液氨貯罐的機(jī)械設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)課題：液氨貯罐的機(jī)械設(shè)計(jì)2. 工藝參數(shù)最高使用溫度：T=50公稱直徑：DN=2800mm筒體長度（不含封頭）：L0=5200mm3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 筒體材料的選擇2. 罐的結(jié)構(gòu)尺寸3. 罐的制造施工4. 零部件型號(hào)及位置5. 相關(guān)校核計(jì)算4. 設(shè)計(jì)人：盧思聰5. 學(xué)號(hào)：07080102216. 下達(dá)時(shí)間：2010年11月19日7. 完成時(shí)間：2010年12月21日目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書I1 前言12 設(shè)計(jì)思想及基本參數(shù)22.1 設(shè)計(jì)思想22.2 基本設(shè)計(jì)參數(shù)23 材料結(jié)構(gòu)的選擇與論證33.1 材料的選擇33.2 結(jié)構(gòu)選擇與論證4 貯罐結(jié)構(gòu)形式的選擇4 封頭的選擇4 人孔的選擇4 法

2、蘭的選擇53.2.5 支座的選擇64 設(shè)計(jì)計(jì)算74.1 筒體厚度的計(jì)算74.2 封頭厚度的計(jì)算74.3 水壓實(shí)驗(yàn)及強(qiáng)度校核84.4 選擇人孔及核算開孔補(bǔ)強(qiáng)94.5 核算承載能力及選擇鞍座115 附件的選擇與確定135.1 選擇液面計(jì)135.2 選擇工藝接管135.2.1 液氨進(jìn)料管135.2.2 液氨出料管13 排污管145.2.4 安全閥接管145.2.5 放空接管145.2.6 液面計(jì)接管146參數(shù)校核156.1 筒體軸向應(yīng)力校核156.1.1 筒體軸向彎矩計(jì)算15 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算166.2 筒體和封頭切向應(yīng)力校核17 筒體切向應(yīng)力計(jì)算17 封頭切向應(yīng)力計(jì)算176.3 筒體環(huán)向應(yīng)力校核1

3、76.3.1 環(huán)向應(yīng)力計(jì)算176.3.2 環(huán)向應(yīng)力校核186.4 鞍座有效斷面平均壓力187 設(shè)計(jì)總匯208 液氨儲(chǔ)罐裝配圖219 結(jié)束語2210 參考文獻(xiàn)231 前言本次課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)這門課程后開的課程設(shè)計(jì)，任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)液氨貯罐，以提高我們對(duì)理論知識(shí)的理解和運(yùn)用。在設(shè)計(jì)中通過工藝計(jì)算及查閱了相關(guān)的資料，按照設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)液氨貯罐的材料結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的型號(hào)進(jìn)行了確定，并用CAD工具繪制成圖。由于個(gè)人的知識(shí)水平有限，若在設(shè)計(jì)中有不足和錯(cuò)誤之處，還望老師指正。2 設(shè)計(jì)思想及基本參數(shù)2.1 設(shè)計(jì)思想化工容器設(shè)計(jì)的基本要求是安全性與經(jīng)濟(jì)性，安全是核心問題，在充分保證安全的前提下盡可能做

4、到經(jīng)濟(jì)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及基本參數(shù)，查閱各種國家規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行容器的選型、基本結(jié)構(gòu)的確定和材料的選擇，其中包括貯罐類型的選擇，容器用鋼材料的選擇，封頭的選擇，人孔的選擇，法蘭的選擇，液面計(jì)的選擇，支座的選擇。然后再根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行工藝計(jì)算，設(shè)計(jì)出容器各組成部分的工藝數(shù)據(jù)，其中包括筒體的厚度，封頭的厚度，水壓實(shí)驗(yàn)及強(qiáng)度核算，人孔及開孔補(bǔ)強(qiáng)，承載能力及鞍座的設(shè)計(jì)等等。最后對(duì)設(shè)計(jì)出的結(jié)果進(jìn)行總匯并做出所設(shè)計(jì)貯罐的裝配CAD圖。2.2 基本設(shè)計(jì)參數(shù)最高使用溫度：T=50公稱直徑：DN=2800mm筒體長度（不含封頭）：L0=5200mm查表可知50時(shí)液氨的飽和蒸汽壓為P=2.033Mpa（絕對(duì)壓力

5、）此壓力即為容器的最大工作壓力。容器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該高于其最大工作壓力，對(duì)于裝有安全閥的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力，安全閥的開啟壓力是根據(jù)容器最大工作壓力調(diào)定，據(jù)此，取最大壓力的1.10倍作為容器的設(shè)計(jì)壓力，則設(shè)計(jì)壓力p=1.1×（2.033-0.101）=2.1252Mpa（表壓），取p=2.2Mpa（表壓）。3 材料結(jié)構(gòu)的選擇與論證3.1 材料的選擇鋼材根據(jù)化學(xué)成分，壓力容器用鋼可分為碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼。在設(shè)計(jì)和制造化工容器時(shí)，選擇容器用鋼必須綜合考慮：容器的操作條件，材料的使用性能，材料的加工工藝性能，經(jīng)濟(jì)的合理性。并且必須符合GB150-1988鋼制壓力容

6、器的要求。由于設(shè)計(jì)要求最高使用溫度：T=50，設(shè)計(jì)壓力P=2.2Mpa（表壓），液氨低腐蝕，該容器屬于中壓、低溫范疇，同時(shí)溫度和壓力有波動(dòng)。對(duì)材料的要求應(yīng)是耐壓，耐低溫，且抗壓力波動(dòng)。根據(jù)選材原則優(yōu)先考慮16MnR、15MnVR、15MnTi等鋼材。再考慮到經(jīng)濟(jì)性選擇16MnR為設(shè)計(jì)容器筒體和封頭所用鋼材。在GB 150鋼制壓力容器中，對(duì)鋼板、鍛件、緊固件均規(guī)定了材料的許用應(yīng)力，16MnR的許用應(yīng)力見表3-1。表3.1 壓力容器用16MnR鋼板的許用應(yīng)力鋼號(hào)鋼板標(biāo)準(zhǔn)使用狀態(tài)厚度mm常溫強(qiáng)度指標(biāo)在下列溫度()下的需用應(yīng)力/MPabMPasMPa2010015016MnRGB 6654熱軋，正火6

7、1651034517017017016364903251631631633660470305157157157優(yōu)質(zhì)低碳鋼的強(qiáng)度較低，塑性好，焊接性能好，因此在化工設(shè)備制造中常用作熱交換器列管、設(shè)備接管、法蘭的墊片包皮。優(yōu)質(zhì)中碳鋼的強(qiáng)度較高，韌性較好，但焊接性能較差，不宜用作接管用鋼。由于接管要求焊接性能好且塑性好。故選擇10號(hào)優(yōu)質(zhì)低碳鋼的普通無縫鋼管制作各型號(hào)接管。由于法蘭必須具有足夠大的強(qiáng)度和剛度，以滿足連接的條件，使之能夠密封良好，選擇相應(yīng)的鋼材。3.2 結(jié)構(gòu)選擇與論證 貯罐結(jié)構(gòu)形式的選擇貯罐的結(jié)構(gòu)形式主要有臥式貯罐、立式貯罐和球形貯罐。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，作為儲(chǔ)存液氨的容器一般選用地面臥式儲(chǔ)罐

8、，主要由筒體、封頭和支座組成。3.2.2 封頭的選擇化工容器上常用的封頭型號(hào)有半球形封頭，橢圓形封頭，錐形封頭，平蓋型。半球形應(yīng)力小，但深度大，沖壓困難，制造困難，一般用于高壓容器上。橢圓形應(yīng)力分布比較均勻，深度小，易于沖壓成型。是目前中低壓容器中應(yīng)用較廣泛的封頭之一。所以本設(shè)計(jì)選用橢圓形封頭。錐形封頭一般多用于立式容器上，故不選用。平蓋型結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但材料耗費(fèi)多。故不選用。總之，從受力情況，制造角度以及費(fèi)用綜合考慮后，本設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。3.2.3 人孔的選擇壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個(gè)手

9、柄。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑(人、手孔的公稱壓力與法蘭的公稱壓力概念類似。公稱直徑則指其簡節(jié)的公稱直徑)、工作溫度以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。人孔的類型很多，選擇使用上有較大的靈活性，其尺寸大小及位置以設(shè)備內(nèi)件安裝和工人進(jìn)出方便為原則。由于貯罐是在常溫及最高壓力為2.2MPa下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)按公稱壓力2.5MPa的壓力等級(jí)選取。又人孔蓋直徑較大且質(zhì)量較重，選用水平吊蓋法蘭人孔，因?yàn)槿丝捉Y(jié)構(gòu)中有吊鉤和銷軸，在檢修時(shí)只需松開螺栓將蓋板繞銷軸旋轉(zhuǎn)，即可輕松進(jìn)入，而不必將其取下以節(jié)約維修時(shí)間。查得該人孔的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:表3.2 水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔(突面)標(biāo)準(zhǔn)尺寸 (mm)公

10、稱壓力MPa公稱直徑dW×SDD1dbb1b2AH1H2d02.5450480×1267060045046404438032021436該水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔的標(biāo)記為：HG21524-95 人孔R(shí)F （AG）450-2.5 其中RF指突面密封，指接管與法蘭的材料為16MnR，AG是指用普通石棉橡膠板墊片，450-2.5是指公稱直徑為450mm、公稱壓力為2.5 Mpa。表3.3 人孔PN2.5 DN450(HG21524-95)明細(xì)表件號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名稱數(shù)量材料尺寸/mm1筒節(jié)116MnRdW×S=480×12，H1=3202HGJ52-91法蘭116Mn

11、(鍛件)3HGJ69-91墊片1石棉橡膠板=3(代號(hào)A.G)4HGJ63-91法蘭蓋116MnRb1=39， b2=445HGJ75-91P螺柱2035M33×2×1756螺母4025M337吊環(huán)1Q235-A.F8轉(zhuǎn)臂1Q235-A.Fd0=369GB95-85墊圈201100HV10GB41-88螺母M2024級(jí)11吊鉤1Q235-A.F12環(huán)1Q235-A.F13無縫鋼管12014支承板116MnR3.2.4 法蘭的選擇壓力容器法蘭的標(biāo)準(zhǔn)（JB/T47047072000）壓力容器法蘭分平焊法蘭與對(duì)焊法蘭。平焊法蘭又分為甲型與乙型兩種。甲型平焊法蘭有PN0.25 MPa

12、 0.6 MPa 1.0 MPa1.6 MPa，在較小范圍內(nèi)（DN300 mm 2000 mm）適用溫度范圍為-20300。乙型平焊法蘭用于PN0.25 MPa1.6 MPa壓力等級(jí)中較大的直徑范圍，適用的全部直徑范圍為DN300 mm 3000 mm，適用溫度范圍為-20350。 對(duì)焊法蘭具有厚度更大的頸，進(jìn)一步增大了剛性。用于更高壓力的范圍（PN0.6 MPa6.4MPa）適用溫度范圍為-2045。法蘭設(shè)計(jì)優(yōu)化原則：法蘭設(shè)計(jì)應(yīng)使各項(xiàng)應(yīng)力分別接近材料許用應(yīng)力值，即結(jié)構(gòu)材料在各個(gè)方向的強(qiáng)度都得到較充分的發(fā)揮。管法蘭、鋼制管法蘭、墊片、緊固件設(shè)計(jì)參照原化學(xué)工業(yè)部于1997年頒布的鋼制管法蘭、墊片

13、、緊固件標(biāo)準(zhǔn)（HG20592HG20635-1997）的規(guī)定。3.2.5 支座的選擇臥式容器的支座應(yīng)用最普遍，而且有標(biāo)準(zhǔn)可查的是鞍式支座，簡稱鞍座，鞍座標(biāo)準(zhǔn)是（JB/T4712-92）。鞍座分為A型（輕型）和B型（重型）兩類，每種形式的鞍座又分為固定式支座（F）和滑動(dòng)式支座（S）兩種。鞍座的尺寸是由公稱直徑確定的。本設(shè)計(jì)公稱直徑DN=2800mm >1000mm，則選用輕型A雙鞍座，焊制、120°包腳、帶墊板、一為固定式F型一為滑動(dòng)式支座S型。4 設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 筒體厚度的計(jì)算筒體的理論計(jì)算壁厚公式為： (4.1)式中 筒體的理論計(jì)算壁厚，mm； pc筒體計(jì)算壓力，MPa； D

14、i筒體內(nèi)徑，mm； t鋼板在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa;焊接接頭系數(shù)，其值為1.0（雙面焊對(duì)接接頭，100%探傷）。取計(jì)算壓力pc=p=2.2MPa，筒體內(nèi)徑Di=DN=2800mm，查表3.1知16MnR在設(shè)計(jì)溫度為50時(shí)的許用應(yīng)力為t=163MPa，將這些數(shù)值代入公式(4.1)計(jì)算出筒體的計(jì)算厚度為：由于液氨對(duì)金屬有一定的腐蝕，取腐蝕裕量C2=2mm，故筒體的設(shè)計(jì)厚度為：由鋼板厚度負(fù)偏差表查得C1=0.8mm，故名義壁厚為：圓整后取n=22mm。4.2 封頭厚度的計(jì)算采用的是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，各參數(shù)與筒體相同，其厚度計(jì)算式為：設(shè)計(jì)厚度為：名義厚度為：圓整后取n=22mm。查得標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭

15、的直邊高度(JB/T4737-95)為h0=50mm4.3 水壓實(shí)驗(yàn)及強(qiáng)度校核GB 150-1998鋼制壓力容器規(guī)定液壓試驗(yàn)壓力如下： (4.2)式中PT試驗(yàn)壓力，MPa；p設(shè)計(jì)壓力，MPa； 、t分別為液壓試驗(yàn)溫度和設(shè)計(jì)溫度下殼壁材料的許用應(yīng)力，MPa。將p=2.2MPa， =t=163MPa代入式(4.2)得液壓試驗(yàn)的試驗(yàn)壓力為：試驗(yàn)時(shí)器壁的應(yīng)力為： (4.3)其中有效厚度：，故查表3.1可知22mm的16MnR鋼板的常溫強(qiáng)度指標(biāo)s=325MPa。所以，則，故所設(shè)計(jì)的器壁厚度滿足水壓試驗(yàn)要求。4.4 選擇人孔及核算開孔補(bǔ)強(qiáng)由于人孔的筒節(jié)不是采用無縫鋼管，故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。由表3.2

16、知本設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑di450mm，壁厚nt12mm。據(jù)此差得補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸(JB/T 4736-2002)為：外徑D2=760mm，內(nèi)徑D1=450+2×12+14=488mm。開孔補(bǔ)強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下：(1) 開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積A內(nèi)壓容器的圓筒開孔后所需的補(bǔ)強(qiáng)面積為 mm2 (4.4)式中 d開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍壁厚附加量，mm；殼體開孔處的計(jì)算厚度，mm；et接管有效厚度，mm；fr強(qiáng)度削弱系數(shù)，等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比值。對(duì)于圓筒，殼體開口出的計(jì)算厚度為：開孔直徑取將這些數(shù)據(jù)代入式(4.4)得：開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積(2) 有效寬度B二者中取較

17、大值B=911.2mm。(3) 有效高度外側(cè)高度h1二者中取較小值h1=73.94mm內(nèi)側(cè)高度h2二者中取較小值h2=0mm。(4) 補(bǔ)強(qiáng)面積Ae在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，可作為補(bǔ)強(qiáng)的截面積按下式計(jì)算 (4.5)式中 Ae補(bǔ)強(qiáng)面積，mm2；A1殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積，mm2;A2接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積，mm2；A3焊縫金屬截面積，mm2。計(jì)算如下： (4.6)接管有效厚度為，故 (4.7)接管計(jì)算厚度為，故焊縫金屬截面積，故補(bǔ)強(qiáng)面積Ae為由于，故開孔需另加補(bǔ)強(qiáng)，其另加補(bǔ)強(qiáng)面積為(5) 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度圓整后取，補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同為16MnR。4.5 核算承載能力及選擇鞍座

18、本設(shè)計(jì)公稱直徑DN=2800mm >1000mm，則選用輕型A雙鞍座，焊制、120°包腳、帶墊板、一為固定式F型一為滑動(dòng)式支座S型。首先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷。貯罐總質(zhì)量為 (4.8)式中 m1罐體質(zhì)量，kg；m2封頭質(zhì)量，kg；m3液氨質(zhì)量，kg；m4附件質(zhì)量，kg。(1) 罐體質(zhì)量m1查表(化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，天津大學(xué)出版社，附表4)公稱直徑DN=2800mm，壁厚=22mm的筒體，得每米質(zhì)量是q1=1531kg/m，所以(2) 封頭質(zhì)量m2查表(化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，天津大學(xué)出版社，附表6)公稱直徑DN=2800mm，壁厚=22mm，直邊高度h0=50mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，得其質(zhì)量，

19、所以(3) 液氨質(zhì)量m3 (4.9)式中 裝量系數(shù)，取0.9；(壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定：介質(zhì)為液化氣體的固定式壓力容器，裝量系數(shù)一般取0.9)V貯罐容積，m3；液氨的密度，在-20時(shí)液氨的密度為665kg/m3。查表(化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，天津大學(xué)出版社，附表5)得筒體公稱直徑DN=2800mm，筒體長度L0=5.2m，封頭容積為Vh=3.18m3，則貯罐總?cè)莘e為于是(4) 附件質(zhì)量m4人孔約重200kg，其它接口管的總重約300kg。于是m4=500kg。故設(shè)備總質(zhì)量為每個(gè)鞍座承受的負(fù)荷為筒體長度式中A鞍座與封頭切線之間的距離，mm；L1兩鞍座間距，mm。由于筒體L/D較大，且鞍座所在平面

20、又無加強(qiáng)圈，取根據(jù)鞍座承受的負(fù)荷，查表（化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，大連理工大學(xué)出版社，附錄16）可知，選擇輕型（A）帶墊板，包角為120°的鞍座。即JB/T4712-92 鞍座A2800-F，JB/T4712-92 鞍座A2800-S。其標(biāo)準(zhǔn)尺寸如下：表4.1 A型鞍座標(biāo)準(zhǔn)尺寸(mm)公稱直徑DN允許載荷/kN鞍座高度h底板腹板筋板墊板螺栓連接尺寸l1b112l3b2b33弧長b44e間距l(xiāng)2螺孔d螺紋M孔長l28004472502040300121032026835883260500865180024M20405 附件的選擇與確定5.1 選擇液面計(jì)液面計(jì)是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類

21、型很多，大體上可分為四類，有玻璃板液面計(jì)、玻璃管液面計(jì)、浮子液面計(jì)和浮標(biāo)液面計(jì)。在中低壓容器中常用前兩種。玻璃板液面計(jì)有透光式和反射式兩種結(jié)構(gòu)，其適用溫度一般在0250。但透光式適用工作壓力較反射式高。玻璃管液面計(jì)適用工作介質(zhì)溫度在0250的范圍。液面計(jì)與容器的連接型式有法蘭連接、頸部連接及嵌入連接，分別用于不同型式的液面計(jì)。液面計(jì)的選用：（1）玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)均適用于物料內(nèi)沒有結(jié)晶等堵塞固體的場(chǎng)合。板式液面計(jì)承壓能力強(qiáng)，但是比較笨重、成本較高。（2）玻璃板液面計(jì)一般選易觀察的透光式，只有當(dāng)物料很干凈時(shí)才選反射式。（3）當(dāng)容器高度大于3m時(shí)，玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)的液面觀察效果受

22、到限制，應(yīng)改用其它適用的液面計(jì)。液氨為較干凈的物料，易透光，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象，所以在此選用玻璃管液面計(jì)。由儲(chǔ)罐公稱直徑2800選擇長度為1450mm 液面計(jì)二支，體材料(針形閥)為碳鋼,體溫型, 液面計(jì)標(biāo)記為：玻璃管液面計(jì) AT 2.5-W-1450V。5.2 選擇工藝接管 液氨進(jìn)料管采用57mm×3.5mm無縫鋼管。管的一端切成45°，伸入儲(chǔ)罐內(nèi)少許。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL502.5 RF16Mn 液氨出料管在化工生產(chǎn)中，需要將液體介質(zhì)運(yùn)送到與容器平行的或較高的設(shè)備中去，并且獲得純凈無雜質(zhì)的物料。故采用可拆的壓出管，將它用法蘭固定在接口管

23、內(nèi)。罐體的接口管法蘭采用HG20595 法蘭 WN32-2.5 RF 20。與該法蘭相配并焊接在壓出管的法蘭上，其連接尺寸和厚度與HG20595 法蘭 WN32-2.5 RF 20相同，但其內(nèi)徑為25mm。液氨壓出管的端部法蘭采用HG20595 法蘭 WN20-2.5 RF 20。這些小管都不必補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入貯罐2.6m 排污管貯罐右端最底部安設(shè)一個(gè)排污管，管子規(guī)格：，管端焊有一與截止閥J41W-16相配的管法蘭HG20595 法蘭 WN50-2.5 RF 20。 安全閥接管安全閥接管尺寸由安全閥泄放量決定。本貯罐選用的無縫鋼管，法蘭為HG20595 法蘭 WN32-2.5 RF 20。各接

24、管的長度都是200mm。 放空接管為了在注入液體時(shí)，將容器內(nèi)的空氣排到罐體外以便能順利快速地注入，需安設(shè)一放空管。采用無縫鋼管，法蘭為HG20595 法蘭 WN32-2.5 RF 20。 液面計(jì)接管本貯罐采用透光式玻璃板液面計(jì)AT 2.5-W-1450V 兩支。與液面計(jì)相配的接管尺寸為，管法蘭為HG20595 法蘭 WN10-2.5 RF 20。6 參數(shù)校核6.1 筒體軸向應(yīng)力校核 筒體軸向彎矩計(jì)算筒體中間處截面的彎矩為 (6.1)式中F鞍座反力(N)；Rm橢圓封頭長半軸外半徑(mm)；L兩封頭切線之間的距離(mm)；A鞍座的位置(mm)；hi筒體內(nèi)半徑(mm)；其中所以 支座處截面上的彎矩為

25、 (6.2)于是 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷）P11-99 表11.4-11 查得K1=K2=1.0。因?yàn)?，且ARm/2=711mm，故最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力。由彎矩引起的軸向應(yīng)力圓筒中間截面上最高點(diǎn)處： (6.3)于是最低點(diǎn)處：鞍座截面處最高點(diǎn)處：最低點(diǎn)處：=由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力 (6.4)于是軸向應(yīng)力組合與校核最大軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在筒體中間截面最低點(diǎn)處, 于是 (6.5)許用軸向拉壓應(yīng)力t=163MPa，合格。最大軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在充滿水時(shí)，在筒體中間截面的最高點(diǎn)處軸向許用應(yīng)力 (6.6)根據(jù)A值查外壓容器設(shè)計(jì)的材料溫度線圖6（化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ),趙軍編，P1

26、52）圖11-9，查得B=130MPa，取許用壓縮應(yīng)力，合格。6.2 筒體和封頭切向應(yīng)力校核6.2.1 筒體切向應(yīng)力計(jì)算 (6.7)由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷）P11-100表11.4-12查得K3=0.880，K4=0.401。于是6.2.2 封頭切向應(yīng)力計(jì)算 (6.8)于是合格.6.3 筒體環(huán)向應(yīng)力校核 環(huán)向應(yīng)力計(jì)算設(shè)墊片不起作用。在鞍座處橫截面最低點(diǎn)處 (6.9)式中b2筒體有效寬度。由化工機(jī)械基礎(chǔ)手冊(cè)（上卷）P11-101表11.4-13查得K5=0.7603，K6=0.0132。式中k=0.1考慮容器焊在鞍座上 (6.10)式中b支座軸向?qū)挾?。于是故鞍座邊角處軸向應(yīng)力因?yàn)椋?(6.11)6.3.2 環(huán)向應(yīng)力校核合格。合格。6.4 鞍座有效斷面平均壓力支座承受的水平分力 (6.12)由化工機(jī)械工程手冊(cè)（上卷）P11-103表11.4-15查得K9=0.204。于是鞍座有效斷面平均應(yīng)力 (6.13)式中Hs鞍座計(jì)算高