【文章內(nèi)容簡介】 ——設(shè)計厚度,mm；dδδn——名義厚度,mm； δe——有效厚度 ,mm； C1——鋼板或鋼管厚度負偏差 ,mm； C2——腐蝕裕量,mm （）Pct??φσδ ][2Di式中 Pc—計算壓力；根據(jù) 分析，取 Pc= 。Di—圓筒或球殼的內(nèi)直徑；根據(jù) 分析，取 Di=2800mm。[σ] —設(shè)計溫度下圓筒或球殼材料的許用應(yīng)力；根據(jù)表 ，得[σ]t25=163MPa 。φ—焊接接頭系數(shù)。根據(jù) 分析，φ=因此：= =??φσδ ][.??2）設(shè)計厚度 [1]設(shè)計厚度是指計算厚度與腐蝕裕量之和按下式計算：δ d=δ+C 2 （）其中腐蝕裕量 C2 由 ③可知：C2=因此設(shè)計厚度：δ d=δ+C 2=+=3）名義厚度 [1]名義厚度指計算厚度加上鋼材厚度負偏差向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度，即標注在圖樣上的厚度，按式（）計算： δ n=δ+C 1+C2 （）其中 ——名義厚度；nδ——計算厚度；由 中①可知 =。δ δC1——厚度負偏差值；由表 可知 C1取 ；C2——腐蝕裕量；由 可知 C2為 表 鋼板厚度負偏差 C1 值/mm [1]鋼板厚度 負偏差 C1 鋼板厚度 67 825 2630 3234 3640 4250 5260負偏差 C1 因此：δ n=δ+C 1+C2 =++=表 鋼板的常用厚度 [7]（5）、111122233334450、560、670、780、890、100、10110由表 可知，圓整為 22mm，筒節(jié)高度及內(nèi)徑見表 。?nδ 封頭的設(shè)計常用的管法類型有板式平焊法蘭、帶頸平焊法①封頭類型選擇橢圓形封頭的特點 [1]：橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭，但比其他形式的封頭要好。從薄膜應(yīng)力來分析，沿經(jīng)線各點的應(yīng)力是變化的，頂點處應(yīng)力最大，在赤道上出現(xiàn)周向壓應(yīng)力。當 Di/(2hi)=2, K=1 時，即是標準橢圓形封頭。此時，橢圓形封頭可以達到與筒體等強度，這是標準橢圓形封頭被廣泛采用的原因之一。工程上一般采用 JB/T4737 或其他標準封頭，如圖 所示，這些封頭由半個橢球和具有一定高度的閱筒形殼體組成，此圓筒形殼體高度一般稱為直邊高度。設(shè)置直邊的目的是為了避免在封頭和圓筒形殼體相交的這一結(jié)構(gòu)不連續(xù)處出現(xiàn)焊縫，從而避免焊縫邊緣應(yīng)力的問題。a) EHA 型 b) EHB 型圖 橢圓形封頭及尺寸在制造的難易程度方面，由于橢圓形封頭的深度較淺，壓制成形要比球形封頭容易，是目前國內(nèi)外廣泛采用的中低壓容器的封頭形式。②橢圓形封頭的計算厚度 [1]橢圓形封頭的計算厚度按式（）計算： （）][2DiKc??φσδ其中 ，])2/([61ihDK??即 1})]7/(8[{612???i???.][2Kpcctφσδ③橢圓形封頭的名義厚度 [1]橢圓形封頭（EHA）的名義厚度指計算厚度加上鋼材厚度負偏差向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度，即標注在圖樣上的厚度，按式（）計算δ n=δ+C 1+C2 （）其中 ——名義厚度；nδ——計算厚度；由 中①可知 =。δ δC1——厚度負偏差值；由表 可知 C1 為 ；C2——腐蝕裕量；由 可知 C2 為 δ n=δ+C 1+C2 =++=由表 可知，圓整為 δ n=22mm。表 封頭成形厚度減薄率 [8]厚度減薄率，%公稱直徑 DN，mm 鋼材厚度 δn，mm DHA 和 DHB 型 EHA 和 EHB 型6≤δ n＜12 13 1512≤δ n＜20 12 1320≤δ n＜34 12 132022≤DN＜300034≤δ n＜60 11 12加工減薄量由上表 可知厚度減薄率為 14%，即厚度減薄量為 。除去加工減薄量后板厚為 大于計算名義厚度 = 因此封頭的名義厚度取nδδ n=24mm。 開孔補強 [1]，當同時滿足下述要求時，可不另行補強：a）設(shè)計壓力小于或等于 ；b）兩相鄰開孔中心的間距（對曲面間距以弧長計算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；c）接管公稱外徑小于或等于 89mm；d）接管最小壁厚滿足表 216 要求。 表 216 mm接管公稱外徑25 32 38 45 48 57 65 76 89最小壁厚 注1 鋼材的標準抗拉強度下限值 σ b540Mpa 時，接管與殼體的連接宜采用全焊透的結(jié)構(gòu)形式。2 接管的腐蝕裕量為 1mm。 [1]當其內(nèi)徑 Di≤1500 mm 時，開孔最大直徑d≤ Di,且 d≤520mm ；21當其內(nèi)徑 Di≥1500 mm 時，開孔最大直徑D≤ Di，且 d≤1000mm；3通過接管軸線所有截面上所需的最小補強截面積 A 應(yīng)符合表 的規(guī)定表 最小補強截面積 [1]Ad/(Riδ) 1/2圓筒 求殼或成形封頭＜ 不需另行補強 不需另行補強≥ 且＜ {[d/(Riδ) 1/2 ]}dδ {[d/(Riδ) 1/2 ]1/2}dδ≥ dδcosΦ注：表中 Φ=arcsin（d/2R i） 經(jīng)過計算可知四個孔的 d/(Riδ) 1/2均大于 ，因此四個孔均需要補強。 補強方法采用等面積法補強。所謂等面積法開孔補強，就是要求補強板與母板厚度相同的條件下補強所需面積等于殼體上挖掉的面積。開孔尺寸見表 。表 開孔尺寸名稱氮氣進口接管規(guī)格（φ5010）氮氣出口接管規(guī)格（φ5010）安全閥口接管規(guī)格（φ4010）人孔接管規(guī)格φ48010排污口接管規(guī)格（φ2510）D1(mm) 57 57 45 480 25因此，根據(jù) 1 判斷可知，所有開孔都需要補強。接管材料選用 16MnR，其許用應(yīng)力[σ] 50=163MPa 。其中開孔直徑 d=di+2C2=57+2=60mm根據(jù) GB1501998 中式 81， Ad2(1)retf???殼體開孔處的計算厚度 δ=接管的有效厚度 δ et=δ ntC==強度削弱系數(shù) 1rf?所以 A=d +2 et（1f r） = δ δ 法蘭①法蘭類型蘭、帶頸對焊法蘭三種，見圖 。圖 平焊法蘭與對焊法蘭示意圖 [1]②法蘭公稱通徑與鋼管外徑的關(guān)系法蘭公稱通徑與鋼管外徑的關(guān)系見表 。表 公稱通徑和鋼管外徑（mm） [9]公稱通徑 DN 10 15 20 25 32 40 50 65 80A 外徑 B 14 18 25 32 38 45 57 76 89公稱通徑 DN 100 125 150 200 250 300 350 400 450A 273 457鋼管外徑 B 108 133 159 219 273 325 377 426 480注：A 系列為國際通用系列（俗稱英制管）B 系列為國內(nèi)沿用系列（俗稱公制管）③法蘭類型及適用范圍法蘭類型及適用范圍的關(guān)系見表 。表 法蘭類型及適用范圍 [9]法蘭類型 帶頸對焊法蘭（PL） 帶頸平焊法蘭（SO）標準號 HG 20593 HG 20594適用鋼管外徑系列 A 和 B A 和 BPN，MpaDn,mm 10 X X X X X X X X X X20 X X X X X X X X X X50 X X X X X X X X X X65 X X X X X X X X X X80 X X X X X X X X X X300 X X X X X X X X X X400 X X X X X X X X X500 X X X X X X X X X1800 X X法蘭類型 帶頸對焊法蘭（WN）標準號 HG 20595適用鋼管外徑系列 A 和 BPN，MpaDn,mm 10 X X X X X X X X20 X X X X X X X X50 X X X X X X X X65 X X X X X X X X80 X X X X X X X X300 X X X X X X X400 X X X X X X500 X X X X1800 X X注：X 代表滿足條件④法蘭密封面型式、密封面型式與類型的關(guān)系法蘭密封面型式見表 ，法蘭密封面型式與類型的關(guān)系 。表 密封面型式 [9]公稱壓力 PN，Mpa密封面型式代號 突面 RF DN102022 DN101200 DN10600 DN10400 DN10300表 （續(xù)）凹凸面 MFM凹面 FM凸面 M DN10600 DN10400 DN10300 榫槽面 TG榫面 T槽面 G DN10600 DN10400 DN10300 全平面 EF DN10600 DN102022環(huán)連接面 RJ DN10400 DN10300表 法蘭類型與密封面型式 [9]法蘭類型 密封面型式 壓力等級 PN，Mpa突面（RF） （PL）全平面（FF） 突面（RF） 凹凸面（MFM） 榫槽面（TG） （SO）全平面（FF） 突面（RF） 凹凸面（MFM） 榫槽面（TG） 環(huán)連接面（RJ） 帶頸對焊法蘭（WN）全平面（FF） ④法蘭選擇 根據(jù)法蘭類型、密封面型式與公稱通徑（配合接管直徑而確定）和公稱壓力的關(guān)系 ，相應(yīng)的輸入孔、輸出孔、人孔、出水孔法蘭如表 。表 選擇的法蘭序號 接管名稱 標準 法蘭代號 數(shù)量 材料1 氮氣進口接管 HG 2059297 法蘭 1 16MnR2 氮氣出口接管 HG 2059297 法蘭 1 16MnR3 安全閥口接管 HG 2059297 法蘭 1 16MnR4 人孔接管 HG 2059297 法蘭 1 16MnR排污口接管 HG 2059297 法蘭 1 16MnR 人孔根據(jù)設(shè)計條件，法蘭人孔選擇回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔。①回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的型式見圖 。HG2151521535圖 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的型式 [10]②回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔的參數(shù)見表 表 回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔明細表 [10]材料類別代號件號 標準編號 名稱 數(shù)量Ⅶ Ⅷ Ⅸ1 筒節(jié) 1 00Cr19Ni10 0Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti六角頭螺栓 級2等長雙頭螺柱見尺寸表 級3HG20613螺母 見尺寸表 8 級4 HG20594 法蘭 1 00Cr19Ni10Ⅱ（鍛件） 0Cr18Ni9Ⅱ（鍛件） 0Cr18Ni10TiⅡ（鍛件）HG20606 非金屬平墊HG20607 聚四氟乙烯包覆墊HG20608 柔性石墨復(fù)合墊5HG20610墊片 1纏繞式墊6 HG20601 法蘭蓋 1 00Cr19Ni10 0Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti7 把手 1 8 軸銷 1 表 （續(xù)）9 GB/T91 銷 2 Q21510 GB/T95 墊圈 2 100HV11 蓋軸耳 （1） 1 12 法蘭軸耳 （1） 1 13 法蘭軸耳 （2） 1 14 蓋軸耳 （2） 1 因此，法蘭人孔選擇 RF Ⅷ35CM（）A 。