【正文】 764由JB/T47052002，圖1，結(jié)構(gòu)如下：圖36 纏繞墊片（帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)）查GB1501998，表92，對(duì)于內(nèi)填石面纏繞式金屬，有：墊片系數(shù)m=3，比壓力y=69MPa.標(biāo)記：墊片 B JB/T47191992A墊片有效密封寬度：墊片外徑/內(nèi)徑/厚度，按GB1501998，表91，壓緊面形式1a，則，那么有效密封寬度B墊片壓緊力作用中心圓直徑：因 ，則取墊片接觸外徑減去2，==7922=C 墊片壓緊力① 預(yù)緊狀態(tài)需要的最小墊片壓：② 操作狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力：（2）螺栓計(jì)算（參見GB1501998，）選用等長(zhǎng)雙頭螺栓，查JB/T47002000,表2，根據(jù)螺栓材料40Cr選螺母材料為45；A螺栓載荷a. 預(yù)緊狀態(tài)需要的最小螺栓載荷： b．操作狀態(tài)需要的最小螺栓載荷： B螺栓面積a． 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小面積： ——常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力，=212Mpa；設(shè)計(jì)溫度150℃下螺栓材料的許用應(yīng)力=171Mpa，則預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小面積：， b．操作狀態(tài)下需要的最小面積：c．需要的螺栓面積：d．實(shí)際的螺栓面積： 故滿足設(shè)計(jì)要求。浮頭蓋的計(jì)算包括球冠形封頭、浮頭法蘭的計(jì)算，且應(yīng)分別按管程壓力Pt作用和殼程壓力Ps作用下進(jìn)行內(nèi)壓和外壓的設(shè)計(jì)計(jì)算，取其大者為計(jì)算厚度，在浮頭式換熱器中的浮頭，一般采用鉤圈式浮頭，浮頭鉤圈采用剖開型式，這樣便于裝拆，在設(shè)計(jì)浮頭蓋前，我們應(yīng)詳細(xì)了解和計(jì)算鉤圈式浮頭的結(jié)構(gòu)和尺寸，詳細(xì)結(jié)構(gòu)見圖37所示圖35 B型鉤圈式浮頭的圖35 B型鉤圈式浮頭按GB1511998 查，表14，取b=4mm；查表15，取墊片寬度，；則；C安裝及擰緊浮頭螺母所需空間尺寸，應(yīng)考慮在各種情況熱膨脹量，宜不小于60mm。c． 切向應(yīng)力，符合設(shè)計(jì)要求d． 組合應(yīng)力 符合選用要求。則: ，符合設(shè)計(jì)要求。③螺栓設(shè)計(jì)載荷a．預(yù)緊狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷 b．操作狀態(tài)螺栓設(shè)計(jì)載荷： （參見GB1501998，）①法蘭力矩：a. 預(yù)緊狀態(tài)下的法蘭力矩：力臂 其中，——螺栓中心圓直徑==915mm則： 由GB1501998表94，得 ； 其中——螺栓中心法蘭頸部與法蘭背面交點(diǎn)的徑向距離，即 =91580016=99mm 那么作用于法蘭內(nèi)徑截面上的流體壓力引起的軸向力：流體壓力引起的總軸向力與作用于法蘭截面上的流體壓力引起的軸向力之差： 故： ② 法蘭設(shè)計(jì)力矩 ——常溫下法蘭材料許用應(yīng)力；——設(shè)計(jì)溫度下法蘭材料許用應(yīng)力；查GB1501998，表95,法蘭材料為16Mn，設(shè)計(jì)溫度為150℃，則=150 Mpa，=152Mpa。螺栓的其他部分和螺母，墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸，是根據(jù)等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，通常都不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，可按照螺栓螺紋的公稱直徑由標(biāo)準(zhǔn)中選定。 對(duì)于受拉螺栓，其主要的破壞形式是螺栓桿螺紋部分發(fā)生斷裂，因而其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證螺栓的精力或疲勞拉伸強(qiáng)度；對(duì)于受剪螺栓，其主要的破壞形式是螺栓桿和孔壁的貼和面上出現(xiàn)壓潰或螺栓桿被剪斷，其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是保證連接的擠壓強(qiáng)度和螺栓的剪切強(qiáng)度，其中連接的擠壓強(qiáng)度對(duì)連接的可靠性起決定作用?？缀吐菟U多采用基孔制過度配合。當(dāng)㎜時(shí)，等于墊片接觸的外徑減去2b，DG=D2b=8652=849mm C 墊片壓緊力，由GB15098知： ⑴預(yù)緊狀態(tài)需要的最小墊片壓： FG=FA==849869=105N 操作狀態(tài)需要的最小墊片壓緊力：FG=Fp==84983=105N（參見GB1501998，）常見的普通螺栓連接是在被連接件上開通孔，插入螺栓后在螺栓的另一端擰上螺母。選用等長(zhǎng)雙頭螺柱，由JB/T47002000，表2，螺柱材料選用40Cr，螺母材料選用45鋼。就普通螺紋來說，~，采用A型螺柱，其危險(xiǎn)截面上的附加熱應(yīng)力要比B型螺柱上的附加熱應(yīng)力值大。 在法蘭連接中，法蘭和殼體是焊在一起的，在安裝時(shí)，法蘭與螺柱的溫度相同，操作時(shí)法蘭隨殼體溫度有所升高，在通常情況下法蘭的溫升值往往大于螺柱的溫升值，于是法蘭沿其厚度方向的熱變形將大于螺柱的熱伸長(zhǎng)量，由于法蘭盤在沿起厚度方向的剛度遠(yuǎn)大于螺柱，所以在容器操作時(shí)，可以認(rèn)為螺柱（兩個(gè)螺母間）根本限制不了法蘭的厚度，反過來倒是法蘭強(qiáng)迫螺柱在其熱伸長(zhǎng)之外，還要產(chǎn)生一定量的彈性變形，于是法蘭的熱變形與螺栓熱變形之差就是螺栓附加的彈性變形。壓力容器法蘭用的雙頭螺柱有A型和B型兩種，A型螺柱無螺紋部分的直徑等于螺紋外徑，B型螺柱無螺紋部分直徑等于根徑，且中間無螺紋部分與螺紋段之間要有過渡圓弧。標(biāo)記：墊片 B51—800— JB/T47052000這種連接適用于結(jié)構(gòu)上不能采用螺栓連接的場(chǎng)合，例如被連接件之一太厚不宜制成通孔，材料又比較軟（例如用鋁鎂合金制造的殼體），且需要經(jīng)常拆裝時(shí)，往往采用雙頭螺柱連接。為了增大墊片的彈性和回彈性，金屬帶與非金屬填充帶均軋制成波形，有四種結(jié)構(gòu)形式： A型又稱基本型，不帶加強(qiáng)環(huán)，用于槽密封面； B型帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)，用于凹凸密封面； C型帶外加強(qiáng)環(huán)，用于平面密封面； D型內(nèi)外均有加強(qiáng)環(huán)，用于平面密封面。標(biāo)記：法蘭—FM 600——110 JB/T47032000壓力容器法蘭用密封墊片有3種. 非金屬軟墊片指的是耐油石棉橡膠板(GB/T5391995使用溫度200)和石棉橡膠板(GB/T39851995,使用溫度350),由于這種墊片擠在槽中,更換困難,密封墊片的材質(zhì)與尺寸是確定螺柱和法蘭尺寸的計(jì)算基礎(chǔ),所以在按法蘭標(biāo)準(zhǔn)選用法蘭時(shí),還應(yīng)按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)確定相應(yīng)的墊片尺寸. ,0C r13或0Cr18Ni9等鋼帶與石棉或聚四氟乙烯等填充帶相間纏卷而成。 由HG20583—1998《鋼制壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》表，通常采用長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭和平焊法蘭，我們選用長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭（整體式），采用凹凸面連接，F(xiàn)M形式，其結(jié)構(gòu)圖如下：圖32 管箱法蘭結(jié)構(gòu)由DN=800mm，PN=,可查得如下參數(shù)：表32 法蘭數(shù)據(jù)（單位：mm）H96091587686686348115haRd35211816261227對(duì)應(yīng)的螺柱規(guī)格M24，數(shù)量24，對(duì)接筒體最小厚度=10mm。最大允許壓力： [Pw]= 2δeσt?KDt+==厚度校核： 取試驗(yàn)溫度為150℃，管箱材料為16MnR，鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB6654，使用狀態(tài)：熱軋正火，查得[σ]=170Mpa。檢查：=12mm時(shí)，[σ]t 無變化且滿足封頭選型時(shí)的假設(shè)，因此取封頭名義厚度=12mm滿足設(shè)計(jì)要求。厚度附加量C=+=0+2=2mm。如圖23所示：圖31由JB/ T4746—2002《鋼制壓力容器用封頭》得：DN=800，總深度H=225mm,內(nèi)表面積A= ，容積V= 。標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成。 多程管箱中，管箱上各相鄰的焊縫間距離必須大于或等于4s且大于或等于50mm。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求并且綜合考慮適用性與經(jīng)濟(jì)性選用B型封頭管箱。設(shè)計(jì)溫度下圓筒的最大允許工作壓力Pw=2δeσt?（Di+δe）=210170+10=： 筒體水壓試驗(yàn)壓力Pt= 式中σσt取各元件許用應(yīng)力比的最小值，通過比較知，通體的應(yīng)力比最小，所以：Pt=170170=2MPa 根據(jù)GB1511999 P14中規(guī)定，為使液壓試驗(yàn)時(shí)容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗(yàn)前必須按下列式子校核試驗(yàn)時(shí)圓筒的薄膜應(yīng)力:σT=pr(Di+δe)2δe≤ 代入數(shù)據(jù)得：σT=2(800+10)20=81MPa81馬趴≤345=,水壓試驗(yàn)合格。鋼板的有效厚度：鋼板的有效厚度為其名義厚度減去腐蝕余量與鋼板厚度負(fù)偏差。鋼板的計(jì)算厚度：根據(jù)HG205801998的規(guī)定，一般的容器，換熱器等壽命不少于8年，,本設(shè)計(jì)中取腐蝕余量C2=2mm。⑤、換熱管不考慮腐蝕余量。③、管板和平蓋上開槽時(shí)，可把高出隔板槽底面的金屬作為腐蝕余量，但當(dāng)腐蝕余量大于槽深時(shí)，還應(yīng)該加上兩者的差值。 ③、選擇筒體材料 選擇筒體材料必須考慮筒體材料的經(jīng)濟(jì)型，實(shí)用性，以及材料本身的抗腐蝕性和機(jī)械加工性能等許多方面因素，在本設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)方案中已經(jīng)確定筒體材料為16MnR，采用鋼板卷制而成，16MnR鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB6654在設(shè)計(jì)溫度t=150℃時(shí)，查得16MnR的許用應(yīng)力為 δ=616mmσb=510MPaσs=345MPaσt1=170MPa1636mmσb=490MPaσs=325MPaσt1=163MPa2660σb=470MPaσs=305MPaσt1=157MPaδ=PcDi2σt?Pc其中pc——設(shè)計(jì)壓力，MPaDi——?dú)んw內(nèi)徑，mmδ——計(jì)算厚度，mm?——焊接接頭系數(shù)σt——材料在設(shè)計(jì)溫度的許用應(yīng)力，MPa焊接接頭形式焊接接頭系數(shù)?全部無損檢測(cè)局部無損檢測(cè)雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)與雙面焊的全焊透對(duì)接接頭?=1?=單面焊對(duì)接（沿焊接接頭根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬墊片）?=?= 對(duì)于此浮頭式換熱器，根據(jù)其筒體內(nèi)直徑的范圍，采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接焊縫面焊，局部無損檢測(cè)，取 ?=，假設(shè) δ=616mm，即 σt1=170MPaδ=8002170=設(shè)計(jì)厚度δd的確定，設(shè)計(jì)厚度是計(jì)算厚度與腐蝕余量C2之和，其中腐蝕余量C2的選擇根據(jù)GB1511999的規(guī)定，其中對(duì)于主要元件腐蝕余量有以下幾條原則：①、管板、浮頭法蘭、球形封頭和浮頭鉤圈兩面應(yīng)考慮腐蝕余量。?P0的檢驗(yàn) 參考[4]《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》P81頁運(yùn)用埃索法計(jì)算殼程壓強(qiáng)降：?Ps=（?P1+?P2）FsNs其中：?P1——流體橫過官束的壓強(qiáng)降，Pa?P2 ——流體通過折流板缺口的壓強(qiáng)降，PaFs ——?dú)こ虊毫档慕Y(jié)垢修正系數(shù)，對(duì)液體=F——管子排列方式對(duì)壓強(qiáng)降的修正系數(shù)，轉(zhuǎn)置正方形排列，F(xiàn)=f0——?dú)こ塘黧w摩擦系數(shù)，當(dāng)Re500 時(shí)，f0==Nb ——折流板數(shù)目nc ——因?yàn)榘凑叫闻帕?，所以nc=15h——折流板間距，殼程流體面積:A0=hDncd0==殼程流速:u0=VsA0=250003600825=雷諾數(shù):Reo=douoρμ0=103=4625Reo=4625＞4000,所以為湍流所以：?P1=Ff0ncNb+1ρu022=24+1825=?P2==24825=1159Pa∑?P0=+11591=10kPa所以殼程壓強(qiáng)降滿足設(shè)計(jì)要求。 ?Pi的檢驗(yàn) 參考《換熱器設(shè)計(jì)手冊(cè)》P76頁知，管程壓強(qiáng)降：?Pi=?PL+?PrFtNpNs+?P