(gòu) 該臥式容器采用雙鞍式支座,材料選用 估算鞍座的負(fù)荷: 儲(chǔ)罐總質(zhì)量 ——筒體質(zhì)量: ——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.2 EHA橢圓形封頭質(zhì)量,可知, ——充液質(zhì)量:,故 ——附件質(zhì)量:人孔質(zhì)量為300kg,其他接管質(zhì)量總和估100kg,即 綜上所述, G=mg=307961.406N,每個(gè)鞍座
15、承受的重量為153.98kN 由此查JB4712.1-2007容器支座,選取輕型,焊制為BI,包角為120,有墊板的鞍座。查JB4712.1-2007得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表4: 表4:鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸 單位:mm 公稱直徑 DN 1200 底板 880 筋板 200 允許載荷 Q/kN 145 170 140 鞍座高度 h 200 10 200 腹板 6 墊板 320 6 螺栓間距 720 6
16、 墊板 e 55 鞍座位置的確定 通常取尺寸A不超過0.2L值,中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定A≤0.2L=0.2(L+2h),A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。 由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 故: 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A≤0.2L時(shí),最好使A≤0.5R m(),即 取A=300mm 綜上有:A=300mm。 5、焊接接頭 容器各受
17、壓元件的組裝通常采用焊接。焊接接頭是焊縫、融合線和熱影響區(qū)的總稱,焊縫是焊接接頭的主要部分。焊接接頭的形式和坡口形式的設(shè)計(jì)直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全。 a) 回轉(zhuǎn)殼體與封頭的焊接接頭采用對(duì)接接頭 b) 接管與筒體的焊接接頭坡口為 c) 人孔處接管、補(bǔ)強(qiáng)圈的焊接采用角焊,坡口為 內(nèi)壓圓筒校核 計(jì)算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì)算條件 筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.58 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 C 內(nèi)徑 Di 1200.00 mm 材料 16MnR(正火) ( 板材 )
18、 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 170.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 170.00 MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 345.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 1.00 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 d = = 5.59 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00 mm 名義厚度 dn = 10.00 mm 重量 1318.91 Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT
19、 = 1.25P = 1.4140 (或由用戶輸入) MPa 壓力試驗(yàn)允許通過 的應(yīng)力水平 [s]T [s]T 0.90 ss = 310.50 MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 sT = = 106.76 MPa 校核條件 sT [s]T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 2.25166 MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 118.94 MPa [s]tf 170.00 MPa 校核條件 [s]tf
20、≥st 結(jié)論 合格 內(nèi)壓橢圓封頭校核 計(jì)算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.58 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 C 內(nèi)徑 Di 1200.00 mm 曲面高度 hi 325.00 mm 材料 16MnR(正火) (板材) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 170.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 170.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 1.0
21、0 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 0.9014 計(jì)算厚度 d = = 5.02 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00 mm 最小厚度 dmin = 3.60 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 106.21 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 1.88078 MPa 結(jié)論 合格 右封頭計(jì)算 計(jì)算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1
22、.58 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 C 內(nèi)徑 Di 1200.00 mm 曲面高度 hi 325.00 mm 材料 16MnR(正火) (板材) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 170.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 170.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 1.00 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 0.9014 計(jì)算厚度 d = = 5.02 mm 有效厚度 de =dn
23、- C1- C2= 6.00 mm 最小厚度 dmin = 3.60 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 106.21 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 1.88078 MPa 結(jié)論 合格 臥式容器(雙鞍座) 計(jì)算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pC 1.56 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50 ℃ 圓筒材料 16MnR(正火) 鞍座材料 Q23
24、5-A 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 [s] 170 MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[s]t 170 MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ss 345 MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 [s]sa 140 MPa 工作時(shí)物料密度 600 kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 1000 kg/m3 圓筒內(nèi)直徑Di 1200 mm 圓筒名義厚度 10 mm 圓筒厚度附加量 2 mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 8 mm 封頭厚度附加量 Ch 2 mm 兩封頭切線間距離 4
25、420 mm 鞍座墊板名義厚度 0 mm 鞍座墊板有效厚度 0 mm 鞍座軸向?qū)挾? b 0 mm 鞍座包角 θ 120 鞍座底板中心至封頭切線距離 A 300 mm 封頭曲面高度 325 mm 試驗(yàn)壓力 pT 1.414 MPa 鞍座高度 H 200 mm 腹板與筋板(小端)組合截面積 14200 mm2 腹板與筋板(小端)組合截面斷面系數(shù) 245150 mm3 地震烈度 0 配管軸向分力 0 N 圓筒平均半徑 605 mm 物料充裝系
26、數(shù) 0.9 支 座 反 力 計(jì) 算 圓筒質(zhì)量(兩切線間) 1318.95 kg 封頭質(zhì)量(曲面部分) 99.3397 kg 附件質(zhì)量 400 kg 封頭容積(曲面部分) 2.26195e+08 mm3 容器容積(兩切線間) V = 5.45129e+09 mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量 工作時(shí), 2943.7 壓力試驗(yàn)時(shí), = 5451.29 kg 耐熱層質(zhì)量 0 kg 總質(zhì)量 工作時(shí), 4861.32 壓力試驗(yàn)時(shí), 7368.92 kg 單位長(zhǎng)度載荷 9.82815 14.8978 N
27、/mm 支座反力 23849.7 36151.9 36151.9 N 筒 體 彎 矩 計(jì) 算 圓筒中間處截 面上的彎矩 工作時(shí) = 1.74858e+07 壓力試驗(yàn) = 2.65054e+07 Nmm 支座處橫 截面彎矩 工作時(shí) -441284 壓力試驗(yàn) -668910 Nmm 系 數(shù) 計(jì) 算 K1=1 K2=1 K3=0.879904 K4=0.401056 K5=0.760258 K6=0.0132129 K6’= K7= K8= K9=0.203522 C4= C5= 筒 體 軸
28、 向 應(yīng) 力 計(jì) 算 軸向應(yīng)力計(jì)算 操作狀態(tài) 60.8893 59.0355 MPa -1.90175 -0.0479941 MPa 水壓試驗(yàn)狀態(tài) -2.88126 -0.0727507 MPa 56.3496 53.5396 應(yīng)力校核 許用壓縮應(yīng)力 0.00125333 根據(jù)圓筒材料查GB150圖6-3~6-10 B = 140.325 MPa 140.325 140.325 MPa < 170 合格 ||,|| < 140.325 合格 ||,|| < 140.32
29、5 合格 sT2 ,sT3 < 0.9ss = 310.5 合格 時(shí)(時(shí),不適用) MPa 時(shí) 圓筒中:6.57236 封頭中:3.9942 MPa 應(yīng)力校核 封頭 橢圓形封頭, 140.615 碟形封頭, 半球形封頭, MPa 圓筒 封頭 [t] = 0.8 [s ]t = 136 71.8846 MPa 圓筒, t < [ t ] = 136 合格 封頭, th < [ t h] = 71.8846 合格 MPa 鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng)
30、 力 無加強(qiáng)圈圓筒 圓筒的有效寬度 121.34 mm 無墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時(shí) 在橫截面最低點(diǎn)處 -2.83139 MPa 在鞍座 邊角處 L/Rm≥8時(shí), MPa L/Rm<8時(shí), -21.5699 MPa 無 加 強(qiáng) 圈 筒 體 墊板起加強(qiáng)作用時(shí) 鞍座墊板寬度 ; 鞍座墊板包角 橫截面最低點(diǎn)處的周向應(yīng)力 MPa 鞍座邊角處 的周向應(yīng)力 L/Rm≥8時(shí), MPa L/Rm<8時(shí), MPa 鞍座墊板邊 緣處圓筒中 的周向應(yīng)力 L/Rm≥8時(shí), MPa L/Rm<8時(shí)
31、, MPa 應(yīng)力校核 |s5| < [s ]t = 170 合格 |s6 | < 1.25[s ]t = 212.5 合格 |s’6 | 1.25[s ]t = 212.5 MPa 有加強(qiáng)圈圓筒 加強(qiáng)圈參數(shù) 加強(qiáng)圈材料, e = mm d = mm 加強(qiáng)圈數(shù)量, n = 個(gè) 組合總截面積, A0 = mm2 組合截面總慣性矩, I0 = mm4 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 MPa 加強(qiáng)圈位于 鞍座平面上 在鞍座邊角處圓筒的周向應(yīng)力: MPa 在
32、鞍 座 邊 角 處 ,加 強(qiáng) 圈 內(nèi) 緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 : MPa 有加強(qiáng)圈圓筒 加強(qiáng)圈靠近鞍座 橫 截 面 最 低 點(diǎn) 的 周 向 應(yīng) 力 無墊板時(shí),( 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 ) 采用墊板時(shí),(墊板起加強(qiáng)作用) MPa 在橫截上靠近水平中心線的周向應(yīng)力: MPa 在橫截上靠近水平中心線處,不與筒壁相接的加強(qiáng)圈內(nèi)緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 : MPa 加強(qiáng)圈靠近鞍座 鞍座邊角處點(diǎn)處的周向應(yīng)力 無墊板或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm≥8時(shí), MPa 無墊板
33、或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm<8時(shí), MPa 采用墊板時(shí),(墊板起加強(qiáng)作用) L/Rm≥8時(shí), MPa 采用墊板時(shí),(墊板起加強(qiáng)作用) L/Rm<8時(shí), MPa 應(yīng)力校核 |s5| < [s]t = 合格 |s6 | < 1.25[s]t = 合格 |s7 | < 1.25[s]t = |s8 | < 1.25[s]tR = MPa 鞍 座 應(yīng) 力 計(jì) 算 水平分力 7357.7 N 腹板水平應(yīng)力 計(jì)算高度 200 mm 鞍座腹板厚度
34、10 mm 鞍座墊板實(shí)際寬度 0 mm 鞍座墊板有效寬度 0 mm 腹板水平應(yīng)力 無 墊 板 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 , 3.67885 墊板起加強(qiáng)作用, MPa 應(yīng)力判斷 s9 < [s ]sa = 93.3333 合格 MPa 腹板與筋板組合截面軸向彎曲應(yīng)力 由地震、配管軸向水平分力引起的支座軸向彎曲強(qiáng)度計(jì)算 圓筒中心至基礎(chǔ)表面距離 810 mm 軸向力 N 時(shí), MPa 時(shí) MPa 由圓筒溫差引起的軸向力 N
35、 MPa 應(yīng)力判斷 ssa < 1.2[s]sa = MPa 注:帶#的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)者給定的 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 接 管 : #, φ6808 計(jì) 算 方 法 : HG20582-98 壓 力 面 積 法, 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc 0.031 MPa 設(shè)計(jì)溫度 50 ℃ 殼體型式 圓 筒 殼體材料 名稱及類型 16MnR(正火) 板材 殼體內(nèi)直徑 Di 1200
36、 mm 殼體開孔處名義厚度δn 8 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C 0 mm 殼體腐蝕裕量 C 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力[σ]t 170 MPa 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 63.53 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度 0 mm 接管腐蝕裕量 2 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 接管材料 名稱及類型 20g(熱軋) 管材 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mm 接管厚度負(fù)偏差 C 1 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差C mm 接管材料許用應(yīng)力[σ]t 137 MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]t MPa
37、開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 開孔內(nèi)直徑 di 670 mm 殼體補(bǔ)強(qiáng)的有效寬度 b 85.06 mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 63.53 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 0 mm 有效范圍內(nèi)的壓力面積 Ap 558003 mm2 殼體有效金屬面積 Aσ0 1021 mm2 接管有效金屬面積 Aσ1 715.3 mm2 補(bǔ)強(qiáng)圈有效金屬面積 Aσ2 0 mm2 pc Ap 17214 N ([σ]-pc /2)Aσ0+([σ]1-pc /2)A
38、σ1+([σ]2-pc /2)Aσ2 271501 N 結(jié)論: 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。 計(jì)算單位 接 管: A, φ53012 計(jì) 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc 2.01 MPa 設(shè)計(jì)溫度 50 ℃ 五、 結(jié)論 本次課程設(shè)計(jì),我完成了容積為15的液氯儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì),并采用SW6-1998對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核,最后形成合理的設(shè)計(jì)方案。 通過此次課程設(shè)計(jì),增強(qiáng)了我把知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的能力,加深了對(duì)課本知識(shí)的理解。使用國家
39、壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),掌握了液氯儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的全過程;并且鍛煉了查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力,進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證。 六、參考文獻(xiàn) [1] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,GB150-1998《鋼制壓力容器》,中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998 [2] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》,中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社,1999 [3] 全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站,《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》,2000,11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富,《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》,化學(xué)工業(yè)出版社,2001 [5] 黃振仁、魏新利,《過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南》,化學(xué)工業(yè)出版社,2002 [6] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院,《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》,化學(xué)工業(yè)出版社,1996 [7] 蔡紀(jì)寧主編,《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》,化學(xué)工業(yè)出版社,2003年
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