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精选第一章设计参数的选择1.1设计参数形式:卧式椭圆形封头储罐材料:16MnR设计压力:0.78MPa设计温度:60℃全容积:7.5m3介质名称:硫化剂介质特性:强氧化性,毒性,不易燃第二章容器强度的计算与校核2.1筒体与封头的厚度计算2.1.1筒体厚度由于该容器存储介质具有中毒毒性,熔点195℃,不易燃。所以该容器的焊缝采用双面全融透对接接头结构,对该储罐进行局部探伤,所以取焊缝系数0.85。根据长径比/2~6LD最为合适,取/4LD,则4LD。则:222224244324iiiiiDDVDLVDD封头所以:337.5130112iiiDDDmm查钢板卷焊筒体,规定用筒体内径作为公称直径系列尺寸表,圆整为1300iDmm。查JBT4737-95椭圆形封头表1得在封头厚度在6mm时的3=0.3208mV封,总深度350Hmm,代入原式反算:7.51.6920.320851704LLmm则:精选/5.167/1.33.97iLD在区间2~6之间,符合要求。计算厚度0.7813003.51821700.850.782citcPDmmP钢板或钢管厚度负偏差1C应按相应钢材标准名义厚度的规定选取。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,可取1=0mmC。由于GB6654《压力容器用钢板》规定压力容器专用钢板厚度的厚度负偏差不大于0.25mm,因此使用该标准中钢板厚度超过5mm,可取1=0mmC。根据腐蚀速率直接选取2C:材料属于单面腐蚀取2=2mmC。则:筒体设计厚度23.51825.518dCmm筒体名义厚度1=+5.51806ndCmm2.1.2封头厚度选用标准椭圆形封头,其形状系数12162iiDKh,封头采用钢板整体冲压而成,焊接接头系数取1.0,故封头计算壁厚:10.7813002.99217010.50.7820.5citckPDmmP取22hCmm,则封头设计厚度22.9924.99dCmm同上取10hCmm,则封头名义厚度14.9904.99hndCmm考虑常用钢板的规格和材料采购和焊接上的方便,可取封头壁厚与筒体厚度相同6hnmm2.1.3液压试验应力校核试验压力1701.251.250.780.975170TctPPMPa(或由用户输入)精选故0.90310.5sTMPa而0.9751300620158.922620TieTePDMPaTT,液压试验应力校核合格。2.2鞍座选型和结构确定2.2.1鞍座选型卧式容器优先考虑双支座,标准鞍座材料为Q235-A·F,垫片材料一般应与卧式容器圆筒材料相同。储罐总质量12342mmmmm1m----筒体质量:22124inimLDD3227.85105.171.3121.34999.09kg2m----单个封头质量:查表得289.15mkg3m-----充气质量:水气,水压试验充满水,故取水则337.5107500mVkg4m----附件质量:估计人孔质量150Kg,其他接管总和为300kg,4450mkg综上所述,999.09289.1575004509127.39mkg9127.399.8189539.70GmgN则每个鞍座承受约44769.85N的重力由此据表JB/T4712.1-2007表2得相应参数:公称直径DN允许载荷QkN鞍座高度h底板腹板筋板13001552001l1b123l2b3b39401701082151402006精选垫板螺栓配置鞍座质量增加100mm高度增加的质量kg弧长4b4e间距2l74915203508707802.2.2鞍座位置根据根据JB/T4712-2005中规定:应尽量使支座中心到封头切线的距离0.5aAR(aR为圆筒的平均半径,2naiRR),当无法满足0.5aAR时,A值不宜大于0.2L。已知:5170Lmm,查JBT4737-95知25hmm当0.2AL时,0.251701034A当0.5aAR时,0.5()326.52niARmm取326.5Amm,圆整为325Amm增加100mm高度增加的质量为9Kg。精选2.3封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定2.3.1封头由前边各项数据已定,由JB/T4737-95,选用1300616DNMnR。2.3.2法兰选用带颈对焊钢制管法兰,按GB20595-2009标准,都是FM(凹面),凹凸面安装时易于对中,且能有效地防止垫片被挤出压紧面,使用于6.4PNMPa的容器法兰和管法兰。选用尺寸见表1。精选符号公称直径连接尺寸标准连接面形式钢管外径1A法兰外径D螺栓孔中心圆直径K14a202520PNDN凹面251057512e802580PNDN凹面89200160d50025500PNDN凹面530715650,,,fgh12m502550PNDN凹面57165125,jk802580PNDN凹面89200160螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺纹Th法兰厚度NSRH质量/kg14a144M1218402.34401012e188M16241053.285850d3320M3023457811129070.7,,,fgh12m164M1618752.964830,jk188M16241053.2858502.4紧固件的选用根据紧固件HG/T20592~20635-2009密封面形式为凸面。垫片的选择:垫片是螺栓法兰连接的核心,决定密封性能,选用非石棉纤维橡胶,尺寸见表4。公称直径DN垫片内径1D垫片外径2D垫片厚度T包边宽度b2027611.5350611071.5380891421.53500530624332.5材料的选择筒体、封头、人孔、鞍座为Q345R,接管选用10号钢。精选2.6计算数据钢制卧式容器计算单位计算条件设计压力P0.78MPa设计温度T60℃筒体材料名称16MnR(热轧)封头材料名称16MnR(热轧)封头形式椭圆形筒体内径Di1300mm筒体长度L5170mm筒体长度L05120mm筒体名义厚度δn6mm筒体实际厚度δe4mm筒体焊接接头系数φ0.85封头形状系数k1封头焊接接头系数φ1.00封头名义厚度δhn6mm封头设计厚度δhe4mm支座垫板名义厚度δrn8mm厚度附加量C10mm腐蚀欲量C22mm鞍座材料名称Q235-AF鞍座包角θ120°支座形心至封头切线距离A325mm鞍座高度H350mm地震烈度低于7精选第三章容器及附件强度校核3.1卧式容器的应力校核3.1.1圆筒轴向弯矩鞍座支反力44769.852mgFN,300ihHhmm,圆筒中间截面上的轴向弯矩:精选22212144413aiiRhFLALMhLL22220.6530.300144769.855.17040.325.17040.345.170135.17040.735KNm鞍座平面上的轴向弯矩:222121413aiiRhALALMFAhL220.320.6530.315.17020.325.17044769.850.32140.30135.1700.5KNm3.1.2圆筒轴向应力计算及校核3.1.2.1圆筒中间横截面上,由压力及轴向弯矩引起的轴向应力最高点处:3112200.65340.753107.60923.1420.0043.140.6530.004caeaePRMMPaR最低点处:6312220.78100.65340.7531071.27723.1420.0043.140.6530.004caeaePRMMPaR3.1.2.2鞍座平面上,由压力及轴向弯矩引起的轴向应力由于0.5aAR,则圆筒在鞍座平面上被封头加强,轴向应力3位于横截面最高点,系数12,KK由JB/T4731-2005《钢制卧式容器》表7-1由鞍座选用120°包角轻型带垫板得:精选121.00,1.00KK则鞍座横截面最高点处轴向应力:63232210.78100.6530.51063.76123.1420.0043.1410.6530.004caeaePRMMPaKR鞍座横截面最高点处轴向应力:32422200.6530.5100.093323.1420.0043.1410.6530.004caeaePRMMPakR3.1.2.3圆筒轴向应力校核0.0940.0940.000578125ieAR,根据圆筒材料查GB150表6-3~6-10得78.7BMPamin(,)136.507ttacB因为23,170tMPa且14,136.507tacMPa故合格3.1.3圆筒切向剪应力计算及校核3.1.3.1圆筒切向应力校核0.5aAR带来的加强作用,由过程设备设计表5-2查得在包角为120时,340880,0.401KK筒体中最大剪应力30.88044769.8515.0836534aeKFMPaR而0.80.8170136tMPa故切向剪应力校核合格。3.1.3.2封头切应力校核40.40144769.856.8736534haeKFMPaR精选由内压引起的拉伸应力:10.781300126.75224ciheKPDMPa[]1.251.25170126.7585.75thhhMPa,合格。3.1.4支座封面处圆筒周向应力计算与校核3.1.4.1鞍座处横截面的最低点处周向应力对于有加强圈圆筒采用垫板时(垫板起加强作用)552ereKkFb当容器焊在支座上时,取0.1k,56,KK由JB/T4731-2005表7-3查得:560.76,0.013KK则5520.10.7644769.852.02548140ereKkFMPab3.1.4.2鞍座角边处的周向应力采用垫板,(垫板起加强作用)51707.9178653aLR时66222221244769.85120.01344769.856.6794()()4121405170(48)aereereKFRFMPabL3.1.4.3应力校核52.025170tMPa66.6791.25212.5tMPa故合格。精选3.1.5鞍座应力计算与校核3.1.5.1鞍座有效断面平均应力鞍座应承受的水平分力9sFKF,查JB/T4731-2005表7-5得90.204K0.20444769.859133.0494SFN鞍座有效断面平均应力:905.71ssFMPaHbsH——计算高度,鞍座实际高度和216.673aRmm中较小者,此处取200sHmm。0b——鞍座腹板厚度,08bmm。3.1.5.2鞍座有效断面应力校核t——鞍座材料Q235-AF的许用应力113tMPa925.7175.3333tMPa,合格。3.1.5.3腹板与筋板组合截面应力计算及校核圆筒中心线至基础表面距离46532006859V
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