【導(dǎo)讀】學(xué)生姓名：歐崢學(xué)號(hào)：1102034342. 題目：M3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)。下達(dá)任務(wù)書日期:2020年06月16日。1)使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過程。2)掌握查閱、綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和方案的可行性研究和論證。3)掌握電算設(shè)計(jì)計(jì)算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計(jì)算。機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值單位備注。2用途液化石油氣儲(chǔ)配站。3最高工作壓力MPa由介質(zhì)溫度確定。4工作溫度-20～48℃。6工作壓力波動(dòng)情況可不考慮。接管代號(hào)公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱。設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)遵循國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)和化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求有關(guān)規(guī)定，圖面布置要。06月17、18、19、20日：機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算及技術(shù)條件編制。06月25日～06月26日：撰寫設(shè)計(jì)說明書。06月27日：答辯及成績評(píng)定

　　

【正文】 的周向應(yīng)力 L/Rm≥ 8 時(shí) , ? ? ? ?? ? ? ? ?6 2 62 24 32? ? ? ? ? ?F b K Fe re e re MPa L/Rm8時(shí) , ? ? ? ?? ? ? ? ?6 2 62 24 12? ? ? ? ? ?F b K FRLe re me re MPa 鞍座墊板邊 緣處圓筒中 的周向應(yīng)力 L/Rm≥ 8 時(shí) , ????? 2e39。62e6 234 ?? FKbF MPa L/Rm8時(shí) , ????? 2e m39。62e6 124 ??? L FRKbF MPa 應(yīng)力校核 |?5| [? ]t = 163 |?6 | [? ]t = |?’6 | [? ]t = MPa 有加強(qiáng)圈圓筒 加強(qiáng)圈參數(shù) 加強(qiáng)圈材料 , e = mm d = mm 加強(qiáng)圈數(shù)量 , n = 個(gè) 組合總截面積 , A0 = mm2 組合截面總慣性矩 , I0 = mm4 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力? ??Rt ? MPa 加強(qiáng)圈位于 鞍座平面上 在鞍座邊角處圓筒的周向應(yīng)力： ??? 080747 A FKI eFRKC m? MPa 在 鞍 座 邊 角 處 ，加 強(qiáng) 圈 內(nèi) 緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ： ? 8 5 7 0 8 0? ? ?C K R dFI K FAm MPa 有加強(qiáng)圈圓筒 加強(qiáng)圈靠近鞍座 橫 截 面 最 低 點(diǎn) 的 周 向 應(yīng) 力 無墊板時(shí)，（ 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 ） ? ?5 52?? ?kK Fbe 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用） ? ?? ?5 5 2? ? ? ?kK F be re MPa 在橫截上靠近水平中心線的周向應(yīng)力： ??? 080747 A FKI eFRKC m? MPa 在橫截上靠近水平中心線處，不與筒壁相接的加強(qiáng)圈內(nèi)緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ： ? 8 5 7 0 8 0? ? ?C K R dFI K FAm MPa 加強(qiáng)圈靠近鞍座 鞍座邊角處點(diǎn)處的周向應(yīng)力 無墊板 或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm≥ 8 時(shí) , ? ?6 2 6 24 32? ? ?Fb K Fe e MPa 無墊板 或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm8時(shí) , ? ? ?6 2 6 24 12? ? ? ?F b K FRLe me MPa 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用） L/Rm≥ 8 時(shí) , ? ? ? ?? ? ? ?6 2 62 24 32? ? ? ? ? ?F b K Fe re e re MPa 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用） L/Rm8時(shí) , ? ? ? ?? ? ?6 2 6 212? ? ?K FRLe re me 2 re MPa 應(yīng)力校核 |?5| [?]t = |?6 | [?]t = |?7 | [?]t = |?8 | [?]tR = MPa 鞍 座 應(yīng) 力 計(jì) 算 水平分力 ?? FKF 9S N 腹板水平應(yīng)力 計(jì)算高度 ???????? HRH ,31min ms250 mm 鞍座腹板厚度 ?ob8 mm 鞍座墊板實(shí)際寬度 4390 mm 鞍座墊板有效寬度 ? ?b b br ? ?min ,4 2 mm 腹板水平應(yīng)力 無 墊 板 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 , ?9 0 ?H bSS 墊板起加強(qiáng) 作用 , ? ?9 0? ? ?FH b bSS r re MPa 應(yīng)力判斷 ?9 23[? ]sa = MPa 腹板與筋板組合截面軸向彎曲應(yīng)力 由地震、配管軸向水平分力引起的支座軸向彎曲強(qiáng)度計(jì)算 圓筒中心至基礎(chǔ)表面距離 Hv?1114 mm 軸向力 ?? mgF E? ?? Ep FFL N FfFL? 時(shí) , ? ? ?????? ALA HFZ HFAF LL 22 sa Vrsasa MPa FfL?時(shí) ? ? ? ? ??????? ALA HFZ HFfFAF LL 2saVrssasa? MPa 由圓筒溫差引起的軸向力 ??FfFf N ???? rsasa Z HFA f MPa 應(yīng)力判斷 ?sa [?]sa = MPa 窄面整體 (或帶頸松式 )法蘭計(jì)算 計(jì)算單位 設(shè) 計(jì) 條 件 簡 圖 設(shè)計(jì)壓力 p MPa 計(jì)算壓力 pc MPa 設(shè)計(jì)溫度 t ? C 軸向外載荷 F N 外力矩 M 殼 材料名稱 16Mn(熱軋 ) 體 許用應(yīng)力 t[]? MPa 法 材料名稱 16MnR(熱軋 ) 許用 [?]f MPa 蘭 應(yīng)力 [?]tf MPa 材料名稱 35 螺 許用 [?]b MPa 應(yīng)力 [?]tb MPa 栓 公稱直徑 d B mm 螺栓根徑 d 1 mm 數(shù)量 n 8 個(gè) Di Do 墊 結(jié)構(gòu)尺寸 Db D 外 D 內(nèi) δ 0 mm Le LA h δ 1 材料類型 軟墊片 N m y(MPa) 壓緊面形狀 1a,1b b DG 片 b0≤ b= b0 b0≤ DG= ( D 外 +D 內(nèi) )/2 b0 b= 0 b0 DG= D 外 2b 螺 栓 受 力 計(jì) 算 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wa Wa= π bDG y = N 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Wp Wp = Fp + F = N 所需螺栓總截面積 Am Am = max (Ap ,Aa ) = mm2 實(shí) 際使用螺栓總截面積 Ab Ab = 214dn? = mm2 力 矩 計(jì) 算 操 FD = i2Dpc = N LD= L A+ 1 = mm MD= FD LD = 作 FG = Fp = N LG= ( Db DG ) = mm MG= FG LG = Mp FT = FFD = N LT=(LA + ?1 + LG ) = mm MT= FT LT = 外壓 : Mp = FD (LD LG )+FT(LTLG )。 內(nèi)壓 : Mp = MD+MG+MT Mp = 預(yù)緊 Ma W = N LG = mm Ma=W LG = 計(jì)算力矩 Mo= Mp 與 Ma[?]ft/[?]f 中大者 Mo = 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 螺 栓 間 距 校 核 實(shí)際間距 nDL b??? = mm 最小間距 ?minL? (查 GB15098 表 93) mm 最大間距 max mm 形 狀 常 數(shù) 確 定 h D0 i 0? ?? h/ho = K = Do/DI = ? ?1 0? 由 K 查表 95 得 T= Z = Y = U= 整體法蘭 查圖 93 和圖 94 FI= VI= e Fh? ?I 0 松式法蘭 查圖 95 和圖 96 FL= VL= h?L 0 查圖 97 由 ?1/?o 得 f = 整體法蘭2ooI hVUd ? = 松式法蘭 2ooLd ?? = ? ?? ?f13d ψ = δ f e+1 = ? = ?/T = ??134 ef?? ? ? ?? ? = 剪應(yīng)力校核 計(jì) 算 值 許 用 值 結(jié) 論 預(yù)緊狀態(tài) ?? lDWi??1 MPa ? ? ? ?n?? ? 操作狀態(tài) lip2 MPa ??tn??? 輸入法蘭厚度δ f = mm 時(shí) , 法蘭應(yīng)力校核 應(yīng)力 性質(zhì) 計(jì) 算 值 許 用 值 結(jié) 論 軸向 應(yīng)力 ?i21 oH DfM??? MPa 15.[]?ft = 或 nt =( 按整體法蘭設(shè)計(jì)的任 意 式法蘭 , 取15.[]?nt ) 校核合格 徑向 應(yīng)力 ???? i2f 0R )( D Mef??? MPa ft[]? = 校核合格 切向 應(yīng)力 ? ? ?T 0f i R? ? ?M YD Z2 MPa ft[] = 校核合格 綜合 應(yīng)力 ))(),( x( THRH ???? ?? = MPa ft[]? = 校核合格 法蘭校核結(jié)果 校核合格 接 管 : A1, φ 530 12 計(jì) 算 方 法 : GB1501998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法 , 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡 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 16Mn(熱軋 ) 管材 殼體開孔處焊接接頭系數(shù) φ 殼體內(nèi)直徑 Di 1700 mm 殼體開孔處名義厚度 δ n 11 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C1 0 mm 殼體腐蝕裕量 C2 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力 [? ]t 163 MPa 接管實(shí)際外伸長度 300 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長度 0 mm 接管材料 16Mn(熱軋 ) 接管焊接接頭系數(shù) 1 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 840 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 [? ]t 163 MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力 [? ]t 170 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 1 接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 1 開孔直徑 d 483 mm 補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B 966 mm 接管有效外伸長度 h1 mm 接管有效內(nèi)伸長度 h2 0 mm 開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積 A 5011 mm2 殼體多余金屬面積 A1 785 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 64 mm2 A1+A2+A3=1745 mm2 ，小于 A，需另加補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4 4760 mm2 A(A1+A2+A3) 3266 mm2 結(jié)論 : 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。