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38m3液化石油儲罐結(jié)構(gòu)工藝及焊接工藝設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計論文-在線瀏覽

2024-10-30 18:35本頁面
  

【正文】 ...................................................................... 16 液面計的設(shè)計 ............................................................... 16 安全閥的設(shè)計 ............................................................... 16 第 3 章 應(yīng)力校核 .................................................................................. 17 水壓試驗應(yīng) 力校核 .................................................................. 17 圓筒軸向彎矩計算 .................................................................. 17 圓筒中間截面上的軸向彎矩 ....................................... 17 支座截面處的彎矩 ....................................................... 18 圓筒軸向應(yīng)力計算并校核 ..................................................... 18 圓筒中間截面上的軸向應(yīng)力 ....................................... 18 由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力計算并 校核 ...... 19 圓筒軸向應(yīng)力校核 ....................................................... 19 切向剪應(yīng)力的計算及校核 ..................................................... 20 圓筒切向剪應(yīng)力的計算 ............................................... 20 鞍座應(yīng)力計算并校核 ............................................................. 20 地震引起的地腳螺栓應(yīng)力 ...................................................... 21 第 4 章 焊接工藝設(shè)計 .......................................................................... 22 儲罐的基本構(gòu)成 ...................................................................... 22 技術(shù)要求 .................................................................................. 23 材料的選擇 .............................................................................. 24 焊接技術(shù)特性及要求 ............................................................. 25 技術(shù)特性 ........................................................................ 25 技術(shù)要求 ........................................................................ 25 焊接工藝流程 .......................................................................... 26 焊縫編號及示意圖 ....................................................... 27 接管與殼體封頭的焊接 ............................................... 27 各筒節(jié)縱向焊縫焊接工藝分析 .................................. 32 各筒節(jié)環(huán)向焊縫焊接工藝分析 .................................. 34 焊后熱處理工藝參數(shù) ................................................... 35 結(jié) 論 ..................................................................................................... 36 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) V 謝 辭 ..................................................................................................... 37 參考文獻 ................................................................................................. 38 外文資料翻譯 ........................................................................................ 39 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 1 前 言 隨著科技發(fā)展的日新月異,由于我國石油資源的限制,必須充分利用國外石油資源。(儲罐,壓力容 )另一方面,隨著全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展和我國即將加入世界貿(mào)易組織(WTO),我國必須大力增加石油儲備資源,以減少國際局勢動蕩對我國經(jīng)濟的影響。目前 (10~15)萬 m3 的浮頂罐是世界各國儲存原油的主體罐型。 我國陸續(xù)在秦皇島、黃島、浙江舟山和大連等地建造了十幾座 10 萬m3 的浮頂原油罐 (系引進日本的技術(shù)與主要材料 ),使得 5 萬 m3 和 10 萬 m3浮頂罐已成為我國目前原油儲存的主體罐型。 在選材方面,根據(jù)介質(zhì)的易燃易爆、有毒、有一定的腐蝕性等特性,存放溫度為 20~48℃ ,最高工作壓力等條件。為了得到良好的焊接工藝,封頭材料和筒體材料一致,也是 16MnR。深圳某些石化企業(yè)已建成了一批 (2~5)萬 m3 的內(nèi)浮頂成品油料儲罐。對于液化石油氣的生產(chǎn)企業(yè),它的主體罐型將是在常溫壓力下儲存 l000~3000 m3的球罐。由于油料周轉(zhuǎn)快,要采用常壓低溫儲存,就必須設(shè)置龐大的洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 2 致冷設(shè)備,將生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的溫度為 40℃ 左右的液化石油氣降至 4℃ (丁烷 )~42℃ (丙烷 ),而液化石油氣的出廠手段一般為鐵路罐車、汽車罐車或水運裝船,用戶都不要求進低溫的液化石油氣,這樣就會造成能量的巨大浪費和作業(yè)困難,所以在這些液化石油氣的生產(chǎn)企業(yè)中采用大容量常壓低溫儲罐在經(jīng)濟上是不可行的。通過此次對該儲罐的結(jié)構(gòu)及焊接工藝的研究中,更能夠加深理解儲罐類產(chǎn)品對化工工業(yè)發(fā)展的重要性。取其大致比例如下: 表 11 液化石油氣組成成分 組成成分 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 乙 炔 各成分百分比 對于設(shè)計溫度下各成分的飽和蒸氣壓力如下: 表 12 各溫度下各組 分的飽和蒸氣壓力 溫度 /℃ 飽和蒸汽壓力 /MPa 異辛烷 乙烷 丙烷 異丁烷 正丁烷 異戊烷 正戊烷 乙炔 25 0 0 20 0 0 0 0 0 20 0 0 50 0 7 設(shè)計溫度 根據(jù)本設(shè)計工藝要求,使用地點為太原市的室外,用途為液化石油氣儲配站工作溫度為 20~48℃ ,介質(zhì)為易燃易爆的氣體。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 4 由上述條件選擇危險溫度為設(shè)計溫度。所以,取最高設(shè)計溫度 t=50℃ ,最低設(shè)計溫度 t=﹣ 25℃ 。 設(shè)計壓 力 該儲罐用于液化石油氣儲配供氣站,因此屬于常溫壓力儲存。因此,不需要設(shè)保溫層。 對于設(shè)置有安全泄放裝置的儲罐,設(shè)計壓力應(yīng)為 ~ 倍的最高工作壓力。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 5 設(shè)計儲量 參考相關(guān)資料,石油液化氣密度一般為 500600Kg/m3,取石油液化氣的密度為 580Kg/m3,盛裝液化石油氣體的壓力容器設(shè)計儲存量為: W=248。 鞍座材料的選擇 該臥式容器采用雙鞍座式支座,根據(jù)工作溫度為 20~48℃ ,按 國家標準 選擇鞍 座材料為 16MnR,使用溫度為 20~250℃ ,許用應(yīng)力為 [σ]sa= 170MPa。計算螺栓直徑與個數(shù),按螺紋和螺栓標準確定螺栓尺寸。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 6 第 2 章 容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圓筒厚度的設(shè)計 根據(jù)介質(zhì)的易燃易爆、有毒、有一定的腐蝕性等特性,存放溫度為20~48℃ ,最高工作壓力等條件。選用 16MnR 為筒體材料,適用于介質(zhì)含有少量硫化物,具有一定腐蝕性,壁厚較大( ≥8mm)的壓力容器。 δ= ]σ[2 ???? ??ct ic PDPmm ( 21) 對于低碳鋼和低合金鋼,需滿足腐蝕裕度 C2≥1mm,取 C2=2mm 查標準 HG205801998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》知,鋼板厚度負偏差 C1=。 δd=δ+C2=+2= ( 22) δn=δd+C1=+0= ( 23) 圓整后取名義厚度 δn=18mm, [σ]t 沒有變化,故取名義厚度 18mm 合適。 δ= ][2 ???? ???? ct ic PDP?= mm ( 24) 同理,選取 C2=2 mm , C1=0 mm 。 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計 對于承受內(nèi)壓,且設(shè)計壓力 Pc=4MPa 的壓力容器,根據(jù)化工工藝設(shè)計手冊(下)常用設(shè)備系列,采用臥式橢圓形封頭容 器。 人孔的選擇 查《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》,因筒體長度 7600mm6000mm,需開兩個人孔,可選回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔 。配套法蘭與上面的法蘭類型相同,根 HG/T215182020《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔》,查表 31,由 PN= 選用凹凸面的密封形式 MFM,采用 級 35CrMoA 等長雙頭螺柱連接。 根據(jù)《壓力容器與化工設(shè)備實用手冊》 PN= 時,可選接管公稱通徑 DN=80mm。選擇密封面型式為凹凸面( MFM),壓力等級為 ~,接管法蘭材料選用 16MnR。對應(yīng)的管子尺寸如下表: 表 24 接管 尺寸 序號 名稱 公稱直徑 管子外徑 數(shù)量 管口伸出量 管子壁厚 伸長量質(zhì)量( kg) a 液位計管 32 38 2 100 b 放氣管 80 89 1 150 4 d 安全閥 80 89 1 150 4 e 排污口 80 89 1 150 4 f 液相出口 80 89 1 150 4 g 液相回流管 80 89 1 150 4 h 液相進口 80 89 1 150 4 i 氣相管 80 89 1 150 4 j 壓力表口 20 25 1 100 3 k 溫度計口 20 25 1 100 3 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 12 墊片 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》, 知 凹凸面法 蘭用 MFM 型墊片尺寸,根據(jù)設(shè)計壓力為 Pc=,采用金屬包覆墊片,選擇法蘭的密封面均采用 MFM(凹凸面密封)。填充材料為非石棉纖維橡膠板,代號為 NAS,最高工作溫度為 290℃ 。計算螺栓直徑與個數(shù),按螺紋和螺 栓標準確定螺栓尺寸。 查《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》得螺柱的長度和平墊圈尺寸: 圖 26 雙頭螺柱 圖 27 螺母 表 26 螺栓及墊圈尺寸 名稱 管口名稱 公稱直徑 螺紋 螺柱長 緊固件用平墊圈 mm d1 d2 h a 液位計管 32 M16 85 17 30 3 b 放氣管 80 M16 100 17 30 3 d 安全閥 80 M16 100 17 30 3 e 排污口 80 M16 100 17 30 3 f 液相出口 80 M16 100 17 30 3 g 液相回流管 80 M16 100 17 30 3 h 液相進口 80 M16 100 17 30 3 i 氣相管 8
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