【正文】 強法，即殼體截面因開孔被削弱的承載面積，必須由補強材料予以等面積的補償。一般人孔有兩個手柄。 根據(jù)鋼板厚度規(guī)格，圓整后取名義厚度 ? n，確定選用 8n mm? ? 的 Q235B 鋼板。 可參閱文獻 [1]116 頁。 有效厚度（ δ e）為名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材負偏差。 設(shè)計溫度 設(shè)計溫度也為壓力容器的設(shè)計載荷條件之一，它是指容器在正常情況下，設(shè)定元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。 4 3 設(shè)計計算 確定罐體的工藝尺寸 根據(jù)工藝要求，初頂油儲罐可設(shè)計罐身為圓筒形，兩端均用標準橢圓形封頭的臥式容器 [5]。 2. 編寫技術(shù)文件 1) 計算書 2) 設(shè)計說明書 內(nèi)容應(yīng)包含技術(shù)經(jīng)濟分析，并表明技術(shù)經(jīng)濟指標生產(chǎn)能力與消耗系數(shù)；材料消耗與生產(chǎn)；維護管理費用 3) 設(shè)計圖紙 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個容積為 。 設(shè)備的 選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標準，設(shè)計時可以直接選用符合設(shè)計條件的標準設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標準，則選擇合適的非標準設(shè)備。各項設(shè)計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標準或國家標準，這樣讓設(shè)計有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進行設(shè)計。設(shè)計數(shù)據(jù)表如表 11 所列： 表 11 設(shè)計數(shù)據(jù)表 序號 項目 數(shù)值 單位 備注 1 名稱 初頂回流油罐 2 用途 初頂油分離 3 工作壓力 MPa 4 工作溫度 40 ℃ 5 全容積 50 M179。根據(jù)《化工設(shè)備標準手冊》標準 GB 901988 中的表 1 壓力容器的公稱直徑，筒體的容積、面積及質(zhì)量查標準 GB 901988 表 1。當元件金屬溫度不低于 0℃時，設(shè)計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高溫度；當元件金屬溫度低于 0℃時，其值不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。 成形后厚度指制 造廠考慮加工減薄量并按鋼板厚度規(guī)格第二次向上圓整得到的坯板厚度，再減去實際加工減薄量后的厚度，也為出廠時容器的實際厚度。 影響焊接接頭系數(shù)大小的因素較多，但主要與焊接接頭形式和焊縫無損檢測的要求及長度比例有關(guān)。 可參閱文獻 [1]117 頁。選用時應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑、工作溫度以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。 當補強材料與被削弱殼體的材料相同時，則補強面積等于削弱的面積 [1] [7]。 表 42 不另行補強的接管最小厚度 單位：㎜ 接管公稱外徑 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 根據(jù)表 42,允許不另行補強的最大接管外徑為 ? 89 ㎜ 。因 B=1044 ㎜ 0D ,補強圈在有效補強范圍內(nèi)。 1）初頂油進料管 查設(shè)備設(shè)計 161 頁采用無縫鋼管 65 5 ㎜ (管壁加厚，具有補強作用 )。在中低壓容器中常用的有玻璃板液面計和玻璃管液面計。 測量精度壓力表的精度是以允許誤差占表盤刻度極限值的百分數(shù)來表示的。因此采用多支座不僅體現(xiàn)不出理論上的優(yōu)越論反而會造成容器受力不均勻程度的增加，給容器的運行安全帶來不利的影響。螺栓的作用有兩個：一是提供預(yù)緊力實現(xiàn)初始密封，并承擔內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向力；二是使螺栓法蘭連接變?yōu)榭刹疬B接。缺點是不能快速拆卸、制造成本較高。 0 0. 3 0. 9 9. 8 0. 7 10 00 0. 30 6 0. 31cP p gh M P a M P a?? ? ? ? ? ? ? ? ?, 由公式 31得： =? 取與筒體一致厚度，則 8n mm? ? 。平焊法蘭又分為甲型與乙型兩種。法蘭上由螺栓孔，以容納螺栓。圈座一般用于大直徑薄壁容器和真空操作的容器。額定蒸汽壓力小于 的鍋爐和低壓容器所用的壓力表 ，其精度不應(yīng)低于 20 級；額定蒸汽壓力大于 的鍋爐和中、高壓容器的壓力表，精度不應(yīng)低于 級。玻璃管液 面計適用工 19 作壓力小于 ，玻璃板液面計適用于 以上。 根據(jù)表 415 允許不另行補強的最大接管外徑為 ? 89 ㎜。 補強圈標記為：標準號 JB T 47362021 規(guī) 格 補強圈 DN 500? 6D 材 質(zhì) Q235B 接管選擇 [10][15] 一般輸用液體用無縫鋼管時按 GB 816387 用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼制造。 可參考文獻 [1]160 頁。 壓力容器接管補強結(jié)構(gòu)通常采用局部補強結(jié)構(gòu)，主要有補強圈補強、厚壁接管補強和整鍛件補強三種形式，如圖 41 所示。從人孔所用法蘭類型來看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭人孔和帶頸對焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介 質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。 ? ? ? ?? ? ? ?0 . 3 2 8 0 0 8 2 . 8 8 0 . 9 2 1 1 5 0 . 8 5 9 7 . 7 52 2 8 2 . 8 tc i etepD M P a M P a?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???(32)式中 e? —— 有效厚度 ， =enC??? ,㎜ ； n? —— 名義厚度，㎜； C—— 厚度附加量，㎜； t? —— 設(shè)計溫度下圓筒的計算應(yīng)力， MPa。 表 33 鋼制壓力容器的 焊接接頭系數(shù)值 焊接接頭形式 無損檢測比例 ?值 焊接接頭形式 無損檢測比例 ?值 雙面焊對接接頭和相當于雙面焊的全熔透對接接頭 100% 單面焊對接接頭（沿焊接根部全長又緊貼基本金屬的墊板） 100% 局部 局部 本設(shè)計的筒體及封頭焊接接頭采用雙面焊局部無損檢測，故取 ? =。詳見文獻 [1]115 頁圖 45。元件的金屬溫度可以通過傳熱計算或?qū)崪y得到，也可按內(nèi)部介質(zhì)的最高（最低）溫度確定，或在此基礎(chǔ)上增加（或減少）一定數(shù)值。 所以取筒體： 2800iD? ㎜ L=7200 ㎜。故選材料時，主要考慮的強度指標（指σ s和σ b）和塑性指標適合的材料 ，內(nèi)罐貯存中溫初頂油，可以考慮 Q24 Q235 這兩種鋼種。 。 本儲罐是石油工業(yè)中必不可少的分離容器，所以本設(shè)計過程的內(nèi)容包括容器的材質(zhì)的選取、容器筒體結(jié)構(gòu)和強度的設(shè)計，密封的設(shè)計、罐體及封頭的強度設(shè)計、確定支座，人孔及接管、開孔補強的情況以及焊接形式的設(shè)計與選取。通過計算，常會對結(jié)構(gòu)加以修改，使之更加合理。筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓筒形。當元件所承受的液柱靜壓力小于 5%設(shè)計壓力時，可忽略不計。 設(shè)計厚度（ δ d）系計算厚度與腐蝕裕量之和。為彌補焊縫對容器整體強度的削弱，在強度計算中需引入焊接接頭系數(shù)。 在《鋼制壓力容器》中，取 1 mm? ，平面腐裕量取 2 2C mm? 。 12 4 附件的選擇 人孔的選擇 壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。 41 回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔尺寸表 密封面形式 PN/MPa DN wds? d D 1D 1H 2H b 1b1b 2b A od 螺柱 螺母 螺柱 總質(zhì)量 ㎏ 數(shù)量 直徑?長度 突面（ RF型） 500 530?6 500 645 600 230 106 32 24 26 355 20 20 40 M20? 115 117 13 人孔補強的計算 由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管?？蓞⒖嘉墨I [1]160~164 頁。 有效高度 h： 外側(cè)有效高度 1h 按下式確定 1 5 2 3 .6 5 .2 5 6nthd ?? ? ? ? ㎜ (43) 1 230h ? ㎜ （實際外伸高度） 兩者取較小值，故 1 56h? ㎜ 內(nèi)側(cè)有效高 度 2h 按下式確定 2 5 2 3 .6 5 .2 5 6nthd ?? ? ? ? ? ㎜ (44) 2 106h ? ㎜ （實際內(nèi)伸高度） 兩者取較小值 2 56h ? ㎜ 有效補強面積： 筒體多余金屬面 積 1A 按下式計算 1 ( ) ( ) 2 ( ) ( 1 )e e t eA B d f ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? (45) 16 2( 1 0 4 4 5 2 3 . 6 ) ( 5 . 2 4 . 3 ) 2 4 ( 5 . 2 4 . 3 ) ( 1 1 )8 8 7 . 4 mm? ? ? ? ? ? ? ?? 式中 e? —— 筒體有效厚度 ， 8 C mm??? ? ? ? ?； rf —— 選擇與筒體相同的材料（ Q235B）進行補償， 故 rf =1。 表 43 管子最小壁厚 材料 公稱直徑 ? 100 150~200 250~300 ? 350 碳素鋼、低合金鋼 高合金鋼、奧氏體不銹鋼 由已知條件：進口流量： hm/30 3 ，抽出液流量： hm/25 3 ，罐頂不凝性： hm/3 3 ，罐底含硫污油： hm/2 3 。因此選用與殼體連接的接管為無縫鋼管 GB81632021 熱軋鋼管，尺寸為φ 50 4 ㎜ ,距右端環(huán)焊縫800mm，管法蘭采用 GB/T 91122021。若選用的壓力表量程過大，由于同樣精度的壓力表，量程越大，允許誤差的絕對值和肉眼觀察的偏差就越大，則會影響壓力讀數(shù)的準確性；反之，若選用的壓力表量程過小，設(shè)備的工作壓 力等于或接近壓力表的刻度極限，則會使壓力表中的彈性元件長期處于最大的變形狀態(tài)，易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差增大和使用壽命降低。從應(yīng)力分析看，承受同樣載荷且具有同樣截面幾何形狀和尺寸的梁采用多個支承比采用兩個支承優(yōu)越，因為多支承在粱內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小。 的鞍座，輕型帶墊板焊 22 制 [2]。對于化工、石油、輕工、食品等生產(chǎn)中常用的介質(zhì)，可以參閱設(shè)備設(shè)計 143 頁墊片選用表 411 選用墊片，查得結(jié)果如下表。 溢流堰板的設(shè)計 由于本設(shè)計為低壓油氣水分離，工程上在 40℃ 時的滯留時間一般為 5~15min，本設(shè)計取 12min。對焊法蘭具有厚度更大的頸，進一步增大了剛性。實際應(yīng)用中，螺栓法蘭連接很少因強度不足而破壞，大多因密封性能不良而導(dǎo)致泄漏。 另外，由材料力學(xué)可知，對于雙支座上受均布載荷的簡支梁，若梁的全長為 L,則當外伸長度為 ? 時，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對值相等，從而使上述兩截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸 值，為此中國現(xiàn)行標準 JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定取? ， A 值最大不得超過 。就地壓力指示，當壓力在 到 時，可選用普通壓力表，又油體腐蝕性不是很大，所以綜合考慮選用彈簧管壓力表。 2．玻璃板液面計一般選易觀察的透光式，只有當物料很干凈時才選反射式。出料管的補強同初頂油進料管。熱軋管外徑 32~630 ㎜，壁厚 ~75 ㎜。橢圓形或蝶形封頭上開孔的孔邊或外加補強元件的邊緣與封頭邊緣間的投影距離不 。但補強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，二者 存在較大的熱膨脹差，因而使補強區(qū)域產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；另外，補強圈與殼體采用搭接連接，難以與殼體形成整體，所以抗疲勞性能差。常見的人孔形狀有圓形和橢圓形兩種，為使操作人員在能夠自由出入，圓形人孔的直徑至少應(yīng)為 400 ㎜，橢圓形人孔的尺寸一般為 350 ㎜ ? 450 ㎜ [1] [7]。 滿足條件 。 作為壓力容器受壓元件設(shè)計時的許用應(yīng)力，即按下式取值 ? ? m in tb s sb s sn n n? ? ?? ??? ????， ， 也就是說在設(shè)計受壓元件時，以抗拉強度和屈服點同時來控制許用應(yīng)力。由于 GB6654《壓力容器用鋼板》和 GB3531《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》規(guī)定壓力容器專用鋼板的厚度負偏差不大于 ㎜ ，一次使 用該標準中鋼板厚度超過 5 ㎜ 時（如 20R、 16MnR 和 16MnDR 等），可取 1C =0；常用鋼板（如 20g 、 Q235A 以及 0Cr18Ni9 等）的厚度負偏差見表 32。 可參閱文獻 [1]114 頁。而最高工作壓力系指容器頂部在正常工作過程中可能 產(chǎn)生的最高表壓。 筒體及封頭的選擇 壓力容器封頭的種類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等，其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭和球冠形封頭。原油 粘度變化較大，一般在 1－ 之間，粘度大的原油俗稱稠油，稠油由于流動性差而開發(fā)難度增大。 壓力容器的設(shè)計一般有筒體、封