【正文】 67 153 16～ 36 185 185 183 170 157 143 36～ 60 181 181 173 160 147 133 60～ 100 181 181 167 150 137 123 圓筒的計算壓力為 Mpa,容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的焊接接頭，取焊接接頭系數(shù)為 ,全部無損探傷。液柱靜壓力 ? gh= 5 2800= 而ρ gh∕ =% 5%所以可以忽略。 所以設(shè)計厚度為： ??????? CCn ?? ㎜ 圓整后取名義厚度 20 ㎜。 圖 1 橢圓封頭 6 壓力試驗 水壓試驗，液體的溫度不得低于 5℃； 試驗方法： 試驗時容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡，試驗過程中，應(yīng)保持容器外表面的 干燥。然后將壓力降至規(guī)定試驗壓力的 80%，并保持足夠長的時間以便對所有焊接接頭和連接部位進行檢查。 水壓試驗時的壓力 ? ?? ? Mpap t T ???? ?? 水壓試驗的應(yīng)力校核： 水壓試驗時的應(yīng)力 MpaDp e eiTT )( )( ?? ????? ? ?? 水壓試驗時的許用應(yīng)力為 M p as ?????? ST ??? ＜ 故筒體滿足水壓試驗時的強度要求 [1]。 人孔的結(jié)構(gòu)：既有承受壓力的筒節(jié)、端蓋、法蘭、密封墊片、緊固件等受壓元件，也有安置與啟閉端蓋所需要的軸、銷、耳、把手等非受壓件。從人孔所用法蘭類型來看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭 人孔和帶頸對焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。 人孔標準 HG2152495 規(guī)定 Pn≥ 時只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對焊法蘭人孔。 綜合考慮選擇回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔（ HG/T215182021） , Φ 480 12 公稱壓力、公稱直徑 Dn450、 1H =250、 MFM 型密封面、采用 Q345R 材料。 補強圈補強是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點。但必須滿足規(guī)定的條件。當(dāng)補強材料與被削弱殼體的材料相同時，則補強面積等于削弱的面積。根據(jù) GB150 中，當(dāng)設(shè)計壓力小于或等于 時，在殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑不大于 89mm 時，接管厚度滿足表 要求時，不9 另行補強。 開孔直徑 1 1)(2)1225 3 0()(2 21 ????????? CCdd i mm2800?iD ，在筒體上開孔 mmDd i 93 3328 003 ??? ，可用等面積進行開孔補強計算。1 ???? ? ， mmH 250h 11 ?? （實際外伸高度） 故 1h =Max( 139?？芍驹O(shè)計滿足要求，則采用補強圈補強。按照根據(jù)焊接接頭分類，接管、人孔等與殼體連接的接頭，補強圈與殼體 連接的接頭取 D 類焊縫。查標準 JB/T47362021 得補強圈外徑 8400 ?D ,內(nèi)徑 ? ?12~6D 0 ?? di 則取 490 ㎜。 接管及附件的選擇 接管選擇： 容器接管一般應(yīng)采用無縫鋼管，所以本設(shè)計筒體上接管材料均選擇無縫鋼管 20（ GB9948） 。 設(shè)計壓力小于或等于 。 接管公稱外徑小于或等于 89 ㎜。 根據(jù)要求查標準，液氨進出口接管取 d76 14 公稱直徑為 65mmm 的接管，空氣進出管選用 d57 12 公稱直徑為 50mm 的無縫鋼管，排污管用 20（ GB9948） 無縫鋼管尺寸 d25 6 熱軋。 表 接管尺寸表 序號 接管名稱 公稱直徑 DN(mm) d s 材料 a 液氨進出口管 65 76 14 20（ GB9948） b 空氣進出口管 50 57 12 20（ GB99948） c 液位計接管 25 32 8 20(GB9948) d 壓力表接管 20 25 6 20(GB9948) e 人孔接管 450 480 12 Q345（ HG/T215182021） g 排污管 20 25 6 20(GB9948) F 安全閥接管 40 45 10 20(GB9948) 可見以上所選接管都滿足不需另行補強的要求。 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。 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。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。 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 M20 ,壓力表一端與帶有相應(yīng)螺紋的接管一端旋合，接管另一端焊接在筒體適合的位置。 查 HG/T 206132021 《鋼制管法蘭用緊固件》中表 和附錄中表 ,得螺柱的14 長度和平墊圈尺寸： 表 螺栓 緊固件用平墊圈 mm 公稱直徑 螺紋 螺柱長 1d 2d h a 65 M16 70 17 30 3 b 50 M16 70 17 30 3 c 450 M24 130 25 44 4 d 25 M12 50 13 24 e 40 M16 65 17 30 3 f 20 M12 50 13 24 墊片的選擇 法蘭密封常用墊片，墊片有金屬墊片、非金屬墊片，合成墊片等多種，考慮經(jīng)濟性當(dāng)非金屬墊片能滿足要求時首先使用非金屬墊片。其尺寸如表 表 墊片尺寸表 符號 法蘭公稱直徑 mm 墊片內(nèi)徑 D1 墊片外徑 D2 密封形式 墊片材料 墊片厚度 mm a 20 25 58 RF 石棉橡膠 b 25 32 68 RF 石棉橡膠 C 40 45 88 RF 石棉橡膠 d 50 57 102 RF 石棉橡膠 e 65 76 122 RF 石棉橡膠 f 450 478 555 RF 石棉橡膠 3 15 圖 4 墊片結(jié)構(gòu)圖 安全閥的選擇 查《化工工藝設(shè)計手冊》知液氨常用安全閥有 A21H40 其公稱直徑是 15mm 到25mm 公稱壓力為 使用溫度 t≤ 200℃和 A41H40 其公稱直徑為 32mm 到48mm 公稱壓力為 到 ,使用溫度 t≤ 300℃。 圖 6 安全閥結(jié)構(gòu) 液面計的設(shè)計 液面計的種類很多，常用的有玻璃板液面計和玻璃板液面計。玻璃板液面計有三種：透光式玻璃板液面計、反射式玻璃板液面計、視鏡式玻璃板液面計。結(jié)構(gòu)形式：保溫型 W,鋼板 Q345. 圖 5 磁性液面計 鞍座的選擇 鞍座結(jié) 構(gòu)和材料的選取 臥式容器的支座有三種形式：鞍座、圈座、和支腿，常見的臥式容器和大型臥式儲罐、換熱器等多采用鞍座，它是應(yīng)用得最為廣泛的一種臥式容器支座。當(dāng)尺寸和載荷一定時多支點在梁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小，因此支座數(shù)目似乎應(yīng)該17 多些好。此外，臥式容器由于溫度或載荷變化時都會產(chǎn)生軸向的伸縮，因此容器兩端的支座不能都固定在基礎(chǔ)上，必須有一端能在基礎(chǔ)上滑動，以避免產(chǎn)生過大的附加應(yīng)力。 所以本設(shè)計就采用這種支座結(jié)構(gòu)。鞍座的材料（除加強墊板除外）為 Q235A，加強墊板的材料應(yīng)與 設(shè)備殼體材料相同為 Q345。 A≤ =﹙ 12021+25 2)=2410 當(dāng)鞍座鄰近封頭時，則封頭對支座處筒體有加強剛性的作用。 18 圖 5 鞍座位置及結(jié)構(gòu) 鞍座載荷計算 筒體的質(zhì)量 1m ：查得圓筒體材料 Q345 密度ρ =7850 ㎏ /m179。故 2m =? 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 2800mm 厚 20mm 的標準橢圓封頭的容積為 3m ,則容器容積為： 2 ???????? ?筒體封頭 VVV 3m 水重 3m = 1000=80090 ㎏。包角、焊制、帶墊板，高度為 250mm 的鞍座，允許載荷 Q445kN。 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 壓力容器受壓部分 的焊接接頭分為 A、 B、 C、 D 四類，查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用 A 類焊縫。 封頭與圓筒等厚采用對接焊接。坡口形式為 Y 型坡口。 接管與殼體的焊接接 頭 本設(shè)計除人孔接管帶補強圈外其它接管都是不帶補強圈的插入式接管，接管插入殼體，接管與殼體間的焊接有全焊透和部分焊頭兩種，它們的焊接接頭均屬 T 形或角接接頭。選擇全焊透工藝，可用于交變載荷，低溫及有較大溫度梯度工況。 圖 帶補強圈焊接接頭結(jié)構(gòu) 22 β 1 =50176。 2? ＝ 30176。 2176。 1, 1K ＝δ t , 1K = c? ﹙ c? ≤ 8) k2 ＝ c? 6 各附件接管的布局 為了便于操作及考慮到開孔的安全性要求，本設(shè)計中將安全閥接管、進料接管、壓力表接管、人孔接管、放空口接管成直線依次布局在筒體上方，其中安全閥、壓力表、進料管以及左右接管和筒體左右直邊間的距離均為 800mm，人孔接管與 放空管間距離為 2021mm,壓力表與人孔接管間距離為 2800mm。 進料管內(nèi)伸長度為 1650mm，排污管和出料管內(nèi)伸長度為 0，其余的接管內(nèi)伸長度均為10mm,其中排污管和出料管外伸長度為 150mm，人孔接管外伸長度為 250mm，液面計外伸長度 300mm,其余接管外伸長度均為 200mm,具體布局見裝配圖。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 mm2 A(A1+A2+A3) mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求 ,不需另加補強。 補強圈面積 A4 3920 mm2 A(A1+A2+A3) 2021 mm2 結(jié)論 : 補強滿足要求。 鞍座底板中心至封頭切線距離 A 475 mm 封頭曲面高度 hi 450 mm 試驗壓力 pT MPa 鞍座高度 H 250 mm 腹板與筋板組合截面積 Asa 18680 mm2 35 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù) Zr 365686 mm3 地震烈度 7 圓筒平均半徑 Ra 908 mm 物料充裝系數(shù) o? 一個鞍座上地腳螺栓個數(shù) 1 地腳螺栓公稱直徑 0 mm 地腳螺栓根徑 0 mm 鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距 0 mm 地腳螺栓材料 第七章 總結(jié) 通過這次課程設(shè)計，讓我對過程設(shè)備設(shè)計這門課有了進一步的認識。 設(shè)計時要有一個明確的思路，要考慮多種因素包括環(huán)境條件和介質(zhì)的性質(zhì)等再選擇合適的設(shè)計參數(shù)，對罐體的材料和結(jié)構(gòu)確定之后還要進行一 系列校核計算，包括筒體、封頭的應(yīng)力校核，以及鞍座的載荷和應(yīng)力校核。 通過這次設(shè)計對我們獨自解決問題的能力也有所提高。在設(shè)計的最后附有 CAD 設(shè)備圖，在繪圖的整個過程中，我對制圖軟件的操作更加熟悉。 最后感謝老 師們 這些日子的耐心