模塊二碳鋼儲罐制造任務(wù)一碳鋼儲罐的主體設(shè)計匯報人：壓力參數(shù)的確定溫度參數(shù)的確定12碳鋼儲罐的主體設(shè)計許用應(yīng)力的確定3焊接接頭系數(shù)的確定456厚度及附加量的確定公稱壓力、公稱直徑的確定素質(zhì)目標(biāo)1.以壓力容器爆炸事故引出容器設(shè)計度的重要性，培育精益求精的工匠精神。2.事故案例提示強(qiáng)度設(shè)計對安全生產(chǎn)的重要性。3.培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計的工匠精神知識目標(biāo)1.理解壓力容器設(shè)計參數(shù)的意義；2.掌握壓力容器設(shè)計參數(shù)的確定方法。能力目標(biāo)1.能對根據(jù)工藝條件，對碳鋼儲設(shè)計參數(shù)進(jìn)行正確的選用；2.能將設(shè)計參數(shù)帶入SW6-2011軟件進(jìn)行碳鋼儲罐的筒體和封頭的壁厚進(jìn)行設(shè)計計算。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)、知識、能力三維目標(biāo)碳鋼儲罐的主體設(shè)計正確設(shè)計的重要性壓力容器安全可靠運行合理設(shè)計碳鋼儲罐的主體設(shè)計設(shè)計公式及主要設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)壓力參數(shù)設(shè)計溫度許用應(yīng)力焊接接頭系數(shù)厚度及厚度附加量公稱壓力、公稱直徑1.壓力參數(shù)的確定工作壓力pw

指壓力容器在正常工作情況下容器頂部可能達(dá)到的最高壓力，亦稱最高工作壓力。計算壓力pc

指設(shè)計溫度下，用以確定受壓元件厚度的壓力。設(shè)計壓力p

指壓力容器的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起構(gòu)成設(shè)計載荷條件，其值不得低于工作壓力?！敉ǔＧ闆r下，計算壓力等于設(shè)計壓力加上液柱靜壓力?！舢?dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計壓力時，可忽略不計。2.溫度參數(shù)的確定溫度是壓力容器的設(shè)計載荷條件之一，指容器在正常情況下，在相應(yīng)的設(shè)計壓力下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度（沿受壓元件金屬截面厚度的溫度平均值）。金屬溫度不低于0℃——設(shè)計溫度不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高溫度；金屬溫度低于0℃——不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低溫度。2.溫度參數(shù)的確定常用材料的具體適用溫度范圍常用材料的具體適用溫度取值范圍：壓力容器用碳素鋼-19～475℃；低合金鋼-40～475℃；低溫用鋼至-70℃；碳鉬鋼及錳鉬鈮鋼至520℃；鉻鉬低合金鋼至580℃；碳素體高合金鋼至500℃；非受壓容器用碳素鋼沸騰鋼0～475℃；鎮(zhèn)靜鋼0～350℃奧氏體高合金鋼-196～475℃3.許用應(yīng)力許用應(yīng)力的確定容器殼體、封頭等受元件的材料許用強(qiáng)度，取材料各項強(qiáng)度性能指標(biāo)與相應(yīng)的材料安全系數(shù)之比。安全系數(shù)：nb≥3.0，ns≥1.6（或1.5），nD≥3.0，nn≥1.0屈服強(qiáng)度σs、抗拉強(qiáng)度σb、持久強(qiáng)度σD、蠕變極限σn等——根據(jù)失效類型確定極限值。

材料強(qiáng)度指標(biāo)用不同的方式表示：4.焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù)定義及取值焊縫金屬材料強(qiáng)度與母材強(qiáng)度的比值，反映焊縫區(qū)材料強(qiáng)度受削弱的程度。4.焊接接頭系數(shù)焊接接頭的類型4.焊接接頭系數(shù)各類焊接接頭的無損探傷要求GB150-2011《壓力容器》規(guī)定，凡符合下列條件之一的容器及受壓元件，需要對A類、B類焊接接頭進(jìn)行100%無損探傷。①壓力容器所用鋼板厚度大于30mm的碳素鋼、16MnR。②壓力容器所用鋼板厚度大于25mm的15MnV、20MnMo和奧氏體不銹鋼。③標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限大于540MPa的鋼材。④壓力容器所用鋼板厚度大于16mm的12CrMo、15CrMoR、15CrMo；其它任意厚度的Cr-Mo系列低合金鋼。⑤需要進(jìn)行氣壓試驗的容器。⑥圖樣中注明壓力容器為盛裝毒性為極度危害和高度危害。⑦圖樣中規(guī)定必須進(jìn)行100%檢驗的容器。5.厚度及厚度附加量厚度及厚度附加量定義及數(shù)學(xué)代換式計算厚度（δ）——由公式采用計算壓力得到的厚度。必要時還應(yīng)計入其它載荷對厚度的影響。設(shè)計厚度（δd）——計算厚度與腐蝕裕量之和δd＝δ＋C2名義厚度（δn）——設(shè)計厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即標(biāo)注在圖樣上的厚度。δn＝δd＋C1＋Δ有效厚度（δe）——名義厚度減去鋼材負(fù)偏差和腐蝕裕量。δe＝δn－C1－C2厚度附加量（C）——由鋼材的厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量C2組成。C=C1+C25.厚度及厚度附加量加工減薄量——根據(jù)具體制造工藝和板材實際厚度由制造廠而并非由設(shè)計人員確定。成形后厚度——制造廠考慮加工減薄量并按鋼板厚度規(guī)格第二次向上圓整得到的坯板厚度，再減去實際加工減薄量后的厚度，也為出廠時容器的實際厚度。

一般，成形后厚度大于設(shè)計厚度就可滿足強(qiáng)度要求。5.厚度及厚度附加量各厚度之間的關(guān)系5.厚度及厚度附加量厚度及厚度附加量定義及相互之間的關(guān)系（1）鋼板或鋼管厚度負(fù)偏差C1：按照相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選取※鋼材的厚度負(fù)偏差<0.25mm，且不超過名義厚度的6%時，可取C1=0。5.厚度及厚度附加量定義（2）腐蝕裕量——防止容器受壓元件由于均勻腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度削弱減薄。與腐蝕介質(zhì)直接接觸的筒體、封頭、接管等受壓元件，均應(yīng)考慮材料的腐蝕裕量。腐蝕裕量＝均勻腐蝕速率×容器設(shè)計壽命C2=kaB碳素鋼、低合金鋼：C2不小于1mm；不銹鋼：介質(zhì)腐蝕性極微時，可取C2=0。6.壓力容器的公稱壓力、公稱直徑公稱壓力系列目前我國制定壓力容器的壓力等級分為常壓、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4（單位均為Mpa），用PN表示。6.壓力容器的公稱壓力、公稱直徑公稱直徑系列壓力容器如果采用鋼板卷制焊接而成，則其公稱直徑等于容器的內(nèi)徑，用DN表示（教材表1-12）。當(dāng)容器直徑比較小時常采用無縫鋼管直接制作成筒體，此時的公稱直徑則指的是鋼管的外徑（教材表1-14）。對于管子來說，公稱直徑既不是管子內(nèi)徑也不是管子的外徑，而是比外徑小的一個數(shù)值。設(shè)計計算式及計算軟件SW6，過程設(shè)備強(qiáng)度計算軟件

版本：SW6-2011V4.0中、英文版設(shè)計計算式及計算軟件典型工作任務(wù)：碳鋼儲罐主體尺寸確定條件：儲存介質(zhì)H2，設(shè)計壓力12Mpa，容積3m3，設(shè)計溫度70℃。結(jié)構(gòu)形式立式材質(zhì)選用，從相容性和成本及歷史使用經(jīng)驗的角度，選擇碳鋼即可，選擇最常見的Q345R。主體尺寸確定：1.確定結(jié)構(gòu)形式，因高壓容器，選用半球形封頭、圓筒型筒體。2.假定公稱直徑1200mm（必須要在公稱直徑尺寸內(nèi)選擇）3.計算上下封頭容積，4/3πr3,帶入數(shù)字（注意統(tǒng)一單位），且r=D/2=0.6

4/3*3.1415926*0.6*0.6*0.6=0.9m34.筒體容積V=總?cè)莘e-封頭容積=3-0.9=2.1m35.筒體長度計算L=V/