1 液氨儲(chǔ)罐 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案 1. 設(shè)計(jì)題目： 液氨儲(chǔ)罐機(jī)械設(shè)計(jì) 2. 課程設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： (1)、課程設(shè)計(jì)要求： 范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證。 算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。 可打印，但工程圖紙要求手工繪圖。 (2). 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ： 技 術(shù) 特 性 公稱(chēng)容積 (20 公稱(chēng)直徑 DN(2200 介 質(zhì) 液氨 筒體長(zhǎng)度 L(4500 工作壓力(作溫度 (0C) 50 廠 址 茂名 推薦材料 16 口 表 編號(hào) 名稱(chēng) 公稱(chēng)直徑 (編號(hào) 名稱(chēng) 公稱(chēng)直徑 (位 計(jì) 18 e 安全 閥 20 b 進(jìn)料 管 89 f 放空 管 32 c 出料 管 89 g 人孔 500 d 壓力 表 20 h 排污 管 80 2 3. 工藝條件圖 4. 計(jì)算及說(shuō)明部分內(nèi)容（設(shè)計(jì)內(nèi)容）： 1 緒論 氨儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)背景 氨儲(chǔ)罐的分類(lèi)及選型 2 材料及結(jié)構(gòu)的選擇與論證 工藝參數(shù)的設(shè)定 計(jì)壓力 體的選材及結(jié)構(gòu) 頭的結(jié)構(gòu)及選材 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 筒體壁厚計(jì)算 封頭壁厚計(jì)算 壓力試驗(yàn) 4 附件的選擇 孔的選擇 孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 3 出料接管的選擇 面計(jì)的設(shè)計(jì) 安全閥的選擇 污管的選擇 空表選擇 座的選擇 座結(jié)構(gòu)和材 料的選取 器載荷計(jì)算 座選取標(biāo)準(zhǔn) 座強(qiáng)度校核 5 容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 體與橢圓封頭的焊接接頭 法蘭與接管的焊接接頭 管與殼體的焊接接頭 6 筒體和封頭的校核計(jì)算 筒體軸向應(yīng)力校核 彎矩引起的軸向應(yīng)力 由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 軸向應(yīng)力組合與校核 體和封頭切向應(yīng)力校核 7 總結(jié) 8 參考文獻(xiàn) 5繪圖部分內(nèi)容： 總裝配圖一張（ ） 6設(shè)計(jì)期限： 1周（ 2013 年 06月 24日 2013 年 06 月 30日） 7、設(shè)計(jì)參考進(jìn)程： (1)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作、選擇容器的型式和材料 半天 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算筒體、封頭、選擇附件并核算開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)等 一天 (3)繪制裝配圖 二天 (4)編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 一天 (5)答辯 半天 4 8參考資料： （ 1） 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， 制壓力容器，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1998； （ 2） 國(guó)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(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社， 1999 （ 3） 金屬化工設(shè)備零部件第四卷 （ 4） 中華人民共和國(guó)化學(xué)工業(yè)部，中華人民共和國(guó)待業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼制管法蘭、墊片、緊固件， 1997 （ 5） 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) （圖書(shū)館借閱書(shū)號(hào)： 5/51） （ 6） 刁玉緯 王立業(yè)， 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，大連理工大學(xué)出版社， 2003 年第五版； （ 7） 李多民 俞惠敏，化工過(guò)程設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，中國(guó)石化出版社， 2007； （ 8） 董大勤，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，化學(xué)工業(yè)出版社， 1994 年第二版； （ 9） 湯善甫 朱思明，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，華東理工大學(xué)出版社， 2004 年第二版； 發(fā)給學(xué)生（簽名）： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 目錄 5 1 緒論 1 氨儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)背景 1 氨儲(chǔ)罐的分類(lèi)及選型 1 2 材料及結(jié)構(gòu)的選擇與論證 3 工藝參數(shù)的設(shè)定 3 計(jì)壓力 3 體的選材及結(jié)構(gòu) 3 頭的結(jié)構(gòu)及選材 3 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 筒體壁厚計(jì)算 5 封頭壁厚計(jì)算 5 筒體長(zhǎng)度確定 6 壓力試驗(yàn) 7 4 附件的選擇 8 孔的選擇 8 孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 9 出料接管 的選擇 11 面計(jì)的設(shè)計(jì) 12 安全閥的選擇 13 污管的選擇 13 真空表的選擇 13 鞍座的選擇 14 座結(jié)構(gòu)和材料的選取 14 器載荷計(jì)算 14 座選取標(biāo)準(zhǔn) 15 座強(qiáng)度校核 16 5 容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 17 力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 17 體與橢圓封頭的焊接接頭 17 法蘭與接管的焊接接頭 17 管與殼體的焊接接頭 18 6 6 筒體和封頭的校核計(jì)算 19 筒體軸向應(yīng)力校核 19 彎矩引起的軸向應(yīng)力 19 由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 20 軸向應(yīng)力組合與校核 20 體和封頭切向應(yīng)力校核 21 7 總結(jié) 22 8 參考文獻(xiàn) 23 1 緒論 7 1、 1 液氨儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)背景 本設(shè)計(jì)是針對(duì)化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)這門(mén)課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對(duì)這門(mén)課程的一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān) 書(shū)籍完成設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它 是一種無(wú)色液體。氨作為一種重要的化工原料 ， 應(yīng)用廣泛 。 分子式 分子量 相對(duì)密度 ， 熔點(diǎn) ， 沸點(diǎn) ，自燃點(diǎn) ， 蒸 汽 壓 。蒸 汽 與空氣混合 物體爆炸極限 16 25%（最易引燃濃度 17%） 氨在 20 水中溶解度 34%,25 時(shí) ,在無(wú)水乙醇中溶解度 10%,在甲醇中溶解度 16%,溶于氯仿、乙醚 ,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(lèi)或其他可燃性物質(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)備零部件，也有一些設(shè)備沒(méi)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)。 1、 2 液氨貯罐的分類(lèi)及選型 儲(chǔ)罐的形狀有圓形或球形。圓筒形儲(chǔ)罐兩端的封頭有橢圓形、球形、錐形和平蓋等形狀。 在本設(shè)計(jì)中由于設(shè)計(jì)體積較小且工作壓力較小，可采用臥式圓筒形容器，方形和矩形容器大多在很小設(shè)計(jì)體積時(shí)采用，因其承壓能力較小且使用材料較多；而球形容器雖承壓能力強(qiáng)且節(jié)省材料，但制造較難且安裝內(nèi)件不方便；立式圓筒形容器承受自然原因引起的應(yīng)力破壞的能力較弱，故選用臥式圓筒形容器。 臥式圓筒形液氨儲(chǔ)罐通常由臥式圓筒形筒體 和兩端的橢圓形封頭組成，按照化學(xué)生產(chǎn)工藝的要求設(shè)置進(jìn)料口、出料口、放空口、排污口、壓力表、安全閥和液面計(jì)等。為了檢修方便，還要開(kāi)設(shè)人孔，用鞍式支座支承于混凝土基座上。 選擇化工容器的材料也是設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題，應(yīng)該綜合考慮容器的操作條件和鋼 8 材的性能、價(jià)格等。 氨對(duì)鋼材的腐蝕作用很小，但是，置于室外的液氨儲(chǔ)罐，它的操作溫度就是大氣溫度，它的操作壓力就是操作溫度對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓。隨著氣溫的變化，液氨儲(chǔ)罐的操作溫度和壓力也隨之變化，制造儲(chǔ)罐的鋼材應(yīng)能承受這種變化。液氨儲(chǔ)罐通常選擇 16是屈服強(qiáng)度為 350的普通低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性。在我國(guó)北方嚴(yán)寒地區(qū)，冬季最低氣溫可達(dá) 這時(shí)普通碳鋼將會(huì)出現(xiàn)低溫脆性（沖擊韌性嚴(yán)重下降），就應(yīng)選用低溫設(shè)備用鋼（如09 9 2 設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu) 工藝參數(shù)的設(shè)定 計(jì)壓力 根據(jù)化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊(cè)查得 50 蒸汽壓為 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(wú)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 50 時(shí)的飽和蒸汽壓力，可取液氨容器的設(shè)計(jì)壓力為 于中壓容器。而且查得當(dāng)容器上裝有安全閥時(shí)，取 以取 壓力合適。 屬于中壓容器 5。 設(shè)計(jì)溫度為 50攝氏度，在 200條件下工作屬于常溫容器。 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 /年以下，且又屬于中壓儲(chǔ)罐，可以考慮 20R 和 16兩種鋼材。 如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用 20R 類(lèi) 的低碳鋼板， 16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)， 16板為比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇 16板作為制造筒體和封頭材料。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為 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，制造容易，安裝內(nèi)件方便，而且承壓能力較好，這類(lèi)容器應(yīng)用最廣 1， 5。 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(lái)說(shuō)為最小，需要的厚度是同樣直徑圓筒的二分之一，從受力來(lái)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) 10 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)（ 4737 表 橢圓封頭標(biāo)準(zhǔn) 公稱(chēng)直徑 面高度 邊高度 表面積 Fi/積 V/200 550 40 頭取與筒體相同材料 1,5。 11 3 設(shè)計(jì)計(jì)算 筒體壁厚計(jì)算 查 壓力容器材料使用手冊(cè) 16密度為 點(diǎn)為1430，許用應(yīng)力 t 列于下表： 表 16用應(yīng)力 鋼號(hào) 板厚 / 在下列溫度（）下的許用應(yīng)力 / 20 100 150 200 250 300 16 16 170 170 170 170 156 144 16 36 163 163 163 159 147 134 36 60 157 157 157 150 138 125 60 100 153 153 150 141 128 116 圓筒的計(jì)算壓力為 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 部無(wú)損探傷。取許用應(yīng)力為 163 壁厚： 1 6211632 ct ic （ 鋼板厚度負(fù)偏差 ,查材料腐蝕手冊(cè)得 50， 設(shè)計(jì)壽命 20年， 所以雙面腐蝕取腐蝕裕量 2 。 所以設(shè)計(jì)厚度為： 圓整后取名義厚度 18 。 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 ： 12 ct ic （ 可見(jiàn)封頭厚度近似等于筒體厚度，則取同樣厚度。 因 為封頭壁厚 20 則標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度 40 1,4. 體長(zhǎng)度確定 公稱(chēng)直徑 米高容器體積 V 1米高容器內(nèi)表面積 米高容器鋼板質(zhì)量 板厚度 18 2200 84 公稱(chēng)直徑 面高度 邊高度 表面積 F 容積 V 厚度 質(zhì)量 G 2200 550 40 8 782 試選用公稱(chēng)直徑為 由表 知，筒體 1 米高容器體積 31 801.3 ，封頭的容積為 32 5459.1 。利用公式1代入， 得： 5 4 5 則總長(zhǎng)為 7 1 64 5 0 018405502 ,則 716 。 由于 液氨筒體的長(zhǎng)徑比值為 92 為合適 值， 所選的 長(zhǎng)徑比 004 500 整 所以，選用公稱(chēng)直徑為 筒體合適。 13 力試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)，液體的溫度不得低于 5； 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(guò)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 30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 M p (水壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核： 水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力 711821182 2 0 (水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為 M p 故筒體滿(mǎn)足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求 1。 14 4 附件選擇 孔選擇 人孔的作用：為了檢查壓力容器在使用過(guò)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(xiāo)、耳、把手等非受壓件。 人孔類(lèi)型：從是否承壓來(lái)看有常壓人孔和承壓人孔。從人孔所用法蘭類(lèi)型來(lái)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、榫槽面或環(huán)連接面。從人孔蓋的開(kāi)啟方式及開(kāi)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) N 容器上開(kāi)設(shè)人孔規(guī)定當(dāng) 000 時(shí)至少設(shè)一個(gè)人孔，壓力容器上的開(kāi)孔最好是圓形的，人孔公稱(chēng)直徑最小尺寸為 400 。 當(dāng) 600 時(shí)應(yīng)選取 綜合考慮選擇水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔（ ,公稱(chēng)壓力 稱(chēng)直徑 50、 用類(lèi) 20R 材料、墊片采用外環(huán)材料為低碳鋼、金屬帶為 0金屬帶為柔性石墨、 C 型纏繞墊。標(biāo)記為：人孔 W 質(zhì)量為 53片標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為72蘭蓋標(biāo)準(zhǔn) 65料為 20R，螺柱螺母標(biāo)準(zhǔn) 柱材料 40母材料 45，吊環(huán)轉(zhuǎn)臂和材料 F,墊圈標(biāo)準(zhǔn)為 料 100母標(biāo)準(zhǔn) 鉤和環(huán)材料 F，無(wú)縫鋼管材料為 20，支承板材料為 20R2,3,5。 尺寸表如下 表 人孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸表 密封面型式 N s d D 1 質(zhì)量 面 00 53012 506 730 660 350 218 321 15 孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(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(mǎn)足規(guī)定的條件。 壓力容器開(kāi)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(kāi)孔被削弱的承載面積，必須由補(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 16 1、 內(nèi)壓容器開(kāi)孔后所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 12A （ 式中 開(kāi)孔直徑： i ； 強(qiáng)度削弱系數(shù)： 3/1 3 3 殼體開(kāi)孔處的計(jì)算厚度 接管有效厚度： 則 2 2、有效補(bǔ)強(qiáng)面積即已有的加強(qiáng)面積 殼體開(kāi)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(lái)自殼體、接管、焊縫金屬、補(bǔ)強(qiáng)元件） 321A （ 筒體上多余金屬面積： f 12 （ 有效補(bǔ)強(qiáng)寬度 B=2d 筒體的有效厚度 e 所以 16 A 2 人孔接管上多余的面積： 212 22A （ 外側(cè)有效高度： dh 內(nèi)側(cè)有效高度即實(shí)際內(nèi)伸高度 02 h 接管計(jì)算厚度： 所以 A 2 焊縫金屬截面積： 1441212212A 3 2 則 81 4 2 比較的 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 540b強(qiáng)圈厚度應(yīng)小于或等于殼體壁厚的 ；殼體名義厚度 38n；設(shè)計(jì)壓力 ；設(shè)計(jì)溫度 350 ?？芍驹O(shè)計(jì)滿(mǎn)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： 2 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 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(lèi)，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 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) 1506補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 840,內(nèi)徑 53 35。 計(jì) 算補(bǔ)強(qiáng)圈厚度： 1 0 54 （ 17 公稱(chēng)直徑 徑 度 重量 500 840 16 標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈厚度取 16，計(jì)算的補(bǔ)強(qiáng)圈厚度也滿(mǎn)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 3,5. 出料接管的選擇 材料：容器接管一般應(yīng)采用無(wú)縫鋼管，所以液體進(jìn)料口接管材料選擇無(wú)縫鋼管，采用無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn) 料為 16 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(kāi)孔滿(mǎn)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 兩相鄰開(kāi)孔中心的距離應(yīng)不小于兩孔直徑之和的 2倍。 接管公稱(chēng)外徑小于或等于 89。 接管最小壁厚滿(mǎn)足以下要求。 表 接管最小壁 厚要求 接管公稱(chēng)直徑 /7 65 76 89 最小壁厚 /此熱軋無(wú)縫鋼管的尺寸為 89 12 。 鋼管理論重量為 /m。取接管伸出長(zhǎng)度為 200 。 管法蘭的選擇：根據(jù)平焊法蘭適用的壓力范圍較低（ 使封頭對(duì)鞍座處的圓筒起加強(qiáng)作用，可取 ，則選 A=700鞍座標(biāo)記為 4712座 B/座 具體尺寸如下表： 表 鞍座標(biāo)準(zhǔn)尺寸表 22 公稱(chēng)直徑 許載荷 Q/板長(zhǎng)度 座高度 h 螺栓間距 座質(zhì)量 /加 100增加的質(zhì)量/200 405 250 1380 205 19 座強(qiáng)度校核 鞍座腹板的水平分力： S 查得鞍座包角 120對(duì) 應(yīng)系數(shù) 支座反力： 6 2F 鞍座腹板有效界面內(nèi)的水平方向平拉應(yīng)力： 0 F算高度，取鞍座實(shí)際高度和 3者中的較小值， 0b 鞍座腹板厚度， 座腹板有效寬度，取墊板寬度 4b 與圓筒體的有效寬度 兩者中的較小值， 鞍座墊板有效厚度， 8 M p 4 6 6 應(yīng)力校核：鞍座材料 25 ，則 33 329 3 23 5 容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 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(chēng)質(zhì)心布置原則；避開(kāi)應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力峰值去原則；對(duì)接鋼板的等厚連接原則；接頭設(shè)計(jì)的開(kāi)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(chēng)；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(guò)渡層焊縫金屬的稀釋率）。 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(lèi)，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用 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，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 根據(jù) 16抗拉強(qiáng)度b=490屈服點(diǎn)s=325擇 列（強(qiáng)度要求：b 490s 400焊條，型號(hào)為 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)。 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) 據(jù)公稱(chēng)通經(jīng) 0 選擇坡口寬度 b=6附圖中的局部放大圖所示。 24 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 準(zhǔn)中代號(hào)為 本尺寸為 550 ； b ； p ；31，且 6k ，它適用于 254s， 21，因?yàn)樗x接管的厚度都為殼體厚度的一半，殼體的厚度為 18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。 25 6 筒體和封頭的校核計(jì)算 筒體軸向應(yīng)力校核 由彎矩引起的軸向應(yīng)力 筒體中間處截面的彎矩： (式中 F 鞍座反力， N； 橢圓封頭長(zhǎng)軸外半徑， L 兩封頭切線(xiàn)之間的距離， A 鞍座與筒體一端的距離， 封頭短軸內(nèi)半徑， 1182 21822002 2 42221 105 . 1 9 3 64 5 0 01 2 0 044 5 0 031 2 0 0414 5 0 01 2 0 01 1 1 82144 5 0 06 6 4 支座處截面上的彎矩： (所以 4222 0 031 2 0 0414 5 0 051021 2 0 01 1 1 85 9 0 由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷， 9）得 2=為 ， 26 且 A =559最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力。 筒體中間截面上最高點(diǎn)處 211 (1821 所以 M P 1 3 最低點(diǎn)處： M 1 12 (鞍座截面處最高點(diǎn)處： M P (最低點(diǎn)處： M P (由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 由 2( 所以 M P 11 軸向應(yīng)力組合與校核 最大軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在筒體中間截面最低處 所以 M P 0 1 2 許用軸向拉壓應(yīng)力 t=163而 2 t 合格。 最大軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在充滿(mǎn)水時(shí)，在筒體中間截面最高處 M 1 1 軸向許用應(yīng)力： M P 0 1 0 0 27 根據(jù) =150許用壓縮應(yīng)力 50 1 格。 筒體和封頭切向應(yīng)力校核 筒體切向應(yīng)力計(jì)算： 由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷， 得 以 9 1 8 6 6 48 8 (封頭切向應(yīng)力計(jì)算： 1 1 8 6 6 44 0 ( M P 7 . 4 2 0 因 6。 28