【正文】 (5) 熱穩(wěn)定性好。所謂低溫容器，各國(guó)規(guī)定的界限不大相同，例如美國(guó)為173。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)備的制造材料不僅要求有一定的機(jī)械性能和工藝性能，而且還要求有耐蝕（不銹）性能。第7頁(yè)（共41頁(yè)）結(jié)束語(yǔ)由于容器使用的工作環(huán)境為深冷溫度，隨著溫度降低，鋼材由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，易發(fā)生低溫脆裂，決定材料需有好的塑性、高韌性和焊接加工性能好，所以低溫韌性是低溫容器選材的重要指標(biāo)；其工作介質(zhì)是液氨確定材料要有高的抗蝕性能。16MnDR、15MnNiDR和09MnNiDR三種鋼板是工作在20℃及更低溫度的壓力容器專(zhuān)用鋼板，即低溫壓力容器用鋼，D表示低溫用鋼。0Cr18Ni9在固溶態(tài)具有良好的塑性、韌性、冷加工性，在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性亦佳。取鋼板負(fù)偏差C1=㎜，腐蝕裕量C2=1㎜板厚，mm在下列溫度（℃）下的許用應(yīng)力，MPa201001502002503003506~1618118118016715314013016~3617417415715714313012036~6017017016015013712311760~10016716715714713312011316MnDR鋼板的許用應(yīng)力由公式可計(jì)算出筒體的厚度代入數(shù)據(jù)有： 圓整后取筒體的有效厚度（2）水壓實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度校核 規(guī)定的實(shí)驗(yàn)壓力水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力 16MnDR鋼制容器在常溫水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力 因﹤，筒體厚度滿(mǎn)足水壓實(shí)驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求。有時(shí)為了焊接方便，也可以與筒體等厚。內(nèi)容器的尺寸：Di=1400㎜，筒體長(zhǎng)為6300㎜，筒體厚度150㎜，封頭為球形封厚度72㎜。對(duì)于無(wú)安全控制裝置的真空容器可查得設(shè)計(jì)壓力P＝簡(jiǎn)體外徑 ＝2400十216=2432mm簡(jiǎn)體計(jì)算厚度 mm 簡(jiǎn)體計(jì)算長(zhǎng)度 L=7000+2200+230=7460mm 簡(jiǎn)體的臨界長(zhǎng)度= =2432故簡(jiǎn)體屬短圓筒,由于外容器所用的材料為16MnR，在設(shè)計(jì)溫度下材料的E=，取m=，則外容器的許用壓力為[P]= =[P] ＞P，即容器厚度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)壓力計(jì)算凸形封頭失穩(wěn)時(shí)的臨界壓力可按下式計(jì)算： 半球形封頭的外半徑； 半球形封頭的有效厚度； E 設(shè)計(jì)溫度下材料的彈性模量； 泊松比，取=.對(duì)于橢圓形封頭，應(yīng)取橢圓形封頭的平均曲率半徑，其值可按表查得。4開(kāi)孔接管和開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)在壓力容器設(shè)計(jì)中，為滿(mǎn)足工藝操作，容器制造、安裝、檢驗(yàn)及維修等要求．開(kāi)孔是不可避免的。又由于材質(zhì)和制造缺陷等各種因素的綜合作用，開(kāi)孔接管附近就成為壓力容器的破壞源——主要疲勞破壞和脆性裂口。對(duì)不同的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)角處均可采用圓滑過(guò)渡，以減少應(yīng)力集中程度。同內(nèi)壓容器筒體厚度計(jì)算方法相同，考慮腐蝕及厚度負(fù)偏差，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用壁厚為11 mm的無(wú)縫鋼管，則鋼管內(nèi)徑為80 mm。兩相鄰開(kāi)孔中心的間距（對(duì)面曲間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；接管公稱(chēng)外徑小與或等于89mm；接管最小壁厚滿(mǎn)足表四要求。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是將補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與接管連接處，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體金屬之間不能完全貼合，傳熱效果差，在中溫以上使用時(shí)，兩者存在熱膨脹差，因而設(shè)補(bǔ)強(qiáng)局部區(qū)域產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；另外，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體采用塔接連接，難以與殼體形成整體，所以抗疲勞性能差。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少。但鍛件供應(yīng)困難，制造成本較高。帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)由上式可得：（2） 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效寬度B按下式計(jì)算，取兩者中較大值：式中 殼體開(kāi)孔處的名義厚度，mm； 接管名義厚度，mm。5附件設(shè)計(jì)考慮到生產(chǎn)工藝上的要求和制造、運(yùn)輸和安裝檢修時(shí)的需要，化工設(shè)備和管道、零部件間常采用可拆卸的法蘭聯(lián)接方式，石油化工中法蘭的用量是相當(dāng)大的。當(dāng)設(shè)備或管道工作時(shí)， 法蘭聯(lián)接示意圖介質(zhì)內(nèi)壓有將法蘭分開(kāi)，并降低密封面與墊片問(wèn)壓緊力的趨勢(shì)。 由合適材料制作的墊片，在適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力作用下，既能產(chǎn)生必需的變形，而又不致被壓壞或擠出；工作時(shí)，法蘭密封面被拉大距離后，墊片的材料又應(yīng)具有足夠的回彈能力，以繼續(xù)保持良好的密封性能。還有—種組合式墊片，在非金屆材料外包以金屬薄片，以改善其強(qiáng)度和耐熱性；或?qū)⒈′搸c石棉帶一起繞制而成纏繞式墊片，其耐熱性和彈性都較好，應(yīng)用廣泛。另外預(yù)緊力應(yīng)盡可能均勻的作用帶墊片上。合適的墊片材料要求墊片在適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力作用下既能產(chǎn)生必須的彈性變形，又不致被壓壞或擠出；工作時(shí)法蘭密封面的距離被拉大，墊片材料又應(yīng)具有足夠的回彈能力，使墊片表面與法蘭表面能緊密接觸，以繼續(xù)保持良好的密封性能；選用墊片材料時(shí)還應(yīng)考慮工作介質(zhì)和工作溫度。但無(wú)原則地提高法蘭剛度，將使法蘭變得笨重，造價(jià)提高。HG 2059220635 1997《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》包括國(guó)際通用的歐洲和美洲兩大體系，它是與國(guó)際接軌的鋼制管法蘭、墊片緊固件標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)母親啊使用的大部分管材是公制管，屬于歐洲體系。公稱(chēng)通徑DN連接尺寸密封面法蘭厚度C法蘭頸部直徑兩法蘭間距近似值螺栓法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔徑L數(shù)量n螺栓規(guī)格Th槽號(hào)dminPEFRmax803058M33R321333100355428M39R381654 所選型號(hào)管法蘭各參數(shù)由于法蘭與低溫氨氣接觸，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB 4727選用16MnD鍛鋼。按標(biāo)準(zhǔn)GB ： 八角形金屬環(huán)墊型式圖查得PN=：公稱(chēng)通徑環(huán)號(hào)節(jié)徑P環(huán)寬A環(huán)高H環(huán)的平均寬度C環(huán)的理論重量kg80R32100R38PN=法蘭聯(lián)接密封是靠螺栓壓緊墊片來(lái)實(shí)現(xiàn)的，螺栓載荷不僅應(yīng)保證預(yù)緊時(shí)的初始密封條件，并應(yīng)在操作時(shí)，使墊片保持較高的工作密封比壓。b=；當(dāng)b時(shí)，b=； y 預(yù)緊密封比壓。 =b、操作時(shí)，螺栓拉力等于由內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向力P與墊片工作時(shí)的反力G之和。壓力容器的超壓泄放裝置中除爆破片裝置外，還有安全閥，它與安全閥相比，有如下的特點(diǎn)。通?；瘜W(xué)反應(yīng)失控會(huì)產(chǎn)生較快的升壓速度，故此時(shí)容器上的安全裝置應(yīng)采用爆破片裝置。安全裝置的動(dòng)作與介質(zhì)的狀態(tài)無(wú)關(guān)對(duì)于有少量固體結(jié)晶或粘性液體粘在爆破片上面不會(huì)影響爆破片的爆破壓力，如果這些介質(zhì)粘在安全閥的閥瓣—閥座的密封面上，則有可能?chē)?yán)重影響其開(kāi)啟能力。爆破片的類(lèi)型選擇選擇普通正拱型爆破片，如圖所示 爆破片和夾持器的結(jié)構(gòu)型式 夾持器結(jié)構(gòu)型式 夾持器的作用是將爆破片的周邊按設(shè)計(jì)要求正確地夾緊在配置位置上，使爆破片能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的爆破壓力。夾持器和爆破片間的密封是靠法蘭螺栓壓緊的，在法蘭密封面上仍覆上墊片，形成法蘭夾持器螺栓墊片密封系統(tǒng)。由于夾套層也為超低溫環(huán)境，為保證安全，夾套也應(yīng)選用奧氏體不銹鋼16MnDR鋼，夾套厚度計(jì)算也與內(nèi)容器筒體厚度計(jì)算方法相同，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和計(jì)算公式得出夾套厚度為14 mm。由裙座設(shè)計(jì)中，拉桿承受最大拉力或壓力為在做水壓試驗(yàn)時(shí)，在做水壓試驗(yàn)時(shí)內(nèi)容器總重量為M= 45518 KG，由于內(nèi)容器由上下各3根拉桿支撐，拉桿與容器軸線成45176。6支撐裙座設(shè)計(jì) 裙座為塔設(shè)備最常見(jiàn)的支承結(jié)構(gòu)，裙座結(jié)構(gòu)有兩種型式，一般為圓筒形，還有一種為圓錐形。 圓筒形裙座由于裙座不與介質(zhì)直接接觸，也不承受容器內(nèi)的介質(zhì)壓力，因此可不受壓力容器用材所限制，可以選用較經(jīng)濟(jì)的非受壓元件碳素鋼材料，但由于裙座對(duì)整個(gè)容器而言是個(gè)至關(guān)重要的元件，支撐整個(gè)容器，如它的破壞直接影響容器的正常適用，并且裙座所耗費(fèi)材料對(duì)整個(gè)容器而言不多，提高它的用材要求，在經(jīng)濟(jì)上不會(huì)造成太多的費(fèi)用。由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由于塔體高度較小(﹤10 m)可不考慮風(fēng)載荷對(duì)塔體的影響。 裙座是通過(guò)基礎(chǔ)環(huán)將設(shè)備重量和風(fēng)裁荷（這里不考慮風(fēng)載荷）傳遞到混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)環(huán)的設(shè)計(jì)應(yīng)包括下述幾方面。 無(wú)筋板的基礎(chǔ)環(huán) b的懸臂梁來(lái)校核基礎(chǔ)環(huán)板的厚度。裙座與外容器的連接采用焊接，焊接接頭可采用對(duì)接形式和搭接形式。而且內(nèi)壁是容器承壓而嚴(yán)密不漏的關(guān)鍵部位,內(nèi)壁一旦破損，容器也即失效。據(jù)上所述, 合理的、理想的高壓容器在工作壓力作用下的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)是內(nèi)壁或內(nèi)筒環(huán)向和軸向不受或少受拉伸應(yīng)力, 做到“ 低應(yīng)力內(nèi)筒” , 甚至內(nèi)筒只起密封作用, 而外壁或外層環(huán)向和軸向的應(yīng)力卻起主要的承壓作用且能基本均勻一致?；瘜W(xué)成分影響C元素：C對(duì)焊縫金屬的韌性有強(qiáng)烈的損害怍用，所以盡可能使它們的含量降至最低。P能顯著降低鋼的韌性，尤其是低溫韌性。晶粒度：在同等條件下，晶粒度直接影響到焊接接頭的沖擊韌性，晶粒越細(xì)，晶界的總面積也就越大，強(qiáng)度、沖擊功也就相對(duì)較高。為縮短在高溫時(shí)的停留時(shí)間，在工藝上應(yīng)采用小的熱輸入量，即采用小規(guī)范，小線能量焊接。然而在厚壁容器焊接過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)拘束度很大，自身組織應(yīng)力也比較大，很容易產(chǎn)生熱裂紋和再熱裂紋。通常使用堿性焊材，一方面可以降低焊縫金屬的含氫量，另一方面堿性焊材通常要比鈦型藥皮能更好的阻止N侵入，還可以獲得低氧、低夾雜物的密度，凈化焊縫金屬。這里我們選擇308型主要是用于封頭拼縫和簡(jiǎn)體縱縫，由于部件尺寸較小，我們通過(guò)焊后固溶處理來(lái)保證焊縫的性能。 mm及4 mm規(guī)范較小的焊條，并使用專(zhuān)用不銹鋼絲刷，焊接過(guò)程避免產(chǎn)生鐵、碳和其它雜質(zhì)的污染。C以下再焊次層。 [J]. 新疆機(jī)械工程學(xué)會(huì)論文, 2006.[5] 朱國(guó)輝，黃載生，、強(qiáng)度與安全特性分析 [J]. 浙江大學(xué)化機(jī)教研室.[6] 陳志平,朱國(guó)輝. 液氫高壓容器的傳熱分析和蒸發(fā)率計(jì)算[J]. 低溫工程, 2001年第6期.[7] [P].1993年6月2日.[8] 李曉清，劉志穎，[P]. 2005年第22卷第7期.[9] [J]. 森林工程，2008你年第18卷第5期.[10] 劉衛(wèi)平,周嵐, [J]. 化工裝備技術(shù)，2005年第3期.[11] 段瑞. 低溫壓力容器支座材料選用[J]. 石油化工設(shè)備, 2001年第30卷第6期[12] 董振龍. 低溫容器設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題 [J].壓力容器，1990年第7卷第8期.[13] 任鳳儀，韓玉祥，陶本艷. 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Rudolph 第 41頁(yè) 共 41頁(yè)。 結(jié)束語(yǔ)隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，經(jīng)過(guò)三個(gè)多月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也終于完成了。需要注意的是，在坡口加工過(guò)程中，應(yīng)盡量避免坡口加工面產(chǎn)生加工硬化，這將導(dǎo)致奧氏體組織向馬氏體組織轉(zhuǎn)變，給后來(lái)的焊接工作埋下隱患。選定的焊材除機(jī)械性能和化學(xué)成份要求滿(mǎn)足GBT983和ASME II卷C篇標(biāo)準(zhǔn)之外，考慮到容器在制造過(guò)程其它因素的影響會(huì)使沖擊性能下降而影響產(chǎn)品質(zhì)量，我們還要求焊材的性能，特別是沖擊韌性要有一定的富余量。C時(shí)，使用3l6型焊材時(shí)保證焊縫鐵素體含量FN≤5％時(shí)允許只對(duì)196176。 焊接方法和焊材選擇當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于196176。熔合線處的焊縫金屬是從熔融的母材晶粒上開(kāi)始生長(zhǎng)的，因此母材原始晶粒越細(xì)，最終獲得的焊縫晶粒也越細(xì)。C～850176。Mn元素：Mn在高溫情況下對(duì)奧氏體的轉(zhuǎn)變影響不大，但在低溫狀況下則能阻止奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變。較低的含碳量，即使在焊接過(guò)程中形成Cr的碳化物而產(chǎn)生貧Cr，也不足產(chǎn)生晶間腐蝕。 對(duì)高壓