《壓力容器與管道安全》

1、目錄1. 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)要求21.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)21.2 設(shè)計(jì)要求21.3 技術(shù)要求32. 臥式液氨儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1儲(chǔ)罐主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)32.1.1筒體和封頭的結(jié)構(gòu)選擇32.1.2用方案一計(jì)算筒體和封頭的厚度42.1.3用第二種方案計(jì)算筒體和封頭的厚度52.1.4兩種方案的比較62.2計(jì)算鞍座反力72.3支座及其位置選取82.3.1鞍座數(shù)量的確定82.3.2鞍座安裝位置的確定82.3.3鞍座標(biāo)準(zhǔn)的選用102.4儲(chǔ)罐應(yīng)力校核102.4.1筒體軸向應(yīng)力校核102.4.2筒體和封頭切向剪應(yīng)力校核112.4.3筒體周向應(yīng)力校核122.4.4鞍座有效斷面的平均應(yīng)力校核132.5 人孔設(shè)計(jì)132.6開孔補(bǔ)強(qiáng)

2、計(jì)算132.7接管與法蘭聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)16參考文獻(xiàn)18 儲(chǔ)罐是一種用于儲(chǔ)存液體或氣體的密封容器，主要用于存儲(chǔ)或盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的設(shè)備，其種類很多，大體上有：滾塑儲(chǔ)罐，玻璃鋼儲(chǔ)罐，陶瓷儲(chǔ)罐、橡膠儲(chǔ)罐、焊接塑料儲(chǔ)罐等。本設(shè)計(jì)是針對(duì)壓力容器與管道安全這門課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對(duì)這門課程的一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它是一種無色液體。氨作為一種重要的化工原料，應(yīng)用廣泛。分子式NH3，分子量17.03，相對(duì)密度0.7714g/L，熔點(diǎn)-77.7，沸點(diǎn)-33.35，自燃點(diǎn)651.11，蒸汽壓1013.08kPa(25.7)。蒸汽與空氣混合物爆炸極

3、限1625%(最易引燃濃度17%)。氨在20水中溶解度34%,25時(shí),在無水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是許多元素和化合物的良好溶劑。水溶液呈堿性。液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品,橡膠和涂層。遇熱、明火,難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性較低; 但氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會(huì)燃燒和爆炸,如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在,則危險(xiǎn)性更高。1. 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)要求 某廠需添置一臺(tái)液氨貯罐，設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)壓力P=1.4Mpa，設(shè)計(jì)溫度T=38，容器內(nèi)徑D=1180mm,容積V=2.6m3，設(shè)備充裝系數(shù)0.9。采用鞍式支座。試設(shè)計(jì)該設(shè)備。1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)容器的設(shè)計(jì)一般由筒體、封頭、法蘭、支

4、座、接口管及人孔等組成。常、低壓化工設(shè)備通用零部件大都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可直接選用。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2 設(shè)計(jì)要求根據(jù)已知的條件，按照以下順序進(jìn)行設(shè)計(jì)：1.主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)筒體、封頭、接管、法蘭密封、鞍座及其位置。2.主要材料焊縫和探傷3.筒體和封頭的厚度計(jì)算4.計(jì)算鞍座反力5.筒體軸向應(yīng)力校核6.筒體和封頭切向剪應(yīng)力校核7.筒體環(huán)向應(yīng)力校核8.鞍座有效斷面的平均應(yīng)力校核9.開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算10.設(shè)備結(jié)構(gòu)總圖1.3 技術(shù)要求（1） 本設(shè)備按GBl50-1998鋼制壓力容器進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收 （2） 焊接材料，對(duì)

5、接焊接接頭型式及尺寸可按GB985-80中規(guī)定(設(shè)計(jì)焊接接頭系數(shù)) （3） 焊接采用電弧焊，焊條型號(hào)為E4303 （四）殼體焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查，探傷長(zhǎng)度為100 2. 臥式液氨儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1儲(chǔ)罐主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1.1筒體和封頭的結(jié)構(gòu)選擇由于純液氨具有一定的腐蝕性，但設(shè)計(jì)壓力為中等壓力，根據(jù)鋼制壓力容器中使用的鋼板許用應(yīng)力及其使用范圍的說明，儲(chǔ)罐的主要結(jié)構(gòu)筒體和封頭選材可以考慮使用20R、16MnR、15MnVR等鋼。氨屬于中度危害介質(zhì)(級(jí))，且本設(shè)備為PV值小于10Mpa·m3的中壓儲(chǔ)存容器；按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分，本設(shè)備為第二類壓力容器。儲(chǔ)罐選用臥式，液體靜柱壓力很低，可不記

6、入設(shè)計(jì)壓力中。筒體由鋼板卷制而成，其公稱直徑等于內(nèi)徑，查閱壓力容器的公稱直徑表，并結(jié)合儲(chǔ)罐的容積，初步選擇其公稱直徑DN=Di=1180mm。筒體和封頭的對(duì)接焊接，采用全焊透焊縫，并進(jìn)行l(wèi)00無損探傷，查表取焊縫系數(shù)=1.0。根據(jù)氨的腐蝕程度，取腐蝕裕量C22mm。封頭可以選擇球形、橢圓形、碟形、平板形、圓錐形等幾種形式的封頭，但從材料消耗、受力和加工制造的難易程度等幾個(gè)方面的綜合比較考慮，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（EHA型）最為理想，故選之。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭封頭厚度在816mm之間，封頭的公稱直徑應(yīng)該與筒體相等，取DN=1180mm，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB4746-2002，查得封頭的容積Vh=0.25

7、45 m3，總深度H=325 mm。由于采用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，由h/DN=0.25，得出封頭的直邊高度h=25mm，而封頭的曲面深度h1=32525=300mm。筒體長(zhǎng)度：取 =1912 mm兩封頭切線之間的距離L=1912+2×25=1962mm現(xiàn)選用16MnR和20R兩個(gè)鋼種，對(duì)儲(chǔ)罐的主要結(jié)構(gòu)筒體和封頭進(jìn)行兩個(gè)方案的設(shè)計(jì)，然后對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行比較和選擇。2.1.2用方案一計(jì)算筒體和封頭的厚度首先選用16MnR鋼為材料，來計(jì)算筒體和封頭的厚度。16MnR鋼板在38時(shí)的許用應(yīng)力查表，根據(jù)筒體厚度計(jì)算公式初步估計(jì)此筒體的設(shè)計(jì)厚度在816mm之間，t =170 Mpa，屈服強(qiáng)度s=34

8、5 Mpa。（1）筒體厚度 =mm設(shè)計(jì)厚度d+C24.88+26.88mm按GS709，取鋼板負(fù)偏差C1=0.8mm考慮鋼板厚度系列取名義厚度n10mm因n10mm，查此情況下16MnR鋼的許用應(yīng)力沒有變化，= 170 Mpa，所以上述計(jì)算成立。（2）封頭厚度由于選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，所以其封頭形狀系數(shù)k=1.0計(jì)算厚度=mm設(shè)計(jì)厚度dC24.8726.87mm取C20.8mm，故名義厚度n10mm，且許用應(yīng)力也沒有發(fā)生變化，所以上計(jì)算成立。（3）水壓試驗(yàn)校核試驗(yàn)壓力：PT取水壓試驗(yàn)壓力PT2. 0MPa筒體應(yīng)力校核；筒體有效厚度enC1C2102.87.2mm 所以試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力： MPa筒體水壓

9、試驗(yàn)應(yīng)力校核滿足要求。封頭應(yīng)力校核：有效厚度enC1C2l00.827.2mm 所以封頭水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核滿足要求2.1.3用第二種方案計(jì)算筒體和封頭的厚度選用20R鋼作為第二種方案，來計(jì)算筒體和封頭的厚度。20R鋼板在40時(shí)的許用應(yīng)力查表，根據(jù)筒體厚度計(jì)算公式初步估計(jì)此筒體的設(shè)計(jì)厚度在816mm之間，取此時(shí)20R鋼的許用應(yīng)力t =133 Mpa，屈服強(qiáng)度s=245 Mpa。筒體和封頭的結(jié)構(gòu)和尺寸與第一種方案的設(shè)計(jì)相同（厚度除外），選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭（EHA型），其它尺寸和參數(shù)如上所敘。（1）筒體厚度 =mm設(shè)計(jì)厚度d十C24.88十26.88mm按GS709，取鋼板負(fù)偏差C1=0.8mm?？紤]

10、鋼板厚度系列取名義厚度n12mm因n12mm，查此情況下20R鋼的許用應(yīng)力沒有變化，= 133 Mpa，所以上計(jì)算成立。（2）封頭厚度由于選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，所以其封頭形狀系數(shù)k=1.0。計(jì)算厚度=mm設(shè)計(jì)厚度dC26.2328.23mm取C20.8mm，故名義厚度n12mm，且許用應(yīng)力也沒有發(fā)生變化，所以上計(jì)算成立。（3）水壓試驗(yàn)校核試驗(yàn)壓力：PT取水壓試驗(yàn)壓力PT2. 0MPa筒體應(yīng)力校核；筒體有效厚度enC1C2122.89.2mm 所以試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力： MPa筒體水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核滿足要求。封頭應(yīng)力校核：有效厚度enC1C2l20.829.2mm因?yàn)?所以封頭水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核滿足要求。2.1

11、.4兩種方案的比較（1）鋼板耗用量鋼板耗用量與板厚成正比，則儲(chǔ)罐的主要結(jié)構(gòu)筒體和封頭采用16MnR時(shí)，鋼板比使用20R鋼板可減輕:16.7%16MnR鋼板的價(jià)格比20R鋼板略貴，兩者相差不大，從耗材量與價(jià)格綜合考慮，兩種鋼板均可考慮，但在上述計(jì)算過程中，如16MnR的名義厚度n與設(shè)計(jì)厚度d很接近，其差值為107.67=2.33mm,而20R的名義厚度n與設(shè)計(jì)厚度d大很多，其差值為129.26=2.74mm，所以用16MnR鋼時(shí)，鋼板耗用量就要省很多，更為適宜。（2）制造費(fèi)用 總的來說，由于采用16MnR鋼板厚度較薄，質(zhì)量較輕，鞍座的承載重量也更小，而且制造費(fèi)用目前也按碳鋼設(shè)備同等計(jì)價(jià)，因此制造

12、費(fèi)用比較經(jīng)濟(jì)。（3）材料性能 20R鋼板的抗腐蝕性能比16MnR鋼要好，但是考慮到儲(chǔ)存介質(zhì)液氨的腐蝕性不是很強(qiáng)，而且16MnR鋼比20R鋼板的強(qiáng)度高，機(jī)械加工性能和焊接性能指標(biāo)都明顯要好，所以選用板更合適。（4）方案比較總結(jié)由于上述比較可以看出，說明方案一選用16MnR鋼更合理，那么下面的內(nèi)容就針對(duì)方案一的選材和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和校核。2.2計(jì)算鞍座反力（1）計(jì)算質(zhì)量筒體質(zhì)量 m1(Die)nL0×10-9 3.14×(1180+10)×10×1912×7850×10-9 561kg單個(gè)封頭的質(zhì)量m2128.3.0kg(查JBl

13、l5373)附件質(zhì)量m3(包括入孔，接管、液面計(jì)、平臺(tái)等)近似取m3400kg充液質(zhì)量 液氨在0時(shí)的密度為640kg/m3，小于水的密度，故充液質(zhì)量按水的質(zhì)量考慮， m4 ×11802×1912 +2×0.2545×10-9×1000×10-92091kg 保溫層質(zhì)量 本設(shè)備不保溫，故m50設(shè)備最大質(zhì)量 mm1m2 m3m4m55612×128.3400209103308.6 kg（2）計(jì)算鞍座反力 Fmg/2(3308.6×9.81)/216228.7N2.3支座及其位置選取臥式容器的支座有鞍座、圈座和支腿三種形

14、式。而常用的儲(chǔ)罐、儲(chǔ)槽、換熱器等臥式容器設(shè)備常選用鞍式支座予以支承，所以此設(shè)備也選用鞍座。臥式儲(chǔ)罐的鞍式支座設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)要點(diǎn)：2.3.1鞍座數(shù)量的確定鞍式支座普遍選用雙鞍座支承，這是因?yàn)槿舨捎枚喟白С?，難于保證各鞍座均勻受力。雖然多支座罐的彎曲應(yīng)力比較小，但是各支座嚴(yán)格的保持在同一水平面上，特別是對(duì)于大型臥式儲(chǔ)罐很難達(dá)到，同時(shí)，由于地基的不均勻下沉，多支座 的罐體在支座處的支反力不能均勻分配，故選用雙鞍式支座支承。2.3.2鞍座安裝位置的確定由材料力學(xué)可知，將出儲(chǔ)罐的力學(xué)模型簡(jiǎn)化為雙支座上的受均布載荷的外伸梁，如下圖2.1所示，若梁的全長(zhǎng)為L(zhǎng)，則當(dāng)外伸端的長(zhǎng)度A=0.207L時(shí)，雙支座跨

15、中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度?？紤]到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，而且支座截面處的應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座截面處的彎矩略小于跨中間截面的彎矩，通常取尺寸不超過0.2L，為此中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB4731鋼制壓力容器規(guī)定取0.2L，A值不得大于0.25L。否則由于容器外伸端的作用使支座截面處的應(yīng)力過大。其中A為封頭切線到支座的距離，此外由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎剛度有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此，國標(biāo)JB4731還規(guī)定當(dāng)滿足，A0.2L時(shí)，最好使（Rm為圓筒的平均半徑，R

16、m Rin/2=605mm，Ri為圓筒的內(nèi)徑）。由于Rm/2=302.5mm, 0.2L=416mm因?yàn)?.2L0.5R，鞍座位置ARm/2=302.5mm取鞍座位置 A300mm其中：A為封頭切線到支座的距離為了防止臥式儲(chǔ)罐因操作溫度和安裝溫度不同而引起的熱膨脹，以及由于圓筒及物料的重量使圓筒防止彎曲等原因?qū)εP式儲(chǔ)罐引起的附加應(yīng)力，對(duì)于雙鞍座中的其中一個(gè)設(shè)計(jì)為固定支座（代號(hào)F），而另一個(gè)應(yīng)允許為可沿軸線方向移動(dòng)的活動(dòng)支座（代號(hào)S）?；顒?dòng)支座的基礎(chǔ)螺栓應(yīng)沿圓筒軸向開成長(zhǎng)圓孔，固定支座通常設(shè)置在儲(chǔ)罐配管較多的一側(cè)，活動(dòng)支座應(yīng)安裝在沒有配管或配管較少的一側(cè)。圖2.1 液氨儲(chǔ)罐受力分析圖2.3.3鞍

17、座標(biāo)準(zhǔn)的選用 綜上所述，結(jié)合筒體公稱直徑和上述計(jì)算的鞍座反力F16228.7N=16.23 KN，查壓力容器手冊(cè)，選用JB/T471292標(biāo)準(zhǔn)的鞍式支座，公稱直徑DN1180mm,A型，帶加強(qiáng)墊板，允許支承載荷Q=147 KN，因?yàn)镼F，所以符合要求。查JB/T471292可得鞍座基本尺寸：包角120°，支座高度H=200mm,鞍座寬度b150mm；腹板厚6mm；墊板寬270mm，墊板厚6mm；底板長(zhǎng)880mm底板寬170mm，底板厚10mm；筋板寬140mm，筋板厚度6 mm，鞍座質(zhì)量52kg。鞍座的尺寸和結(jié)構(gòu)見裝配圖和附錄。鞍座墊板材料選16MnR，鞍座其余材料選用Q235AF鋼

18、。鞍座標(biāo)記：JB/T471292，鞍座A 12002.4儲(chǔ)罐應(yīng)力校核2.4.1筒體軸向應(yīng)力校核（1）筒體軸向彎矩計(jì)算筒體中間處截面的彎矩 2.51×106N·mm支座處截面上的彎矩 = 5.01 ×105N·mm （2）筒體軸向應(yīng)力計(jì)算由GBl5089表8-1查得由“扁塌現(xiàn)象”引起的抗彎截面模量減少系數(shù)K1K21.0 因?yàn)镸1M2，且ARm/2=302.5mm,故應(yīng)力必定出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力。由彎矩引起的軸向應(yīng)力最低點(diǎn)處： = MPa最低點(diǎn)處0.184MPa由于設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 MPa軸向應(yīng)力組合與校核軸向拉應(yīng)力：2p+=58.8+0.18

19、458.98MPa許用軸向拉應(yīng)力：t170Mpa，2t合格軸向壓應(yīng)力：10.184Mpa軸向許用壓縮應(yīng)力根據(jù)A值查GBl5089圖45，得B136MPat=170 MPa取許用壓縮應(yīng)力 ac136MPa，合格1ac2.4.2筒體和封頭切向剪應(yīng)力校核因筒體被封頭加強(qiáng)(即ARm/2)，筒體和封頭中的切向剪應(yīng)力分別按下式計(jì)算(1) 筒體切向剪應(yīng)力查GBl5089，取系數(shù)K30.880，K4=0.401 因?yàn)?< 0.8t =0.8×170=136 MPa ， 故合格。(2)封頭切向剪應(yīng)力因?yàn)?1.25t h=1.25×t = 1.25×170 MPa 1.25th

20、，故合格。2.4.3筒體周向應(yīng)力校核(1)周向應(yīng)力計(jì)算設(shè)墊板不起加強(qiáng)作用，查GBl5089，取周向彎矩系數(shù)K6 =0.0132周向壓縮系數(shù)K5 =0.760，在鞍座處橫截面最低點(diǎn)處 MPa式中k=0.1,考慮容器焊接在鞍座上 其中：b2為筒體承受周向壓應(yīng)力的有效長(zhǎng)度。b為支座的軸向?qū)挾劝白吔堑闹芟驊?yīng)力因L/Rm=2080/605=3.438,故(2)周向應(yīng)力校核 5 t170MPa 6 1.25t212.5MPa2.4.4鞍座有效斷面的平均應(yīng)力校核查GBl5089，取系數(shù)K90.204支座承受的水平分力FsK9·F0.204×162293311N鞍座有效斷面平均應(yīng)力 Mp

21、a應(yīng)力校核 92/3t75.3MPa式中：bs為鋼制鞍座的腹板厚度，bs=2=6mm，由于鞍座的實(shí)際高度h=200mm1/3Rm=201.7mm，所以Hs取h=200mm。 t113 Mpa，為鞍座腹板材料Q235AF的許用應(yīng)力。2.5 人孔設(shè)計(jì)因?yàn)橥搀w長(zhǎng)度L=2080mm6000mm時(shí)，可以很好的采光、氣體置換，檢驗(yàn)人員進(jìn)行內(nèi)外部檢驗(yàn)和出入方便，所以只需要設(shè)置一個(gè)人孔即可。由于儲(chǔ)罐的公稱直徑900mmDN2600 mm，而且設(shè)計(jì)了人孔和適當(dāng)?shù)膫溆霉芸冢ㄒ娤挛模?，就不必要設(shè)計(jì)手孔和檢查孔。人孔不應(yīng)該布置在鞍座處的截面和跨中間截面上，也不適宜在封頭上設(shè)置人孔。考慮到筒體和鞍座的結(jié)構(gòu)尺寸，將人孔設(shè)

22、置在筒體的頂部，選取開孔中心距離筒體的邊緣620mm。由于沒有設(shè)計(jì)手孔和檢查孔，需要經(jīng)常打開人孔蓋進(jìn)行檢查，為了方便打開人孔蓋，選用快開式，并根據(jù)儲(chǔ)罐的公稱直徑和公稱壓力，查手冊(cè)，選擇回轉(zhuǎn)蓋平焊法蘭人孔，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JB580-79，C型密封面，類材料。人孔標(biāo)記：人孔 C Pg16 Dg450 JB580-79人孔材料：筒節(jié)、法蘭、蓋子材料用Q235-B螺栓、螺母材料用Q235-A，法蘭材料選用16Mn(鍛)。人孔尺寸：公稱直徑Dg=450mm，接管尺寸dw×s480mm×10mm。2.6開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 根據(jù)GBl5089規(guī)定，殼體名義厚度為10mm時(shí)，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.

23、5 MPa的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑小于或等于89mm的接管可以不另行補(bǔ)強(qiáng)，故補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算需考慮人孔和液氨進(jìn)口處的開孔接管補(bǔ)強(qiáng)問題，這里只給出人孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（1）人孔補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別補(bǔ)強(qiáng)判別 由于人孔接管的外徑為480 mm，大于允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的的最大接管外徑89 mm，所以需要另行考慮補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)該與殼體的材料相同，選用16MnR鋼，由前面的人孔設(shè)計(jì)可知，人孔的接管選用Q235B鋼，選用其厚度附加量C，C1C220.82.8mm，在該設(shè)計(jì)條件下Q235B鋼的許用應(yīng)力=113Mpa。補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法判別 開孔直徑dDi2 C，（

24、4802×10）2×2.8465.6mm本筒體開孔直徑d465.6mmDi/2600mm，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的使用條件，故可以用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）開孔補(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)強(qiáng)面積削弱系數(shù)fr和接管有效厚度etfr/t113/1700.6647 et=ntC， =10-2.8=7.2mm開孔補(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)強(qiáng)面積 A d2et (1fr) 465.6×5.662×5.66×7.2×(10.6647) 2689mm2式中：為筒體的計(jì)算厚度（3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度B=2d2×465.6931mm B=d2n2nt=465.6

25、2×102×10=525.6mm取兩者的最大值B933mm有效高度h1：外側(cè)有效高度：h1接管實(shí)際外伸高度為h1200mm，取兩者的最小值，h168.23mm。內(nèi)側(cè)高度h2：接管實(shí)際內(nèi)伸高度為零，故取h20。內(nèi)側(cè)有效高度：h2取兩者的最小值，故取h20。（4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積殼體多余金屬面積A1(Bd)(e) 2(ntC)e)(1fr) (931465.6) ×(7.25.66) 2×7.2 ×(7.2 - 5.66)(1- 0.6647)817 mm2式中：e為筒體的計(jì)算厚度接管多余金屬面積A2 接管計(jì)算厚度tt=Mpa接管多余金屬面積A2A2

26、2h1(ett) fr +2h2(etC2) fr2×68.23×(7.24.81)×0.6647十0=216.7mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積補(bǔ)強(qiáng)圈與筒體，補(bǔ)強(qiáng)圈與接管的焊縫腰高均取8mm。 A32××8×864 mm2有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae=A1A2A3=817216.764=1048.8 mm2A=2689 mm2所以需要另行補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)面積 A4AAe26891048.8 1540.2 mm2 (2)補(bǔ)強(qiáng)圈選用查補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)HG2150692，選用補(bǔ)強(qiáng)圈450×10D16MnR JB/T4736，補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D760mm，補(bǔ)強(qiáng)圈

27、內(nèi)徑d484mm，因?yàn)锽=931 mm2D760mm，在補(bǔ)強(qiáng)圈的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍之內(nèi)。所以補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度為：考慮鋼板負(fù)偏差，并經(jīng)圓整和與殼體的焊接質(zhì)量問題，取補(bǔ)強(qiáng)圈的名義厚度等于筒體的名義厚度，即=n=10mm。2.7接管與法蘭聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)所有的接管材料選用10號(hào)鋼無縫鋼管，法蘭材料選用16Mn(鍛)，接管長(zhǎng)度從罐體的外壁算起，罐頂?shù)慕庸荛L(zhǎng)度可取150 mm，罐底的接管長(zhǎng)度可取100 mm。接管位置示意圖見下圖2.2所示圖2.2 接管位置示意圖（1）液氨進(jìn)出口 需要設(shè)計(jì)2個(gè)液氨進(jìn)出口，液氨進(jìn)口設(shè)置在筒體的頂部，出口設(shè)在罐底，具體定位尺寸見液氨儲(chǔ)罐裝配圖。選用凸面板式平焊鋼制管法蘭，公稱直徑80mm，接管

28、外徑89 mm。法蘭標(biāo)記：HG20593 法蘭 PL801.6RF（2）液位計(jì)管口設(shè)置兩個(gè)液位計(jì)管口，兩個(gè)均設(shè)在左邊封頭上，具體定位尺寸見液氨儲(chǔ)罐裝配圖。右邊封頭上液位計(jì)管口時(shí)必須避開邊緣應(yīng)力區(qū)，隨著離開封頭邊緣處的距離的增大，邊緣應(yīng)力迅速衰減，所以將管口孔中心距離封頭頂點(diǎn)500mm。由于接管較長(zhǎng)，要設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋加強(qiáng)。法蘭標(biāo)記：HG20593 法蘭 PL201.6RF（3）排污管口為了方便排凈污物，將排污管口設(shè)在罐底，具體定位尺寸見液氨儲(chǔ)罐裝配圖。選用螺紋管法蘭。法蘭標(biāo)記：HG20598 法蘭 Th251.6（4）安全閥管口、壓力表管口、備用管口三個(gè)管口均用同種法蘭、接管結(jié)構(gòu)和尺寸，具體定位尺寸見液氨儲(chǔ)罐裝配圖。法蘭標(biāo)記