雙鞍座臥式液氨儲罐設計說明

1、課程設計題 目：100m3雙鞍座臥式液化石油氣儲罐設計學 院：榆林學院專 業(yè)：過程裝備與控制工程指導老師：范曉勇學生姓名：李云玲學 號：0806250208完成日期2011年7月16日星期六刖言 第一章課程設計任務書1.設計目的：2設計內容及要求：3.課程設計要求:1）設計內容: 2）設計工作任務:第二章設計選材及結構2.1工藝參數(shù)的設定設計壓力 筒體的選材及結構 封頭的結構及選材第二章設計計算3.1筒體壁厚計算3.2封頭壁厚計算3.3壓力試驗5.水壓試驗 水壓試驗的應力校核：第四章附件選擇4.1人孔選擇4.2人孔補強的計算.7.內壓容器開孔后所需的補強面積最大開孔的限制8有效補強面積即已有的

2、加強面積 84.3 進出料接管的選擇1.Q4.4 液面計的設計1.14.5 安全閥的選擇1.24.6 排污管的選擇1.24.7法蘭的選取124.8鏍栓的選取134.9 鞍座的選擇13鞍座結構和材料的選取.1.3.容器載荷計算1.4鞍座選取標準 1.5鞍座強度校核1.5第五章容器焊縫標準1.65.1壓力容器焊接 結構設計要求165.2筒體與橢圓封頭的焊接接 頭175.3管法與接-官的焊接接頭175.4接 管 與 殼 體 的 焊 接 接 頭17第六章筒體和封頭的校核計算1.86.1筒體軸向應力校核18由彎矩引起的軸向應力18.由設計壓力引起的軸向應力：19軸向應力組合與校核 1.96.2筒體 和

3、封 頭 切 向 應 力 校 核20第七章總結20參考文獻22刖言本設計的液料為液氨，它是一種無色液體。氨作為一種重要的化工原料，應用廣泛。分子式NH3，分子量17.03，相對密度0.7714g/L ,熔點-77.7 C,沸點-33.35 C,自燃點 651.11 T,蒸汽壓1013.08kPa(25.7 C)。蒸汽與空氣混合物爆炸極限 1625%(最易引燃 濃度17%)。氨在20 C水中溶解度34%,25 C時,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，難以點燃而危險性較低；

4、但氨和 空氣混合物達到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質存在，則危 險性更咼。設計基本思路：本設計綜合考慮環(huán)境條件、介質的理化性質等因素，結合給定的工藝 參數(shù)，機械按容器的選材、壁厚計算、強度核算、附件選擇、焊縫標準的設計順序，分 別對儲罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補強、接管、管法蘭、液位計、鞍座、焊接形 式進行了設計和選擇。設備的選擇大都有相應的執(zhí)行標準，設計時可以直接選用符合設計條件的標準設備零 部件，也有一些設備沒有相應標準，則選擇合適的非標設備。各項設計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標準或國家標準，這樣讓設計有章可循，并考慮到結構方面的要求，合理地進行設計。第一章課程

5、設計任務書1. 設計目的：(1) 掌握過程設備設計過程(2) 掌握查閱、分析資料的綜合能力(3) 掌握計算機的操作和相關軟件的操作(4) 掌握使用計算機繪制工程圖紙2. 設計內容及要求：表1:原始數(shù)據(jù)：序號項目數(shù)值單位備注1名稱雙鞍座臥式液氨儲罐設計2用途液氨儲存3罐體長度6450mm不包括封頭4工作溫度50C夏季最高溫度5飽和蒸汽壓2.07MPa絕對壓力6筒體內徑2100mm7工作介質液化石油氣8使用壽命20年9使用地點室外10其他要求無損檢測3. 課程設計要求：1) 設計內容：(1) 設備工藝(2) 設備強度計算與校核(3) 技術調劑編制(4) 繪制設備總裝配圖(5) 編制設計說明書2)

6、設計工作任務：(1)設計說明書一份總裝配圖一張(A1圖紙一份)第二章設計選材及結構2.1工藝參數(shù)的設定設計壓力根據(jù)化學化工物性數(shù)據(jù)手冊查得50 C蒸汽壓為2032.5 Kpa ,可以判斷設計的容器 為儲存內壓壓力容器，按壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 規(guī)定，盛裝液化氣體無保冷設施 的壓力容器，其設計壓力應不低于液化氣50C時的飽和蒸汽壓力，可取液氨容器的設計壓力為2.16Mpa，屬于中壓容器。而且查得當容器上裝有安全閥時，取1.051.3倍的最高工作壓力作為設計壓力;所以取2.16 Mpa的壓力合適。1.6Mpa乞p "OMpa屬于中壓 容器。設計溫度為50 C,在-20200 C條件下工

7、作屬于常溫容器。筒體的選材及結構根據(jù)液氨的物性選擇罐體材料，碳鋼對液氨有良好的耐蝕性腐蝕率在0.1mm/年以下，且又屬于中壓儲罐，可以考慮20R和16MnR這兩種鋼材。如果純粹從技術角度看， 建議選用20R類的低碳鋼板，16MnR鋼板的價格雖比20R貴，但在制造費用方面，同等 重量設備的計價，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封 頭材料。鋼板標準號為GB6654-1996。筒體結構設計為圓柱形。因為作為容器主體的圓柱形筒體，制造容易，安裝內件方 便，而且承壓能力較好，這類容器應用最廣。Di封頭的結構及選材封頭有多種形式，半球形封頭就單位容積的表面積來說為最小，需

8、要的厚度是同樣直徑圓筒的二分之一，從受力圖!:封頭來看，球形封頭是最理想的結構形式，但缺點是深度大，直橢圓形封頭的應力徑小時，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓其拼焊工作量也較大情況不如半球形封頭均勻，但對于標準橢圓形封頭與厚度相等的筒體連接時，可以達到與筒體等強度。它吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點，用沖壓法易于成形，制造比球形封頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結構由半個橢球面和一圓柱直邊段組成。查橢圓形封頭標準(JB/T4737-95 )以內直徑為公稱直徑的封頭表2:橢圓封頭標準內徑曲面咼度h1直邊高度h2內表面積Fi/m 2容積V/m 32100525405.031.36封頭取與筒體相同材料第三章設

9、計計算3.1筒體壁厚計算查壓力容器材料使用手冊-碳鋼及合金鋼得16MnR的密度為7.85t/m3，熔點為1430 C,許用應力 列于下表：表3:16MnR許用應力鋼號板厚/伽< 20在下列溫度（C）下的許用應力/ Mpa10015020025030061617017017017015614416MnR16 3616316316315914713436 60157157157150138125>60 100153153150141128116圓筒的計算壓力為2.16 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于雙面焊的全焊透的焊接接頭，取焊接接頭系數(shù)為1.0,全

10、部無損探傷。取許用應力為163 Mpa。筒體計算厚度為：t 明2.16 21°°14.007mm2 江pc 2X63 匯 12.16鋼板厚度負偏差 G = 0.8 mm,查材料腐蝕手冊得50C下液氨對鋼板的腐蝕速率小于 mm/年，所以雙面腐蝕取腐蝕裕量。C 2 mm圖2 :筒體的相關尺寸所以設計厚度為：td二t C2 =16.007mm圓整后取名義厚度為：J=td+C+圓整值=20mm3.2 封頭壁厚計算標準橢圓形圭寸頭a:b=2:1封頭計算公式 t =tPcDi2.16 210013.960mm21 0.5pc 2163x1 0.5漢 2.16故封頭厚度近似等于筒體厚度，

11、取同樣厚度，則名義厚度"=20mm 0因為封頭壁厚> 2mm則標準橢圓形封頭的直邊高度h。=40mm 。3.3 壓力試驗水壓試驗，液體的溫度不得低于5 C；試驗方法：試驗時容器頂部應設排氣口 ，充液時應將容器內的空氣排盡 ，試驗過程 中，應保持容器外表面的干燥。試驗時壓力應緩慢上升，達到規(guī)定試驗壓力后，保壓時 間一般不少于30min 0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°如有滲漏，修補后重新試驗。b 水壓試驗時的壓力 pT =1.25 p ,t 1.25 2.16 =2.7Mpa水壓試驗的應力校核：Pt Di

12、 te 2.7210020 -1水壓試驗時的應力 二T一-168.115Mpa2te2 江（20-1）水壓試驗時的許用應力為 0.9g=0.9 1.00 325 =292.5Mpa故匚T<0.9 -S筒體滿足水壓試驗時的強度要求第四章附件選擇4.1人孔選擇變形、腐蝕等缺陷人孔的作用：為了檢查壓力容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋人孔的結構：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。人孔類型：從是否承壓來看有常壓人孔和承壓人 孔。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

13、孔法蘭與人孔蓋之蘭的密封面根據(jù)人孔承壓的高低、介質的性質，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。從人孔蓋的開啟方式及開啟后人孔蓋的所處位置看，人孔又可分為回轉蓋人孔、垂直吊蓋人孔和水平吊蓋人孔三種人孔標準HG21524-95規(guī)定Pn> I.OMpa時只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對焊法蘭人容器上開設人孔規(guī)定當 Di>1000時至少設一個人孔，壓力容器上的開孔最好是圓形 的，人孔公稱直徑最小尺寸為 © 400mm。綜合考慮選擇水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔 (HG21524-95 )，公稱壓力Pn2.5、公稱直徑 DN450、Hi=320、RF型密封面、采用切類20R材料、墊片采

14、用外環(huán)材料為低碳鋼、金屬 帶為0Cr19Ni9、非金屬帶為柔性石墨、C型纏繞墊。標記為：人孔RFW( W?C-1220 )450-2.5HG21524-95 總 質量為256kg.法蘭標準號為 HGJ5053-91,墊片標準號為HGJ6972-91,法蘭蓋標準 HGJ6165-91材料為20R,螺柱螺母標準 HGJ75-91螺柱材 料40Cr螺母材料45,吊環(huán)轉臂和材料 Q235-A?F墊圈標準為GB95-85材料100HV,螺母標準GB41-86，吊鉤和環(huán)材料Q235-A?F,無縫鋼管材料為20，支承板材料為20R尺寸表如下表4:人孔標準尺寸表密封面型式Pn/MpaDNdw XsdDD1H1

15、H2總質量kg突面2.5450480X 124506706003202142564.2人孔補強的計算開孔補強結構：壓力容器開孔補強常用的形式可分為補強圈補強 、厚壁管補強、 整體鍛件補強三種。補強圈補強是使用最為廣泛的結構形式 ，它具有結構簡單、制造方便、原材料易解 決、安全、可靠等優(yōu)點。在一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補強圈補強形式。 但必須滿足規(guī)定的條件。壓力容器開孔補強的計算方法有多種，為了計算方便，采用等面積補強法，即殼 體截面因開孔被削弱的承載面積 ，必須由補強材料予以等面積的補償 。當補強材料與被 削弱殼體的材料相同時，則補強面積等于削弱的面積。補強材料采用16MnR。內壓容

16、器開孔后所需的補強面積：A = d t 2 t te1 1 - fr中國容器標準規(guī)定當tn 12mm時，接管公稱直徑小于或者等于80mm、當tn乞12mm時，接管公稱直徑小于或者等于 50mm的單個開孔允許不另行補強。最大開孔的限制當筒體內徑Di 1500mm，開孔最大直徑di :：: Di 3 = 1133.33mm式中開孔直徑：d 2C =450 2 2.8 =455.6mm強度削弱系數(shù):133/163 =0.82殼體開孔處的計算厚度：t=14.007mm接管有效厚度：te1二如-c =20 - 2.8 =17.2mm則A =455.6 14.007 2 14.007 15.21 -0.8

17、2 = 6458.236mm2有效補強面積即已有的加強面積殼體開孔后，在有效補強范圍內，可作為補強的截面積（包括來自殼體、接管、焊縫金屬、補強元件）Ae = A A2 A3筒體上多余金屬面積：A二B-d te-t -2te1 te-t 1 -有效補強寬度B=2d筒體的有效厚度：te =202.8 =17.200mm所以 A, =455.6 17.200-14.007 -2 17.217.200-14.0071 - 2人孔接管上多余的面積:A2=2m鮎fr 2h2 te1-C2 fr外側有效高度：h - tn和一18 455.6 二 90.558mm內側有效高度即實際內伸高度：h2 =0接管計算

18、厚度:2.16450 一203.520mm2 133 1-2.16所以 2 =2 90.558 17.2-3.520 0.82 = 2031.687mm21焊縫金屬截面積：A3 =2 12 12 =144mm22則Ae=A A2 A3 =1434.960 2031.687 144 = 3610.647mm2比較的A Ae滿足以下條件的可選用補強圈補強 ：剛材的標準常溫抗拉強度 J乞540Mpa ;補強圈 厚度應小于或等于殼體壁厚的 1.5倍；殼體名義厚度tn _ 18mm ；設計壓力：:4Mpa ；設計 溫度乞350 C。可知本設計滿足要求，則采用補強圈補強。所需補強圈的面積為：代=A-Ae

19、=6458.236 -3610.647 = 2847.589mm2補強圈的結構及尺寸：為檢驗焊縫的緊密型，補強圈上鉆M10的螺孔一個，以通入壓 縮空氣檢驗焊縫質量。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。根據(jù)補強圈焊縫要求，并查得結構圖為帶補強圈焊縫 T 型接頭，補強圈坡口取 B型（查化工容器及設備簡明設計手冊）。查標準HG21506-92 得補強圈外徑D0 =760,內徑D廣d0 35則取485mm。計算補強圈厚度：tcA44045.1019.491 mmB-Dj 455.6 汽 2-485查標準補強圈厚度取10mm，計算的補強圈厚度也滿足補強

20、圈補強的條件 。查得對應補強圈質量為21.2kg。4.3進出料接管的選擇材料：容器接管一般應采用無縫鋼管，所以液體進料口接管材料選擇無縫鋼管，采用無縫鋼管標準GB8163-87。材料為16MnR。結構：接管伸進設備內切成 45°C, 可避免物料沿設備內壁流動，減少物料 對壁的磨損與腐蝕。接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考慮上述要求外，還需考慮焊接方法、焊接參數(shù)、加工條件、施焊位置等制造上的因素 及運輸、安裝中的剛性要求。一般情況下，管壁厚不宜小于殼體壁厚的一半，否則，應 采用厚壁管或整體鍛罐上的各接保證接管與殼體相焊部分厚度的匹配。不需另行補強的條件：當殼體上的開孔滿足下述全部要求時，

21、可不另行補強。 設計壓力小于或等于2.5Mpa。 兩相鄰開孔中心的距離應不小于兩孔直徑之和的 2倍。 接管公稱外徑小于或等于89mm。 接管最小壁厚滿足以下要求。表5:接管最小壁厚要求接管公稱直徑/mm57766589最小壁厚/mm5.06.0因此熱軋無縫鋼管的尺寸為© 89X 12nm。鋼管理論重量為22.79 kg/m。取接管伸出長度為150mm 。管法蘭的選擇：根據(jù)平焊法蘭適用的壓力范圍較低（PN<4.0Mpa ），選擇突面板式平焊管法蘭，標記為：HG20592-1997法蘭RF（A）80-2.5,其中D=190,管法蘭材料鋼號（標準號）：20（ GB711）o根據(jù)（歐洲

22、體系）鋼制管法蘭、墊片、墊片、緊固件選配表（HG20614-1997 ）選擇：墊片型式為石棉橡膠板墊片（尚無標準號）,密封面型式為突 面，密封面表面為密紋水線，緊固件型式為六角螺栓雙頭螺柱全螺紋螺柱。在離筒體底以上250mm處安裝容器出料管，容器內的管以彎管靠近容器底，這種方 式用于臥式容器。出料口的基本尺寸以及法蘭與進料口相同。進出料接管滿足不另行補強的要求所以不再另行補強。4.4 液面計的設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 。它們都是外購的標準 件，只需要選用。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。根據(jù)選用表選用：選用反射式

23、玻璃板液面計，標準號HG21590-95，法蘭形式及 其代號C型（長頸對焊突面管法蘭 HG20617-97 ），液面計型號R型公稱壓力PN4.0,使用 溫度0250 C,液面計的主題材料代號：鍛鋼（16Mn ）,結構形式及其代號：普通型 （無代號），公稱長度為1450mm，排污口結構:V （排污口配螺塞）。液面計標記為：液面計CR4.0-1-1450V根據(jù)筒體公稱直徑2100mm選擇兩個同樣的液面計，單個質量為90kg左右。兩個液 面計接口管的安裝位置如裝配圖所畫。液面計接管：無縫鋼管GB8163-87熱軋鋼管，尺寸為© 89X 12nm。4.5 安全閥的選擇安裝位置：在離右封頭切線

24、處1150處安裝一安全閥。由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，所以由 本設計的溫度、壓力、介質等基本參數(shù)可以查得標準型號A21H-40,公稱通徑 DN取20mm，質量約為80kg。與安全閥和接管連接的法蘭選擇突面板式平焊管法蘭HG20592-1997法蘭RF(A)80-2.5，與殼體連接的接管為無縫鋼管 GB8163-87熱軋鋼管， 尺寸為© 89x 12mm4.6排污管的選擇安裝位置：在離右鞍座的左側1000 mm處安裝一個排污管。選擇無縫鋼管GB8163-87熱軋鋼為材料的排污管焊接在容器底部，尺寸為© 89 x 12mm。管端法蘭：突面

25、板式平焊管法蘭HG20592-1997法蘭RF(A)80-2.5，法蘭一端連接排污 閥(截止閥)，型號J41H-40，取公稱通徑為80mm，對應質量為44.4kg。排污閥的結構是利用裝在閥桿下面的閥盤與閥體的突緣部分相配合，一控制閥的啟閉。結構較閘閥簡單，制造、維修方便。可以調節(jié)流量，應用廣泛。4.7法蘭的選取法蘭的選取須按密封介質的化學特性，操作溫度選擇適宜的法蘭材料。設備容器法蘭在JB/T 4700 4707 2000壓力容器法蘭標準中選用；設備上的連接外管道法蘭及管 道法蘭應優(yōu)先在 HG20592 26614 1997和HG20615 20635-1997的管法蘭標準中 選用，表中所列壓

26、力值均值表壓力。若因材料不同、溫度不同，法蘭的允許最大工作壓力與公稱壓力之間的轉換關系可按標準 HG20592,20612 1997和JB/T 4700 2000.采用板式平焊法蘭4.8鏍栓的選取螺栓采用六角頭螺栓、螺柱按照GB/T5782、GB/T5782.性能等級選用6級。螺母采用I型六角螺母 按GBT6170，GBT6171,性能等級6級表6：螺栓的選取公稱直徑螺紋數(shù)量Ls螺栓長度質量20M1044540Kg25M1044540Kg取DN=25 螺紋M10、數(shù)量4個、總質量40Kg4.9鞍座的選擇鞍座結構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

27、罐、換熱器等多采用鞍座，它是應用得最為廣泛的一種臥式容器支座 。置于支座上的臥圖5:筒體鞍座位置式容器，其情況和梁相似，有材料 力學分析可知，梁彎曲產(chǎn)生的應力 與支點的數(shù)目和位置有關。當尺寸 和載荷一定時多支點在梁內產(chǎn)生的 應力較小，因此支座數(shù)目似乎應該多些好。但對于大型臥式容器而言，當采用多支座時，如果各支座的水平高度有差異或 地基沉陷不均勻，或殼體不直不圓等微小差異以及容器不同部位受力撓曲的相對變形不 同，是支座反力難以為個支點平均分攤 ，導致課題應力增大，因而體現(xiàn)不出多制作的優(yōu) 點，故一般情況采用雙支座。采用雙支座時選取的原則如下： 雙鞍座臥式容器的受力狀態(tài)可簡化為受均布載荷的外伸梁，由

28、材料力學知，當外伸長度A=0.207L時，跨度中央的彎矩與支座截面處的彎矩絕對值相等 ，所以一般近似 取，其中L取兩封頭切線間距離，A為鞍座中心線至封頭切線間距離。 當鞍座鄰近封頭時，則封頭對支座處筒體有加強剛性的作用。為了充分利用這一加強效應，在滿足A乞0.2L下應盡量使A乞0.5R。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上，必須有一端能在基礎上滑動，以避免產(chǎn)生過大的附加應力。通常的做法是將一個支座上的地腳螺栓孔做成長圓形，并且螺母不上緊，使其成為活動支根據(jù)設備的公稱直徑座，而另一支座仍為固定支座。所以本設計就采用這種支座結構和容器的重量參照

29、鞍座標準JB/T4712-1992選取鞍座結構及尺寸鞍座的材料（除加強墊板除外）為Q235-A?F,加強墊板的材料應與設備殼體材料相同為 容器載荷計算筒體的質量m!:查得圓筒體理論質量為729.88kg/m,筒體長度加上封頭的直邊長度為6.61m,則 W1 =729.88 X7.5=4707.726kg。封頭的質量m2 :根據(jù)封頭的名義厚度查得2:1標準橢圓形封頭理論質量為723kg。水壓試驗時水的質量m3:由常用壓力容器手冊查得公稱直徑 2100mm、厚18mm的標準橢圓封頭的容積為1.36m3，則容器容積為：兀23V=V 封頭 + V 筒體=2 1.36+2.17=26.593 m4水重

30、m3 =26.593 X 1000=26593 kg附件的質量m4 :人孔重256kg ,人孔補強重21.2kg ,進出料管約100kg ,兩個液面計 共180kg ,安全閥80kg ,排污閥44.4kg ,螺栓和法蘭140Kg ,再加上與閥門相接的接管 重量，附件總質量約為821.600kg。所以設備總質量為：m總=m1 m2 m3 =4707.726 723 26593 = 32023.726 kg筒體的重量為：F 二 m總g =32023.726 10=320.237kN鞍座選取標準查得公稱直徑為2100mm的容器選擇輕型（A）, 120°包角、焊制、六筋、帶墊板，高 度為25

31、0mm的鞍座,允許載荷Q404kN>320.237kN,為使封頭對鞍座處的圓筒起加強作 用，可取，則選A=710mm 。左鞍座標記為 JB/T4712-1992鞍座A3000-F.右鞍座標記 為 JB/T4712-1992 鞍座 A3000-S.具體尺寸如下表：表7:鞍座標準尺寸表公稱直徑允許載荷鞍座咼度螺栓間距鞍座質量增加100mm高度DNQ/kNh12/kg增加的質量/kg2100404250130017419鞍座強度校核鞍座腹板的水平分力：FS二K9F查得鞍座包角120°對應系數(shù) K 0.2 04支座反力：F = m總g/2 =32023.726 10/2= 160.12

32、kN鞍座腹板有效界面內的水平方向平拉應力：匚9FSHsb° +br®eHs-計算高度，取鞍座實際高度和Rm3兩者中的較小值，mmb。-鞍座腹板厚度，8mm br -鞍座腹板有效寬度，取墊板寬度=400mm與圓筒體的有效寬度b2二b 1.56 R77兩者中的較小值，mmre -鞍座墊板有效厚度，8mm則鞍座腹板水平拉應力為Hsb°- br、re0.204 160120250 8 400 8=6.282 Mpa=83.333M pa，應力校核：鞍座材料Q235-A?F的許用應力&】sa=125Mpa，sa-9第五章容器焊縫標準5.1壓力容器焊接結構設計要求焊縫

33、分散原則；避免焊縫多條相交原則；對稱質心布置原則；避開應力復雜區(qū)或 應力峰值去原則；對接鋼板的等厚連接原則；接頭設計的開敞性原則；焊接坡口的設計 原則（焊縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn)生缺陷；焊縫坡口對稱；有利于焊接防護；焊工操 作方便；復合鋼板的坡口應有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率 ）。5.2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。焊接方法：采用手工電弧焊，其原理是利用電弧熱量融化焊條和母材，由融化的金屬 結晶凝固而形成接縫，焊接材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼，應用范圍廣，適用短小焊 縫及全位置施焊，可適用在靜止、沖擊和振

34、動載荷下工作的堅固密實的焊縫焊接 ，這種 方法靈活方便，適應性強，設備簡單，維修方便，生產(chǎn)率低，勞動強度高。封頭與圓筒等厚采用對接焊接。平行長度任取。坡口形式為I型坡口。根據(jù)16MnR的抗拉強度6=490Mpa和屈服點二s=325Mpa選擇E50系列（強度要求：二b >490Mpa；二s >400Mpa）的焊條，型號為E5014.該型號的焊條是鐵粉鈦型藥皮（藥皮成分：氧化鈦30%，加鐵粉），適用于全位置焊接，熔敷效率較高，脫渣性較 好，焊縫表面光滑，焊波整齊，角焊縫略凸，能焊接一般的碳鋼結構。5.3管法蘭與接管的焊接接頭管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照標準HG20605-97,根

35、據(jù)公稱通經(jīng)DN 80選擇坡口寬度b=6mm ，如附圖中的局部放大圖所示。5.4接管與殼體的焊接接頭所設的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HG20583-1998標準中 代號為G2的接頭形式，基本尺寸為2 =50°一5° ; 2 0.5 ; p=10.5 ; k- 't，且1k6，它適用于ts=425 , t-ts，因為所選接管的厚度都為殼體厚度的一半，殼體的2厚度為26mm ,所以符合要求。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。如附圖中的局部放大圖所

36、示。第六章筒體和封頭的校核計算6.1筒體軸向應力校核由彎矩引起的軸向應力筒體中間處截面的彎矩：FLM1 ：4L24hi4AL3L式中F鞍座反力，N ；Rm 橢圓圭寸頭長軸外半徑，mm ；L兩封頭切線之間的距離，mm ；111AA鞍座與筒體一端的距離，mm ；圖6 :筒體受的薄膜內力 hi封頭短軸內半徑，mm。2100 20 22=1070mm2221070 -525M1160120653041653021.3 65304 52565308=1.62 匯10 N mm支座處截面上的彎矩：m2-FA-A+Rmi2I 2AI 1+如 3L,71010702 -7102 11+所以 M2 =-1601

37、20 7101 -6530=1.83x107N mm,4x7101 +3x6530由化工機械工程手冊（上卷，P1199）得K仁K2=1.0。因為丨M1 | >> | M2I ,且Av Rm/2=863mm ,故最大軸向應力出現(xiàn)在跨中面,校核跨中面應力。筒體中間截面上最高點處M13.14RAte = tn 'G 'C2 = 20 '0.8 '2 = 17.2mm所以口二81.62 103.14 10702 17.2-2.62 10”Mpa最低點處：二2 = -：丁1 = 0.00262 Mpa鞍座截面處最高點：；3103.0 10*Mpa3.14K1Rm2te3.1107017.2最低點處：二4 二 -；丁3 = -3.0 10 Mpa由設計壓力引起的軸向應力： "匹二2.16 1070 =67.19Mpap2te2 勺 7.26.1.3軸向應力組合與校核最大軸向拉應力出現(xiàn)在筒體中間截面最低處所以 三=6 二2' =67.16 0.00262 =67.