【正文】 補強圈面積 A4 3007 mm2 A(A1+A2+A3) 2400 mm2 結論 : 合格 開孔補強計算 計算單位 太原理工大學 接 管 : N2, φ1084 計算方法 : 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 板材 殼體開孔處焊接接頭系數(shù) φ 1 殼體內直徑 Di 1800 mm 太原理工大學課程設計 32 殼體開孔處名義厚度 δn 12 mm 殼體厚度負偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 mm 殼體材料許用應力 [σ]t 189 MPa 接管軸線與筒體表面法線的夾角 (176。 ? ? = 10306 kg 耐熱層質量 m5? 0 kg 太原理工大學課程設計 25 總質量 工作時 , ??????? 54321 2 mmmmmm 12298 壓力試驗時 , ???????? 5 4321 2 mmmmmm kg 單位長度載荷 q mgL h? ? ?43 i ???? ?qm gL h43 i N/mm 支座反力 ?? ?F mg12 ????? gmF 21 ? ?F F F? ? ?? ?m ax , N 筒 體 彎 矩 計 算 圓筒中間處截 面上的彎矩 工作時 ? ???????????????????LALhLhRLFM 4341/214 i22i2a1= +07 壓力試驗 ? ???????????????????LALhLhRLFMT4341/214 i22i2a1= +07 N Pc=P 設 = 容器 的筒體和封頭厚度設計 筒體厚度設計 太原理工大學課程設計 18 內壓容器的計算厚度由中徑公式確定 δ= 2[ ]tPcDiPc??? 式中 [σ]t— 材料許用應力， 假定罐體厚度范圍為 δ=6～ 16mm,查表可得 [ σ]t=189MPa Pc — 計算壓力 ， Pc =P= ，忽略液柱的靜壓力 Di — 罐體內直徑， Di =1800mm Φ— 焊接接頭系數(shù) Φ=1（因為筒體為單面對接接頭形式相當于單面對接焊的全焊透對接接頭， 采用 100％無損檢測，故取 Φ=） 綜上得計算厚度 δ=(1800)／ (2189)= 取腐蝕余量 C2= 得設計厚度 δd=δ+C2=+= 對于 Q345R，取鋼板負偏差 C1=, 因而可取名義厚度 δn=12mm(滿足 6～ 16mm),故取 δn=12mm。177。 表 2— 9 焊條的選用 焊接 母材 焊條型號 焊條牌號示例 Q345R 與 Q345R E5015 J507 Q345R 與 16MnR E5015 J507 Q235A 與 Q235A E4303 J422 16Mn與 Q235A E4315 J427 筒體和封頭的焊接： δ=6~20 α=60~70 b=0~2 p=2 ~3 采用 Y 型對接接頭和手工電弧焊 太原理工大學課程設計 16 圖 210 Y型坡口 接管與筒體的焊接 ： β1 =50176。 （ 1）回轉殼體的焊接結構設計 回轉殼體的拼接接頭必須采用對接接頭。通常取尺寸 A≤，否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應力過大。 現(xiàn)行的人孔手孔標準為 HG/T21514～ 21535— 2020《鋼制人孔和手孔》。 太原理工大學課程設計 9 圖 凹凸面型墊片 接管法蘭緊固件設計 根據(jù)密封所需壓緊力大小計算螺栓載荷，選擇合適的螺柱材料。管法蘭按 HG/T20592— 2020《鋼制管法蘭》標準進行設計，設計內容如下： ① 根據(jù)設計壓力、操作溫度和法蘭材料決定法蘭的公稱壓力 PN。 壓力容器殼體通常采用鋼板經過成形焊接而成的，法蘭視具體情況可采用鋼板或鍛件，螺栓和螺柱應采用鋼棒，接管一般應采用無縫鋼管，支座所用材料涉及鋼板、型鋼及鋼管（視具體結構 而定）。 結構設計 設計條件 表 2— 1 結構設計條件表 項目 內容 備注 工作介質 液化石油氣 原油熱裂解產物 工作壓力 MPa 由介質溫度確定 設計壓力 MPa 設計壓力的 倍 工作溫度 ℃ ﹣ 20～ 50 設計溫度 ℃ 50 公稱容積 （ Vg） m3 10 計算容積 （ V 計 ） m3 工作容積 （ V 工 ） m3 10 裝量系數(shù) ? 介質密度 （ ρt） t/m3 材質 Q345R 保溫要求 無 其他要求 無 太原理工大學課程設計 3 表 2— 2 管口表 公稱規(guī)格 連接法蘭標準 密封面 用途或名稱 PN25 DN20 HG/T 209522020 FM 液位計口 PN25 DN500 HG/T 215182020 MFM 人孔 G3/4” HG/T 209522020 FM 溫度計接管 M2015 HG/T 209522020 FM 壓力計接管 PN25 DN100 HG/T 209522020 FM 安全閥接管 PN25 DN50 HG/T 209522020 FM 排空管 PN25 DN50 HG/T 209522020 FM 排污管 PN25 DN50 HG/T 209522020 FM 氣相平衡管 PN25 DN50 HG/T 209522020 FM 氣相管 PN25 DN50 HG/T 209522020 FM 出液管 PN25 DN50 HG/T 209522020 FM 進液管 PN25 DN20 HG/T 209522020 FM 連通管排污口 結構設計 化工設備的結構設計包括設備承壓殼（一般為筒體和封頭）及其零部件設計。通常可取最高工作壓力的 ～ 倍。液化石油氣 貯罐 ,不論是臥式還是球罐都屬第三類壓力容器。 本文主要討論臥式圓筒形液化石油氣貯罐的設計。 獨立完成。 二、 原始數(shù)據(jù)： 設計條件表 序號 項目 數(shù)值 備注 1 名稱 液化石油氣儲罐 儲罐 2 用途 液化石油氣儲配 站 3 最高工作壓力 MPa 介質由 溫度確定 4 工作溫度 OC 20~50 5 公稱容積 M3 10 6 工作壓力波動情況 可不考慮 7 裝量系數(shù) 8 工作介質 液 化石油氣 （ 易燃 ） 9 使用地點 太原市，室內 課程設計主要內容： 設備工藝設計 設備結構設計 設備強度設計 技術條件編制 繪制設備總裝配圖 編制設計說明書 學生應交出的設計文件（論文） 設計說明書一份 總裝配圖一張（折合 A1 圖紙一張） 太原理工大學課程設計 II 摘要 液化石油氣貯罐是盛裝液化石油氣的常用設備 ,由于該氣體具有易燃易爆的特點 ,因此在設計這種貯罐時 ,要注意與一般氣體貯罐的不同點 ,尤其是安全與防火 ,還要注意在制造、安裝等方面的特點。液化石油氣呈液態(tài)時的特點。貯罐主要有筒體、封頭、人孔、支座以及各種接管組成。 表 1— 1 液化石油氣飽和蒸汽壓及飽和液密度 溫度 ℃ ﹣ 15 10 30 50 飽和蒸汽壓MPa(絕壓） 液化石油氣 丙烷 飽和液密度 Kg/m3 液化石油氣 571 543 512 485 該儲罐用于液化石油氣儲配站，因此屬于常溫壓力存儲。設備零部件包括支座﹑接管和法蘭、人孔和手孔、視鏡等。常見用壓力容器用碳素鋼和低合金鋼板有 Q245R、 Q345R、 Q370R 等；無縫鋼管常用材料有 16Mn等。公稱壓力應比設計壓力稍高，該儲罐設計壓力為 ,故選 PN 為 。計算螺栓直徑與個數(shù)，按螺紋和螺栓標準確定螺栓尺寸。該儲罐人孔選用回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔。 根據(jù) JB/T 47462020，當 DN≤2020mm時，直邊高度 h=25 mm，故 A≤（ L+2h） =（ 2475+3400+225） =880mm 此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故而封頭對于圓筒的抗彎剛度具有局部加強的作用。殼體上的所有縱向及環(huán)向接頭，凸太原理工大學課程設計 15 形接頭上的拼接接頭，及 A， B 類接頭，必須采用對接焊頭，不允許采用搭接焊。+5176。5176。 封頭厚度設計 標準橢圓封頭是經常采用的封頭形式，其計算公式由下式確定 δ=δ=2[ ] Pc??? 假設封頭厚度 δ=6～ 16mm,工作條件與筒體相同 可得計算厚度 δ=PCDI／ 2[σ]t =(1800)／ (2189 －)= 取腐蝕余量 C2= 得設計厚度 δd=δ+C2=+= 對于 Q345R，取鋼板負偏差 C1= 因而可取名義厚度 δn=12mm(滿足 δ=6～ 16mm)，故可取 δn=12mm。mm 支座處橫 截面彎矩 操作工況： ?????????????????????Lh ALhRLAAFM341 211i2i2a2 +06 壓力試驗工況： ??????????????????????Lh ALhRLAAFM T341 211i2i2a2 +06 N) 0 凸形 封頭上接管軸線與封頭軸線的夾角 (176。) 接管實際外伸長度 300 mm 接管連接型式 安放式接管 接管實際內伸長度 0 mm 接管材料 16Mn 接管焊接接頭系數(shù) 1 名稱及類型 管材 接管腐蝕裕量 mm 補強圈材料名稱 Q345R 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補強圈外徑 840 mm 補強圈厚度 10 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 181 MPa 補強圈許 用應力 [σ]t 189 MPa 開 孔 補 強 計 算 非圓形開孔長直徑 mm 開孔長徑與短徑之比 1 殼體計算厚度 δ mm 接管計算厚度 δt mm 補強圈強度削弱系數(shù) frr 1 接管材料強度削弱系數(shù) fr 開孔補強計算直徑 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 0 mm 開孔削弱所需的補強面積 A 4316 mm2 殼體多余金屬面積 A1 347 mm2 接管多余金屬面積 A2 1525 mm2 補強區(qū)內的焊縫面積 A3 45 mm2