天然气储气罐设计说明书

1液化石油气储气罐的设计说明书姓名：任慧波班级：08材料学号：080803021111指导老师：魏雷2目录绪论.........................................................................................................................................................2第一章设计参数的选择1.1设计题目..........................................................................................................................................31.2数据..................................................................................................................................................31.3设计压力..........................................................................................................................................31.4设计温度..........................................................................................................................................31.5主要元件材料的选择......................................................................................................................3第二章容器的结构设计2.1圆筒厚度的设计..............................................................................................................................42.2封头壁厚的设计..............................................................................................................................42.3筒体和封头的结构设计..................................................................................................................52.4人孔的选择......................................................................................................................................62.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱）..........................................................................................................62.6鞍座选型和结构设计......................................................................................................................92.7接管工艺的选择第三章开孔补强设计3.1补强方法判别..............................................................................................................................113.2有效补强范围................................................................................................................................113.3有效补强面积................................................................................................................................123.4补强面积........................................................................................................................................12第四章强度计算4.1水压试验校核................................................................................................................................13第五章储气罐的生产工艺流程5.1灌板的备料与工艺5.2主要零部件的加工制造5.3椭圆封头的制造5.4接管的制造5.5底座的制造第六章储气罐的组装工艺6.1零部件的组装6.2储气罐的焊接工艺：6.3焊接工艺6.4零部件的组焊6.5整灌组装6.6焊缝外观质量检测6.7焊后修补参考文献......................................................................................................................................22结束语3绪论液化石油气储罐是储存液化石油气的常用设备，由于该气体的特殊性（即易燃易爆的特性)，所以在设计时应特别注意与别的储藏罐罐的不同。除此之外，还要注意制造和安装时的安全问题。储气罐是指专门用来储存气体的设备，同时起稳定系统压力的作用，根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐，低压储气罐，常压储气罐。储气罐的主要荷载是内部气体压力、风荷载及地震作用。在风荷载中应考虑风振系数。高压球形罐的风荷载体型系数一般可取0.30～0.35。湿式罐的水平地震作用包括水槽和各塔节自重所产生的地震力，以及水槽内的水因振动所引起的动水压力。干式罐的水平地震作用包括筒身自重和活塞重量所产生的地震力。计算雪荷载时要考虑雪在罐顶的局部堆积所引起的偏心力矩。在各种荷载和内压作用下，罐的外壳壁板及顶板按薄壳结构无矩理论分析其内力。低压储气罐的壁板和顶板厚度一般并不由强度决定，而是由构造和防腐要求决定。导柱式储气罐的导柱架承受由导轮传来的塔节上的风力和水平地震力，可按平面桁架分析方法将导轮压力分解到各个平面，求出其杆件内力。螺旋导轨式储气罐塔节上的内立柱、上下圈板和导轨构成空间框架，承受导轮传来的风荷载和地震力的水平分力。干式储气罐的筒体在风荷载、水平地震力和内压作用下要验算其局部和整体稳定。球形罐在内压作用下抗拉能力较强，但在负压下其稳定性很差，因此需要规定最低使用压力，以保证在气温下降而内压随之下降时不致出现负压。制作低压储气罐时，将罐体分为若干部件在加工厂内预制，然后进行现场总安装，这样可减少现场安装焊缝。从部件放样、制作，到总体安装各个阶段都要严格检查，以保证最后整体的精确度。安装干式罐的罐体时，首先铺焊底板，在底板上组装活塞，并在活塞上面支顶桁架，铺焊顶板。同时，安罐体最下一段壁板和柱。然后向活塞下面鼓风使其升起，利用活塞作为施工平台来安装上部各段的壁板。逐段抬升活塞，逐段安装立柱和壁板，待达到设计高度以后，将罐顶桁架与顶部立柱固定,然后放下活塞,全部安装即告完成。容积较大的高压储气罐可用预先压制的分块壳板，在现场焊接而成。在焊接后，全部焊缝需进行质量检查4第一章设计参数的选择1.1、设计题目：液化石油气储罐1.2、数据根据各种力学性能以及储气罐的工作环境，选取一套数据：序号项目数值单位备注1名称液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最高工作压力2.16MPa4工作温度50C。5公称直径2000mm6公称容积603M7装量系数0.98工作介质液化石油气（易燃）9其他要求100%探伤1.3、设计压力：设计压力取工作压力的1.1倍，即1.12.162.38PMPa1.4、设计温度：设计温度取55C。。1.5、主要元件材料的选择：1.5.1筒体材料的选择：根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为16MnR（钢材标准为GB6654）。1.5.2鞍座材料的选择：根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-B，其许用应力147saMPa1.5.3地脚螺栓的材料选择：地脚螺栓选用符合GB/T700规定的Q235，Q235的许用应力147btMPa5第二章容器的结构设计2.1、圆筒厚度的设计该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为1.00。假设圆筒的厚度在6~16mm范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：疲劳极限强度510bMPa，屈服极限强度345sMPa，50C。下t170MPa利用中径公式，itPD2.38MPa200014.09211702.382-PmmmmMPaMPa查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm，而有GB150-1998中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取10C。查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量21Cmm。则筒体的名义厚度14.090115.09nmmmmmm圆整后，取16nmm2.2、封头壁厚的设计查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径iDN=D=2000mm选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA，取22iiDh，根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：itPD2.38MPa200014.05211700.52.382-0.5PmmmmMPaMPa同上，取21Cmm，10C。封头的名义厚度14.050115.05nmmmmmm圆整后，取封头的名义厚度16nmm封头记做EHA200016-16MnRJB/T474662.3、筒体和封头的结构设计由22iiDh，得200050044iiDmmhmm封头的容积：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1EHA和B.2EHA表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见表1和图1。表1封头尺寸表公称直径DNmm总深度Hmm内表面积A2m容积3m质量Kg20005254.49301.1257556.62024iVDLV封而充装系数为0.920VD20.94iLV封即2020221.12570.94L算得0L=6.36m.圆整后，取0L=6.4m