【文章內(nèi)容簡介】 H40 其公稱直徑為 32mm 到 48mm 公稱壓力為 到 ,使用溫度 t≤ 300℃。 根據(jù)本設(shè)計要求選用公稱直徑為 40mm 的彈簧封閉微啟式安全閥，材 料為不銹鋼。 14 圖 6 安全閥結(jié)構(gòu) 液面計的設(shè)計 液面計的種類很多，常用的有玻璃板液面計和玻璃板液面計。它們都是外購的標準件，只需要選用。玻璃板液面計有三種：透光式玻璃板液面計、反射式玻璃板液面計、視鏡式玻璃板液面計。 根據(jù)設(shè)計要求選用查標準 選用透光式玻璃板液面計，型號 T；利用連通器原理，通過液面計的玻璃板視窗可以觀察容器內(nèi)部液面位置的變動情況。結(jié)構(gòu)形式：保溫型 W,鋼板 16Mn. 圖5 磁性液面計 15 鞍座的選擇 鞍座結(jié)構(gòu)和材料的選取 臥式容器的支座有三種形式：鞍座、圈座、和支腿，常見的臥式容器和大型臥式儲罐、換熱器等多采用鞍座，它是應(yīng)用得最為廣泛的一種臥式容器支座。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(chǎn)生的應(yīng)力與支點的數(shù)目和位置有關(guān)。當尺寸和載荷一定時多支點在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因此支座數(shù)目似乎應(yīng)該多些好。但對于大型臥式容器而言，當采用多支座時，如果各支座的水平高度有差異或地基沉陷不均勻，或殼體不直不圓等微小差異以及容器不同部位受力撓曲的相對變形不同，是支座反力難以為個支點平均分攤，導致課題應(yīng)力增大，因而體 現(xiàn)不出多制作的優(yōu)點，故一般情況采用雙支座。此外，臥式容器由于溫度或載荷變化時都會產(chǎn)生軸向的伸縮，因此容器兩端的支座不能都固定在基礎(chǔ)上，必須有一端能在基礎(chǔ)上滑動，以避免產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力。通常的做法是將一個支座上的地腳螺栓孔做成長圓形，并且螺母不上緊，使其成為活動支座，而另一支座仍為固定支座。 所以本設(shè)計就采用這種支座結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)備的公稱直徑和容器的重量參照鞍座標準 JB/T47121992選取鞍座結(jié)構(gòu)及尺寸。鞍座的材料（除加強墊板除外）為 Q235A，加強墊板的材料應(yīng)與設(shè)備殼體材料相同為 16MnR。 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=16 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。 A≤ =179。﹙ 9600+40179。 2)=1936 當鞍座鄰近封頭時，則封頭對支座處筒體有加強剛性的作用。為了充分利用這一加強效應(yīng)，在滿足.2L0A? 下應(yīng)盡量使 ? . A≤ 227 00 n ?? ）（ ? 綜合以上取 A=680mm 則兩鞍座間距 S=(L+2h)2A=8240mm,鞍座位置及結(jié)構(gòu)如下圖所示。 17 圖 5 鞍座位置及結(jié)構(gòu) 鞍座載荷計算 筒體的質(zhì)量 1m ：查得圓筒體材料 16Mn 密度ρ =7850 ㎏ /m179。,筒體長度加上封頭的直邊長度為 ,則 ??? nDL?1m =179。 179。 (6+) 179。 179。 7850= 封頭的質(zhì)量 2m :根據(jù)封頭的名義厚度查得 2:1 標準橢圓形封頭理論質(zhì)量為 ㎏。故 2m =179。2= 水壓試驗時水的質(zhì)量 3m ：由常用壓力容器手冊查得公稱直徑 1800mm 厚 16mm 的標準橢圓封頭的容積為 3m ,則容器容積為： 2 ???????? ?筒體封頭 3m 水重 3m =179。 1000= ㎏。 附件的質(zhì)量 4m ：人孔重 245kg,人孔補強重 ,進出料管約 100kg,液面計、安全閥、排污閥等附件總質(zhì)量約為 4m =500kg 所以設(shè)備總質(zhì)量為 G=[1,3,5]. 每個 鞍座所受支座反力 F= 鞍座尺寸標準 查 JB/ DN=1800mm輕型 (A),120176。包角、焊制、帶墊板，高度為 250mm的鞍座，允許載荷 Q295kN。 由公稱直徑查《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》得具體尺寸如下表： 公稱直徑 DN 2700 腹板 2? 10 墊板 4b 390 允許載荷 Q/kN 295 3l 295 4? 8 18 鞍座高度 h 250 筋板 2b 268 e 80 底板 1l 2040 3b 360 螺 栓間距 2l 1120 1b 300 3? 8 螺孔 /孔長 /螺紋 D/l 24/40 M20 1? 14 墊板 弧長 3260 鞍座質(zhì)量 Kg 324 表 鞍座標準尺寸表 5 容器焊縫標準 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 焊縫分散原則；避免焊縫多條相交原則；對稱質(zhì)心布置原則；避開應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力峰值去原則；對接鋼板的等厚連接原則；接頭設(shè)計的開敞性原則；焊接坡口的設(shè)計原則（焊縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn)生缺陷；焊縫坡口對稱；有利于焊接防護；焊工操作方便；復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率 ）。 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 壓力容器受壓部分的焊接接頭分為 A、 B、 C、 D四類，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用 A類焊縫。 焊接方法：采用手工電弧焊，其原理是利用電弧熱量融化焊條和母材，由融化的金屬結(jié)晶凝固而形成接縫，焊接材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼，應(yīng)用范圍廣，適用短小焊縫及全位置施焊，可適用在靜止、沖擊和振動載荷下工作的堅固密實的焊縫焊接，這種方法靈活方便，適應(yīng)性強，設(shè)備簡單，維修方便，生產(chǎn)率低，勞動強度高。 封頭與圓筒等厚采用對接焊接。平行長度任取。坡口形式為 Y 型坡口。 根據(jù) 16MnR的抗拉強度 b? =490Mpa和屈服點 s? =325Mpa選擇 E50 系列（強度要求： b? ≥ 490Mpa；s? ≥ 400Mpa）的焊條，型號為 （藥皮成分：氧化鈦 30%，加鐵粉），適用于全位置焊接，熔敷效率較高，其結(jié)構(gòu)如下圖 Y 型坡口 19 筒體和封頭的焊接：δ =6~20 α =60~70 b=0~2 p=2 ~3 管法蘭與 接管的焊接接頭 管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照標準 HG2060597,根據(jù)公稱通經(jīng)選擇相應(yīng)的坡口寬度結(jié)構(gòu)如附圖中為幾種常用的管法蘭與結(jié)接管焊接形式的局部放大圖。 接管與殼體的焊接接 頭 本設(shè)計除人孔接管帶補強圈外其它接管都是不帶補強圈的插入式接管，接管插入殼體，接管與殼體間的焊接有全焊透和部分焊頭兩種，它們的焊接接頭均屬 T 形或角接接頭。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。選擇全焊透工藝，可用于交變載荷，低溫及有較大溫度梯度工況。如附圖中的局部放大圖所示 [4,5]。 圖 312 帶補強圈焊接接頭結(jié)構(gòu) β 1 =50176。 +5176。 2? ＝ 30176。177。 2176。 b1 =2+, 2b ＝ 5177。 1, 1K ＝δ t , 1K = c? ﹙ c? ≤ 8) k2 ＝ c? 6 各附件接管的布局 為了便于操作及考慮到開孔的安全性要求，本設(shè)計中將安全閥接管、進料接管、壓力表接管、人孔接管、放空口接管成直線依次布局在筒體上方，其中安全閥、壓力表、進料管以及左右接管和筒體左右直邊間的距離均為 800mm，人孔接管與放空管間距離為 1000mm,壓力表與人孔接管間距離為1800mm。 20 排污口接管和出料管布置在筒體下方，排污口接管在左封頭與左支座之間，距左封頭直邊 200mm處，出料管在右封頭直邊與右支座之間距右封頭直邊 250mm 處。 進料管內(nèi)伸長度為 1650mm，排污管和出料管內(nèi)伸長度為 0，其余的接管內(nèi)伸長度均為 10mm,其中排污管和出料管外伸長度為 150mm，人孔接管外伸長度為 250mm，液面計外伸長度 300mm,其余接管外伸長度均為 200mm,具體布局見裝配圖。 7. 校核計算（用 SW6 軟件） 鋼制臥式容器 計算單位 中航一集團航空動 力控制系統(tǒng)研究所 計 算 條 件 簡 圖 設(shè)計壓力 p MPa 設(shè)計溫度 t 50 ℃ 筒體材料名稱 Q345R 封頭材料名稱 Q345R 封頭型式 橢圓形 筒體外直徑 Do 2644 mm 筒體長度 L 9600 mm 筒體名義厚度 ?n 18 mm 支座墊板名義厚度 ?rn 10 mm 筒體厚度附加量 C mm 腐蝕裕量 C1 2 mm 筒體焊接接頭系數(shù) ? 1 封頭名義厚度 ?hn 18 mm 封頭厚度附加量 Ch mm 鞍座材料名稱 Q345 鞍座寬度 b 300 mm 鞍座包角 θ 120 176。 支座形心至封頭切線距離 A 720 mm 鞍座高度 H 250 mm 地震烈度 低于七 度 內(nèi)壓圓筒校核 計算單位 中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究所 計算所依據(jù)的標準 GB 計算條件 筒體簡圖 計算壓力 Pc MPa 設(shè)計溫度 t ? C 21 外徑 Do mm 材料 Q345R ( 板材 ) 試驗溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 試驗溫度下屈服點 ?s MPa 鋼板負偏差 C1 mm 腐蝕裕量 C2 mm 焊接接頭系數(shù) ? 厚度及重量計算 計算厚度 ? = ct oc][2 PDP ??? = mm 有效厚度 ?e =?n C1 C2= mm 名義厚度 ?n = mm 重量 Kg 壓力試驗時應(yīng)力校核 壓力試驗類型 液壓試驗 試驗壓力值 PT = [][]??t = (或由用戶輸入 ) MPa 壓力試驗允許通過 的應(yīng)力水平 ???T ???T? ?s = MPa 試驗壓力下 圓筒的應(yīng)力 ?T = ?? ?.2 ).( e eoT ?Dp = MPa 校核條件 ?T? ???T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計算 最大允許工作壓力 [Pw]= )(][2 eo te ???? ?D = MPa 設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 ?t = e eoc 2 )( ???DP = MPa ???t? MPa 校核條件 ???t? ≥ ?t 結(jié)論 合格 左 封頭計算 計算單位 中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究所 計算所依據(jù)的標準 GB 計算條件 橢圓封頭簡圖 22 計算壓力 Pc MPa 設(shè)計溫度 t ? C 外徑 Do mm 曲面深度 ho mm 材料 Q345R (板材 ) 設(shè)計溫度許用應(yīng)力 ???t MPa 試驗溫度許用應(yīng)力 ??? MPa 鋼板負偏差 C1 mm