【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 c 氣相口 50 57 1 150 d 出液口 50 57 1 150 e 進(jìn)液口 50 57 1 150 f 人孔 500 530 1 300 9 g12 液位計(jì)口 20 25 2 100 3 h 溫度計(jì)口 20 25 1 100 3 m 壓力表口 20 25 1 100 3 n 安全閥口 50 57 2 150 s 排空口 50 57 1 150 壓力容器法蘭墊片的選擇 儲(chǔ)罐盛裝液化石油氣，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)選擇耐油石棉橡膠墊片，其結(jié)構(gòu)尺寸如下表八： 表八 墊片尺寸表 公稱(chēng)壓力 PN， MPa 公稱(chēng)直徑 DN， mm D d 1200 1365 1220 接管法蘭墊片的選擇 儲(chǔ)罐盛裝液化石 油氣，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)選擇耐油石棉橡膠墊片，在 PN= 查資料由 GBT 19006。 22020 標(biāo)準(zhǔn)其結(jié)構(gòu)尺寸如下表九： 圖四 表九 石棉橡膠墊片尺寸表 12 公稱(chēng)通徑 外徑 內(nèi)徑 厚度 20 50 27 50 56 螺柱，螺母的選擇 由于螺柱螺母不直接接觸介質(zhì)，僅存在大氣腐蝕，且為了保護(hù)螺柱，螺母的強(qiáng)度必須比螺柱低一個(gè)等級(jí)，則可選螺柱螺母材料為普通不銹鋼即可！ 選用雙頭螺柱，根據(jù) GB205921997 中對(duì)雙頭螺柱和螺母的相關(guān)規(guī)定，可選取雙頭螺柱等級(jí)為 ，螺 母等級(jí)為 8。 表十 螺柱等級(jí)表 等級(jí) 規(guī)格 形式 等級(jí) 螺母 螺母等級(jí) 公稱(chēng)壓力 工作溫度 商品級(jí) M16 雙頭螺柱 六角螺母 8 小于10MPa 20~250℃ 圖五 由 GB205921997，查得雙頭螺柱的參數(shù)如下表十一：（緊固件用平墊圈） 表十一 雙頭螺柱的參數(shù)表 公稱(chēng)通徑 螺紋 數(shù)量 長(zhǎng)度 墊圈外徑 墊圈內(nèi)徑 墊圈厚度 20 M12 4 70 24 13 50 M16 4 90 30 17 3 500 M33*2 20 165 25 44 4 支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該臥式容器采用雙鞍座式支座，根據(jù)工作溫度為 2048℃，按 JB/T 47312020 表 51選擇鞍座材料為 Q345R，使用溫度為 20~250℃，許用應(yīng)力為 [? ]sa= 170MPa。 （ 1）估算鞍座的負(fù)荷：計(jì)算儲(chǔ)罐總重量 m=m1+2m2+m3+m4 。 m1 為筒體質(zhì)量：對(duì)于 Q345R 普通碳素鋼，取ρ = 103kg/m3 ∴ m1=π DLδρ = 4 12 103 103= m2為單個(gè)封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn) JB/T 47462020 《鋼制壓力容器用封頭》中標(biāo) EHA 橢圓形封頭質(zhì)量，可知 m2= 。 m3為充液質(zhì)量：ρ 液化石油氣 ρ 水 13 故 m3（ max） =ρ 水 V=1000V=1000（π /4 4+2 ） = kg 。 為附件質(zhì)量 m4：選取人孔后，查得人孔質(zhì)量為 300 kg，其他接管質(zhì)量總和估為 400 kg。 綜上述： 總質(zhì)量 m=m1+2m2+m3+m=+*2++400 ≈ 7162kg。 ∴ 每個(gè)鞍座承受的重量為 G/2=mg / 2=7162 10/2= 圖六 根據(jù) 規(guī)定查表一可得鞍座的參數(shù)如下表十二： 表十二 鞍座參數(shù)表 公稱(chēng)直徑 允許載荷KN 鞍座高度 底板 腹板 筋板 墊板 螺栓間距 鞍座質(zhì)量 增加100mm高度增加的質(zhì)量 L1 B1 Δ1 L2 B2 B3 δ3 弧長(zhǎng) B4 Δ 4 e l 1200 145 200 880 170 10 6 200 140 200 6 1410 320 6 55 720 56 7 14 （ 2）鞍座位置的選擇： 因?yàn)楫?dāng)外伸長(zhǎng)度 A= 時(shí) 因?yàn)楫?dāng)外伸長(zhǎng)度 A= 時(shí)，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(duì)值相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(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 A不超過(guò) 值，為此中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定 A≤ =（ L+2h）， A最大不超過(guò) 的作用將使支座截面處的應(yīng)力過(guò)大。 由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 2)(2 ?hHDi ，有 h=HDi / 4=3251200 / 4=25 mm 故 A≤ (L+2h)=(4000+2 25)=810 mm 鞍座的安裝分為 F型和 S 型兩種支座配套使用。由于接管比較多，所以固定支座位于儲(chǔ)罐接管較多的左端。 由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎剛度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截 面的加強(qiáng)作用。 因此， JB 4731 還規(guī)定 當(dāng)滿足 A≤ 時(shí)，最好使 A≤ m（ Rm=Ri+δ n/2），即 Rm=600+12/2=606mm 。 A≤ = 606=303 mm ,取 A=300 mm 。 綜上述： A=300 mm （ A為封頭切線至封頭焊縫間距離， L為筒體和兩封頭的總長(zhǎng) ） 安全閥的設(shè)計(jì) 由操作壓力 P=，工作溫度為 20~48℃，盛放介質(zhì)為液化石油氣體。選擇安全閥的公稱(chēng)壓力 PN=25kg/cm2，最高工溫度為 150℃，材料為可鍛鑄件的彈簧 微啟式安全閥，型號(hào)為 A41H25。公稱(chēng)直徑 DN=80mm。 尺寸計(jì)算：對(duì)于橢圓形封頭，折算為同直徑的長(zhǎng)度 32 H的圓筒。 曲面深度： Hi=Hh=32525=300mm ∴ 重量載荷作用的總長(zhǎng)度為 L39。=L+2h+4H/3=4000+2 25+4 300/3=4450mm。 水壓試驗(yàn)校核： 試驗(yàn)壓力： PT= ][ ][ ???t?? MPa 15 圓筒的薄膜 應(yīng)力： 160 )( )( ?? ????? e eiTT DP ? ?? MPa Rel= 345＝ MPa＞? T＝ 160MPa ， 合格 第六章 焊接的設(shè)計(jì) 為保證焊接質(zhì)量，易于檢查。筒體上的所有焊縫及環(huán)向接頭、封頭上的拼接接頭，都采用對(duì)接焊。對(duì)于人孔和筒體的焊接部位，因?yàn)閮砂搴穸炔畲笥?3m，必須進(jìn)行削薄加工，以使兩側(cè)面厚度基本相等。 容器焊接接頭坡口設(shè)計(jì) 殼體對(duì)接接頭的坡口設(shè)計(jì) 因?yàn)橥搀w的厚度δ =12mm∈（ 3,20），所以選用殼體的縱焊縫為內(nèi)外壓對(duì)稱(chēng)的Y 形坡口，殼體的環(huán)焊縫為內(nèi)外不對(duì)稱(chēng)的 Y形坡口，且內(nèi)側(cè)較小。坡口的結(jié)構(gòu)尺寸： b=2mm， p=2mm，α =60176。 人孔焊接用帶鈍邊雙面 V 型接口，尺寸： b=2,p=2,β =50。 接管與筒體之間的 焊接用單邊 V型接口，尺寸： b=2,p=2,β =50 圖七 接管與帶補(bǔ)強(qiáng)圈的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 接管與客體及補(bǔ)強(qiáng)圈之間的焊接采用角接，為了保證有良好的強(qiáng)度，選用單面全焊投的焊接形式。 焊接方法與材料 對(duì)于一般的壓力容器焊接，方法均為手工電弧焊。焊接材料為焊條。筒體和接管間的焊接屬于低碳鋼和低合金鋼之間的焊接。應(yīng)選用強(qiáng)度較低的鋼材等強(qiáng)度的焊條焊接。 16 第七章 強(qiáng)度校核 內(nèi)壓圓筒校核 計(jì)算單位 計(jì)算條件 筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc MPa 設(shè)計(jì)溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 材料 Q345R(正火 ) ( 板材 ) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ?s MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 ? = PD Pc it c2[ ]? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 名義厚度 ?n = mm 重量 Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類(lèi)型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT = [][]??t = (或由用戶輸入 ) MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò) 的應(yīng)力水平 ???T ???T? ?s = MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 ?T = p DT i ee.( ).??? ?2 = MPa 校核條件 ?T? ???T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2? ? ??e ti e[ ]( )D? = MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 ?t = P Dc i ee( )???2 = MPa ???t? MPa 校核條件 ???t? ≥ ?t 結(jié)論 合格 17 內(nèi)壓橢圓封頭校核 計(jì)算單位 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc MPa 設(shè)計(jì)溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 Q345R(正火 ) (板材 ) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = 16 2 2 2???? ???????????Dhii = 計(jì)算厚度 ? = KPD Pc it c2 0 5[ ] .? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 0 5[ ] .? ???t ei eKD? = MPa 結(jié)論 合格 18 右封頭計(jì)算 計(jì)算單位 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 Pc MPa 設(shè)計(jì)溫度 t ? C 內(nèi)徑 Di mm 曲面高度 hi mm 材料 Q345R(正火 ) (板材 ) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = 16 2 2 2???? ???????????Dhii = 計(jì)算厚度 ? = KPD Pc it c2 0 5[ ] .? ?? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 最小厚度 ?min = mm 名義厚度 ?n = mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= 2 0 5[ ] .? ???t ei eKD? = MPa 結(jié)論 合格 19 臥式容器（雙鞍座） 計(jì)算單位 計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pC MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50 ℃ 圓筒材料 Q345R(正火 ) 鞍座材料 Q345R 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 [?] 170 MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[?]t 170 MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ?? 345 MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 [?]sa 170 MPa 工作時(shí)物料密度 O? 1000 kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 ?T 1000 kg/m3 圓筒內(nèi)直徑 Di 1200 mm 圓筒名義厚度 ?n 12 mm 圓筒厚度附加量 C 2 mm 圓筒焊接接頭系數(shù) ? 1 封頭名義厚度 hn? 12 mm 封頭厚度附加量 Ch 2 mm 兩封頭切線間距離 L 4050 mm 鞍座墊板名義厚度 ?rn 6 mm 鞍座墊板有效厚度 ?re 6 mm 鞍座軸向?qū)挾? b 170 mm