20m^3氮氣儲罐設計

...wd......wd......wd...課程設計任務書1．設計目的：使用國家最新壓力容器標準、標準進展設計，掌握典型過程設備設計的全過程。掌握查閱、綜合分析文獻資料的能力，進展設計方法和方案的可行性研究和論證。掌握電算設計計算，要求設計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準確、可靠，且正確掌握計算機操作和專業(yè)軟件的使用。掌握工程圖紙的計算機繪圖。2．設計內(nèi)容和要求〔包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等〕：原始數(shù)據(jù)設計條件表序號項目數(shù)值單位備注1名稱氮氣儲罐2用途氮氣儲配站3最高工作壓力2.5MPa由介質溫度確定4工作溫度-20～48℃5公稱容積〔Vg〕20M36工作壓力波動情況可不考慮7裝量系數(shù)(φV)0.98工作介質氮氣9使用地點室外10安裝與地基要求儲罐底壁坡度0.01～0.0211其它要求管口表接收代號公稱尺寸連接尺寸標準連接面形式用途或名稱A80HG20592-1997MFM物料進管B80HG/T21514-2005MFM物料出管C80HG20592-1997MFM安全閥接口D80HG20592-1997MFM排污管E80HG20592-1997MFM放氣管F28HG20592-1997MFM溫度計接口G28HG20592-1997MFM壓力表接口H450HG20592-1997MFM人孔課程設計任務書2．設計內(nèi)容1〕設備工藝、構造設計；2〕設備強度計算與校核；3〕技術條件編制；4〕繪制設備總裝配圖；5〕編制設計說明書。3．設計工作任務及工作量的要求〔包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕：1〕設計說明書：主要內(nèi)容包括：封面、設計任務書、目錄、設計方案的分析和擬定、各局部構造尺寸的設計計算和確定、設計總結、參考文獻等；2〕總裝配圖設計圖紙應遵循國家機械制圖標準和化工設備圖樣技術要求有關規(guī)定，圖面布置要合理，構造表達要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內(nèi)容要詳盡，圖紙采用計算機繪制。課程設計任務書4．主要參考文獻：[1]國家質量技術監(jiān)視局，GB150-1998?鋼制壓力容器?，中國標準出版社，1998[2]國家質量技術監(jiān)視局，?壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程?，中國勞動社會保障出版社，1999[3]全國化工設備設計技術中心站，?化工設備圖樣技術要求?，2000，11[4]鄭津洋、董其伍、桑芝富，?過程設備設計?，化學工業(yè)出版社，2001[5]黃振仁、魏新利，?過程裝備成套技術設計指南?，化學工業(yè)出版社，2002[6]國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設計院，?化工工藝設計手冊?，化學工業(yè)出版社，1996[7]蔡紀寧主編，?化工設備機械根基課程設計指導書?，化學工業(yè)出版社，2003年5．設計成果形式及要求：1〕完成課程設計說明書一份；2〕草圖一張〔A1圖紙一張〕3〕總裝配圖一張(A1圖紙一張)；系主任審查意見：簽字：年月日前言本設計是針對?過程設備設計?這門課程所安排的一次課程設計，是對這門課程的一次總結，要綜合運用所學的知識并查閱相關書籍完成設計。本設計的物料為氮氣，它是一種無色無味氣體。氮氣作為一種重要的化工原料，應用廣泛于氨氮的生產(chǎn)制造。分子式N，密度1.25g/L，熔點63K，沸點75K，臨界溫度126K。氮氣通常不易燃燒且不支持燃燒?；瘜W性質很穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質發(fā)生反響，但在高溫、高能量條件下可與某些物質發(fā)生化學變化，用來制取對人類有用的新物質。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)，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、接收、管法蘭、人孔接收、人孔接收補強、液位計、鞍座、焊接形式進展了設計和選擇。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，那么選擇適宜的非標設備。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，并考慮到構造方面的要求，合理地進展設計。目錄TOC\o"1-5"\h\z\u1.工藝設計11.1.存儲量11.2.設備的選型及輪廓尺寸12.筒體及封頭設計22.1.筒體材料設計22.2.圓筒設計22.3.封頭厚度23.接收、法蘭、墊片和螺栓的選擇23.1.接收和法蘭23.2.墊片的選擇23.3.螺栓〔螺柱〕的選擇23.4.人孔的選取23.5.人孔補強圈設計：24.容器支座24.1.制作所承受最大載荷24.2.鞍座選擇24.3.支座的位置24.4.焊接機構設計25.附件選擇26.整體布局27.強度校核2完畢語2參考文獻2工藝設計存儲量盛裝氮氣的壓力容器設計存儲量W=φVρt式中：W存儲量，t；Φ裝量系數(shù)；V壓力容器容積；ρt設計溫度下的飽和溶液的密度，t/m3壓力容器的工作溫度是-20~48℃，取設計溫度為50℃，設計壓力Pc=2.5MPa由氣體狀態(tài)方程：PV=nRT得PM=ρRT查得，標準狀況下氮氣的密度ρ0=1.251kg/m3設計溫度下的密度ρ=ρ0Pc/P0T0/T=26.094kg/m3根據(jù)設計條件W=φVρt=0.9×20×26.094=469.692kg設備的選型及輪廓尺寸粗略計算內(nèi)徑：L=20m3取L/D=4,得Di=1853mm圓整為1900mm根據(jù)氮氣的性質及設計條件，選用臥式橢圓形封頭容器。就力學性能而言，半球形封頭效果較好，但是沖壓工藝較難，不易成型。根據(jù)JB/T4737-1995選用EHA橢圓形封頭公稱直徑DN/mm曲面高度h/mm直邊高度h/mm內(nèi)外表積A/m容積V/m1900500254.06240.9687圖1-1橢圓形封頭壓力容器體積V=2V封頭+DL=20m3得L=5750mm圓整得L=6000mmV實=2V封頭+L=20.9687+1.926=20.79m3100%=4%<5%不符合設計要求要根據(jù)100%>5%可得L=6800mm綜上所述，筒體的公稱直徑為Di=1900mm，長度L=6800mm。筒體及封頭設計筒體材料設計設計壓力，工作溫度-20～48℃根據(jù)GB6654選用16MnR熱軋鋼圓筒設計材料許用應力表得16MnR的=163MPa(~)由?鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)值?表，選擇雙面焊對接接頭無損檢測比例為100%，所以=1.00=14.68mm取腐蝕裕度，負偏差設計厚度名義厚度根據(jù)?鋼材標準規(guī)格?GB709-88，得：名義厚度為18mm檢查：,沒有變化，故取名義厚度18mm適宜封頭厚度標準橢圓形封頭形狀系數(shù)k=1取腐蝕裕量，負偏差設計厚度名義厚度據(jù)JB/T4737-1995知，=18mm檢查：，沒有變化，故取名義厚度18mm適宜接收、法蘭、墊片和螺栓的選擇接收和法蘭氮氣儲罐應設置排污口，物料進口，物料出口，人孔，溫度計口，壓力表口，安全閥口，放空口。法蘭公稱壓取根據(jù)?壓力容器與化工設備實用手冊?a時，可選接收公稱通徑DN=80mm。根據(jù)設計壓力，查HG/T20592-97?鋼制管法蘭?表4-4，選用PN=4.0MPa帶頸平焊法蘭〔SO〕，由介質特性和使用工況，查密封面型式的選用，表3.0.2。選擇密封面型式為凹凸面〔MFM〕，壓力等級為1.0~4.0MPa，接收法蘭材料選用16MnR。根據(jù)各接收公稱通徑，查表4-4得各法蘭的尺寸。圖3-1帶頸平焊鋼制管法蘭表3-1法蘭尺寸序號名稱公稱通徑DN鋼管外徑B連接尺寸法蘭厚度C法蘭高度H法蘭頸法蘭內(nèi)徑B1坡口寬度b法蘭理論質量kg法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺栓ThB系列A物料入口8089200160188M1624401189164.86B物料出口8089200160188M1624401189164.86C安全閥口8089200160188M1624401189164.86D排污口8089200160188M1624401189164.86E放空口8089200160188M1624401189164.86F溫度計口283210575144M121626452641.03G壓力表口283210575144M121626452641.03接收外徑的選用以B國內(nèi)沿用系列〔公制管〕為準，對于公稱壓力0.25≤PN≤25MPa的接收，查?壓力容器與化工設備實用手冊?普通無縫鋼管，選材料為16MnR。對應的管子尺寸如下如表：表3-2管子尺寸序號名稱公稱直徑管子外徑數(shù)量管口伸出量管子壁厚伸長量質量〔kg〕A物料進管80891150154.106B物料出管80891150154.106C安全閥管80891150154.106D排污管80891150154.106E放氣管80891150154.106F溫度計管2832110080.474G壓力表管2832110080.474墊片的選擇查?鋼制管法蘭、墊片、緊固件?，表4.0.2-3凹凸面法蘭用MFM型墊片尺寸，根據(jù)設計壓力為Pc=2.5MPa，采用金屬包覆墊片，選擇法蘭的密封面均采用MFM〔凹凸面密封〕。金屬材料為純鋁板L3，標準為GB/T3880，最高工作溫度200℃，最大硬度40HB。填充材料為非石棉纖維橡膠板，代號為NAS，最高工作溫度為290℃。得對應墊片尺寸如表：圖3-2凹凸面型墊片表3-3墊片尺寸序號名稱公稱直徑DN(mm)內(nèi)徑D1(mm)外徑D2(mm)厚度δ(mm)A物料進管801201423B物料出管801201423C安全閥管801201423D排污管801201423E放氣管801201423F溫度計管2845.5613G壓力表管2845.5613螺栓〔螺柱〕的選擇根據(jù)密封所需壓緊力大小計算螺栓載荷，選擇適宜的螺柱材料。計算螺栓直徑與個數(shù)，按螺紋和螺栓標準確定螺栓尺寸。選擇螺栓材料為Q345。查?鋼制管法蘭、墊片、緊固件?中表5.0..07-9和附錄中標A.0.1，得螺柱的長度和平墊圈尺寸：圖3-4雙頭螺柱圖3-5螺母 表3-4螺栓及墊圈尺寸序號名稱公稱直徑螺紋螺柱長緊固件用平墊圈mmd1d2hA物料進管80M127513242.5B物料出管80M1610017303C安全閥管80M1610017303D排污管80M1610017303E放氣管80M1610017303F溫度計管32M1610017303G壓力表管32M1610017303人孔的選取查?壓力容器與化工設備實用手冊?，因筒體長度7600mm>6000mm，需開兩個人孔，可選回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔。由使用地為太原市室外，確定人孔的公稱直徑DN=450mm，以方便工作人員的進入檢修。配套法蘭與上面的法蘭類型一樣，根據(jù)HG/T21518-2005?回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔?，查表3-1，由PN=4.0MPa選用凹凸面的密封形式MFM，采用8.8級35CrMoA等長雙頭螺柱連接。其明細尺寸見以以下圖：圖4-1回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔表4-1人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD6855530公稱壓力PNMPa4.061057螺柱數(shù)量20公稱直徑DN450270A390螺母數(shù)量40127B175螺柱尺寸d451.6b57L250總質量kg278人孔補強圈設計：圖4-2補強圈設計方法判別按HG/T21518-2005，選用回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔，設：厚度附加量C=2mm開孔直徑D=Di+2C=450+4=504mm那么=1900/3=633mm故可以采用等面積法進展開孔補強計算。接收材料選用16MnR鋼，其許用應力根據(jù)GB150-1998中，其中：殼體開孔處的計算厚度接收的有效厚度強度削弱系數(shù)那么補強范圍補強有效寬度B確實定：按GB150中有：有效高度確實定外側有效高度確實定根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：內(nèi)側有效高度確實定根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：有效補強面積根據(jù)GB150中式8-10~式8-13，Ae=A1+A2+A3分別計算如下：筒體多余面積管的多余面積接收厚度：焊縫金屬截面積焊角取6.0mm補強面積Ae=A1+A2+A3=599.28+1382.3488+36=2017.6248mm2因為Ae＜A=4772.88mm2，所以開孔需另行補強A4=A–Ae=6664.72-2017.6248=4647.1mm2補強圈設計根據(jù)DN450取補強圈外徑。因為B>，所以在有效補強范圍。補強圈內(nèi)徑補強圈厚度：=A4／()=16.72mm圓整取名義厚度為18mm根據(jù)GB-150，JB/T4736-2002，補強圈焊接形式——D型，D1=d0+(6～12)。表4-2補強圈補強及附件的選擇接收公稱直徑DN/mm外徑D2內(nèi)徑D1厚度〔〕重量〔Kg〕4507604821836.3圖4-3補強圈容器支座制作所承受最大載荷其中那么總載荷鞍座選擇由?容器支座?JB/T4712.1-2007Q’=139.64kN選取輕型〔A型〕鞍式支座DN=1900mm如圖圖5-1鞍式支座表5-1鞍座的構造尺寸公稱直徑DN1900腹板δ210墊板b4430允許載荷Q/kN295筋板l3315δ410鞍座高度h250b2190e80底板l11360b3260螺栓間距l(xiāng)21200b1220δ38螺孔/孔長D/l24/40δ112弧長2330重量kg160標記：JB/T4712.1-2007支座A2000—FJB/T4712.1-2007支座A2000—S支座的位置因為鞍座位置的要求為A≤0.2L=1360mm,并盡量使A≤0.5R.，綜合考慮選擇A=484mm.焊接機構設計焊接接頭設計筒體、封頭與筒體的焊接形式由于筒體、封頭與筒體焊接為A類、B類，所以才用對接接頭對接接頭特點：受熱均勻、受力對稱、便于無損檢測，焊接質量容易得到保證。管材與筒體、封頭焊接采用帶補強圈的角焊接管材與法蘭相連接采用無補強圈的角焊接坡口形式 筒體、筒體與封頭采用雙V形坡口接收與筒體接收與法蘭焊條的選擇表5-1焊條型號及牌號〔JB/T4709-2007〕接頭母材焊條型號焊條牌號16MnR+16MnRE5016J506附件選擇安全閥的選擇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)選用彈簧封閉式安全閥CA41H-25.圖6-1安全閥整體布局強度校核鋼制臥式容器計算單位太原科技大學計算條件簡圖設計壓力p2.5MPa設計溫度t50℃筒體材料名稱16MnR(熱軋)封頭材料名稱16MnR(熱軋)封頭型式橢圓形筒體內(nèi)直徑Di1900mm筒體長度L6800mm筒體名義厚度n18mm支座墊板名義厚度rn10mm筒體厚度附加量C2mm腐蝕裕量C12mm筒體焊接接頭系數(shù)1封頭名義厚度hn18mm封頭厚度附加量Ch2mm鞍座材料名稱16MnR鞍座寬度b220mm鞍座包角θ120°支座形心至封頭切線距離A509mm鞍座高度H250mm地震烈度低于7度內(nèi)壓圓筒校核計算單位太原科技大學計算條件筒體簡圖計算壓力Pc2.50MPa設計溫度t50.00C內(nèi)徑Di1900.00mm材料16MnR(熱軋)(板材)試驗溫度許用應力163.00MPa設計溫度許用應力t163.00MPa試驗溫度下屈服點s325.00MPa鋼板負偏差C10.00mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計算計算厚度==14.68mm有效厚度e=n-C1-C2=16.00mm名義厚度n=18.00mm重量5789.44Kg壓力試驗時應力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT=1.25P=3.7500(或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應力水平TT0.90s=292.50MPa試驗壓力下圓筒的應力T==224.53MPa校核條件TT校核結果合格壓力及應力計算最大允許工作壓力[Pw]==2.72234MPa設計溫度下計算應力t==149.69MPat163.00MPa校核條件t≥t結論合格左封頭計算計算單位太原科技大學計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc2.50MPa設計溫度t50.00C內(nèi)徑Di1900.00mm曲面高度hi500.00mm材料16MnR(熱軋)(板材)設計溫度許用應力t163.00MPa試驗溫度許用應力163.00MPa鋼板負偏差C10.00mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計算形狀系數(shù)K==0.9350計算厚度==13.68mm有效厚度e=n-C1-C2=16.00mm最小厚度min=5.70mm名義厚度n=18.00mm結論滿足最小厚度要求重量582.37Kg壓力計算最大允許工作壓力[Pw]==2.92295MPa結論合格右封頭計算計算單位太原科技大學計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力Pc2.50MPa設計溫度t50.00C內(nèi)徑Di1900.00mm曲面高度hi500.00mm材料16MnR(熱軋)(板材)設計溫度許用應力t163.00MPa試驗溫度許用應力163.00MPa鋼板負偏差C10.00mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計算形狀系數(shù)K==0.9350計算厚度==13.68mm有效厚度e=n-C1-C2=16.00mm最小厚度min=5.70mm名義厚度n=18.00mm結論滿足最小厚度要求重量582.37Kg壓力計算最大允許工作壓力[Pw]==2.92295MPa結論合格臥式容器〔雙鞍座〕計算單位太原科技大學計算條件簡圖計算壓力pC2.5MPa設計溫度t50℃圓筒材料16MnR(熱軋)鞍座材料16MnR圓筒材料常溫許用應力[]163MPa圓筒材料設計溫度下許用應力[]t163MPa圓筒材料常溫屈服點325MPa鞍座材料許用應力[]sa170MPa工作時物料密度1000kg/m3液壓試驗介質密度1000kg/m3圓筒內(nèi)直徑Di1900mm圓筒名義厚度18mm圓筒厚度附加量2mm圓筒焊接接頭系數(shù)1封頭名義厚度18mm封頭厚度附加量Ch2mm兩封頭切線間距離6850mm鞍座墊板名義厚度10mm鞍座墊板有效厚度10mm鞍座軸向寬度b220mm鞍座包角θ120°鞍座底板中心至封頭切線距離A509mm封頭曲面高度500mm試驗壓力pT3.75MPa鞍座高度H250mm腹板與筋板組合截面積19480mm2腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)367704mm3地震烈度<7圓筒平均半徑Ra959mm物料充裝系數(shù)0.9一個鞍座上地腳螺栓個數(shù)1地腳螺栓公稱直徑0mm地腳螺栓根徑0mm鞍座軸線兩側的螺栓間距0mm地腳螺栓材料支座反力計算圓筒質量(兩切線間)5832.18kg封頭質量(曲面局部)563.467kg附件質量71.248kg封頭容積(曲面局部)8.97841e+08mm3容器容積(兩切線間)V=2.12174e+10mm3容器內(nèi)充液質量工作時,19095.7壓力試驗時,=21217.4kg耐熱層質量0kg總質量工作時,26126壓力試驗時,28247.8kg單位長度載荷34.10436.8737N/mm支座反力128174138584138584N筒體彎矩計算圓筒中間處截面上的彎矩工作時=1.405e+08壓力試驗=1.5191e+08N·mm支座處橫截面彎矩操作工況：-4.49447e+06壓力試驗工況：-4.85947e+06N·mm系數(shù)計算K1=0.106611K2=0.192348K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0156516K6’=K7=K8=K9=0.203522C4=C5=

筒體軸向應力計算軸向應力計算操作狀態(tài)77.962775.8338MPa-3.04081-0.505713MPa水壓試驗狀態(tài)-3.28609-0.546782MPa115.671113.369MPa應力校核許用壓縮應力0.00158316根據(jù)圓筒材料查GB150圖6-3～6-10B=150.005MPa150.005150.005MPa<163合格||,||<150.005合格||,||<150.005合格T2,T3<0.9s=292.5合格MPa筒體和封頭的切應力時(時,不適用)8.20368MPa時圓筒中：封頭中：MPa封頭橢圓形封頭,碟形封頭,半球形封頭,MPa圓筒封頭[]=0.8[]t=130.4MPa圓筒,<[]=130.4MPa合格封頭,h<[h]=MPa鞍座處圓筒周向應力無加強圈圓筒圓筒的有效寬度424.96mm無墊板或墊板不起加強作用時在橫截面最低點處MPa在鞍座邊角處L/Rm≥8時,MPaL/Rm<8時,MPa無加強圈筒體墊板起加強作用時鞍座墊板寬度；鞍座墊板包角橫截面最低點處的周向應力-0.953566MPa鞍座邊角處的周向應力L/Rm≥8時,MPaL/Rm<8時,-13.3717MPa鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應力L/Rm≥8時,MPaL/Rm<8時,-16.7961MPa應力校核|5|<[]t=163合格|6|<1.25[]t=203.75合格||<1.25[]t=203.75合格MPa有加強圈圓筒加強圈參數(shù)加強圈材料,e=mmd=mm加強圈數(shù)量,n=個組合總截面積,A0=mm2組合截面總慣性矩,I0=mm4設計溫度下許用應力MPa加強圈位于鞍座平面上在鞍座邊角處圓筒的周向應力：MPa：MPa

有加強圈圓筒加強圈靠近鞍座橫截面最低點的周向應力無墊板時，〔〕采用墊板時，〔墊板起加強作用〕MPa在橫截上靠近水平中心線的周向應力：MPa在橫截上靠近水平中心線處，不與筒壁相接的加強圈內(nèi)緣：MPa加強圈靠近鞍座鞍座邊角處點處的周向應力無墊板L/Rm≥8時,MPa無墊板L/Rm<8時,MPa采用墊板時，〔墊板起加強作用〕L/Rm≥8時,MPa采用墊板時，〔墊板起加強作用〕L/Rm<8時,MPa應力校核|5|<[]t=合格|6|<1.25[]t=合格|7|<1.25[]t=|8|<1.25[]=MPa鞍座應力計算水平分力28204.8N腹板水平應力計算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座墊板實際寬度430mm鞍座墊板有效寬度424.96mm腹板水平應力,墊板起加強作用,4.17873MPa應力判斷9<[]=113.333合格MPa腹板與筋板組合截面應力由地震水平分力引起的支座強度計算圓筒中心至根基外表距離1218mm軸向力N,MPa,MPa|sa|1.2[bt]=地腳螺栓應力拉應力MPabt1.2[bt]=MPa剪應力MPabt0.8Ko[bt]=MPa溫差引起的應力N-41.4378MPa|a|<[]sa=170注：帶#的材料數(shù)據(jù)是設計者給定的開孔補強計算計算單位太原科技大學接管:A,φ32×8設計條件簡圖計算壓力pc2.5MPa設計溫度50℃殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ1殼體內(nèi)直徑Di1900mm殼體開孔處名義厚度δn18mm殼體厚度負偏差C10mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應力[σ]t163MPa接收實際外伸長度100mm接收實際內(nèi)伸長度0mm接收材料16Mn(熱軋)接收焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接收腐蝕裕量2mm補強圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑mm補強圈厚度mm接收厚度負偏差C1t1.25mm補強圈厚度負偏差C1rmm接收材料許用應力[σ]t163MPa補強圈許用應力[σ]tMPa開孔補強計算殼體計算厚度δ14.68mm接收計算厚度δt0.093mm補強圈強度削弱系數(shù)frr0接收材料強度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d18.5mm補強區(qū)有效寬度B74.5mm接收有效外伸長度h113.6mm接收有效內(nèi)伸長度h20mm開孔削弱所需的補強面積A271.6mm2殼體多余金屬面積A173.74mm2接收多余金屬面積A2181.1mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積A336mm2A1+A2+A3=290.8mm2補強圈面積A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2結論:補強滿足要求,不需另加補強。開孔補強計算計算單位太原科技大學接管:B,φ89×15設計條件簡圖計算壓力pc2.5MPa設計溫度50℃殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ1殼體內(nèi)直徑Di1900mm殼體開孔處名義厚度δn18mm殼體厚度負偏差C10mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應力[σ]t163MPa接收實際外伸長度150mm接收實際內(nèi)伸長度0mm接收材料16Mn(熱軋)接收焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接收腐蝕裕量2mm補強圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑mm補強圈厚度mm接收厚度負偏差C1t2.125mm補強圈厚度負偏差C1rmm接收材料許用應力[σ]t163MPa補強圈許用應力[σ]tMPa開孔補強計算殼體計算厚度δ14.68mm接收計算厚度δt0.425mm補強圈強度削弱系數(shù)frr0接收材料強度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d63.25mm補強區(qū)有效寬度B133.2mm接收有效外伸長度h132.79mm接收有效內(nèi)伸長度h20mm開孔削弱所需的補強面積A928.7mm2殼體多余金屬面積A192.18mm2接收多余金屬面積A2816.5mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積A336mm2A1+A2+A3=944.7mm2補強圈面積A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2結論:補強滿足要求,不需另加補強。開孔補強計算計算單位太原科技大學接管:C,φ480×14設計條件簡圖計算壓力pc2.5MPa設計溫度50℃殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ1殼體內(nèi)直徑Di1900mm殼體開孔處名義厚度δn18mm殼體厚度負偏差C10mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應力[σ]t163MPa接收實際外伸長度270mm接收實際內(nèi)伸長度0mm接收材料16Mn(熱軋)接收焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接收腐蝕裕量2mm補強圈材料名稱16MnR(熱軋)凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑760mm補強圈厚度18mm接收厚度負偏差C1t1.75mm補強圈厚度負偏差C1r0mm接收材料許用應力[σ]t163MPa補強圈許用應力[σ]t163MPa開孔補強計算殼體計算厚度δ14.68mm接收計算厚度δt3.478mm補強圈強度削弱系數(shù)frr1接收材料強度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d457.5mm補強區(qū)有效寬度B915mm接收有效外伸長度h180.03mm接收