【正文】 性。（3）水壓試驗費用查手冊可知，當(dāng)容器體積V＜5 m3，設(shè)計壓力P＜ Mpa時，水壓試驗費用： SC＝。（1）容器的制作費①筒體和封頭的制作費查手冊可知，當(dāng)容器采用雙橢圓形封頭，體積V＜5 m3時，、。查閱《常用壓力容器手冊》可知，容器制作安裝的工程總費用，包括以下幾方面的費用：容器設(shè)備的制作費、容器設(shè)備的安裝費用、水壓試驗費用、附件和其它費用。所以補強圈的厚度為：考慮鋼板負(fù)偏差，并經(jīng)圓整和與殼體的焊接質(zhì)量問題，取補強圈的名義厚度等于筒體的名義厚度，即=δn=10mm。 A3＝288＝64 mm2．有效補強面積Ae=A1＋A2＋A3=817＋＋64= ＜mm2A=2689 mm2所以需要另行補強。內(nèi)側(cè)有效高度：h2＝取兩者的最小值，故取h2＝0。（2）開孔補強所需補強面積．削弱系數(shù)fr和接管有效厚度δetfr＝/[σ]t＝113/170＝ δet=δnt－C， ==．開孔補強所需補強面積 A ＝d＋2δδet (1－fr) ＝＋2(1－) ＝2689mm2式中：δ為筒體的計算厚度（3）有效補強范圍 ．有效寬度B=2d＝2＝931mm B=d＋2δn＋2δnt=＋210＋210=取兩者的最大值B＝933mm．有效高度h1：外側(cè)有效高度：h1＝接管實際外伸高度為h1＝200mm，取兩者的最小值，h1＝。（1）人孔補強及補強方法判別．補強判別 由于人孔接管的外徑為480 mm，大于允許不另行補強的的最大接管外徑89 mm，所以需要另行考慮補強，補強材料應(yīng)該與殼體的材料相同，選用16MnR鋼，由前面的人孔設(shè)計可知，人孔的接管選用Q235－B鋼，選用其厚度附加量C，＝C1＋C2＝2＋＝，在該設(shè)計條件下Q235－B鋼的許用應(yīng)力=113Mpa。采用工程制單位的標(biāo)準(zhǔn)（如：JB等）公稱壓力用P g表示，單位為/cm2。法蘭標(biāo)記：HG20598 法蘭 Th25—（4）安全閥管口、壓力表管口、備用管口三個管口均用同種法蘭、接管結(jié)構(gòu)和尺寸，具體定位尺寸見液氨儲罐裝配圖。法蘭標(biāo)記：HG20593 法蘭 PL20—（3）排污管口為了方便排凈污物，將排污管口設(shè)在罐底，具體定位尺寸見液氨儲罐裝配圖。右邊封頭上液位計管口時必須避開邊緣應(yīng)力區(qū)，隨著離開封頭邊緣處的距離的增大，邊緣應(yīng)力迅速衰減，所以將管口孔中心距離封頭頂點500mm。選用凸面板式平焊鋼制管法蘭，公稱直徑80mm，接管外徑89 mm。所有的接管材料選用10號鋼無縫鋼管，法蘭材料選用16Mn(鍛)，接管長度從罐體的外壁算起，罐頂?shù)慕庸荛L度可取150 mm，罐底的接管長度可取100 mm。 人孔標(biāo)記：人孔 CⅠ Pg16 Dg450 JB58079人孔材料：筒節(jié)、法蘭、蓋子材料用Q235B螺栓、螺母材料用Q235A，法蘭材料選用16Mn(鍛)?？紤]到筒體和鞍座的結(jié)構(gòu)尺寸，將人孔設(shè)置在筒體的頂部，選取開孔中心距離筒體的邊緣620mm。由于儲罐的公稱直徑900mm＜DN＜2600 mm，而且設(shè)計了人孔和適當(dāng)?shù)膫溆霉芸冢ㄒ娤挛模?，就不必要設(shè)計手孔和檢查孔。 [σ]t＝113 Mpa，為鞍座腹板材料Q235—AF的許用應(yīng)力。b為支座的軸向?qū)挾龋白吔堑闹芟驊?yīng)力因L/Rm=2080/605=＜8,故(2)周向應(yīng)力校核 ︱σ5 ︳＜　[σ]t＝170MPa ︱σ6 ︳＜　[σ]t＝查GBl50—89，取系數(shù)K9＝支座承受的水平分力Fs＝K9(2)封頭切向剪應(yīng)力因為 [σ]t －δh=[σ]t － = 170－ MPa ＜[σ]t－δh，故合格。mm （2）筒體軸向應(yīng)力計算由GBl50—89表81查得由“扁塌現(xiàn)象”引起的抗彎截面模量減少系數(shù)K1＝K2＝ 因為｜M1｜》｜M2｜，且A≤Rm/2=,故應(yīng)力必定出現(xiàn)在跨中面，校核跨 中面應(yīng)力。鞍座標(biāo)記：JB/T4712—92，鞍座A 1200（1）筒體軸向彎矩計算．筒體中間處截面的彎矩 ＝106N鞍座的尺寸和結(jié)構(gòu)見裝配圖和附錄。查JB/T4712—92可得鞍座基本尺寸：包角θ＝120176。活動支座的基礎(chǔ)螺栓應(yīng)沿圓筒軸向開成長圓孔，固定支座通常設(shè)置在儲罐配管較多的一側(cè)，活動支座應(yīng)安裝在沒有配管或配管較少的一側(cè)。因此，國標(biāo)JB4731還規(guī)定當(dāng)滿足，A≤，最好使（Rm為圓筒的平均半徑，Rm＝ Ri＋δn/2=605mm，Ri為圓筒的內(nèi)徑）。其中A為封頭切線到支座的距離，此外由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對于圓筒的抗彎剛度有局部的加強作用?？紤]到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，而且支座截面處的應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座截面處的彎矩略小于跨中間截面的彎矩，為此中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB4731《鋼制壓力容器》。雖然多支座罐的彎曲應(yīng)力比較小，但是各支座嚴(yán)格的保持在同一水平面上，特別是對于大型臥式儲罐很難達到，同時，由于地基的不均勻下沉，多支座 的罐體在支座處的支反力不能均勻分配，故選用雙鞍式支座支承。而常用的儲罐、儲槽、換熱器等臥式容器設(shè)備常選用鞍式支座予以支承，所以此設(shè)備也選用鞍座。（4）方案比較總結(jié)由于上述比較可以看出，說明方案一選用16MnR鋼更合理，那么下面的內(nèi)容就針對方案一的選材和設(shè)計數(shù)據(jù)進行相關(guān)的計算和校核。（2）制造費用 總的來說，由于采用16MnR鋼板厚度較薄，質(zhì)量較輕，鞍座的承載重量也更小，而且制造費用目前也按碳鋼設(shè)備同等計價，因此制造費用比較經(jīng)濟。．封頭應(yīng)力校核：有效厚度δe＝δn－C1－C2＝l2－－2＝因為 所以封頭水壓試驗應(yīng)力校核滿足要求。計算厚度δ=mm設(shè)計厚度δd＝δ＋C2＝＋2＝取C2＝，故名義厚度δn＝12mm，且許用應(yīng)力也沒有發(fā)生變化，所以上計算成立?？紤]鋼板厚度系列取名義厚度δn＝12mm因δn＝12mm，查此情況下20R鋼的許用應(yīng)力沒有變化，[σ]= 133 Mpa，所以上計算成立。筒體和封頭的結(jié)構(gòu)和尺寸與第一種方案的設(shè)計相同（厚度除外），選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（EHA型），其它尺寸和參數(shù)如上所敘。．封頭應(yīng)力校核：有效厚度δe＝δn－C1－C2＝l0－－2＝ 所以封頭水壓試驗應(yīng)力校核滿足要求選用20R鋼作為第二種方案，來計算筒體和封頭的厚度。（2）封頭厚度由于選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，所以其封頭形狀系數(shù)k=計算厚度δ=mm設(shè)計厚度δd＝δ＋C2＝＋2＝取C2＝，故名義厚度δn＝10mm，且許用應(yīng)力也沒有發(fā)生變化，所以上計算成立。16MnR鋼板在40℃時的許用應(yīng)力查表，根據(jù)筒體厚度計算公式初步估計此筒體的設(shè)計厚度在8—16mm之間，[σ]＝[σ]t =170 Mpa，屈服強度σs=345 Mpa。筒體長度：取 =2030 mm兩封頭切線之間的距離L==2030+225=2080mm現(xiàn)選用16MnR和20R兩個鋼種，對儲罐的主要結(jié)構(gòu)——筒體和封頭進行兩個方案的設(shè)計，然后對這兩個方案進行比較和選擇。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭封頭厚度在8—16mm之間，封頭的公稱直徑應(yīng)該與筒體相等，取DN=1200mm，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB47462002，查得封頭的容積Vh= m3，總深度H=325 mm。根據(jù)氨的腐蝕程度，取腐蝕裕量C2＝2mm。筒體由鋼板卷制而成，其公稱直徑等于內(nèi)徑，查閱壓力容器的公稱直徑表，并結(jié)合儲罐的容積，初步選擇其公稱直徑DN=Di=1200mm。m3的中壓儲存容器按[2]劃分，本設(shè)備為第二類壓力容器。： 液氨儲罐 液氨儲罐2 臥式液氨儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于純液氨具有一定的腐蝕性，但設(shè)計壓力為中等壓力，根據(jù)鋼制壓力容器中使用的鋼板許用應(yīng)力及其使用范圍的說明，儲罐的主要結(jié)構(gòu)筒體和封頭選材可以考慮使用20R、16MnR、15MnVR等鋼。從合成工段送來的液氨進入入671液氨倉庫，在液氨倉庫中，液氨的主要貯藏設(shè)備為液氨貯槽，并在此分發(fā)給下游工廠或工段。④氨的合成。③氣體的壓縮與精制。②煤氣鼓風(fēng)及轉(zhuǎn)化。其主要生產(chǎn)工序有:①原料氣的制造。若貯存在－33℃，則每噸鋼材用量可貯存40t液氨，儲罐容量可達4500t以上。若溫度降到0℃，則每噸鋼材用量可貯存液氨lOt。至于低溫常壓工藝，則是將液氨冷凍至不高于它的沸點(低于33℃，視當(dāng)?shù)卮髿鈮憾?，使得液氨對應(yīng)的氣相壓力與大氣壓力相同或相近，從而可以采用常壓容器盛裝貯存，以最大限度降低儲罐投資。 液氨儲罐的設(shè)計溫度為40℃。一般采用壓縮、低溫或兩者結(jié)合的方法，因此有三種貯存工藝，即加壓常溫、加壓低溫和常壓低溫。℃貯存，而在常溫下應(yīng)在壓力容器內(nèi)貯存。這就需要設(shè)置液氨貯存設(shè)施，以確保原料供應(yīng)，為化肥廠連續(xù)生產(chǎn)創(chuàng)造必要條件。目前工程上主要的檢驗方法有：射線探傷、超聲波探傷、表面探傷、聲發(fā)射探傷。（4）無損檢測技術(shù)的可靠性逐步提高，有力地保證了裝備制造及運行的安全。隨著鎢極氬弧焊、多絲埋弧焊、窄間隙焊等新焊接方法的采用大大改善了焊接接頭的性能。④出現(xiàn)大線能量下焊接性良好的鋼板。③降低大型鋼錠中的夾雜物及偏析等缺陷以保證內(nèi)部性能均勻，提高鋼錠的利用率。%以下，%以下。當(dāng)前壓力容器用鋼發(fā)展的主要特點有如下幾個：①隨著剛才強度的提高，同時要改善鋼材的抗裂性和韌性指標(biāo)。目前中國已經(jīng)基本掌握了厚度在150mm—200mm的大型容器的制造、焊接和檢測技術(shù)，厚度在200mm以上的大型容器的制造、焊接和檢測技術(shù)也已經(jīng)成熟。20世紀(jì)80年代中后期，國內(nèi)開始建造10的大型浮頂儲罐，迄今為止，已經(jīng)先后在秦皇島、大慶、湛江等地建造了80余座10浮頂儲罐。國內(nèi)大型儲罐發(fā)展從20世紀(jì)70年代開始，1975年，國內(nèi)首臺5浮頂儲罐在上海陳山碼頭建成。國外以美國和日本為代表的合成氨和裝置已經(jīng)基本穩(wěn)定在年產(chǎn)30萬—40萬t，個別有60萬t，乙烯裝置穩(wěn)定在年產(chǎn)30萬—50萬t，個別有68萬—75萬t，板焊結(jié)構(gòu)式的煤氣塔厚度為200mm，內(nèi)徑為9100mm，單臺質(zhì)量已達到2500t。 壓力容器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢隨著化工、石油、能源、鍋爐等工業(yè)的迅速發(fā)展，今年來壓力容器制造技術(shù)的進展主要體現(xiàn)在以下四個方面：（1）壓力容器向大型化發(fā)展壓力容器向大型化發(fā)展，容器的直徑、容積、厚度、質(zhì)量等參數(shù)增大，容器的工作條件，如溫度、壓力、介質(zhì)越來越惡劣、復(fù)雜，而且這一大型化的趨勢還在繼續(xù)。而臥式液化氣儲罐是目前中、小型液化氣站儲存和運輸液化氣的主要容器之一，在石油化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛并占有相當(dāng)大的比例，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。stress analysis。structural design。最后從焊接缺陷出發(fā)對儲罐進行失效分析，并以VB語言為基礎(chǔ)，結(jié)合控制圖原理設(shè)計了一個缺陷分析的CAPP系統(tǒng)，從而完成了整個臥式液氨儲罐的分析設(shè)計過程。并利用ANSYS分析軟件對儲罐進行了應(yīng)力分析，針對最大應(yīng)力分布區(qū)域進行補強設(shè)計，有效地解決了用定量計算方法進行應(yīng)力分析困難的缺點。七．工作的主要階段、進度與時間安排搜集資料 第 4 周翻譯和開題報告 第 56 周臥式儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 78 周焊接工藝設(shè)計 第 9 周容器失效分析 第1011周經(jīng)濟性分析 第 12 周撰寫論文 第1314周報于指導(dǎo)老師審查，修改 第 15 周準(zhǔn)備答辯 第 16 周八．指導(dǎo)教師審查意見 學(xué) 生：xxxxxxxxxx指導(dǎo)教師：xxxxxxxxxx【摘要】 本文首先介紹了壓力容器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對液氨儲罐作了簡單的介紹。 解決辦法在圖書館查閱化工容器設(shè)計的、設(shè)計手冊和雜志等相關(guān)書籍，借助網(wǎng)絡(luò)資源，在學(xué)校圖書館網(wǎng)站和一些化工機械論壇上查閱下載必要的資料，并在老師的指導(dǎo)，認(rèn)真思考、歸納總結(jié)，逐步解決在設(shè)計過程中遇到的理論性困難問題，及時補充學(xué)習(xí)缺乏的知識。故需要解決的關(guān)鍵問題主要有:儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計、應(yīng)用ANSYS軟件進行應(yīng)力分析等。焊縫的焊接質(zhì)量也對容器的強度有很大的影響，特別是中、高壓壓力容器或有危害性的容器，焊縫的質(zhì)量不過關(guān)，可能會發(fā)生泄露、爆炸等危險事故。(2) 經(jīng)濟性分析由所選材料、焊接方法、儲罐結(jié)構(gòu)對容器的價格進行評估，并選擇出較經(jīng)濟的設(shè)計方案。有限元法作為一種有效的應(yīng)力分析方法正在成為壓力容器應(yīng)力分析的首要方法。等軟件還有等效線性化后處理功能，并將結(jié)果整有限元法口前不僅用于彈塑性分析，還可以用于大變形與屈曲分析，斷裂分析等。由于有限元法是采用有限個有限大小的單元節(jié)點處相連所組合成的離散體代替連續(xù)的彈性體，這就是使用有限元法具有很強的適應(yīng)性，即可以適應(yīng)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、載荷及邊界條件，也可以計算由不同材料組合成的結(jié)構(gòu)。另一種是數(shù)值的方法，分為有限差分法，有限元法等。當(dāng)應(yīng)力值超出許用應(yīng)力時，儲罐是危罐，應(yīng)該立即停止使用或者采取合適的方法來補救。但是隨著儲罐的使用，儲罐的結(jié)構(gòu)、壁厚等參數(shù)都發(fā)生了變化，儲罐在這種變化下還能不能滿足上作的要求，這就需要我們對儲罐的現(xiàn)狀進行分析，做出判斷。目前儲罐及其部件的設(shè)計可以參照壓力容器的設(shè)計規(guī)范，其分為基于彈性失效準(zhǔn)則的規(guī)則設(shè)計(Design by Rule)和基于塑性失效準(zhǔn)則的“分析設(shè)