【正文】 353706 N 附屬設(shè)備引起徑向載荷及外力矩計算 結(jié)構(gòu) 尺寸 l 8240 l1 0 H 250 a 0 b 8240 Ri 1322 ?n 18 d1 0 S1 0 h 0 e 4120 徑向載荷 附屬設(shè)備：圓筒及封頭質(zhì)量 m1a’ + m2a’ = 0 kg 附屬設(shè)備：內(nèi)件、附件、保溫 m3a’ + m5a’ = 0 kg 充液質(zhì)量 操作時 m4a′ = 0 kg 壓力試驗 m4a″ = 0 kg 附屬設(shè)備 質(zhì)量 操作時 ?????? aaaaaa mmmmmm 54321 39。 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。 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。 b1 =2+, 2b ＝ 5177。177。 +5176。如附圖中的局部放大圖所示 [4,5]。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。 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。平行長度任取。 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。 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；復合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率 ）。 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。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。 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 ㎏。 (6+) 179。,筒體長度加上封頭的直邊長度為 ,則 ??? nDL?1m =179。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。﹙ 9600+40179。 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。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。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。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。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)。 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。它們都是外購的標準件，只需要選用。 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。 由本設(shè)計壓力和溫度要求查《化工工藝設(shè)計手冊》 HG20606 選用石棉橡膠墊片，其使用范圍 PN≤ Mpa,t≤ 290℃ ,密封形式為 RF（突面）。 （螺柱）的選擇 根據(jù)要求法蘭處用螺栓做緊固件，螺栓有多種材料和多種結(jié)構(gòu)，選擇時應(yīng)考慮到設(shè)計的適用性和安全性。 化工行業(yè)所用的壓力表有多種型號，根據(jù)液氨的性質(zhì)查《化工工藝設(shè)計手冊》常用的壓力表型號為YA100,管螺紋 M20179。例如是否需要遠傳、自動記錄或報警；被側(cè)介質(zhì)的性質(zhì)（如被測介質(zhì)的溫度高低、粘度大小、腐蝕性、臟污程度、是否易燃易爆等）是否對儀表提出特殊要求，現(xiàn)場環(huán)境條件（如濕度、溫度、磁場強度、振動等）對儀表類型的要求等。 根據(jù)設(shè)計要求選定法蘭后，則會得到與螺栓配套的螺栓。 RF 形式適 用公稱壓力范圍為 ～ 而 FF 形式適用公稱壓力范圍為 ～ ,本設(shè)計壓力為 故采用板式平焊鋼制管法蘭（ RF） 形式。 10 20(GB9948) 可見以上所選接管都滿足不需另行補強的要求。 12 16Mn（ HG/T215182021） g 排污管 20 25179。 8 20(GB9948) d 壓力表接管 20 25179。 14 20（ GB9948） b 空氣進出口管 50 57179。 表 接管尺寸表 序號 接管名稱 公稱直徑 DN(mm) d179。 6 熱軋。 14 公稱直徑為 65mmm 的接管，空氣進出管選用 d57179。 11 ④接管最小壁厚滿足以下要求 下表為不需另補強的尺寸要求 接管公稱外徑 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 根據(jù)《化工工藝設(shè)計手冊》查得在壓力在 到 時液氨流速約為 2m/s，本設(shè)計要求流量約為 3L/s 根據(jù) ?? 24q dv ? 初步確定進出料管 直徑 d=47mm。 兩相鄰開孔中心的距離應(yīng)不小于兩孔直徑之和的 2 倍。 查過程設(shè)備設(shè)計知當殼體上的開孔滿足下述全部要求時，可不另行補強。 計算補強圈厚度： 4c ???? DD A? 查標準補強圈厚度取 14 ㎜，由 JB/T47362021 查得補強圈質(zhì)量為 。根據(jù)補強圈焊縫要求，并查得結(jié)構(gòu)圖為帶補強圈焊縫 T 型接頭，補強圈坡口取 D 型（查《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》）。 所需另行補強的面積為： 2e4 mm6 2 8 4 3??? AAA 補強圈的設(shè)計 為檢驗焊縫的緊密型，補強圈上鉆 M10的螺孔一個，以通入壓縮空氣檢驗焊縫質(zhì)量。 內(nèi)壓容器開孔后所需的補強面積 ? ?ret fd ??? 12A ??? 式中 開孔直徑： i ?????? C 2 強度削弱系數(shù)： 1 接管有效厚度： mmC ???? ?? ???A 有效補強范圍 殼體開孔后，在有效補強范圍內(nèi)，可作為補強的截面積（包括來自殼體、接管、焊縫金屬、補強元件）根據(jù) GB/150 式 87 得 有效寬度： mm1009d21 ??B mmB ntn ????????? ?? B=Max ?）（ BB 有效高度：根據(jù) GB/150 式 88 0 4dh 1 ????? ? ， mm250h 11 ?? H“ （實際外伸高度） 故 1h =Max ?）（ H 02?h （實際內(nèi)伸高度 ） . 有效補強面積 有效補強寬度 B=2d 筒體的有效厚度 ??? 筒體上多余金屬面積： ? ?? ? ? ?? ?reete f????? 12dBA 1 ????? =（ ） = 2mm 人孔接管上多余金屬面積： ? ? ? ? retrtet fChfh 2212 22A ???? ??? 接管計算厚度： 10 ? ? ctn ict ??? ??? PDP ??? 所以 22 5 0 401)( ???????A 焊縫金屬截面積： 按照 GB98580 中角焊縫角尺寸的選擇規(guī)定當材料厚度為 12～ 16mm 時焊腳取 6mm 所以 22 mm1441212212 ?????A 則有效補強面積： 2321e 8 7 5 0 ??????? AAAA 比較的 eAA? 滿足以下條件的可選用補強圈補強：剛材的標準常溫抗拉強度 540?b? Mp