壓力容器設(shè)計(jì)說明書(已修改)
2025-08-15 09:40 本頁面
【正文】 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì)題目： 液氨儲罐設(shè)計(jì) 院系： 化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 班級： 姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期：2010年12月25日20 / 25 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目： 液氨儲罐設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)： 試設(shè)計(jì)一液氨儲罐，完成主體設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和附屬設(shè)備的選型設(shè)計(jì)。包括筒體、封頭、零部件的材料的選擇及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；罐的制造施工及焊接形式等；設(shè)計(jì)計(jì)算及相關(guān)校核；各設(shè)計(jì)的參考標(biāo)準(zhǔn)；附CAD圖。已知工藝參數(shù)如下：最高使用溫度：T=50℃；公稱直徑：DN=3000㎜；筒體長度（不含封頭）：Lo=5900㎜。任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2010年11月19日完成截止時(shí)間：2010年12月30日目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書1 前言 12 設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu) 2 工藝參數(shù)的設(shè)定 2 設(shè)計(jì)壓力 2 筒體的選材及結(jié)構(gòu) 2 封頭的結(jié)構(gòu)及選材 23 設(shè)計(jì)計(jì)算 4 筒體壁厚計(jì)算 4 封頭壁厚計(jì)算 4 壓力試驗(yàn) 54 附件的選擇 6 人孔的選擇 6 人孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 7 進(jìn)出料接管的選擇 9 液面計(jì)的設(shè)計(jì) 10 安全閥的選擇 10 排污管的選擇 10 鞍座的選擇 11 鞍座結(jié)構(gòu)和材料的選取 11 容器載荷計(jì)算 12 鞍座選取標(biāo)準(zhǔn) 12 鞍座強(qiáng)度校核 135 容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 14 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 14 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 14 管法蘭與接管的焊接接頭 14 接管與殼體的焊接接頭 146 筒體和封頭的校核計(jì)算 16 筒體軸向應(yīng)力校核 16 由彎矩引起的軸向應(yīng)力 16 由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 17 軸向應(yīng)力組合與校核 17 筒體和封頭切向應(yīng)力校核 187 總結(jié) 19參考文獻(xiàn) 201 前言本設(shè)計(jì)是針對《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》這門課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對這門課程的一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它是一種無色液體。氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛。分子式NH3，，℃，℃，℃，(℃)。蒸汽與空氣混合物爆炸極限16～25%(最易引燃濃度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃時(shí),在無水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是許多元素和化合物的良好溶劑。水溶液呈堿性。液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品,橡膠和涂層。遇熱、明火,難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性較低。 但氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸,如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在,則危險(xiǎn)性更高。設(shè)計(jì)基本思路：本設(shè)計(jì)綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結(jié)合給定的工藝參數(shù)，機(jī)械按容器的選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)順序，分別對儲罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補(bǔ)強(qiáng)、接管、管法蘭、液位計(jì)、鞍座、焊接形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2 設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu) 工藝參數(shù)的設(shè)定 設(shè)計(jì)壓力 根據(jù)《化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊》查得50℃，可以判斷設(shè)計(jì)的容器為儲存內(nèi)壓壓力容器，按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設(shè)施的壓力容器，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不低于液化氣50℃時(shí)的飽和蒸汽壓力， MPa，屬于中壓容器。而且查得當(dāng)容器上裝有安全閥時(shí)，～； MPa的壓力合適。屬于中壓容器[5]。設(shè)計(jì)溫度為50攝氏度，在20～200℃條件下工作屬于常溫容器。 筒體的選材及結(jié)構(gòu)根據(jù)液氨的物性選擇罐體材料，㎜/年以下，且又屬于中壓儲罐，可以考慮20R和16MnR這兩種鋼材。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用20R類的低碳鋼板， 16MnR鋼板的價(jià)格雖比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量設(shè)備的計(jì)價(jià)，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭材料。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號為GB66541996。筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圓筒形。因?yàn)樽鳛槿萜髦黧w的圓柱形筒體，制造容易，安裝內(nèi)件方便，而且承壓能力較好，這類容器應(yīng)用最廣[1，5]。 封頭的結(jié)構(gòu)及選材 封頭有多種形式，半球形封頭就單位容積的表面積來說為最小，需要的厚度是同樣直徑圓筒的二分之一，從受力來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點(diǎn)是深度大，直徑小時(shí)，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但對于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與厚度相等的筒體連接時(shí)，可以達(dá)到與筒體等強(qiáng)度。它吸取了蝶形封頭深度淺的
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