【正文】 （公式 244） 管子會裝半徑 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 32 頁 mmddi t )2219(1941)2(41 2222 ????????? ? （公式 245） 因為 crL /i=598/=Cr 所以 MP aC iL rcrtscr /12][ ??????? ??????????? ?? ?? （公式 246） （ 14）管板的計算厚度及名義厚度 計算厚度 mmPCD at ~ ????? （公式 247） 管板的計算厚度及名義厚度為計算厚度加結(jié)構(gòu)尺寸和腐蝕裕量管側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽為 5mm，腐蝕裕量為 ，取大值 5mm，殼側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽為 5mm，腐蝕裕量為 ，取大值 5mm。 （ 15）重新假設(shè) 假設(shè)名義厚度為 62mm 則 mmL 2 8 7 0326223 0 0 0 ?????? 70 5? ????? ttt LD naEK 054 0~ 5 ????? ptt EKK ? ~/~ 21312131 ??at PK 重查 C= mmPCD at ~ ?????? mmn ????? 所以管板的名義厚度取 62mm。為了便于管板的起吊，在管板上因設(shè)置支耳。 球罐型封頭的設(shè)計 查 文獻(xiàn) [1]表 326，殼體內(nèi)直接 600mm 得 ,球冠形封頭的內(nèi)半徑 iR =500mm. 球冠形封頭材料在 150℃下的許用應(yīng)力 ??t? =170MPa 應(yīng)封頭采用 全焊透對接接頭（局部無損檢測） 焊接接頭系數(shù) ? = 不能保證在任何情況下封頭兩端的壓力都同時進(jìn)行，根據(jù) 文獻(xiàn) [2]1998 封頭的計算厚度計算如下： （ 1）由于殼程壓力 ，管程壓力 ，封頭受外壓（凸面受壓） 封頭的計算厚度 ? ?ctic PDQP ?? ??? 2 （公式 253） 系數(shù) Q 要在 文獻(xiàn) [2]1998 圖 77 查得 ??iiDR （公式 254） ? ? ????? tcP （公式 255） 查得 Q= ? ? mmPDQP ct ic ???? ????? ??? （公式 256） 為保險起見，取公稱名義厚度 20mm。 浮頭法蘭的設(shè)計 浮頭法蘭為 非標(biāo)準(zhǔn)法蘭，材料用 16MnⅡ ，法蘭材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??f?為 150MPa，在 170℃下的許用應(yīng)力 ??tf? 為 144MPa 螺柱材料選用 35CrMoA，墊片采用纏繞墊片。 封頭的外壁與法蘭內(nèi)壁交點距法蘭上表面的距離 l 為 14mm. （ 1） 管程壓力作用下 管程設(shè)計壓力 MPaPt ? 墊片外徑 mmDoG 615?，墊片內(nèi)徑 mmDiG 575? 墊片系數(shù) m=，墊片比壓力 y=69 墊片基本密封寬度 ? ? ? ? mmDDb io DGo 104/5756154/ ????? （公式 261） 墊片的有效密封寬度 mmbb o ???? （公式 262） 墊片壓緊圓直徑 mmbDDoGG 599826152 ?????? （公式 263） ① 螺栓載荷 螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??b? =210MPa 螺栓材料在 170℃時的許用 應(yīng)力 ??tb? =187MPa 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NbyDW Ga 1 0 3 8 2 3 56985 9 ?????? （公式 264） 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Nb m PDPDW cGcGp89133522??????????? (公式 265) ② 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 249442101038235 mmWA baa ??? ? （公式 266） 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 24767187891335 mmWA tbpp ??? ? （公式 267） 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =4944mm178。 （ 2） 殼程壓力作用下 ① 螺栓載荷 螺栓材料在常溫下的許用應(yīng)力 ??b? =210MPa 螺栓材料在 170℃時的許用應(yīng)力 ??tb? =187MPa 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NbyDW Ga 1 0 3 8 2 3 56985 9 ?????? 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 Nb m PDPDW cGcGp114090922??????????? ② 螺栓面積 預(yù)緊狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 249442101038235 mmWA baa ??? ? 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 261011871140909 mmWA tbpp ??? ? 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =6101mm178。 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 共 32 頁 吊耳的設(shè)計 根據(jù) 文獻(xiàn) [1]的規(guī)定，重量大于 30kg 的管箱或管箱蓋須設(shè)置 吊耳。 浮頭鉤圈的計算 選 用 B 型鉤圈，材料采用與浮頭管板相同的 16MnII。 封頭曲面高度為 175mm，直邊高度為 40mm。質(zhì)量為 71kg。 筒節(jié)的設(shè)計 筒節(jié)材料采用和殼體一樣的 Q345R。 厚度和殼體和封頭都等厚都是 14mm。根據(jù) 文獻(xiàn) [6]，選擇長 頸對焊法蘭，密封面凹面型式。螺柱規(guī)格為 M24 220B，數(shù)量為 28。 側(cè)法蘭的設(shè)計 該法蘭與浮頭蓋法蘭相連接由于內(nèi)徑不相等，該法蘭屬于非標(biāo)準(zhǔn)法蘭，按照文獻(xiàn) [2]，確定該法蘭的步驟如下： 確定墊片壓緊力 墊片選用纏繞墊片 ，墊片外徑 mmDoG 765?，墊片內(nèi)徑mmDGi 725? ,厚度為 ， m=， y=69。 操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 共 32 頁 Nb m PDPDW cGcGp144687222??????????? （ 2103） 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷 NFW aa 1 2 9 8 2 2 7?? （ 2104） 常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPab 210?? 設(shè)計溫度下螺栓材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatb 187?? 預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓面積 ? ? 261822101298227 mmWA baa ??? ? （ 2105） 操作狀態(tài)所需的螺栓面積 ? ? 277371871446872 mmWA tbpp ??? ? （ 2106） 所需螺栓面積 mA 取 aA 與 pA 的大值，所以 mA =7737mm178。 法蘭力臂 ??? AD LL 由外頭蓋設(shè)計中查標(biāo)準(zhǔn)長頸對焊法蘭的螺栓分布圓直徑 D=840. 取法蘭頸部大端有效厚度 mm801 ?? 。 mm 側(cè)法蘭法蘭應(yīng)力 取法蘭頸部小端有效厚度 o? =40mm 2408001 ???? （ 2119） 取法蘭頸部高度 h=50mm 5000????? ?iDhhh （ 2120） 查 文獻(xiàn) [2]圖 97得整體法蘭頸部應(yīng)力校正系數(shù) f= 查 文獻(xiàn) [2]圖 93得整體法蘭系數(shù) ?IF 參數(shù) ??? hFe I （ 2121） 系數(shù) ?????? ef?? （ 2122） 式中 f? 為法蘭有效厚度 ??? iO DDK （ 2123） 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 26 頁 共 32 頁 由 K= 查 文獻(xiàn) [2]表 9— 5 得 T=， Z=， Y=， U= 系數(shù) ??? T?? （ 2124） 查 文獻(xiàn) [2]圖 9— 4 得 ?V 參數(shù) 594344840155 220221 ????? ?hVUd （ 2125） 參數(shù) ? ? 13 ????d? （ 2126） ????? ??? （ 2127） （ 1） 軸向應(yīng)力 MP aDfM iH 12 706 71 732 221 0 ?????? ??? （ 2128） （ 2） 徑向應(yīng)力 ? ?M P aMDeiffR531 2 7 0 6 7 1 7 202???? ?????????? （ 2129） （ 3） 環(huán)向應(yīng)力 MP aZDYM RifOT 22 ??????? ??? （ 2130） （ 4） 剪切力 預(yù)緊狀態(tài)的剪切載荷 W=2114385N 操作狀態(tài)的剪切載荷 W=1446872N 剪切面積 22 0 4 8 2 mmlDA ????? ?? （ 2131） 式中 ??D 剪切面計算直徑 ?l 剪切面計算高度 預(yù)緊狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW ??? ?? （ 3132） 操作狀態(tài)剪應(yīng)力 MP aAW p 712048 81446 872 ??? ?? （ 3133） 應(yīng)力校核 ? ? M P atf ???? 設(shè)計溫度下圓筒材料的許用應(yīng)力 ? ? MPatn 170?? 淮海工學(xué)院二〇一三屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 共 32 頁 ? ? M P atn ???? （ 1）允許軸向應(yīng)力取 ? ? Htf M P a ?? ???? 2 1 61 4 （ 2）環(huán)向應(yīng)力 M P aM P a tfT 144][18 ??? ?? （ 3）徑向應(yīng)力 M P aM P a tfR 144][53 ??? ?? （ 4）組合應(yīng)力 ? ? MP aMP a tfRH ?????? ??? （ 3134） ? ? MP aMP a tfTH ?????? ??? （ 3135） （ 5） 剪應(yīng)力 預(yù)緊狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計算得 ? ?tnM P a ?? ??? 操作 狀態(tài)下，許用的剪應(yīng)力為 [ ] 170 136n M Pa? ? ? ? 由前面的計算得 ? ?tnM Pa ?? ??? 結(jié)論：設(shè)計的法蘭在軸向應(yīng)力，徑向應(yīng)力，環(huán)向應(yīng)力，組合應(yīng)力及剪應(yīng)力均滿足要求，所假設(shè)的法蘭名義厚度 n? =85mm 合理。 支座的設(shè)計與 選擇 支座的選擇 根據(jù)設(shè)計溫度和設(shè)計載荷以及臥式容器的特點選用鞍式支座，材料為Q235B，墊板的材料選用與筒體相同的 Q345R。 包角，采用兩個鞍座，一個為固定鞍座 BI600F，一個為滑動鞍座 BI600S。 經(jīng)計算，得到設(shè)備的充水質(zhì)量為 3710KG，即 37100N= 遠(yuǎn)小于鞍座 的允許載荷 165kN，所以滿足要求。 吊環(huán)螺釘?shù)脑O(shè)計 為了便于裝拆管束，應(yīng)在浮頭式換熱器的固定管板上設(shè)置吊環(huán)螺釘，根據(jù)筒體身本的結(jié)構(gòu)和尺寸，采用一個 M20， L=180mm 的螺釘，材料選用 20 號鋼。 防沖板的最小厚度，對于碳鋼，不得小于 ，因此取 ?