过程设备强度软件SW6使用培训课件

过程设备强度软件SW6-1998操作简单介绍SW6操作探讨和交流目录•第一部分卧式设备的计算•第二部分立式设备的计算SW6操作探讨和交流第一部分SW6卧式设备的操作•1.1软件编制依据•1.2适用范围•1.3内压计算•1.3.1主体设计参数输入•1.3.2筒体数据输入•1.3.3封头数据输入•1.3.4设备法兰数据输入•1.3.5鞍座数据输入•1.3.6接管开口补强输入•1.4外压计算SW6操作探讨和交流•1.1编制依据•主要是以容规、GB150、JB/T4731-2005和HG/T20580以及HG/T20582•1.2适用范围•内压为0.1~100MPa，或真空度为：-0.02～-0.1MPa；•筒体内径≥150mm；•设计温度为-269℃~900℃•1.3内压计算•1.3.1主体设计参数输入如果为指定试验压力可以不输入；如果液压试验能满足就选用液压试验，如果容器结构没法进行液压试验时，焊缝系数必须有1.0。SW6操作探讨和交流1.3.2筒体数据输入1）液柱压力计算为:液柱压力=0.01*ρ*H;ρ为介质与水的比重，H为液位高度；当液柱压力小于设计压力的5%时，可以不考虑液柱压力。2）壳体长度为实际的壳体长度，不含封头直边。3)钢板负偏差不用指定为0；4）材料根据项目具体情况选用，尽量不选用在设计温度区域材料使用变化较大的材料。比如设计温度≥200℃尽量不选用Q245R和Q345R。SW6操作探讨和交流1.3.3封头数据输入中、低压压力容器的封头形式宜优先使用标准椭圆形封头，必要时可以选用碟形封头、锥形封头或半球形封头，标准封头可按《压力容器封头GB/T25198-2010和《钢制压力容器用封头》JB/T4746-2002。1.3.3.1椭圆形封头的输入1)标准椭圆形封头标准GB/T25198和JB/T4746的范围均为：159mm≤DN≤6000mm,如封头超过此范围需要跟业主和封头制造厂商定相应的制造检验尺寸。2）腐蚀裕量=封头减薄率+腐蚀裕量；159mm≤DN≤6000mm，6mm≤δn≤60mm的标准椭圆形封头的减薄率参照GB/T25198-2010附录表J.1或JB/T4746-2002附录表A.1，如超出此范围需要和封头制造厂商定。SW6操作探讨和交流•1.3.3.2半球形封头的输入•腐蚀裕量=封头减薄率+腐蚀裕量；封头的减薄率以前我们是按照名义厚度的15%。SW6操作探讨和交流1.3.3.3平盖的类型选择平面法兰选12、突面法兰选用13，凹凸面和榫槽面法兰选用14。平盖上有法兰接管时，同一截面上开孔之和的最大之和就根据实际开口计算，只是螺栓孔无需输入。SW6操作探讨和交流螺栓垫片结构参数1、低压无毒介质选用平面密封形式；有中度危害介质、中低压容器和中高压容器法兰密封面选用突面或凹凸面密封面形式；极度危害高度、中高压容器和中度危害介质、超高压容器选用榫槽面密封面形式。2、垫片的材料选用根据介质和压力而定。缠绕垫片选用的碳钢或不锈钢内外环、填充物为石棉橡胶。SW6操作探讨和交流1.3.3.4蝶形封头的输入蝶形封头的球面直径不大于封头内直径，一般情况下取0.9倍的封头的内直径，过渡圆转角半径不小于封头内直径的10%，且不小于封头厚度的三倍。当球面半径与过渡转角半径比值≤5.5时，其有效厚度不小于封头内直径的0.15%，其他蝶形封头的有效厚度不小于封头内直径的0.3%。当确定封头厚度已考虑因内压下弹性失稳问题时，可不受此限制。（见GB150.3-2011的第5章第4节）SW6操作探讨和交流1.3.3.5锥形封头的输入锥形封头的半顶角不大于600；半顶角≤300时，大小端都允许没有折边；300≤半顶角≤450时，大端应有折边，小端可以没折边；450≤半顶角≤600时，大小端都应有折边；600≤半顶角，按平盖设计。大端折边过渡半径不小于大端内径的10%，且不小于3倍的封头厚度；小端折边过渡半径不小于小端内径的5%，且不小于3倍的封头厚度。SW6操作探讨和交流SW6操作探讨和交流1.3.4设备法兰的输入1、因为软件只考虑承受流体静柱压力及垫片的压紧力，对于气包因风载等因素附加弯矩和轴向拉伸载荷时，需要设计者在对话框里输入。2、如无特殊工况，选用JB/T4700的法兰免予计算。SW6操作探讨和交流1.3.4.1标准法兰结构数据对话框1、法兰材料根据介质和压力选用，最好选用锻件。法兰的材料应该与壳体有良好的焊接性能，物理性能和化学性能应与筒体材料相同或相近。SW6操作探讨和交流1.3.4.2标准法兰螺栓与垫片结构参数表1、如采用非金属垫片和金属包裹垫时，垫片与密封面接触的内外径为垫片的内外径，如选用缠绕垫时，垫片与密封面接触的内外径是充填物部分的内外径，即内环的外直径和外环的内直径；查JB/T4704、JB/T4705和JB/T4706。2、垫片的材料根据介质选择，300mm≤DN≤3000mm的非金属垫和金属包裹垫应分别按JB/T4704和JB/T4706选用，300mm≤设备内径DN≤2000mm的金属缠绕垫应按JB/T4705选用。SW6操作探讨和交流图1、非金属垫片简图SW6操作探讨和交流图2、金属包裹垫片简图图3、金属缠绕垫片简图1.3.4.3选用JB/T4700标准法兰注意事项：1、当法兰、螺栓、垫片都是选用的JB/T4700～4707标准法兰时，可免计算。JB/T4700适用的范围是0～6.4MPa,-70～450℃碳素钢和低合金钢钢制压力容器法兰。JB/T4701工作温度为：-20～300℃，JB/T4702工作温度为：-20～350℃，JB/T4703的工作温度为：-70～450℃。有衬环的法兰的工作温度根据具体情况而定。详见JB/T4700。2、带颈法兰应采用热轧或锻件机加工而成，加工后的法兰的轴线须与原热轧或锻件轴线平行。3、采用钢板制造法兰，应符合下列要求：a)钢板应超声检测，无分层缺陷；b)应沿钢板轧制方向切割出板条，经弯制，并使钢板的表面成为环的侧面；c)圆环的对接接头应采用全焊透结构；d)圆环的对接接头经焊后热处理并100%RT-II合格或UT-I合格；4、碳素钢或低合金钢钢制法兰有任何一情况必须正火热处理:a)法兰面断面厚度大于50mm（法兰环的厚度）;b)锻制法兰；5、所有焊制法兰必须焊后热处理6、螺栓的公称直径应不小于M12，M48以上的螺栓应细牙螺纹。螺柱的硬度应比螺母高20～30HB。SW6操作探讨和交流1.3.4.4非标准整体法兰结构数据输入1、假如设计者自行设计的法兰出现校核不合格时，应根据以下情况进行调整：a)当法兰的轴向应力σH（或）1.5[σ]tf,颈锥的厚度δ1为影响σH的敏感因素,调整该尺寸会得到很显著的效果；b)法兰的径向应力σR（或）0.5[σ]tf,法兰的厚度δf为影响σR的敏感因素,调整该尺寸会得到很显著的效果；c)法兰的轴向应力σT（或）0.5[σ]tf,颈锥的厚度δ1为影响的σT敏感因素,调整该尺寸会得到很显著的效果。SW6操作探讨和交流1.3.4.5非标准法兰螺栓及垫片结构参数输入1、密封面的形式根据设计压力和介质类别选择，压力低（设计压力P≤2.5MPa）无毒性的介质选用平面，压力高或介质有毒性的介质最好选用凹凸面和榫槽面。我们以往经验，4.0MPa≤P≤10.0MPa选用凹凸面，P10.0MPa选用榫槽面。2、如采用非金属垫片垫片和金属包裹垫时，垫片与密封面接触的内外径为垫片的内外径，如选用缠绕垫时，垫片与密封面接触的内外径是充填物部分的内外径，即内环的外直径和外环的内直径；3、螺栓的数量为4的倍数，注意螺栓数量和直径的要合理；4、螺栓材料可以参照JB/T4700和JB/T4707。SW6操作探讨和交流1.3.5鞍座数据输入1、支座中心到最近封头切线的距离A≤0.5Ra,当无法满足A≤0.5Ra,A≤0.2L，Ra=Ri+1/2δn。2、设备配置如果有附属设备，即水包或气包，请选择有附属设备。3、充装系数是液位体积与设备容积的比值。4、保温材料、保温厚度根据项目规定选择，地震烈度如果项目有规定按项目要求，如无规定，国内陆地项目可以参考SH3048-1999《石油化工钢制设备抗震设计规范》。SW6操作探讨和交流附属设备(气包)的输入1、地震作用力的高度h指的是附属设备的重心高度。2、附属设备的内径、名义厚度、腐蚀裕度、筒体高度、附属设备总高度、附属设备内件及附件重量按实际参数输入。3.附属设备的开口补强、压力计算都需要另外计算和校核。SW6操作探讨和交流鞍座数据输入：1、两鞍座的间距L=L1-2A；L1为筒体长度，A为鞍座中心线到封头切线的距离。2、鞍座高度h为设备筒体最低点到鞍座地板下表面的距离；3、按JB/T4712.1设计时，轻型和BI重型鞍座包角为1200，BII重型鞍座包角为1500。4、鞍座的宽度应为a≥8(Ra)1/2；当采用JB/T4712的鞍座时，a=δ2+b3,其中δ2腹板的厚度，b3为筋板大端的宽度。5、如果垫片起加强作用，垫板的宽度W(b4)≥a+1.56*(Ra*δn)1/2,Ra=Ri+1/2δn;Ri为筒体内径；SW6操作探讨和交流腹板和筋板数据输入：腹板的长度指的是实际腹板长度方向的长度；筋板的数量是指实际的筋板数量；如果选用的JB/T4712.1时，筋板的长度就是小端长度；如果腹板在鞍座中心时，筋板长度指的是筋板小端长度+腹板的厚度SW6操作探讨和交流鞍座的校核：1.当支座中心到最近封头切线的距离A≤0.5Ra时,封头对筒体有加强作用，在鞍座承受的M2弯矩时，抗弯截面为整个圆截面，而当A0.5Ra时,抗弯截面减少为2⊿=θ+β/3,从而使δ3，δ4增大，对应L/D较大的长卧式容器，取A≤0.5Ra时可能使M1增大，这时调整A满足0.5Ra≤A≤0.2L先使δ1，δ2合格。2.根据0.5Ra≤A≤0.2L，A越大，剪切力越小；A≤0.5Ra时，剪切力跟A无关系。3.δ5，δ6与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比；4.δ7，δ8与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比；5.δ7，δ8与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比；6.δ9与鞍座高度和腹板的厚度乘积成反比。SW6操作探讨和交流1.3.6开孔补强输入1.开孔的范围如下见GB150.3第6.1章节1）等面积法适用开孔范围a)当圆筒内径Di≤1500mm时,开孔直径dop≤0.5Di，且dop≤520mm；当圆筒内径Di1500mm时,开孔直径dop≤Di/3，且dop≤1000mm；b)凸形封头或球壳封头最大开孔直径dop≤0.5Di；c)锥形封头最大开孔直径dop≤Di/3;Di为开孔处的锥体内直径；d)当开孔是椭圆形孔，开孔的长轴与短轴比不大于2，对椭圆形开孔，最大开孔直径dop为长轴的长度。2）分析法的适用范围d≤0.9D且max[0.5,d/D]≤δet/δe≤2;2.各标准的钢管的使用范围和要求见GB150.1第5章和表6SW6操作探讨和交流3.不另行补强的最大开孔直径(全部满足)a)设计压力P≤2.5MPa;b)接管直径Φ≤89mm;c)开孔未开在A、B类焊缝；d)钢材的标准抗拉强度Rm≥540MPa,接管与壳体连接的采用全焊透结构；e)接管直径d=25，32,38mm，接管厚度≥3.5mm；接管直径d=45,48mm，接管厚度≥4.0mm，接管直径d=57，65mm，接管厚度≥5.0mm；接管直径d=75，89mm，接管厚度≥6.0mm（注意接管腐蚀裕度为1mm，如果腐蚀裕度变化，接管厚度相应变化。）f)两相邻开孔的中心距离不小于两接管的直径的之和的2倍，三个或三个以上的开孔，任意两孔的中心距离不小于两接管的直径的之和的2.5倍（对于曲面间距以弧线计算）。4.补强圈补强的使用范围a)壳体和补强圈钢材的标准抗拉强度下限值σb≤540MPa;SW6操作探讨和交流b)补强圈厚度≤1.5倍的壳体名义厚度δn；c)壳体的名义厚度δn≤38mm;5.整体补强使用范围a)容器设计压力P≥4MPa;b)容器设计温度大于350℃；c)盛装极度、高