【正文】 62021 得補強圈外徑 8400 ?D ,內徑 ? ?12~6D 0 ?? di 則取 490 ㎜。 開孔直徑 1 1)(2)1225 3 0()(2 21 ????????? CCdd i mm2800?iD ，在筒體上開孔 mmDd i 93 3328 003 ??? ，可用等面積進行開孔補強計算。 補強圈補強是使用最為廣泛的結構形式，它具有結構簡單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點。 人孔的結構：既有承受壓力的筒節(jié)、端蓋、法蘭、密封墊片、緊固件等受壓元件，也有安置與啟閉端蓋所需要的軸、銷、耳、把手等非受壓件。 所以設計厚度為： ??????? CCn ?? ㎜ 圓整后取名義厚度 20 ㎜。封頭取與筒體相同材料。如果純粹從技術角度看，建議選用 Q245R 類的低碳鋼板， Q345R 鋼板的價格雖比 20R 貴，但在制造費用方面，同等重量設備的計價， Q345R 鋼板為比較經濟。遇熱、明火，難以點燃而危險性極低，但氨和空氣混合物達到上述濃度范圍遇火和燃燒或爆炸，如有油類或其它可燃物存在則危險性極高 。 3．設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書 (論文 )、圖紙、實物樣品 等〕： 1）設計說明書： 主要內容包括：封面 、 設計任務書 、 目錄 、 設計方案的分析和擬定 、 各部分結構尺寸的設計計算和確定 、 設計總結 、 參考文獻等 ； 2）總裝配圖 設計圖紙應遵循國家機械制圖標準和化工設備圖樣技術要求有關規(guī)定，圖面布置要合理，結構表達要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內容要詳盡，圖紙采用計算機繪制。 掌握電算設計計算，要求設計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準確、可靠，且正確掌握計算機操作和專業(yè)軟件的使用。蒸 汽 與空氣混合 物爆炸極限為 16~25%（最易引燃濃度為 17%） 氨在 20℃ 水中溶解度 34%,25℃ 時 ,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。νρ = 65 1000=3292 ㎏ 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]。 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。在板厚為 16～ 36mm 時取許用應力為 185Mpa。如有滲漏，修補后重新試驗。 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 ㎜。補強材料采用 Q345R。 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。 兩相鄰開孔中心的距離應不小于兩孔直徑之和的 2 倍。 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熱 處理 （淬火、回火），通稱為高強度螺栓，其余通稱為普通螺栓。 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）。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，梁彎曲產生的應力與支點的數(shù)目和位置有關。 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。 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）。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。 b1 =2+, 2b ＝ 5177。 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)φ 殼體內直徑 Di 2800 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 40 mm 補強區(qū)有效寬度 B 96 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 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。 31 開孔補強計算 計算單位 壓力容器專用計算軟件 接 管 : A7, φ 25 6 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 2800 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 150 mm 接管實際內伸長度 0 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 0 mm 開孔削弱所需的補強面積 A mm2 殼體多余金屬面積 A1 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。這次課設是對這門課程的一個總結，對化工機械知識的應用。 36 參考文獻 [1] 國家質量技術監(jiān)督局， GB1501998《鋼制壓力容器》，中國標準出版社， 1998 [2] 國家質量技術監(jiān)督局，《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，中國勞動社會保障出版社，1999 [3] 全國化工設備設計技術中心站，《化工設備圖樣技術要求》， 2021， 11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過程設備設計》，化學工業(yè)出版社， 2021 [5] 黃振仁、魏新利，《過程裝備成套技術設計指南》，化學工業(yè)出版社， 2021 [6] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院，《化工工藝設計手冊》，化學工業(yè)出版社， 1996 [7] 蔡紀寧主編，《化工設備機械基礎課程設計指導書》，化學工業(yè)出版社， 2021 年 。校核合格之后才能確定所選設備型符合要求。 32 開孔補強計算 計算單位 壓力容器專用計算軟件 接 管 : A8, 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)φ 殼體內直徑 Di 2800 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 150 mm 接管實際內伸長度 0 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 40 mm 補強區(qū)有效寬度 B