【正文】 92 ㎏ 設計壓力 根據(jù)《化學化工物性數(shù)據(jù)手冊》查得 50℃蒸汽壓為 ，可以判斷設計的容器為儲存內壓壓力容器，按《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設施的壓力容器，其設計壓力應不低于液化氣 50℃時的飽和蒸汽壓力，而且查得當容器上裝有安全閥時，取 ～ 倍的工作壓力作為設計壓力；所以 aMPP ????? ）（工作設 ， Mpa ?? 屬于中壓容器 [5]。所以在此選擇 Q345R 鋼板作為制造筒體和封頭材料。 封頭的結構及選材 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構形式，但缺點是深度大，直徑小時，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大。 第三章 設計計算 筒體尺寸的計算 LDi24??? 取 L/Dn=4 算出 Di = 查標準并圓整取 Dn=2800mm，查標準 JB/T47462021《鋼制壓力容器用封頭》中表 EHA 橢圓形封頭內表面積、容積，如下表 1 表 ： EHA 橢圓形封頭內表面積、容積 公稱直徑 Dn /mm 總深度 H /mm 內表面積 A/ 2m 容積 V封 / 3m 2800 740 封VLDV n 24 239。在板厚為 16～ 36mm 時取許用應力為 185Mpa。 有效厚度 ????e? mm 封頭尺寸的計算 標準橢圓形封頭 a:b=2:1 由 ? ? 22 iDHh??，得 mmDHh i 40428007404 ????? 封頭厚度計算公式 ： ][2 ??? ct ic pDp??? ????? 可見封頭厚度近似等于筒體厚度，所以圓整后取δ =20mm，有效厚度 ?? 查標準JB/T47462021《鋼制壓力容器用封頭》得 20mm 標準橢圓封頭質量為 。如有滲漏，修補后重新試驗。 人孔類型：從是否承壓來看有常壓人孔和承壓人孔。 容器上開設人孔規(guī)定當 Di1000 時至少設一個人孔，壓力容器上的開孔最好是圓形的，人孔公稱直徑最小尺寸為φ 400 ㎜。在一般用途、條件不苛刻的 條件下，可采用補強圈補強形式。補強材料采用 Q345R。 內壓容器開孔后所需的補強面積 ? ?ret fd ??? 12A ??? 式中 開孔直徑： ?????? Cd i ； 2 強度削弱系數(shù)： ][][f ??? ttnr ?? 殼體開孔處的計算厚度 ?? 接管有效厚度： mmCntet ????? ?? 則 3 3 ???????? ）（A 有效補強范圍 殼體開孔后，在有效補強范圍內，可作為補強的截面積（包括來自殼體、接管、焊縫金屬、補強元件）根據(jù) GB/150 式 87 得 有效寬度： mmdB ???? mmdB ntn ????????? ?? B=Max( 21BB )= 有效高度：根據(jù) GB/150 式 88 10 mmdh nt 1 139。 所需另行補強的面積為： 24 4 4 8 8 3 3 2 mmAAA e ????? 補強圈的設計 為檢驗焊縫的緊密型，補強圈上鉆 M10 的螺孔一個，以通入壓縮空氣檢驗焊縫質量。 計算補強圈厚度： mmDD A ic 4 ?????? 查標準補強圈厚度取 16 ㎜，由 JB/T47362021 查得補強圈質量為 。 兩相鄰開孔中心的距離應不小于兩孔直徑之和的 2 倍。排污管一端焊接在筒 體下方，另一端用螺紋帽密封，制造便宜，操作方便。 鋼結構連接用螺栓性能等級分 、 、 、 、 、 、 、 、 等10 余個等級，其中 級及以上螺栓材質為低碳合金鋼或中碳鋼并經(jīng)熱 處理 （淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。因此根據(jù)工藝要求正確地選用儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。 由本設計壓力和溫度要求查《化工工藝設計手冊》 HG20606 選用石棉橡膠墊片，其使用范圍 PN≤ Mpa,t≤ 290℃ ,密封形式為 RF（突面）。它們都是外購的標準件，只需要選用。置于支座上的臥式容器，其情況和梁相似，有材料力學分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應力與支點的數(shù)目和位置有關。通常的做法是將一個支座上的地腳螺栓孔做成長圓形，并且螺母不上緊，使其成為活動支座，而另一支座仍為固定支座。 鞍座位置的確定 雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡化為受均布載荷的外伸梁，由材料力學知，當外伸長度 A= 時，跨度中央的彎矩與支座截面處的彎矩絕對值相等，所以一般近似取 .2L0A? ,其中 L 取兩封頭切線間距離， A 為鞍座中心線至封頭切線間距離。,筒體長度加上封頭的直邊長度為 ,則 19 ??? nDL?1m = (12+) 7850= 封頭的質量 2m :根據(jù)封頭的名義厚度查得 2:1 標準橢圓形封頭理論質量為 ㎏。 由公稱直徑查《壓力容器與化工設備實用手冊》得具體尺寸如下表： 表 鞍座標準尺寸表 公稱直徑 DN 2800 腹板 2? 10 墊板 4b 430 允許載荷 Q/kN 295 筋板 3l 295 4? 10 鞍座高度 h 250 2b 260 e 80 底板 1l 1280 3b 260 螺栓間距 2l 1120 1b 220 3? 8 螺孔 /孔長 /螺紋 D/l 24/40 M20 1? 12 墊板 弧長 2100 鞍座質量 Kg 162 20 第五章 容器焊縫標準 壓力容器焊接結構設計要求 焊縫分散原則；避免焊縫多條相交原則；對稱質心布置原則；避開應力復雜區(qū)或應力峰值去原則；對接鋼板的等厚連接原則；接頭設計的開敞性原則；焊接坡口的設計原則（焊縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn)生缺陷；焊縫坡口對稱；有利于焊接防護；焊工操作方便；復合鋼板的坡口應有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率）。平行長度任取。選擇 HG205831998 標準中代號為 G2 的接頭形式，基本尺寸為 ???? 550? ；??b ； ??p ； tk ?31? ，且 6?k ，它適用于 254～?s? ， st ?? 21? ，因為所選接管的厚度都為殼體厚度的一半，殼體的厚度為 24mm，所以符合要求。 +5176。 b1 =2+, 2b ＝ 5177。 23 第六章 校核計算（ 用 SW6 軟件） 封頭的校核 內壓橢圓封頭校核 計算單位 壓力容器專用計算軟件 計算條件 橢圓封頭簡圖 計算壓力 Pc MPa 設計溫度 t ? C 內徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 Q345R(熱軋 ) (板材 ) 設計溫度許用應力 ???t MPa 試驗溫度許用應力 ??? MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭 系數(shù) ? 厚度及重量計算 形狀系數(shù) K = 16 2 2 2???? ???????????Dhii = 計算厚度 ? = KPD Pc it c2 0 5[ ] .? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓 力 計 算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 0 5[ ] .? ???t ei eKD? = MPa 結論 合格 24 筒體的校核 內壓圓筒校核 計算單位 壓力容器專用計算軟件 計算條件 筒體簡圖 計算壓力 Pc MPa 設計溫度 t ? C 內徑 Di mm 材料 Q345R(熱軋 ) ( 板材 ) 試驗溫度許用應力 ??? MPa 設計溫度許用應力 ???t MPa 試驗溫度下屈服點 ?s MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計算 計算厚度 ? = PD Pc it c2[ ]? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 名義厚度 ?n = mm 重量 Kg 壓力試驗時應力校核 壓力試驗類型 液壓試驗 試驗壓力值 PT = [][]??t = (或由用戶輸入 ) MPa 壓力試驗允許 通過 的應力水平 ???T ???T? ?s = MPa 試驗壓力下 圓筒的應力 ?T = p DT i ee.( ).??? ?2 = MPa 校核條件 ?T? ???T 校核結果 合格 壓力及應力計算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2? ? ??e ti e[ ]( )D? = MPa 設計溫度下計算應力 ?t = P Dc i ee( )???2 = MPa ???t? MPa 校核條件 ???t? ≥ ?t 結論 合格 25 接管的校核 開孔補強計算 計算單位 壓力容器專用計算軟件 接 管 : A1, φ 76 14 計 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補 強 法 , 單 孔 設 計 條 件 簡 圖 計算壓力 pc MPa 設計溫度 50 ℃ 殼體型式 圓形筒體 殼體材料 名稱及類型 Q345R(熱軋 ) 板材 殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ 殼體內直徑 Di 21800 mm 殼體開孔處名義厚度δ n 20 mm 殼體厚度負偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應力 [σ ]t 185 MPa 接管實際外伸長度 200 mm 接管實際內伸長度 10 mm 接管材料 20(GB9948) 接管焊接接頭系數(shù) 名稱及類型 管材 接管腐蝕裕量 2 mm 補強圈材料名稱 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補強圈外徑 mm 補 強圈厚度 mm 接管厚度負偏差 C1t mm 補強圈厚度負偏差 C1r mm 接管材料許用應力 [σ ]t MPa 補強圈許用應力 [σ ]t MPa 開 孔 補 強 計 算 殼體計算厚度δ mm 接管計算厚度δ t mm 補強圈強度削弱系數(shù) frr 0 接管材料強度削弱系數(shù) fr 開孔直徑 d mm 補強區(qū)有效寬度 B mm 接管有效外伸長度 h1 mm 接管有效內伸長度 h2 8 mm 開孔削弱所需的補強面積 A mm2 殼體多余金屬面積 A1 212 mm2 接管多余金屬面積 A2 mm2 補強區(qū)內的焊縫面積 A3 36 mm2 A1+A2+A3= mm2 ，大于 A，不需另加補強。 27 開孔補強計算 計算單位 壓力容器專用計算軟件 接 管 : A3, φ 57 12 計 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補 強 法 , 單 孔 設 計 條 件 簡 圖 計算壓力 pc MPa 設計溫度 50 ℃ 殼體型 式 圓形筒體 殼體材料 名稱及類型 Q345R(熱軋 ) 板材 殼體開孔處焊接接頭系數(shù)