【導(dǎo)讀】使用國(guó)家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過(guò)程。掌握查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證。掌握工程圖紙的計(jì)算機(jī)繪圖。1）設(shè)備工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2）設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算與校核；4）繪制設(shè)備總裝配圖；5）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書。和確定、設(shè)計(jì)總結(jié)、參考文獻(xiàn)等；達(dá)要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內(nèi)容要詳盡，圖紙采用計(jì)算機(jī)繪制。一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它是一種無(wú)色液體。氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛?！妫羝麎?℃)。蒸汽與空氣混合物爆炸極限為16~25%（最易引。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。氨將侵蝕某些塑料制品,橡膠和涂層。遇熱、明火，難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性極低，但氨和空。設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。

　　

【正文】 30 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 接 管 : A6, φ 25 6 計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法 , 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc MPa 設(shè)計(jì)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(nèi)直徑 Di 2800 mm 殼體開孔處名義厚度δ n 20 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [σ ]t 185 MPa 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 200 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)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(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mm 接管厚度負(fù)偏差 C1t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm 接管材料許 用應(yīng)力 [σ ]t MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 [σ ]t MPa 開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 殼體計(jì)算厚度δ mm 接管計(jì)算厚度δ t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 0 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 開孔直徑 d mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 8 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 36 mm2 A1+A2+A3= mm2 ，大于 A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 31 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 接 管 : A7, φ 25 6 計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法 , 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc MPa 設(shè)計(jì)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(nèi)直徑 Di 2800 mm 殼體開孔處名義厚度δ n 20 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [σ ]t 185 MPa 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 150 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)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(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mm 接管厚度負(fù)偏差 C1t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm 接管材料許用應(yīng)力 [σ ]t MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 [σ ]t MPa 開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 殼體計(jì)算厚度δ mm 接管計(jì)算厚度δ t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 0 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 開孔直徑 d mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 0 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 36 mm2 A1+A2+A3= mm2 ，大于 A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 32 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 接 管 : A8, φ 57 12 計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法 , 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc MPa 設(shè)計(jì)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(nèi)直徑 Di 2800 mm 殼體開孔處名義厚度δ n 20 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [σ ]t 185 MPa 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 150 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)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(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mm 接管厚度負(fù)偏 差 C1t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm 接管材料許用應(yīng)力 [σ ]t MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 [σ ]t MPa 開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 殼體計(jì)算厚度δ mm 接管計(jì)算厚度δ t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 0 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 開孔直徑 d 40 mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 96 mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 0 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 36 mm2 A1+A2+A3= mm2 ，大于 A，不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求 ,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。 33 人孔接管補(bǔ)強(qiáng)校核 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 接 管 : A9, φ 480 12 計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法 , 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc MPa 設(shè)計(jì)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(nèi)直徑 Di 2800 mm 殼體開孔處名義厚度δ n 20 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C1 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [σ ]t 185 MPa 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 250 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度 10 mm 接管材料 16Mn(熱軋 ) 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(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 16MnR(熱軋 ) 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 760 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 14 mm 接管厚度負(fù)偏差 C1t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r 0 mm 接管材料許用應(yīng)力 [σ ]t 181 MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 [σ ]t 189 MPa 開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 殼體計(jì)算厚度δ mm 接管計(jì)算厚度δ t mm 補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 開孔直徑 d 463 mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 926 mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 8 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A 4730 mm2 殼體多余金屬面積 A1 1757 mm2 接管多余金屬面積 A2 mm2 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 36 mm2 A1+A2+A3=2720 mm2 ，小于 A，需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 3920 mm2 A(A1+A2+A3) 2021 mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。 34 鞍座的校核 臥式容器（雙鞍座） 計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 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(熱軋 ) 鞍座材料 Q235A 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 [?] 185 MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 [?]t 185 MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ? 345 MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 [?]sa 140 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 2800 mm 圓筒名義厚度 ?n 20 mm 圓筒厚度附加量 C 2 mm 圓筒焊接接頭系數(shù) ? 封頭名義厚度 hn? 20 mm 封頭厚度附加量 Ch 2 mm 兩封頭切線間距離 L 12100 mm 鞍座墊板名義厚度 ?rn 10 mm 鞍座墊板有效厚度 ?re 10 mm 鞍座軸向?qū)挾? b 220 mm 鞍座包角 θ 120 176。 鞍座底板中心至封頭切線距離 A 475 mm 封頭曲面高度 hi 450 mm 試驗(yàn)壓力 pT MPa 鞍座高度 H 250 mm 腹板與筋板組合截面積 Asa 18680 mm2 35 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù) Zr 365686 mm3 地震烈度 7 圓筒平均半徑 Ra 908 mm 物料充裝系數(shù) o? 一個(gè)鞍座上地腳螺栓個(gè)數(shù) 1 地腳螺栓公稱直徑 0 mm 地腳螺栓根徑 0 mm 鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距 0 mm 地腳螺栓材料 第七章 總結(jié) 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)這門課有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。這次課設(shè)是對(duì)這門課程的一個(gè)總結(jié)，對(duì)化工機(jī)械知識(shí)的應(yīng)用。 設(shè)計(jì)時(shí)要有一個(gè)明確的思路，要考慮多種因素包括環(huán)境條件和介質(zhì)的性質(zhì)等再選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)罐體的材料和結(jié)構(gòu)確定之后還要進(jìn)行一 系列校核計(jì)算，包括筒體、封頭的應(yīng)力校核，以及鞍座的載荷和應(yīng)力校核。校核合格之后才能確定所選設(shè)備型符合要求。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)對(duì)我們獨(dú)自解決問(wèn)題的能力也有所提高。在整個(gè)過(guò)程中，我查閱了相關(guān)書籍及文獻(xiàn)，取其相關(guān)知識(shí)要點(diǎn)應(yīng)用到課設(shè)中，而且其中有很多相關(guān)設(shè)備選取標(biāo)準(zhǔn)可以直接選取，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備更加符合要求。在設(shè)計(jì)的最后附有 CAD 設(shè)備圖，在繪圖的整個(gè)過(guò)程中，我對(duì)制圖軟件的操作更加熟悉。 這次課設(shè)的書寫中對(duì)格式的要求也很嚴(yán)格，因?yàn)榈闹R(shí)有限，所做出的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)和不足，但是我們還是在老師的幫助下通過(guò)各種資料 完成了這次課程設(shè)計(jì)。 最后感謝老 師們 這些日子的耐心指導(dǎo)。 36 參考文獻(xiàn) [1] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， GB1501998《鋼制壓力容器》，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1998 [2] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1999 [3] 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》， 2021， 11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [5] 黃振仁、魏新利，《過(guò)程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [6] 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社， 1996 [7] 蔡紀(jì)寧主編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 年