1、 课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 云南机电职业技术学院 专 业： 焊接技术及自动化 题 目： （60）M 3 液氨储罐设计 学生： 2014 年 6 月 24 日1目录目录 1第一篇、课 程 设 计 任 务 书 21设计目的 32设计内容和要求 33设计工作任务及工作量的要求 44主要参考文献 55设计成果形式及要求 56工作计划及进度 5第二篇、设计前言 6第三篇、设计方案与分析 71、 设计温度 72、筒体和封头的结构设计 73、选择材料 94、设计压力 95、筒体封头的厚度计算 106、接管及接管法兰设计 117、鞍座的设计 128、焊接 149、垫片，螺栓，人
2、孔的设计 1410、人孔补强的计算 16第三篇、各结构尺寸的设计计算 19内压圆筒校核 20内压椭圆封头校核 21右封头计算 22卧式容器（双鞍座） 23支 座 反 力 计 算 24鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力 27开孔补强计算 28第四篇、参考资料 292课程设计任务书2013/2 014 学年第 二 学期学 院： 云南机电职业技术学院 专 业： 焊接技术及自动化 学 生 姓 名： 保德生 学 号： 201215003 课程设计题目： （60）M 3 液氨储罐设计 3第一篇、课 程 设 计 任 务 书1设计目的：设计目的1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计
3、的全过程。2) 掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。4) 掌握工程图纸的计算机绘图。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1原始数据设计条件表序号项 目 数 值 单 位 备 注1 名 称 65m3 液氨储罐2 用 途 液氨储存站3 最高工作压力 2.0325 MPa 由介质温度确定4 工作温度 -2048 5 公称容积（V g） 10/16/20/25/40 M36 工作压力波动情况 可不考虑7 装量系数( V) 0.858 工作介
4、质 液氨（中度危害）9 使用地点 室外10 安装与地基要求11 其它要求管口表接管代号 公称尺寸 连接尺寸标准 连接面形式 用途或名称a DN80 HG20595-97 MFM 液氨入口b DN80 HG20595-97 MFM 安全阀接口c DN80 HG20595-97 MFM 空气进口管d DN80 HG20595-97 MFM 空气出口管e DN80 HG20595-97 MFM 压力表接口f DN80 HG20595-97 MFM 人孔4g DN50 HG20595-97 MFM 液位计接口h DN500 HG20595-97 液氨出口i DN80 HG20595-97 MFM 排污
5、管课 程 设 计 任 务 书2设计内容1）设备工艺设计；2) 设备结构设计；3）设备强度计算；4）技术条件编制；5）绘制设备总装配图；6）编制设计说明书。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文) 、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等； 2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。5第三篇、设计方案与分析1、 设计温度设计温度为压力容器的
6、设计载荷条件之一，指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于 0时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于 0时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为 50。2、筒体和封头的结构设计61）盛装液氨的压力容器设计储存量 tWV其中： ：储存量， ：装量系数， 压力容器容积， ：设计温度Vt下液氨密度根据压力容器介质手册 ，液氨在 50时密度 =562.871kg/m3，饱t和蒸汽压 =2.0325MPP计算得： =0.8560562.87=28706.37 KgW2）设计初步选型及轮廓尺寸筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容
7、器的公称直径。标准椭圆型封头是中低压容器经常采用的封头形式。封头公称直径必须与筒体的公称直径相一致。假设 L/D=4 2gi15%4DLV（ ）得 Di=2717mm,圆整得 Di=2800mm. 由封头公称直径 =2800mm，根据JBT4746-2002 钢制压力容器用i封头得，封头总深度 =740mm，直边高度 =40mm，总容积Hh=3.1198m3。V根据 32g i1.05-61.05-23.9856.7mDVL筒 封 筒 （ ）得 ,圆整得 ，928mL筒 9mL筒（在 3-6 之间）3.g0D3=26.5V全 筒 封3、选择材料由于液氨具有一定的腐蚀性，属于中度危害介质，且压力
8、容器为中压容器，故在此选择 16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为 GB6654-71996。4、设计压力设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的 1.051.10 倍。计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和，当元件所承受的液柱静压力小于 5%设计时，可忽略不计。设计压力 Pc=1.05x
9、Pv=1.1x2.0325 =2.13MPa液柱静压力 pa0154.8.29567.0g6-i MD因为 ，h14.3%52.P设所以液柱静压力可以不考虑，计算压力与设计压力相等。水压试验 Tp1.25.213.7t Mpa5、筒体封头的厚度计算查 压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢得 16MnR 的密度为 7.85t/m3，熔点为 1430，许用应力 列于下表：t表 3.1 16MnR 许用应力在下列温度（）下的许用应力/ Mpa钢号板厚/ 20 100 150 200 250 300616 170 170 170 170 156 1441636163 163 163 159 147 13
10、416MnR366 157 157 157 150 138 1258060100153 153 150 141 128 116由筒体厚度计算式： 可得筒体的计算厚度为 18.00mm，钢板厚2citpD度负偏差 ，腐蚀余量 ，故筒体的名义厚度为 。10.3CCm2n封头厚度计算式： 20.5citcP焊接接头的检验采用 100%无损检验，所以焊接接头系数 =1，得封头计算厚度 18.61mm，钢板厚度负偏差 ，腐蚀余量10.3C，故筒体的名义厚度为 mm。2C2n6、接管及接管法兰设计螺栓法兰连接是一种应用最广泛的密封装置，它的作用是通过螺栓连接，并通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保证密封。由于工
11、艺要求和检修的需要，在筒体上直接开孔安装接管，分别有液面计接口、人孔、压力表孔、空气进口、安全阀接孔、空气出口、液体进口、液体出口。根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。表 6.1 管口表接管代号 公称尺寸 连接尺寸标准连接面形式 用途或名称a DN80 HG20595-97 MFM 液氨入口b DN80 HG20595-97 MFM 安全阀接口c DN80 HG20595-97 MFM 空气进口管d DN80 HG20595-97 MFM 空气出口管e DN80 HG20595-97 MFM 压力表接口f DN80 HG20595-97 MFM 人孔g DN50 HG20595-97 MF
12、M 液位计接口h DN500 HG20595-97 MFM 液氨出口i DN80 HG20595-97 MFM 排污管接管及接管补强详细数据见强度校核书。跟据管口公称直径选择相应的法兰，2.5MPa 时选用带颈对焊榫槽法兰，主9要参数参照HG20592-1997 钢制管法兰、垫片、紧固件 表 4-2 PN2.5MPa（ 25bar）带颈对焊钢制管法兰尺寸表：表 6.2 法兰尺寸表钢管外径 连接尺寸 法兰颈公称通径 A 法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径 L螺栓孔数量 n螺纹Th法兰厚度C N S H R法兰高度H25 32 115 85 14 4 M12 16 46 2.6 6 4 404
13、0 45 150 110 18 4 M16 18 64 2.6 7 5 4580 89 200 160 18 8 M16 20 110 3.2 10 6 50100 108 220 180 18 8 M16 22 130 3.6 12 6 527、鞍座的设计7.1 鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用 Q235-B。估算鞍座的负荷： 储罐总质量 4321mm筒体质量：1 .1280.9.3102935.DL单个封头的质量：查标准 JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表 B.2 2EHA 椭圆形封头质量，可知， Kgm5072充液质量： 故3m水液 氨 2310.893.1863
14、4754V g水 （ ）附件质量：人孔质量为 300kg，其他接管质量 200kg，即4 450mKg综上所述，G=mg=800kN,每个鞍座承受的重量为 800KN由此查 JB4712.1-2007 容器支座，选取轻型，焊制为 BI,包角为 120 ，有垫板的鞍座。查 JB4712.1-2007 表 6 得鞍座结构尺寸如下表 3：10表 2：鞍式支座结构尺寸底板 腹板 筋板公称直径DN允许载荷Q/KN高度h 1l1b123l2bb3 32800 1985 250 2040 300 18 18 320 268 360 14垫板 螺栓配置弧长 4b4e 间距 2l螺孔 d螺纹 孔长鞍座质量Kg增
15、加 100mm高度所增加的质量 Kg3260 620 12 120 1800 24 M20 40 528 497.2 鞍座位置的确定因为当外伸长度 A=0.207L 时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸 A 不超过 0.2L 值，为此中国现行标准 JB 4731钢制卧式容器规定A0.2L=0.2（L+2h） ，A 最大不超过 0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。由标准椭圆封头 2,40()i
16、 iDmHh有 =-故 A0.2（L+2h）=0.2(10000+2x40)=2016mm鞍座的安装位置如图 3 所示：11此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此，JB 4731 还规定当满足 A0.2L 时，最好使 A0.5R m（ ）,即 2RinA0.5R m=0.5x(1400+11)=705.5，取 A=450mm综上有：A=450mm(A 为封头切线至封头焊缝间距离，L 为筒体和两封头的总长)8、焊接焊接是两件或两件以上零件，在加热或（和）加压的状态下，通过原子或分
17、子之间的结合和扩散，形成永久性连接的工艺过程。筒体、封头之间的焊接结构：根据筒体及封头的厚度以及设计压力和液化石油气的特性，焊缝采用对接接头，X 型坡口。焊接接头的检验采用 100%无损检验。接管和筒体之间的焊接形式采用带补强圈插入式接管 T 型接头形式，坡口形式为 D 形。9、垫片，螺栓，人孔的设计9.1 垫片查 HG/T 20609-2009钢制管法兰用金属包覆垫片 ，得：表 4 垫片尺寸表符号 管口名称 公称直径 内径 D1 外径 D2a 排污口 80 109.5 14212b 气相平衡口 80 109.5 142c 气相口 80 109.5 142d 出液口 80 109.5 142e
18、 进液口 80 561 642f 人孔 500 549 575g1-2 液位计口 50 77.5 107h 温度计口 80 109.5 142m 压力表口 80 109.5 142n 安全阀口 80 109.5 142s 排空口 80 109.5 142注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为 GB/T 3880，代号为 L3。2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3：垫片厚度均为 3mm。9.2 螺栓（螺柱）的选择查 HG/T 20613-2009 钢制管法兰用紧固件中表 5.0.7-9 和附录中表 A.0.1,得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表 5 螺栓及垫片紧固件用平垫圈 mm公称直径 螺纹 螺柱长
19、 1d2ha 80 M16 100 17 30 3b 80 M16 100 17 30 3c 80 M16 100 17 30 3d 80 M16 100 17 30 3e 80 M16 100 17 30 3f 500 M24 165 25 44 4g1-2 50 M16 85 17 30 3h 80 M16 90 17 30 313m 80 M16 90 17 30 3n 80 M16 90 17 30 3s 50 M16 85 17 30 39.3 人孔的选择根据 HG/T 21518-2005回转盖带颈对焊法兰人孔 ，查表 3-1，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：表 6 人孔尺寸表
20、 单位： mm密封面型式凹凸面MFMD 730 1b46 0d48公称压力 PN MPa4 1660 257 螺柱数量 20公称直径 DN500 1H280 A 435 螺母数量 40wds530*12 2128 B 400 螺柱尺寸 32170Md 506 b 44 L 300 总质量 kg 30210、人孔补强的计算开孔补强结构：压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整体锻件补强三种。补强圈补强是使用最为广泛的结构形式，它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠等优点。在一般用途、条件不苛刻的条件下，可采用补强圈补强形式。但必须满足规定的条件。压力容器开孔补强的计
21、算方法有多种，为了计算方便，采用等面积补强法，14即壳体截面因开孔被削弱的承载面积，必须由补强材料予以等面积的补偿。当补强材料与被削弱壳体的材料相同时，则补强面积等于削弱的面积。补强材料采用 16MnR。1、内压容器开孔后所需的补强面积（4.1）retfd12A式中 开孔直径：；6.418.456Ci强度削弱系数： 2.03/ttnrf壳体开孔处的计算厚度 1.02接管有效厚度：2.98Cntet则 238.90416301.2.0641A2、有效补强面积即已有的加强面积壳体开孔后，在有效补强范围内，可作为补强的截面积（包括来自壳体、接管、焊缝金属、补强元件）（4.2）321Ae筒体上多余金属
22、面积：（4.3）rete fd-B1 有效补强宽度 B=2d筒体的有效厚度 2.18.24e所以 27.541630.9016.41 A人孔接管上多余的面积：（4.4） retrtet fChfh2212外侧有效高度：43.76.1 dnt内侧有效高度即实际内伸高度 02h接管计算厚度：1573.16.23480.2ctnit pd所以 2.47.96.412A焊缝金属截面积： 2123则 263.15436.7.5421 Ae比较的 A满足以下条件的可选用补强圈补强：刚材的标准常温抗拉强度Mpa；补强圈厚度应小于或等于壳体壁厚的 1.5 倍；壳体名义厚度540b；设计压力 ；设计温度 。可知
23、本设计满足要求，则采38nMpa4350用补强圈补强。所需补强圈的面积为： 275.904eA补强圈的结构及尺寸：为检验焊缝的紧密型，补强圈上钻 M10 的螺孔一个，以通入压缩空气检验焊缝质量。按照根据焊接接头分类，接管、人孔等与壳体连接的接头，补强圈与壳体连接的接头取 D 类焊缝。根据补强圈焊缝要求，并查得结构图为带补强圈焊缝 T 型接头，补强圈坡口取 B 型（查化工容器及设备简明设计手册 ） 。查标准 HG 21506-92 得补强圈外径 ,内径760D则取 485。53D0di计算补强圈厚度： （4.5）14.852.641790icDBA查标准补强圈厚度取 20，计算的补强圈厚度也满足
24、补强圈补强的条件。查得对应补强圈质量为 42.3 3,5.16第三篇、各结构尺寸的校核钢制卧式容器 计算单位计 算 条 件 简 图设计压力 p 2.13 MPa设计温度 t 50 筒体材料名称 16MnR(正火)封头材料名称 16MnR(正火)封头型式 椭圆形筒体内直径 Di 2800 mm筒体长度 L 9300 mm筒体名义厚度 n 22 mm支座垫板名义厚度 rn 12 mm筒体厚度附加量 C 2 mm腐蚀裕量 C1 2 mm筒体焊接接头系数 1封头名义厚度 hn 20 mm封头厚度附加量 Ch 2 mm鞍座材料名称 Q235-A鞍座宽度 b 300 mm鞍座包角 120 支座形心至封头切
25、线距离 A 940 mm鞍座高度 H 250 mm地震烈度 低于 7 度17内压圆筒校核 计算单位计算条件 筒体简图计算压力 Pc 2.15 MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2800.00 mm材料 16MnR(正火 ) ( 板材 )试验温度许用应力 163.00 MPa设计温度许用应力 t 163.00 MPa试验温度下屈服点 s 325.00 MPa钢板负偏差 C1 0.00 mm腐蚀裕量 C2 2.00 mm焊接接头系数 1.00厚度及重量计算计算厚度 = = 18.55PDcit2 mm有效厚度 e =n - C1- C2= 20.00 mm名义厚度 n = 22.00
26、mm重量 14238.67 Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 PT = 1.25P = 2.6600 (或由用户输入)t MPa压力试验允许通过的应力水平 TT 0.90 s = 292.50 MPa试验压力下圆筒的应力T = = 187.53 pDie.()2 MPa校核条件 T T校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.312062eti()D MPa设计温度下计算应力 t = = 151.22cie2 MPat 163.00 MPa校核条件 t t结论 合格18左封头计算 计算单位 计算条件 椭圆封头简图计算压力 Pc 2.15 MPa设计温度
27、 t 50.00 C内径 Di 2800.00 mm曲面高度 hi 745.00 mm材料 16MnR(正火 ) (板材)试验温度许用应力 163.00 MPa设计温度许用应力 t 163.00 MPa钢板负偏差 C1 0.00 mm腐蚀裕量 C2 2.00 mm焊接接头系数 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9219162Dhi计算厚度 = = 17.04Pcitc205. mm有效厚度 e =n - C1- C2= 18.00 mm最小厚度 min = 8.40 mm名义厚度 n = 20.00 mm结论 满足最小厚度要求重量 1409.45 Kg压 力 计 算最大允许工作压
28、力Pw= = 2.26537205.teiKD MPa结论 合格19右封头计算 计算单位 计算条件 椭圆封头简图计算压力 Pc 2.15 MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2800.00 mm曲面高度 hi 745.00 mm材料 16MnR(正火 ) (板材)试验温度许用应力 163.00 MPa设计温度许用应力 t 163.00 MPa钢板负偏差 C1 0.00 mm腐蚀裕量 C2 2.00 mm焊接接头系数 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9219162Dhi计算厚度 = = 17.04Pcitc205. mm有效厚度 e =n - C1- C2= 18.00
29、 mm最小厚度 min = 8.40 mm名义厚度 n = 20.00 mm结论 满足最小厚度要求重量 1409.45 Kg压 力 计 算最大允许工作压力Pw= = 2.26537205.teiKD MPa结论 合格卧式容器（双鞍座） 计算单位20计 算 条 件 简 图计算压力 pC 2.13 MPa设计温度 t 50 圆筒材料 16MnR(正火)鞍座材料 Q235-A圆筒材料常温许用应力 163 MPa圆筒材料设计温度下许用应力 t 163 MPa圆筒材料常温屈服点 325 MPa鞍座材料许用应力 sa 140 MPa工作时物料密度 O 562.8 kg/m3液压试验介质密度 T 1000
30、kg/m3圆筒内直径 Di 2800 mm圆筒名义厚度 n 22 mm圆筒厚度附加量 C2 mm圆筒焊接接头系数 1封头名义厚度 hn20 mm封头厚度附加量 Ch 2 mm两封头切线间距离 L9380 mm鞍座垫板名义厚度 rn 12 mm鞍座垫板有效厚度 re 12 mm鞍座轴向宽度 b 300 mm鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A 940 mm封头曲面高度 hi 745 mm试验压力 pT 2.66 MPa鞍座高度 H 250 mm21腹板与筋板(小端)组合截面积 Asa58324 mm2腹板与筋板(小端)组合截面断面系数 Zr2.17297e+06 mm3地震烈度 0配
31、管轴向分力 pF0 N圆筒平均半径 mR1411 mm物料充装系数 o0.85支 座 反 力 计 算圆筒质量(两切线间) 14361.6sni1cLD kg封头质量(曲面部分) 1353.4m2 kg附件质量 5283 kg封头容积(曲面部分) 2.87351e+09Vh mm3容器容积(两切线间) V = 6.35046e+10 mm3容器内充液质量工作时, 30379.3oVm4压力试验时, = 63504.6Tkg耐热层质量 05 kg总质量工作时, 47975.754321mm压力试验时, 81101 kg单位长度载荷 45.3796 76.7123qgLh43i qgLh43iN/m
32、m支座反力235369 397881Fm12mF21397881ax,N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时 Nmm22= 2.9413e+08LAhRLFM431/2421im压力试验= 4.97215e+08LhLT431/2421im支座处横截面弯矩工作时-2.49448e+07LhARFM34122iim压力试验-4.21682e+07LhAFT34122iim Nmm系 数 计 算K1=0.106611 K2=0.192348 K3=1.17069K4= K5=0.760258 K6=0.0263884K6=0.0216911 K7= K8=K9=0.203522 C4
33、= C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算77.4882em212RMpe77.0062C13KMPa操作状态-2.35248e21m-1.0372424RMPa-3.97476e1TM-1.753412m4KMPa轴向应力计算水压试验状态 97.8083e1RpTT96.993423230.00134286AR094.em根据圆筒材料查 GB150 图 6-36-10 B = 143.285 MPa许用压缩应力143.285tac,int143.285)8.0(Bs应力校核 163 合格32， t| |,| | 143.285 合格14tac| |,| | 143.285 合格hnTT2 ,T
34、3 0.9s = 292.5 合格MPa时( 时,不适用)ARm24L11.9339KFRLAh324mei/ MPa时圆筒中： 3e封头中： hm4MPa封头椭圆形封头,heic2DKP碟形封头, hecRM半球形封头,heic4DPMPa圆筒封头 = 0.8 t = 130.4125.h MPa应 力 校 核圆筒, = 130.4 合格封头, h h = MPa24鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力圆筒的有效宽度 574.852nmRb56.12 mm在横截面最低点处 52kKFeMPaL/Rm8 时,62643bee MPa无加强圈圆筒无垫板或垫板不起加强作用时在鞍座边角处 L/Rm8
35、时,62621FKRLeme MPa鞍座垫板宽度 ； 鞍座垫板包角nbW5.12横截面最低点处的周向应力-1.644452ker MPaL/Rm8 时, 626243FbKererMPa鞍座边角处的周向应力 L/Rm8 时, -40.24762621RLermer MPaL/Rm8 时, 2e62e634FKbMPa垫板起加强作用时鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8 时, -47.59942em62e61LRMPa无加强圈筒体应力校核|5| t = 163 合格|6 | 1.25 t = 203.75 合格|6 | 1.25 t = 203.75 合格MPa25加强圈材料,e = mmd
36、 = mm加强圈数量, n = 个组合总截面积, A 0 = mm2组合截面总惯性矩, I 0 = mm4加强圈参数设计温度下许用应力 RtMPa在鞍座边角处圆筒的周向应力： 080747AFKIeCmMPa有加强圈圆筒加强圈位于鞍座平面上 在 鞍 座 边 角 处 ， 加 强 圈 内 缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：857080RdImMPa横 截 面 最 低 点 的 周 向 应 力无垫板时， （ 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 ）552kKFbe采用垫板时， （垫板起加强作用）552erMPa 在横截上靠近水平中心线的周向应力： 080747AFKIRCmMPa加强圈靠近鞍
37、座在横截上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：857080dIm MPa无垫板或 垫 板 不 起 加 强 作 用L/Rm8 时, 62643FbKee MPa无垫板或 垫 板 不 起 加 强 作 用L/Rm8 时, 62621RLeme MPa采用垫板时， （垫板起加强作用）L/Rm8 时, 626243FbKerer MPa有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座鞍座边角处点处的周向应力采用垫板时， （垫板起加强作用）L/Rm8 时, 62621RLermer MPa26应力校核|5| t = 合格|6 | 1.25t = 合格|7 | 1.25t = |
38、8 | 1.25tR = MPa鞍 座 应 力 计 算水平分力 80977.5FK9S N计算高度 250H,31mins mm鞍座腹板厚度 18ob mm鞍座垫板实际宽度 6204 mm鞍座垫板有效宽度 574.852brin,42 mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 ,90FHS垫板起加强作用, 7.1043990bSreMPa腹板水平应力应力判断 9 sa = 93.3333 合格23 MPa由地震、配管轴向水平分力引起的支座轴向弯曲强度计算圆筒中心至基础表面距离 1672Hvmm轴向力 mgFE3.0pL N时,fFLAHZAL22saVrsas MPa腹板
39、与筋板组合截面轴向弯曲应力 时fLFfLLsarssas MPa由圆筒温差引起的轴向力Ff NrsasZHAf MPa应力判断 sa 1.2sa = MPa27开孔补强计算 计算单位接 管: A1, 53016 计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法 , 单 孔设 计 条 件 简 图计算压力 pc 2.145 MPa设计温度 50 壳体型式 圆形筒体壳体材料名称及类型16MnR(正火)板材壳体开孔处焊接接头系数 1壳体内直径 Di 2800 mm壳体开孔处名义厚度 n 22 mm壳体厚度负偏差 C1 0 mm壳体腐蚀裕量 C2 2 mm壳体材料许用应力 t 163 M
40、Pa接管实际外伸长度 160 mm接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 16Mn(正火 )接管焊接接头系数 1 名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2 mm 补强圈材料名称 16MnR(正火)补强圈外径 840 mm凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈厚度 24 mm接管厚度负偏差 C1t 2 mm 补强圈厚度负偏差 C1r 0 mm接管材料许用应力 t 163 MPa 补强圈许用应力 t 163 MPa开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 18.55 mm 接管计算厚度 t 3.298 mm补强圈强度削弱系数 frr 1 接管材料强度削弱系数 fr 1开孔直径 d 506 mm 补强区有效宽度
41、 B 1012 mm接管有效外伸长度 h1 89.98 mm 接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积 A 9384 mm2 壳体多余金属面积 A1 736.1 mm2接管多余金属面积 A2 1566 mm2 补强区内的焊缝面积 A3 64 mm2A1+A2+A3=2366 mm2 ，小于 A，需另加补强。补强圈面积 A4 7440 mm2 A-(A1+A2+A3) 7018 mm2结论: 补强满足要求。28第五篇、参考资料1 郑津洋等编， 过程设备设计 ， 化学工业出版社， 2010 年 6 月2 蔡纪宁主编， 化工设备机械基础课程设计指导书 ，化学工业出版社，2003 年3 GB150-98钢制压力容器 ，中国标准出版社， 1998 年 5 月4 国家质量技术监督局， 压力容器安全技术监察规程 ，中国劳动社会保障出版社，1999
