柴油儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)方案說(shuō)明書

1、鋼制焊接常壓容器設(shè)計(jì)說(shuō)明（計(jì)算）書編寫： 郭 攀 審核： 曾淦偉 批準(zhǔn)： 張慶東 日期 2018年3月21日云南省博來(lái)特石油設(shè)備安裝有限公司曲靖分公司一、 設(shè)計(jì)概述該產(chǎn)品為鋼制焊接常壓容器，盛裝介質(zhì)為柴油。柴油的理化特性包括：外觀與性狀：稍有粘性的棕色液體，熔點(diǎn)()：-18，相對(duì)密度(水=1)：0.87-0.9，沸點(diǎn)()：282-338，閃點(diǎn)()：38，引燃溫度()：257。該產(chǎn)品罐體為臥式單層容器，罐體橫截面為圓形，封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形，主體材質(zhì)為Q235B，設(shè)計(jì)容積為1m3。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)按照NB/T 47003.1-2009鋼制焊接常壓容器的要求進(jìn)行，設(shè)計(jì)計(jì)算按照NB/T 47042-2014鋼

2、制臥式容器的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。二、 基本參數(shù)表參數(shù)名稱數(shù)值單位參數(shù)名稱數(shù)值單位設(shè)計(jì)壓力p0.09MPa圓筒內(nèi)直徑Di1000mm計(jì)算壓力pc0.09MPa圓筒平均半徑Ra500mm圓筒材料Q235B圓筒名義厚度o6mm封頭材料Q235B圓筒有效厚度e4.5mm鞍座材料Q235B封頭名義厚度hn7.75mm圓筒材料常溫許用應(yīng)力160MPa封頭有效厚度he6.25mm封頭材料常溫許用應(yīng)力h160MPa鞍座墊板名義厚度re6mm圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力ht160MPa鞍座腹板名義厚度bo6mm鞍座材料許用應(yīng)力sa160MPa兩封頭切線間距離L1540mm地腳螺栓材料許用應(yīng)力bt59MPa圓筒長(zhǎng)度Lc1

3、500mm圓筒材料常溫屈服強(qiáng)度ReL235MPa封頭曲面深度hi250mm圓筒材料常溫彈性模量E2.06105MPa鞍座軸向?qū)挾萣200mm圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下彈性模量E12.06105MPa鞍座包角120（）圓筒材料密度S7.8510-6kg/mm3鞍座底板中心至封頭切線距離A200mm封頭材料密度h7.8510-6kg/mm3焊接接頭系數(shù)0.85操作時(shí)物料密度o8.410-7kg/mm3設(shè)計(jì)溫度20物料填充系數(shù)o0.90試驗(yàn)壓力PT常壓MPa液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度T1.0kg/mm3三、 強(qiáng)度計(jì)算表支座反力計(jì)算筒體質(zhì)量（兩切線間）m1m1=(Di+n)LnS = 223 kg封頭質(zhì)量（曲面部分）m

4、2m2=142 kg附件質(zhì)量m3m2= 90.8 kg封頭容積（曲面部分）VHVH=1.51108 mm3容器容積V=4Di2L+2VH =1.17109 mm3容器內(nèi)充液質(zhì)量m4操作工況m4=Voo=1058 kgm4=VT=1400 kg隔熱層質(zhì)量m5m5= 0 kg總重量m操作時(shí)m=m1+m2+m3+m4+m5=1513.8 kg試壓壓力m= m1+m2+m3+m4=1855.8 kg支座反力F操作時(shí)F=12mg=7417.6 N試壓壓力F=12mg=9093.4 NF=maxF，F(xiàn)=9093.4 N系數(shù)確定系數(shù)確定條件ARn/2或（ARa/2）=120系數(shù)查表2得：K1=1.0查表2得

5、：K2=1.0查表4得：K3=0.880查表4得：K4=0.401查表5得：K5=0.760查表5得：K6=0.013查表6得：K7=/查表6得：K8=/查表8得：K9=0.204查表6得：C4=/查表6得：C5=/圓筒軸向應(yīng)力及校核軸向彎矩圓筒中間截面操作工況M1=FL41+2(Ra2-hi2)/L21+43hiL-4AL=1.36 107 Nmm水壓試壓工況MT1=FL41+2(Ra2-hi2)/L21+43hiL-4AL=1.67 107 Nmm鞍座平面操作工況M2=-FA1-1-AL+Ra2-hi22Al1+43hiL= -4.1 107 Nmm水壓試壓工況MT2=-FA1-1-AL+

6、Ra2-hi22Al1+43hiL= -5.05 107 Nmm強(qiáng)度計(jì)算表(續(xù))軸向應(yīng)力操作工況（盛裝物料）內(nèi)壓未加壓圓筒中間橫截面最高點(diǎn)處1=-M13.14Ra2e= -0.78 MPa 鞍座平面最低點(diǎn)處4=M23.14K2Ra2C = -0.02 MPa 內(nèi)壓加壓圓筒中間橫截面最低點(diǎn)處2=pcRa2e+M13.14Ra2e = / MPa鞍座平面最高點(diǎn)處3=pcRa2e-M23.14K1Ra2e= / MPa外壓加壓圓筒中間橫截面最高點(diǎn)處1=pcRa2e-M13.14Ra2e= / MPa鞍座平面最低點(diǎn)處4=pcRa2e+M23.14K2Ra2e= / MPa水壓試壓工況（充滿水）外壓未加

7、壓圓筒中間橫截面最低點(diǎn)處2=-M13.14Ra2e = / MPa鞍座平面最高點(diǎn)處3=-M23.14K1Ra2e= / MPa未加壓圓筒中間橫截面最高點(diǎn)處T1=-MT13.14Ra2e= -0.23 MPa鞍座平面最低點(diǎn)處T4=-MT23.14K2Ra2e = -0.07 MPa加壓加壓圓筒中間橫截面最低點(diǎn)處T2=pTRa2e+MT13.14Ra2e= / MPa鞍座平面最高點(diǎn)處T3=pTRa2e+MT23.14K1Ra2e = / MPa應(yīng)力校核許用壓縮應(yīng)力ac外壓應(yīng)力系數(shù)BA=0.094e/Ro=0.009根據(jù)圓筒材料，按GB 150.3規(guī)定求取B=0.77MPa，B0=0.79 MPa操

8、作工況act=mint，B =0.77 MPa、充滿水未加壓狀態(tài)ac=min0.9ReLRp0.2，B0 =0.79 MPa操作工況內(nèi)壓加壓（外壓未加壓）max1,2,3,4=0.31t=1.21 合格內(nèi)壓未加壓（外壓加壓）min1,2,3,4=0.04act=0.77 合格水壓試壓工況（充滿水）加壓maxT1,T2,T3,T40.9ReLRp0.2 / 外加壓minT1,T2,T3,T4ac /強(qiáng)度計(jì)算表(續(xù))圓筒切向剪應(yīng)力圓筒未被封頭加強(qiáng)（ARa2時(shí)）=K3FRaeL-2AL+4hi= / MPa圓筒被封頭加強(qiáng)（ARa2時(shí)）=K3FRae= 0.21 MPa封頭應(yīng)力圓筒被封頭加強(qiáng)（ARa2

9、時(shí)）=K4FRahe= 0.06 MPa應(yīng)力校核圓筒切向剪應(yīng)力=0.210.8t=128 合格封頭應(yīng)力橢圓h=KpcDi2he = 0.72 MPaK=162+Di2hi2 蝶形h=MpcRb2he =/ MPaM=143+Rr =/半球形h=pcDi4he =/ MPah=0.061.25t-h=199.28 合格圓筒周向應(yīng)力及校核無(wú)加強(qiáng)圈圓筒圓筒的有效寬度b2=b+1.56Ran=296.7 mm鞍座墊板厚度re= 6 mm鞍座墊板包角(132)+12取k=0.1無(wú)墊板或墊板不起加強(qiáng)作用bb4b2橫截面最低點(diǎn)處5=-kK5Feb2= -0.3 MPa鞍座邊角處L/Ra8時(shí)6=-F4eb2-

10、3K6F2e2= / MPaL/Ra8時(shí)6=-F4eb2-12K6FRaLe2= -104 MPa墊板起加強(qiáng)作用b4b2m0.6n橫截面最低點(diǎn)處5=-kK5Fe+reeb2= / MPa鞍座邊角處L/Ra8時(shí)6=-F4e+reb2-3K6F2e2+re2= / MPaL/Ra8時(shí)6=-F4e+reb2-12K6FLe2+re2= / MPa鞍座墊板邊緣處L/Ra8時(shí)6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8時(shí)6=-F4eb2-12K6FRaLe2= / MPa強(qiáng)度計(jì)算表(續(xù))有加強(qiáng)圈圓筒加強(qiáng)圈參數(shù)材料/e= / mm，d= / mm加強(qiáng)圈位置參數(shù)圖8、圖9加n= / 個(gè)組合載Ao

11、= / mm2組合截面Io= / mm4設(shè)計(jì)溫度下rt / MPa加強(qiáng)圈位于鞍座平面內(nèi)鞍座邊角處圓筒周向應(yīng)力7=C4K7FRaeI0-K8FA0 =/ MPa加強(qiáng)圈邊緣周向應(yīng)力8=C5K7FRadI0-K8FA0 =/ MPa加強(qiáng)圈靠近鞍座平面無(wú)墊板或墊板不起加強(qiáng)作用橫截面最低點(diǎn)5=-kK5eb2 =/ MPa鞍座邊角處L/Ra8時(shí)6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8時(shí)6=-F4eb2-12K6FRaLe2= / MPa墊板起加強(qiáng)作用橫截面最低點(diǎn)5=-kK5Fe+reb2= / MPa鞍座邊角處L/Ra8時(shí)6=-F4e+reb2-3K6F2e+re2= /MPaL/Ra8時(shí)

12、6=-F4e+reb2-12K6FLe+re2= /MPa靠近水平中心線圓筒周向應(yīng)力7=C4K7FRaeI0-K8FA0= / MPa加強(qiáng)圈邊緣周向應(yīng)力8=C5K7FRadI0-K8FA0= / MPa應(yīng)力校核56，6, 71.2581.25rt強(qiáng)度計(jì)算表(續(xù))鞍座設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)鞍座實(shí)際高度H= 200mm鞍座計(jì)算高度Hs=minH,13Ra=200 mm鞍座腹板厚度b0=6mm鞍座墊板實(shí)際寬度b4=200 mm圓筒有效寬度b2=b+1.56Ran=296.7 mm鞍座墊板有限寬度br= b2=296.7mm圓筒中心至基礎(chǔ)表面距離Hv=700 mm腹板與筋板（小端）組合截面積Asa=/ mm

13、2腹板與筋板（小端）組合截面系數(shù)Zr=/ mm3腹板水平拉力及校核腹板水平拉力Fs=K9F=3560 N水平拉應(yīng)力無(wú)墊板或墊板不起加強(qiáng)作用9=FaHsb0= 0.5 MPa墊板起加強(qiáng)作用9=FaHsb0+brre= / MPa 應(yīng)力校核9=0.523sa=106 合格鞍座壓縮應(yīng)力及校核地震引起的腹板與筋板組合截面應(yīng)力水平地震影響系數(shù)查表9 得a1=0.24防震設(shè)防烈度8度，0.30g水平地震力FEv=a1mg= 3560 N當(dāng)FEvmgf時(shí)：sa=-FAsa-FEvH2Zr-FEvHvAsaL-2A=-0.7 MPa當(dāng)FEvmgf時(shí)：sa=-FAsa-FEv-FfsHZr-FEvHvAsaL-2A=-1.1 MPa溫差引起的腹板與筋板組合截面應(yīng)力sa=-FAsa-FfHZr= -0.08 MPa應(yīng)力校核saK0sa=192，K0=1.2 合格sasa 合格強(qiáng)度計(jì)算表(續(xù))地震引起的地腳螺絲應(yīng)力及校核地腳螺絲參數(shù)筒體軸線兩側(cè)螺栓間距l(xiāng)= / mm承受傾覆力矩螺栓個(gè)數(shù)n=/承受剪應(yīng)力螺栓個(gè)數(shù)n=/傾覆力矩MEv0-0=FEvHv-m0gl2 =/ Nmm地腳螺絲拉應(yīng)力bt=MEv0-0nlAbt =/ MPa地腳螺絲剪應(yīng)力當(dāng)FEvmgf時(shí)：bt=FEv-2Ffsn =/ MPa壓力校核拉應(yīng)力btK0bt剪應(yīng)力btK00.8bt四、 無(wú)損檢測(cè)1. 容器對(duì)接焊接接頭應(yīng)進(jìn)行局部射線檢測(cè)