1、第一章引言1.1設(shè)計(jì)工作設(shè)計(jì)液氨儲(chǔ)罐。工藝條件：溫度為40，氨飽和蒸汽壓，容積為20m3，使用年限為15年。1.2設(shè)計(jì)要求和結(jié)果1.確定集裝箱材質(zhì)確定油罐形狀和公稱厚度。確定封頭形狀和公稱厚度。4.確定支撐、檢修孔和接管、開孔補(bǔ)強(qiáng)情況5.創(chuàng)建設(shè)計(jì)手冊(cè)，并繪制設(shè)備裝配圖第1章(A1)。1.3技術(shù)要求(1)本設(shè)備按照GBl50-1998 鋼制壓力容器進(jìn)行制造、測(cè)試和驗(yàn)收(2)可以按照GB985-80中的說明指定焊接材料、對(duì)接焊縫類型和大小(設(shè)計(jì)焊縫連接系數(shù))(3)焊接電弧焊，電極模型E4303(4)殼體焊縫要進(jìn)行無損探傷，探傷長(zhǎng)度為100%第二章設(shè)計(jì)變量的確定2.1設(shè)計(jì)溫度標(biāo)題中提出設(shè)計(jì)溫度為40

2、。2.2設(shè)計(jì)壓力夏季，液氨儲(chǔ)液罐通過太陽(yáng)暴露出來，隨著氣溫的變化，儲(chǔ)液罐的工作壓力也在不斷變化。資料顯示，包頭的最高氣溫為40.4，通過調(diào)查表可以看出，在40時(shí)液氨的飽和蒸汽壓(絕對(duì)壓力)為1.55兆帕，密度為580千克/m3，集裝箱設(shè)計(jì)應(yīng)考慮工作情況下可能發(fā)生的工作壓力和相應(yīng)溫度的結(jié)合，決定設(shè)計(jì)壓力。通常，集裝箱頂部的最大壓力與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起用作設(shè)計(jì)載荷條件，不低于工作壓力。牙齒液氨儲(chǔ)罐采用安全法，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)儲(chǔ)罐采用安全法時(shí)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)是最大工作壓力的兩倍，應(yīng)采用設(shè)計(jì)壓力(已知表壓)。2.3腐蝕裕度腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè) 16MnR抗氨腐蝕，設(shè)計(jì)壽命為15年2.4焊接系數(shù)牙齒容器屬于中壓存儲(chǔ)

3、容器，技術(shù)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定氨為普通有毒介質(zhì)、集裝箱桶的縱向焊接接頭和封頭基本上使用與雙面焊接或雙面焊接相對(duì)應(yīng)的全焊接接頭，因此采取或普遍使用。應(yīng)根據(jù)下表選擇：表2.1焊接接頭系數(shù)序號(hào)焊接連接結(jié)構(gòu)熔接接合系數(shù)全部無損探傷局部無損探傷1與雙面焊縫或雙面焊縫相對(duì)應(yīng)的全焊縫焊透對(duì)接焊縫接頭1.00.852單個(gè)焊縫對(duì)接焊縫接頭，焊縫期間沿著焊縫根部全長(zhǎng)有接近基本金屬的墊板。0.90.85牙齒儲(chǔ)油罐使用100%無損檢測(cè)。2.5集裝箱直徑考慮到壓制帽胎球的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)零件配方選擇的必要性，容器的胖乎乎和頭的直徑都有規(guī)定。選擇牙齒水箱設(shè)計(jì)的公稱直徑(內(nèi)徑)。表2.2公稱直徑公稱直徑300、400、5

4、00、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200和24002.6允許的應(yīng)力40oC溫度，16MnR鋼的許用應(yīng)力表表2.3溫度下16MnR鋼的許用應(yīng)力表鋼材厚度允許的應(yīng)力屈服于極限1617034516-3616332536-601573052.7，選取材料根據(jù)液氨儲(chǔ)罐的工作壓力(用作設(shè)計(jì)壓力)、工作溫度(最大工作溫度40)和介質(zhì)的特性，牙齒裝置是中壓常溫設(shè)備，介質(zhì)對(duì)碳鋼的腐蝕效果很小，主要考慮的強(qiáng)度指標(biāo)(和)和塑料指標(biāo)合適的材料是A3R、20g、16MnR、金屬以無速?gòu)?qiáng)度計(jì)算為主要中壓設(shè)備也適合采用普通低合金鋼。降伏強(qiáng)度分別加在一起的普通

5、低合金鋼，材料價(jià)格與碳鋼相似，但強(qiáng)度比碳鋼約高，因此使用牙齒鋼材制作壓力容器，可以有效降低設(shè)備質(zhì)量，降低成本，為設(shè)備的制造、運(yùn)輸、安裝帶來極大的便利。所以主要考慮16MnR和20R。從純技術(shù)角度來看，最好選擇20R級(jí)低碳鋼板，16MnR鋼板的價(jià)格比20R高，但從制造成本方面來說，同等重量設(shè)備的價(jià)錢，16MnR鋼板比較經(jīng)濟(jì)。因此，在此選擇16MnR鋼板作為制造桶和磁頭材料。第三章結(jié)構(gòu)的選擇和論證3.1選擇水箱類型儲(chǔ)存罐可以分為垂直儲(chǔ)存罐、水平儲(chǔ)存罐和球形儲(chǔ)存罐。在牙齒設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)體積小，設(shè)計(jì)壓力小，所以可以使用水平圓柱容器，方形和矩形容器大部分用于較小的設(shè)計(jì)體積。因?yàn)閴毫θ萘啃?，材料多。球?/p>

6、容器耐壓強(qiáng)，節(jié)約材料，但制造困難，安裝內(nèi)部零件不方便。立式圓柱容器使用圓柱形水平容器，因?yàn)槠涑惺茏匀辉蛟斐傻膽?yīng)力損傷的能力較弱。3.2頭選擇液氨儲(chǔ)罐的頭部使用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。在應(yīng)力分布中考慮：在直徑、壁厚、設(shè)計(jì)壓力相同的條件下，各種頭應(yīng)力分布為半球形、橢圓形、蝶形、錐形、球形路拱和平板順序。橢圓封頭的最大應(yīng)力值等于連接圓柱的最大應(yīng)力值，以方便筒體強(qiáng)度設(shè)計(jì)。盤子中心頭有兩個(gè)連接邊界，比橢圓形的力小。在金屬消耗中考慮：在相同的設(shè)計(jì)條件下，各種頭的金屬消耗按以下順序依次增加：半球形、橢圓形、蝴蝶和平板。球形封頭使用率最低，比橢圓形封頭節(jié)省25.8%，平頭用量最高，是橢圓形封頭的4倍以上。制造上的注

7、意事項(xiàng)：橢圓封頭制造方便，板材封頭由于直徑和厚度大小，毛坯取得、車床加工、焊接等方面存在很多困難，封頭與筒體厚度有差異，結(jié)構(gòu)也不合理。因此，在綜合考慮強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、制造等方面，采用橢圓封頭是最合理的。3.3選擇接管供應(yīng)材料：集裝箱接管通常需要使用無縫鋼管，因此液體供給口接管材料，選擇無縫鋼管，使用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)GB8163-87。材質(zhì)是16MnR。結(jié)構(gòu)：接管，在設(shè)備內(nèi)切45公路，防止材料沿設(shè)備內(nèi)壁流動(dòng)，減少對(duì)墻壁的磨損和腐蝕。接管壁厚要求：接管壁厚不僅要考慮上述要求，還要考慮焊接方法、焊接參數(shù)、加工條件、焊接位置等制造要素和運(yùn)輸、安裝期間的剛度要求。通常，管道壁厚不能小于抽殼壁厚的一半。否則，必須

8、使用厚壁管或整個(gè)鍛件，使接管與殼體焊接部分的厚度相匹配。不需要額外加固的條件：如果外殼中的孔滿足以下說明的所有要求，則不需要額外加固。設(shè)計(jì)壓力小于或等于。相鄰兩孔中心的距離必須是兩孔直徑總和的2倍以上。接管公稱外徑小于或等于。收購(gòu)最小壁厚以滿足以下要求：表3.1最小壁厚要求接管公稱直徑/mm接管57657689最小壁厚/mm5.06.0因此，熱軋無縫鋼管的尺寸為：鋼管的理論重量是。接管擴(kuò)展長(zhǎng)度為。選取管凸緣：如果套用至平坦熔接凸緣的壓力范圍較低()，請(qǐng)選取標(biāo)示為HG20592-1997凸緣RF(A)80-2.5的螺旋梯板平坦熔接管凸緣。其中D=190，管道法蘭材料鋼編號(hào)(標(biāo)準(zhǔn)編號(hào))。(歐洲系統(tǒng)

9、)根據(jù)鋼管法蘭、墊片、墊片、緊固件選擇表(HG20614-1997)，墊片樣式為石棉橡膠板墊片(還沒有標(biāo)準(zhǔn)編號(hào))，密封面類型為回轉(zhuǎn)，密封面表面為緊密修補(bǔ)，緊固件類型為六角螺栓對(duì)在桶的底部安裝集裝箱排放管，集裝箱內(nèi)的管道用肘接近集裝箱底部，牙齒方法用于水平容器。排氣口的基本大小和凸緣與供給口相同。出入境費(fèi)交接滿足了不另外加強(qiáng)的要求，因此不再加強(qiáng)。3.4選擇集裝箱支持容器支架有鞍、圈、腿三種，用于支撐容器的重量?？梢钥闯?，大型水平儲(chǔ)油罐和水平容器經(jīng)常使用馬鞍，有兩個(gè)或更多支撐的長(zhǎng)容器經(jīng)常使用圓圈，小容器使用很多腿，牙齒設(shè)計(jì)使用水平儲(chǔ)油罐，所以使用鞍支撐。3.5檢修孔選擇檢修孔的作用：檢查設(shè)備并輕松

10、安裝和刪除設(shè)備內(nèi)部組件。檢修孔的結(jié)構(gòu)：具有受壓的筒體、端蓋、凸緣、墊片、緊固件等壓縮零部件，以及放置和打開閉合端蓋所需的軸、銷、耳、把手等未壓縮零件。檢修孔類型：從壓力情況來看，有常壓檢修孔和壓力檢修孔。從人孔中使用的凸緣類型來看，壓力人孔包括板平凸緣人孔、頸平凸緣人孔、頸對(duì)接熔接凸緣人孔、人孔凸緣人孔和人孔蓋之間的封閉面。人孔壓力的高低，根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)旋轉(zhuǎn)，可以使用凹凸面、榫眼面或環(huán)連接面。檢修孔可以分為檢修孔蓋打開的方式和后人孔蓋打開的位置：旋轉(zhuǎn)蓋檢修孔、垂直吊進(jìn)人孔和水平吊進(jìn)人孔。水箱在室溫和最大工作壓力條件下工作，因此檢修孔基準(zhǔn)必須基于公稱壓力等級(jí)進(jìn)行選擇。從檢修孔類型標(biāo)準(zhǔn)中可以看出，

11、具有公稱壓力的檢修孔類型很多，牙齒設(shè)計(jì)考慮到檢修孔蓋子的直徑較大，因此選擇水平吊墜檢修孔。檢修孔結(jié)構(gòu)包括掛鉤和銷軸。維護(hù)時(shí)松開螺栓，繞銷軸旋轉(zhuǎn)蓋子一個(gè)角度即可。無需卸下蓋子，而是由掛鉤懸掛。(大衛(wèi)亞設(shè)，美國(guó)電視電視劇，人孔)人孔如下所示：HG21523-95檢修孔R(shí)F (AG) 450-1.6，其中RF面密封、接管和法蘭材料為20R、AG為普通石棉橡膠板墊片，450-1.6為公稱直徑，公稱壓力為。表3.2檢修孔選擇表人孔類型公稱壓力MPa公稱直徑mm平板平焊法蘭檢修孔0.6400、450、500、600平板平坦凸緣人孔(僅限凸形)或頸平坦凸緣1.0400、450、500、6001.6400、4

12、50、500、600頸對(duì)接熔接法凸緣2.5400、450、500、6004.0400、450、500、6003.6選擇法蘭凸緣由筒管、頭或管段和填角熔接連接，稱為平坦凸緣，平坦凸緣適用于制造簡(jiǎn)單且廣泛，但剛性差，壓力不高的情況下(例如，管凸緣小于或等于，壓力容器凸緣小于或等于)。筒管、頭或管段由對(duì)接熔接連接的凸緣，稱為對(duì)接熔接凸緣或喉深凸緣，適用于對(duì)接熔接凸緣剛性、對(duì)接熔接強(qiáng)度高、壓力、溫度高的情況。選擇3.7液位計(jì)液面計(jì)是一種表示容器內(nèi)材料液面的裝置，其類型很多種，大致可分為四種：玻璃板液面計(jì)、玻璃管液面計(jì)、浮筒液面計(jì)和浮筒液面計(jì)。中低壓容器中經(jīng)常使用前兩種。1.玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)都

13、適用于材料內(nèi)阻止結(jié)晶等固體的情況。板材液面計(jì)壓力能力強(qiáng)，但相對(duì)笨重，成本高。2.玻璃板液面計(jì)一般是易于觀察的透光式，只有在材料干凈的時(shí)候才選擇反射式。3.容器高度大的話，必須將玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)的面額觀察效果換成其他適用的液面計(jì)。液氨是比較干凈的材料，透光效果好，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞現(xiàn)象，因此使用玻璃管液面計(jì)。玻璃板液面計(jì)有三種茄子結(jié)構(gòu)：透光式玻璃板液面計(jì)(T型)、反射式玻璃板液面計(jì)(R型)和試鏡式玻璃板液面計(jì)(S型)，應(yīng)用溫度通常為0 250C。但是透光式應(yīng)用工作壓力高于反射式，選秀式工作壓力最小。玻璃管液面計(jì)適用于工作壓力低，介質(zhì)溫度存在的范圍。對(duì)于壓力設(shè)備，液面計(jì)通常通過法蘭、活接頭

14、或螺紋接頭與設(shè)備連接，分別用于不同類型的液面計(jì)。此處使用透光式玻璃板液面計(jì)(T型)，因?yàn)楸驹O(shè)備的設(shè)計(jì)壓力為1.6MPa，液氨是比較干凈的材料，透光效果好，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞現(xiàn)象。選擇筒體公稱直徑為和長(zhǎng)度為的液面計(jì)。液面計(jì)決定了透光式(T型)、公稱壓力、鍛鋼材料(16MnR)、保溫式、排氣口閥、長(zhǎng)頸對(duì)接焊接法蘭連接(HG 20595-97)、公稱長(zhǎng)度的液面計(jì)(以液面計(jì)AG 1.6表示)。第四章設(shè)計(jì)計(jì)算4.1油罐高度的確定坦克容量20，核對(duì)表：表4.1桶常數(shù)公稱直徑DN1米高的集裝箱音量v1米高的容器內(nèi)部表面積Fi1米高的容器鋼板質(zhì)量Kg鋼板厚度101416002.0175.033975572000

15、3.1426.2842269522003.8016.8144676424004.5247.5547183326005.3098.17496902表4.2頭部常數(shù)公稱直徑DN曲面高度h1直邊高度h0內(nèi)表面f容積v厚度質(zhì)量g1600400252.9010.58610224122701431516362184082200590405.52291.5459146162400600406.52216835嘗試在工藝尺寸HG-T 3154-1985下使用公稱直徑2000mm。水箱長(zhǎng)度L=4800mm總長(zhǎng)，整理。選擇的大徑比，因?yàn)橐喊蓖暗拇髲奖仁呛线m的值因此，建議使用公稱直徑為2000mm的筒體。4.2設(shè)計(jì)和檢查4.2.1氣缸壁厚度設(shè)計(jì)4.2.1.1圓柱計(jì)算壁厚根據(jù)公式：其中，替代公式：從2.3可以看出那么獲得：據(jù)說，看書的票就知道了可用：4.2.1.2桶最小厚度驗(yàn)證，滿足要求4.2.1.3氣缸水壓試驗(yàn)液壓實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)溫度圓柱的應(yīng)力因?yàn)?，因此水壓檢查符合要求。4.2.2圓柱軸向應(yīng)力計(jì)算和校核4.2.2.1圓柱軸向彎矩計(jì)算圓柱