sw6过程设备强度计算书.doc

1、 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 1钢制卧式容器 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件 简 图设计压力 p 0.1241 MPa设计温度 t 50 筒体材料名称 Q235-C封头材料名称 Q235-C封头型式 椭圆形筒体内直径 Di 2200 mm筒体长度 L 4219.7 mm筒体名义厚度 n 10 mm支座垫板名义厚度 rn 10 mm筒体厚度附加量 C 2 mm腐蚀裕量 C2 2 mm筒体焊接接头系数 1封头名义厚度 hn 10 mm封头厚度附加量 Ch 2 mm鞍座材料名称 Q235-B鞍座宽度

2、 b 290 mm鞍座包角 120 支座形心至封头切线距离 A 500 mm鞍座高度 H 250 mm地震烈度 七(0.1g) 度过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 2内压圆筒校核 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 筒体简图计算压力 Pc 0.16 MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2200.00 mm材料 Q235-C ( 板材 )试验温度许用应力 123.00 MPa设计温度许用应力 t121.88 MPa试验温度下屈服点 s 235.00 MPa

3、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 = = 1.48PDcit2 mm有效厚度 e = n - C1- C2= 8.00 mm名义厚度 n = 10.00 mm重量 2299.74 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 = 0.2045 (或由用户输入)t MPa压力试验允许通过的应力水平 T T 0.90 s = 211.50 MPa试验压力下圆筒的应力 T = = 28.22 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= = 0.8

4、83152eti()D MPa设计温度下计算应力 t = = 22.58cie2 MPa t 121.88 MPa校核条件 t t结论 合格过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 3左封头计算 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 椭圆封头简图计算压力 Pc 0.16 MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2200.00 mm曲面深度 hi 550.00 mm材料 Q235-C (板材)设计温度许用应力 t 121.88 MPa试验温度许用应力 123.00 MP

5、a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 = 1.25Pc = 0.2045 (或由用户输入)tMPa压力试验允许通过的应力 t T 0.90 s = 211.50 MPa试验压力下封头的应力 T = = 28.17.2)50(eiKDpMPa校核条件 T T校核结果 合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.00002i61hD计算厚度 h = = 1.48Pcitc205. mm过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 4有效

6、厚度 eh = nh - C1- C2= 8.00 mm最小厚度 min = 3.30 mm名义厚度 nh = 10.00 mm结论 满足最小厚度要求重量 424.20 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.88476205.teiKD MPa结论 合格过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 5右封头计算 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 椭圆封头简图计算压力 Pc 0.16 MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2200.00 mm曲面深度 h

7、i 550.00 mm材料 Q235-C (板材)设计温度许用应力 t 121.88 MPa试验温度许用应力 123.00 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 = 1.25Pc = 0.2045 (或由用户输入)tMPa压力试验允许通过的应力 t T 0.90 s = 211.50 MPa试验压力下封头的应力 T = = 28.17.2)50(eiKDpMPa校核条件 T T校核结果 合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.00002i61hD计算厚度 h = = 1.48Pci

8、tc205. mm过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 6有效厚度 eh = nh - C1- C2= 8.00 mm最小厚度 min = 3.30 mm名义厚度 nh = 10.00 mm结论 满足最小厚度要求重量 424.20 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.88476205.teiKD MPa结论 合格过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 7卧式容器（双鞍座） 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件 简 图计算压力 pC

9、 0.1241 MPa设计温度 t 50 圆筒材料 Q235-C鞍座材料 Q235-B圆筒材料常温许用应力 123 MPa圆筒材料设计温度下许用应力 t 121.875 MPa圆筒材料常温屈服点 235 MPa鞍座材料许用应力 sa 147 MPa工作时物料密度 O 1830 kg/m3液压试验介质密度 T 1000 kg/m3圆筒内直径 Di 2200 mm圆筒名义厚度 n 10 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 hn 10 mm封头厚度附加量 Ch 2 mm两封头切线间距离 L4299.7 mm鞍座垫板名义厚度 rn 10 mm鞍座垫板有效厚度 re 10 m

10、m鞍座轴向宽度 b 290 mm鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A 500 mm封头曲面高度 hi 550 mm试验压力 pT 0.2045 MPa过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 8鞍座高度 H 250 mm腹板与筋板组合截面积 Asa 37092 mm2腹板与筋板组合截面断面系数 Zr 1.16752e+07 mm3地震烈度 7(0.1g)圆筒平均半径 Ra 1105 mm物料充装系数 o0.9一个鞍座上地脚螺栓个数 2地脚螺栓公称直径 24 mm地脚螺栓根径 20 mm鞍座轴线两侧的螺栓间距 1380 m

11、m地脚螺栓材料 Q235-A过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 9支 座 反 力 计 算圆筒质量(两切线间) 2343.42sni1cLDm kg封头质量(曲面部分) 415.6082 kg附件质量 661.33 kg封头容积(曲面部分) 1.39382e+09Vh mm3容器容积(两切线间) V = 1.91322e+10 mm3容器内充液质量工作时, 31510.7oVm4压力试验时, = 19132.2Tkg耐热层质量 05 kg总质量工作时, 35346.754321m压力试验时, 22968.1 mkg单位长度载荷6

12、8.9091 44.7769qgLh43i qgLh43iN/mm支座反力173411 112682F12F21173411max,N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 8.83621e+07LAhRLFM431/24i2a1压力试验= 5.74174e+07LAhRLFT431/24i2a1 Nmm支座处横截面弯矩操作工况： Nmm过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 10-5.4233e+06LhARFM3412iia2压力试验工况：-3.52404e+06LhARFT3412iia2过 程 设 备 强 度

13、 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 11系 数 计 算K1=1 K2=1 K3=0.879904K4=0.401056 K5=0.760258 K6=0.0132129K6=0.010861 K7= K8=K9=0.203522 C4= C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算11.4515e2a1C2RMpe8.74738e2a1e3KMPa操作状态-2.88086eep2aC1-0.176815e2a4RMeMPa-1.87102e2a1T1-0.114894e2a4KMPa轴向应力计算水压试验状态15.9953e2a1T2RMpe14.2381e

14、2a1e3TMPa0.000683636a094.RA根据圆筒材料查GB150图4-34-12 B = 90.1754MPa许用压缩应力90.1754tac,mint90.1754)9.0(ReLMPa应力校核 121.875 合格32， t| |,| | 90.1754 合格14tacMPa过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 12| |,| | 90.1754 合格1T4ac T2 , T3 0.9 s = 211.5 合格时( 时,不适用)ARm24L3/42iea3hLARFK MPa筒体和封头的切应力 时m圆筒中： 1

15、7.2607ea封头中： 7.86736hea4RFMPa过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 13封头椭圆形封头, 17.0637heic2DKP碟形封头, ecRM半球形封头, heic4PMPa圆筒封头 = 0.8 t = 97.5135.28125.thMPa应力校核圆筒, = 97.5 MPa 合格封头, h h = 135.28 MPa 合格鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力圆筒的有效宽度 453.986na256.1Rb mm在横截面最低点处 52kKFeMPaL/Rm8时,62643bee MPa无加强圈圆筒无垫

16、板或垫板不起加强作用时在鞍座边角处 L/Rm8时,2ea62e614LFRKb MPa鞍座垫板宽度 ； 鞍座垫板包角na5.W12横截面最低点处的周向应力-1.6133352kber MPaL/Rm8时, 626243FbKererMPa无加强圈筒垫板起加强作用时 鞍座边角处的周向应力 L/Rm8时, -48.3913626241bRLermer MPa过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 14L/Rm8时, 2e62e634FKbMPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, -102.6922em62e614LRb MP

17、a体应力校核| 5| t = 121.875 合格| 6 | 1.25 t = 152.344 合格| 6 | 1.25 t = 152.344 合格MPa过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 15应力校核| 5| t = 合格| 6 | 1.25 t = 合格| 7 | 1.25 t = | 8 | 1.25 tR = MPa鞍 座 应 力 计 算水平分力 35292.9FK9S N计算高度 250HR,31minas mm鞍座腹板厚度 10ob mm鞍座垫板实际宽度 5004 mm鞍座垫板有效宽度 453.986rin,42

18、 mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 ,90FHbS垫板起加强作用, 5.013390bSreMPa腹板水平应力应力判断 9 sa = 98 合格23 MPa由地震水平分力引起的支座强度计算圆筒中心至基础表面距离 1360Hv mm轴向力 27745.7 mgF1Ev N, -5.28104fEvALFZAEvEv22saVrsas MPa, fv Hfvvsarsasa MPa腹板与筋板组合截面应力| sa| 1.2 bt= 176.4 合格地脚螺栓应力 拉应力43.5785btEvtAnlM10 MPa过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国

19、化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 16 bt 1.2 bt = 176.4 MPa 合格btsEvbtAnfF MPa剪应力 bt 0.8 Ko bt = 117.6 MPa 合格69364.3fF N-6.16045rsasaZHfAt MPa温差引起的应力| tsa| sa = 147 合格注：带#的材料数据是设计者给定的过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 17开孔补强计算 计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: M, 48010 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件

20、简 图计算压力 pc 0.1636 MPa设计温度 50 壳体型式 圆形筒体壳体材料名称及类型Q235-C板材壳体开孔处焊接接头系数 1壳体内直径 Di 2200 mm壳体开孔处名义厚度 n 10 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 121.88 MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 68.12 mm 接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 10(GB8163)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 补强圈外径 mm凸形封头开

21、孔中心至 封头轴线的距离 mm 补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 1.5 mm 补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力 t 122.88 MPa 补强圈许用应力 t MPa开 孔 补 强 计 算过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 18非圆形开孔长直径 467 mm 开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.4776 mm 接管计算厚度 t 0.3064 mm补强圈强度削弱系数 frr 0 接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 467 mm 补强区有效宽度 B 934 mm接管有效外伸长度 h1 68.12 mm 接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积 A 690 mm2 壳体多余金属面积 A1 3046 mm2接管多余金属面积 A2 1049 mm2 补强区内的焊缝面积 A3 36 mm2A1+A2+A3= 4131 mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4 mm2 A-(A1+A2+A3) mm2结论: 合格