【正文】 由于在學(xué)習(xí)壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于課本基礎(chǔ)知識(shí)和三維設(shè)計(jì)作圖掌握的并不牢固，而且在缺少電腦的情況下，使得我的設(shè)計(jì)進(jìn)行的異常緩慢。接管，人孔，凸緣，補(bǔ)強(qiáng)圈等于殼體連接的接頭，均屬Ｄ類(lèi)焊接接頭，但已規(guī)定為A，B類(lèi)的焊接接頭除外。 (2) 坡口形式 為了保證全熔透和焊接質(zhì)量，減少焊接變形，施焊前，一般需將焊件連接處預(yù)先加工成各種形式，稱(chēng)為焊接坡口。 2） 角接接頭和T型接頭 系兩個(gè)相互連接零件在接頭處的中間相互垂直或相交成某一角度進(jìn)行焊接的接頭。（2） 計(jì)算設(shè)備的最大質(zhì)量水壓試驗(yàn)時(shí)，水的質(zhì)量：由三維圖形顯示，設(shè)備的最大質(zhì)量=故設(shè)備的最大質(zhì)量（3）鞍座的選擇每個(gè)鞍座承重查表224可選用A型鞍座，包角帶墊板，四塊筋板，其允許載荷=275kN，可以使用。因此DN≦900mm的設(shè)備鞍座只有重型。支座的型式由容器和設(shè)備的型式而定，分為立式設(shè)備支座、臥式設(shè)備支座和球形容器支座。如物料進(jìn)、出口管、測(cè)量和控制點(diǎn)接管，視鏡、液面計(jì)孔、人孔、手孔等。當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定壓力值時(shí)，輔助閥先開(kāi)啟，介質(zhì)沿著導(dǎo)管進(jìn)入主安全閥，并將主安全閥打開(kāi)，使增高的介質(zhì)壓力降低。安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。2）驗(yàn)證初選法蘭的適用性根據(jù)以上選定法蘭公稱(chēng)壓力和公稱(chēng)直徑，查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可知初選的長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。整體法蘭分為：鑄造法蘭、對(duì)焊法蘭、平焊法蘭、活套法蘭。密封比壓力主要決定于墊片的材質(zhì)。由于法蘭連接有較好的強(qiáng)度和緊密性，適用的尺寸范圍寬，在設(shè)備和管道上都能應(yīng)用，所以應(yīng)用最普遍。對(duì)小端，任何情況下加強(qiáng)段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度，錐殼加強(qiáng)段長(zhǎng)度應(yīng)不小于，圓筒加強(qiáng)段長(zhǎng)度應(yīng)不小于。如圖24。封頭的結(jié)構(gòu)形式是應(yīng)工藝過(guò)程、承載能力、制造技術(shù)方面的要求而形成的。（1） 雙面焊的對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭100%無(wú)損探傷，φ=；局部無(wú)損探傷，φ=（2） 單面焊的對(duì)接接頭，沿焊接接頭根部全長(zhǎng)具有緊貼基本金屬的墊板100%無(wú)損探傷，φ=；局部無(wú)損探傷，φ=（3） 無(wú)法進(jìn)行探傷的單面焊環(huán)向?qū)雍缚p，無(wú)墊板φ=（1）以?xún)?nèi)壓容器計(jì)算試驗(yàn)爐的壁厚1）求計(jì)算厚度首先假設(shè)筒體的厚度在6~16mm之間，查《鋼制壓力容器》GB1501998得設(shè)計(jì)溫度40～50℃時(shí)，Q345R鋼的許用應(yīng)力為=189MPa，且=，=1600mm，φ=，則：2）求設(shè)計(jì)厚度3）求名義厚度查表21得鋼板的厚度負(fù)偏差，則，將向上圓整，取=6mm。為保證螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)的密封性，必須嚴(yán)格控制螺栓的彈性變形。因?yàn)閷?duì)韌性材料制作的容器，按彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，容器總體部位的最大應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)低于材料的屈服點(diǎn)，故許用應(yīng)力應(yīng)以屈服點(diǎn)為基準(zhǔn)。（3）計(jì)算壓力計(jì)算壓力是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件最危險(xiǎn)截面厚度的壓力，其中包括液注靜壓力，當(dāng)靜壓力值小于5%的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可略去靜壓力。16Mn是老國(guó)標(biāo)牌號(hào)，現(xiàn)在將其歸入了低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，現(xiàn)在的牌號(hào)稱(chēng)為Q345，但是Q345鋼是老牌號(hào)的12MnV、14MnNb、18Nb、16MnRE、16Mn等多個(gè)鋼種的替代，而并非僅替代16Mn鋼一種材料。 （2）壓力容器用鋼材除了要滿(mǎn)足強(qiáng)度要求外，也應(yīng)具有良好的韌性。內(nèi)壓容器：容器內(nèi)的壓力大于外界壓力的容器。壓力容器的使用范圍廣、數(shù)量多、工作條件復(fù)雜，發(fā)生事故的危害性程度各不相同。最常用的密封裝置是螺栓法蘭連接，即在一對(duì)法蘭間放置密封元件，通過(guò)擰緊螺栓使密封元件壓緊而保證密封。圓筒形壓力容器的組成部件：（1） 筒體筒體的作用是提供工藝過(guò)程所需的承壓空間，是壓力容器最主要的受壓元件之一，其內(nèi)徑和容積往往需要工藝計(jì)算確定。這些設(shè)備雖然作用不同，大小形狀各異，內(nèi)部構(gòu)件的形勢(shì)也千差萬(wàn)別，但它們都有一個(gè)外殼，稱(chēng)之為容器。分布，與鎖緊圈及罐體外壁組焊。計(jì)算部分主要是對(duì)筒體、封頭、管板和管板與換熱管連接進(jìn)行了校核，并且對(duì)筒體和封頭進(jìn)行了水壓試驗(yàn)和強(qiáng)度校核。 摘 要壓力容器是承受一定介質(zhì)壓力并與外界隔離的密閉容器，它是石油化工工業(yè)的通用設(shè)備，在過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。其廣泛用于化工、醫(yī)藥企業(yè)中。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 學(xué) 院： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 化 機(jī) 1032 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2013年 6 月1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（論文）題目： 試驗(yàn)爐的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 至 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 遼寧石油化工大學(xué) 設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一試驗(yàn)爐，包括：壓力容器的介紹，材料的選取，封頭的介紹及選取、法蘭的類(lèi)型、支座的選取、水壓試驗(yàn)等。進(jìn)行物理和化學(xué)過(guò)程的設(shè)備成為化工設(shè)備，如通常用來(lái)儲(chǔ)存無(wú)聊的存儲(chǔ)設(shè)備；用于化工生產(chǎn)中換熱過(guò)程的換熱設(shè)備；用于傳質(zhì)過(guò)程的塔設(shè)備及用于生物化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)設(shè)備等。在目前大中小型化工及石油化工裝置中，無(wú)論是進(jìn)行儲(chǔ)存、換熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)，都離不開(kāi)壓力容器。關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì) 校核 試驗(yàn)爐目錄設(shè)計(jì)任務(wù) 1第1章 壓力容器的介紹 3 3 3 5 6第2章 試驗(yàn)爐的設(shè)計(jì) 8 8 8 9 9 10 11 12 14 14 19 19 19 23 24 24 25 試驗(yàn)爐支座的選取 26 26 28 水壓試驗(yàn)校核 30 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30總結(jié) 33謝詞 34參考文獻(xiàn) 35設(shè)計(jì)任務(wù) （1）設(shè)計(jì)參數(shù)試驗(yàn)爐公稱(chēng)直徑：1600mm容器類(lèi)別：Ｉ類(lèi) 工作壓力：～ MPa設(shè)計(jì)壓力： 工作溫度：40～50℃設(shè)計(jì)溫度：40～50℃ 物料名稱(chēng)：六氟化硫氣體腐蝕裕度：1 mm 焊縫系數(shù)：主要受壓元件材質(zhì)：Q345R，16MnⅡ 全容積： m3公稱(chēng)容積： m3 安全閥開(kāi)啟壓力： MPa水壓試驗(yàn)壓力： MPa 致密性試驗(yàn)壓力： MPa （試驗(yàn)介質(zhì)空氣）焊縫探傷要求：A、B類(lèi) 探傷標(biāo)準(zhǔn)：JB47302005（射線(xiàn)檢測(cè)） 探傷長(zhǎng)度：相應(yīng)焊縫≥20% 合格級(jí)別：Ⅲ符號(hào)公稱(chēng)尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱(chēng)aDN50(參照HG2059297 )槽面安全閥口bDN15M20螺紋壓力表口cDN20M20槽面?zhèn)溆每赿13DN20槽面充放氣口1 （2）要求1）焊接接頭形式及尺寸，按HG205381998中規(guī)定。汽缸縮進(jìn)時(shí)，鎖緊圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，爐門(mén)鎖緊。容器是化工生產(chǎn)所用各種設(shè)備外部殼體的總稱(chēng)、所以容器也是化工設(shè)備的基本組成部分。圓筒筒體和球形筒體是工程中最常用的筒體結(jié)構(gòu)。（4） 開(kāi)孔和接管由于工藝過(guò)程的要求和檢修需要，在壓力容器的筒體和封頭上開(kāi)設(shè)有不同尺寸的安裝孔和工藝接管，如圖1—1所示的人孔、物料進(jìn)出口結(jié)以及安裝壓力表、液位計(jì)、安全閥和各類(lèi)檢測(cè)儀表的接管等。因此壓力容器的分類(lèi)有很多種，一般是按照壓力、壁厚、形狀或者在生產(chǎn)中的作用等進(jìn)行分類(lèi)。低壓容器（L)：≤p；中壓容器（M）：≤p；高壓容器（H）：≤p；超高壓容器（U）：p≥。 （3）從容器的制造方面看，大多數(shù)壓力容器是用冷卷、熱沖壓成型工藝和焊接連接的，因此，要求材料應(yīng)具有良好的塑性，冷熱加工性能和焊接性能。以下列出常用鋼材的性能特征：表11 力學(xué)性能和牌號(hào)交貨狀態(tài)鋼板厚度mm拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度RmN/mm2屈服強(qiáng)度aReLN/mm2伸長(zhǎng)度A, %溫度℃V型沖擊功Akv , J180176。由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和以上條件可得，試驗(yàn)爐設(shè)計(jì)溫度是指容器在正常工作情況下，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度，主要用于確定受壓元件的材料選用、強(qiáng)度計(jì)算中材料的力學(xué)性能和許用應(yīng)力，以及熱應(yīng)力計(jì)算時(shí)涉及到的材料物理性能參數(shù)。目前在壓力容器設(shè)計(jì)中，不少規(guī)范同時(shí)用抗拉強(qiáng)度作為計(jì)算許用應(yīng)力的基準(zhǔn)，其目的是為能在一定程度上防止斷裂失效。一般情況下，螺栓材料的許用應(yīng)力取值比其他受壓元件材料低；同時(shí)為防止小直徑螺栓在安裝時(shí)斷裂，小直徑螺栓的許用應(yīng)力也比大直徑的低。4）檢驗(yàn)=6mm，沒(méi)有變化，故取名義厚度6mm是合理的。（1） 半球形封頭半球形封頭是半個(gè)球殼，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力分析，所需壁厚是同樣直徑的圓筒的二分之一。圖24 碟形封頭（4） 球冠型封頭為了進(jìn)一步降低凸形封頭的高度，將碟形封頭的過(guò)渡圓弧和直邊部分去掉，將球面部分直接焊接到圓柱殼體上，構(gòu)成了球冠型封頭，如圖25所示。由于設(shè)計(jì)要求，需選擇球冠形封頭作為試驗(yàn)爐的封頭類(lèi)型。但法蘭連接時(shí)，不能很快地裝配與拆卸，制造成本較高。顯然，當(dāng)墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證應(yīng)有的比壓力，墊片所需的預(yù)緊力就越大，從而螺栓和法蘭的尺寸也要求越大，所以法蘭連接