二氧化碳儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)

第一章緒論 11.1 概述 11.2二氧化碳的特點(diǎn)： 11.3立式二氧化碳儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 21.4 設(shè)計(jì)任務(wù)表 2第二章 零部件的設(shè)計(jì)和選型 42.1封頭的設(shè)計(jì) 42.2.1封頭的選擇 42.1.2封頭材料的選擇 42.1.3封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算 52.2人孔的設(shè)計(jì) 52.2.1人孔的選擇 52.2.2人孔的選取 62.3容器支座的設(shè)計(jì) 62.3.1支座材料的選擇 62.3.2支座選取 72.3.3支座的設(shè)計(jì) 72.3.4支座的安裝位置 82.4筒體的材料的選擇 92.5 接管、法蘭、墊片和螺栓的形式和選擇 102.5.1接管的選取 102.5.2法蘭的選取 112.5.3墊片的選取 112.5.4 螺栓的選取 12第三章強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核 133.1圓筒強(qiáng)度設(shè)計(jì) 133.2封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì) 133.3筒體長(zhǎng)度校核 143.4人孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 143.5 水壓實(shí)驗(yàn)校核 16結(jié)論 17參考文獻(xiàn) 18緒論概述壓力儲(chǔ)罐的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)都起著重要作用的設(shè)備。壓力儲(chǔ)罐一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開(kāi)孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計(jì)及完畢不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等因素，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財(cái)產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。目前，世界各國(guó)均將其列為重要的監(jiān)檢產(chǎn)品，由國(guó)家指定的專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，按照國(guó)家規(guī)定的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行監(jiān)督檢查和技術(shù)檢查。貯罐按其形狀可分為方形和矩形容器、球形容器、圓筒形容器（立式、臥式）。按其承壓性質(zhì)可分為內(nèi)壓和外壓，內(nèi)壓容器又可分為低壓、中壓、高壓、超高壓4個(gè)壓力等級(jí)。按其工作的溫度環(huán)境可分為低溫、常溫、中溫、高溫容器。按制造器的材料可分為金屬制和非金屬制兩類(lèi)。按其應(yīng)用情況可分為反映壓力容器（R）、換熱壓力容器（E）、分離壓力容器（S）、儲(chǔ)存壓力容器（C）等。目前我國(guó)普遍采用常溫壓力儲(chǔ)罐，常溫儲(chǔ)罐一般有兩種形式：球形儲(chǔ)罐和圓筒形儲(chǔ)罐。球形儲(chǔ)罐和圓筒形儲(chǔ)罐相比：前者具有投資少，金屬耗量少，占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，但加工制造及安裝復(fù)雜，焊接工作量大，故安裝費(fèi)用較高。一般儲(chǔ)存總量大于或單罐容積大于時(shí)選用球形儲(chǔ)罐比較經(jīng)濟(jì)，而圓筒形儲(chǔ)罐具有加工制造安裝簡(jiǎn)樸，安裝費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn),但金屬耗量大占地面積大,所以在總儲(chǔ)量小于或單罐容積小于時(shí)選用圓筒形儲(chǔ)罐比較經(jīng)濟(jì)。圓筒形儲(chǔ)罐按安裝方式可分為臥式和立式兩種。在一般中、小型液化石油氣站內(nèi)大多選用臥式圓筒形儲(chǔ)罐，只有某些特殊情況下（站內(nèi)地方受限制等)才選用立式。但本說(shuō)明書(shū)重要討論立式圓筒形二氧化碳儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)。1.2二氧化碳的特點(diǎn)：二氧化碳,化學(xué)式為CO2，碳氧化物之一，是一種無(wú)機(jī)物，常溫下是一種無(wú)色無(wú)味氣體，密度比空氣略大，微溶于水，并生成碳酸。（碳酸飲料基本原理）可以使澄清的石灰水變渾濁，做關(guān)于呼吸作用的產(chǎn)物等產(chǎn)生二氧化碳的實(shí)驗(yàn)都可以用到。固態(tài)二氧化碳俗稱(chēng)干冰，升華時(shí)可吸取大量熱，因而用作制冷劑，如人工降雨，也常在舞美中用于制造煙霧。二氧化碳不參與燃燒，密度比空氣略大，所以也被用作滅火劑。二氧化碳是綠色植物光合作用不可缺少的原料，溫室中常用二氧化碳作肥料?？諝庵芯哂屑s0.03%二氧化碳，但由于人類(lèi)活動(dòng)（如化石燃料燃燒）影響，近年來(lái)二氧化碳含量猛增，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，全球氣候變暖，冰川融化，海平面升高旨在遏止二氧化碳過(guò)量排放的《京都議定書(shū)》已經(jīng)生效，有望通過(guò)國(guó)際合作遏止溫室效應(yīng)。二氧化碳在焊接領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最多的方法。1.3立式二氧化碳儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的特點(diǎn)立式儲(chǔ)罐，危險(xiǎn)性大，容易發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故，必須按照有關(guān)規(guī)定，建立防火、防爆制度，經(jīng)常進(jìn)行防火巡查，嚴(yán)格進(jìn)行消防安全管理，保證消防安全。國(guó)家勞動(dòng)部門(mén)把這類(lèi)設(shè)備作為受安全監(jiān)察的一種特殊設(shè)備，并在技術(shù)上進(jìn)行了嚴(yán)格、系統(tǒng)和強(qiáng)制性的管理，制定了一系列地強(qiáng)制性或推薦性地規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)，對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)、材料、制造、安裝、檢查、使用和維修提出了相應(yīng)的規(guī)定，同時(shí)為保證其安全可靠，實(shí)行了持證設(shè)計(jì)、制造和檢查制度。儲(chǔ)罐區(qū)防火防爆應(yīng)按GB50183，GB50074規(guī)定。低倍數(shù)空氣泡沫滅火系統(tǒng)應(yīng)按GB50151規(guī)定。此類(lèi)容器接受勞動(dòng)部頒發(fā)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡(jiǎn)稱(chēng)容規(guī))的監(jiān)督，因此設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。立式二氧化碳儲(chǔ)罐，本次設(shè)計(jì)針對(duì)的是第一類(lèi)壓力容器的設(shè)計(jì)。儲(chǔ)罐重要由筒體、封頭、人孔、支座以及各種接管組成。儲(chǔ)罐上設(shè)有進(jìn)料管、出料管、排污管以及安全閥、壓力表等。設(shè)計(jì)任務(wù)表表1.1任務(wù)表序號(hào)名稱(chēng)指標(biāo)1設(shè)計(jì)壓力MPa1.92設(shè)計(jì)溫度0C1503最高工作壓力MPa≤1.84工作溫度0C≤1205工作介質(zhì)二氧化碳?xì)怏w6重要受壓元件材料16MnR7焊接接頭系數(shù)0.858腐蝕余量mm1.09全容積m32.710容器內(nèi)別第一類(lèi)

圖1-1儲(chǔ)罐裝配圖表1.2管口表零部件的設(shè)計(jì)和選型2.1封頭的設(shè)計(jì)2.2.1封頭的選擇從受力與制造方面分析來(lái)看，半球形封頭是最抱負(fù)的結(jié)構(gòu)形式，但缺陷是深度大，沖壓較為困難。橢圓形封頭深度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要碰到不少困難。從鋼材耗用量來(lái)看，球形封頭用材最少，比橢圓形封頭節(jié)約，平板封頭用材最多。因此，從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。2.1.2封頭材料的選擇介質(zhì)具無(wú)毒性，壓力容器的使用工況（如溫度、壓力、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等）差別很大，制造壓力容器所用的鋼種類(lèi)很多，既有碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和低溫鋼，也有中溫抗氫鋼、不銹鋼和耐熱鋼，尚有復(fù)合鋼板。一般中低壓設(shè)備可采用采用屈服極限為245Mpa~345Mpa級(jí)的鋼材；直徑較大、壓力較高的設(shè)備，均應(yīng)采用普通低碳鋼，強(qiáng)度級(jí)別宜用400Mpa級(jí)或以上；假如容器的操作溫度超過(guò)4000C，還需考慮材料的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。16MnR鋼是屈服強(qiáng)度350Mpa級(jí)的普通低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性。在焊接壓力容器時(shí)采用堿性焊條（J507），15MnVR鋼和18MnMoNbR鋼是屈服強(qiáng)度分別為400、500Mpa級(jí)普通低合金高強(qiáng)度鋼，雖然有較高的強(qiáng)度，但韌性、塑性都較C-Mn鋼低，且有較高的缺口敏感性和時(shí)效敏感性。并且這兩類(lèi)鋼均較16MnR鋼昂貴。因此選用16MnR鋼既符合工藝規(guī)定也節(jié)約資源，以便獲得更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以筒體與封頭材料均選用低合金鋼板（鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB6654，使用狀態(tài)為熱軋、正火）。參照GB150-1998表4-1，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，筒體壁厚在范圍內(nèi)，選得材料的許用應(yīng)力，屈服極限。又由于介質(zhì)無(wú)毒無(wú)污染，又考慮到壓力容器焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，容器的所有焊縫（涉及角焊縫）沒(méi)必要都采用全焊透結(jié)構(gòu)，焊接接頭系數(shù)為0.85。2.1.3封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算由，得封頭的其他參數(shù)：查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2023《鋼制壓力容器用封頭》中表B.1EHA和B.2EHA表橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，質(zhì)量，見(jiàn)下表2.和下圖2-1。圖2-1封頭封頭尺寸表2.1公稱(chēng)直徑DN/mm總深度H/mm內(nèi)表面積A/容積V/質(zhì)量/Kg12003251.65520.2545128.32.2人孔的設(shè)計(jì)2.2.1人孔的選擇壓力容器設(shè)立人孔是作為工作人員進(jìn)出設(shè)備以進(jìn)行檢查和維修之用，并且能避免因意外因素導(dǎo)致罐內(nèi)急劇超壓或真空時(shí)，損壞儲(chǔ)罐而發(fā)生事故，還能起到安全阻火作用，是保護(hù)儲(chǔ)罐的安全裝置。因此，人孔的位置應(yīng)適當(dāng)，人孔直徑必須保證工作人員能攜帶工具進(jìn)出設(shè)備方便。人孔重要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個(gè)手柄。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮公稱(chēng)壓力、公稱(chēng)直徑（人、手孔的公稱(chēng)壓力與法蘭的公稱(chēng)壓力概念類(lèi)似。公稱(chēng)直徑則指其筒節(jié)的公稱(chēng)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(lèi)型很多，選擇使用上有較大的靈活性。通?？梢愿鶕?jù)操作需要選擇，在這選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。2.2.2人孔的選取由于貯罐是在120度溫及最高壓力為1.8MPa下工作，人孔標(biāo)準(zhǔn)按公稱(chēng)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，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔。下表2.2各部件材料表：人孔各部件的材料表2.2標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)材料GB/T95墊圈100HV筒節(jié) 16MnR吊環(huán)Q235-A·F支承板16MnR轉(zhuǎn)臂Q235-A·FHG20595法蘭16MnⅡ（鍛）GB/T41螺母4級(jí)30CrMoHG20610墊片纏繞式墊吊鉤Q235-A·FHG20601法蘭蓋16MnR吊耳Q235-A·FHG20613等長(zhǎng)雙頭螺柱8.8級(jí)35CrMoA環(huán)Q235-A·FHG20613螺母8級(jí)30CrMo無(wú)縫鋼管20選用凹凸面的法蘭，其尺寸見(jiàn)下表2.3：人孔尺寸表2.3密封面形式凹凸面MFM公稱(chēng)壓力PN2.5MPa公稱(chēng)直徑DN450480×12456mm670mm600mm320mm21142mm4146mm380mm36mm螺柱數(shù)20螺母數(shù)40螺柱規(guī)格M33×2×165總質(zhì)量258該人孔標(biāo)記為：HG/T21518-2023人孔MFMⅡⅢ（A.G）450-1.62.3容器支座的設(shè)計(jì)2.3.1支座材料的選擇根據(jù)JB/T4712.4,支撐式支座選用材料為10號(hào)剛管，地板選材為Q235A，墊板選材OCr18Ni19（鋼管標(biāo)準(zhǔn)為GB9948,使用狀態(tài)為熱軋）。在表6-11、12中，選擇其許用應(yīng)力，屈服極限。2.3.2支座選取支座用來(lái)支撐容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持穩(wěn)定。立式圓筒形容器的支座分為支承式支座、群座、腿式支座三類(lèi)。由于立式支座承壓能力較好且對(duì)筒體產(chǎn)生的局部應(yīng)力較小，故此設(shè)計(jì)中選用支承式支座。支承式座分為A型（輕型）和B型（重型）兩類(lèi)。由于在此設(shè)計(jì)中，貯罐體積較小且長(zhǎng)徑比較小，由于是立式容器，故采用三A型支承式支座。2.3.3支座的設(shè)計(jì)一方面估算計(jì)算支座的負(fù)荷。貯罐總質(zhì)量：式中：m1為筒體質(zhì)量（kg），m2為封頭質(zhì)量（kg），m3為二氧化碳質(zhì)量（kg），m4為附件質(zhì)量（kg）。筒體質(zhì)量m1，的筒節(jié)，每米質(zhì)量為q1=300kg，故m1=q1L=300*2=600kg封頭質(zhì)量m2，直邊高度h=25mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，其質(zhì)量為q2=128.3kg，故m2=2q2=256.6kg二氧化碳質(zhì)量m3充氣質(zhì)量：，水壓實(shí)驗(yàn)充滿(mǎn)水，故取介質(zhì)密度為，則充液質(zhì)量為式中：為裝料系數(shù)，取1附件質(zhì)量人孔約重258kg，其它接口管法蘭重約13kg，故m4=271kg。則設(shè)備總質(zhì)量：由于每個(gè)支座承受約8.21kN負(fù)荷，故選用支承式支座AJB/T4712.4-2023查JB4724-92容器支座支承式支座中表1，一方面優(yōu)先選擇鋼板焊制，帶墊板A型支座。查JB4724-92容器支座支承式支座中表2得到支撐式支座尺寸如下表2.4支承式支座座尺寸表2.4公稱(chēng)直徑DN1200墊板240允許載荷Q/KN40筋板18010支座高度h42014050底板17010螺栓間距420120支座質(zhì)量kg15.810螺栓直徑dM202.3.4支座的安裝位置支座的安裝位置圖下圖2-2：圖2-2支座安裝位置根據(jù)JB/T4724-92附錄C規(guī)定，知A支座安裝高度420mm（即封頭與筒體連接處到地面的距離）。2.4筒體的材料的選擇介質(zhì)具無(wú)毒性，壓力容器的使用工況（如溫度、壓力、介質(zhì)特性和操作特點(diǎn)等）差別很大，制造壓力容器所用的鋼種類(lèi)很多，既有碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和低溫鋼，也有中溫抗氫鋼、不銹鋼和耐熱鋼，尚有復(fù)合鋼板。一般中低壓設(shè)備可采用采用屈服極限為245Mpa~345Mpa級(jí)的鋼材；直徑較大、壓力較高的設(shè)備，均應(yīng)采用普通低碳鋼，強(qiáng)度級(jí)別宜用400Mpa級(jí)或以上；假如容器的操作溫度超過(guò)4000C，還需考慮材料的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。16MnR鋼是屈服強(qiáng)度350Mpa級(jí)的普通低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性。在焊接壓力容器時(shí)采用堿性焊條（J507），15MnVR鋼和18MnMoNbR鋼是屈服強(qiáng)度分別為400、500Mpa級(jí)普通低合金高強(qiáng)度鋼，雖然有較高的強(qiáng)度，但韌性、塑性都較C-Mn鋼低，且有較高的缺口敏感性和時(shí)效敏感性。并且這兩類(lèi)鋼均較16MnR鋼昂貴。因此選用16MnR鋼既符合工藝規(guī)定也節(jié)約資源，以便獲得更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，所以筒體與封頭材料均選用低合金鋼板（鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB6654，使用狀態(tài)為熱軋、正火）。參照GB150-1998表4-1，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，筒體壁厚在范圍內(nèi)，選得材料的許用應(yīng)力，屈服極限。又由于介質(zhì)無(wú)毒無(wú)污染，又考慮到壓力容器焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，容器的所有焊縫（涉及角焊縫）沒(méi)必要都采用全焊透結(jié)構(gòu)，焊接接頭系數(shù)為0.85。接管、法蘭、墊片和螺栓的形式和選擇2.5.1接管的選取二氧化碳進(jìn)氣管進(jìn)料管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)部并將管的一端切成450，為的是避免物料沿設(shè)備內(nèi)壁流動(dòng)以減少磨蝕和腐蝕。為了在短時(shí)間內(nèi)將物料注滿(mǎn)容器。采用無(wú)縫鋼管YB231-65×4mm,管的一端伸入罐切成45°,管長(zhǎng)305mm。配用凸面式對(duì)焊管法蘭HG20592-97Pg16Dg25二氧化碳出氣管在化工生產(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(wú)雜質(zhì)的物料。采用可拆的壓出管65×4mm,配用凸面板式對(duì)焊管法蘭（HG5010-58）排污管在清洗貯罐式，為了可以將廢液完全排除貯罐外，液氨介質(zhì)會(huì)腐蝕罐壁而出現(xiàn)沉淀，故需在筒體底部安設(shè)排污管一個(gè)。在罐的最底部設(shè)個(gè)排污管，規(guī)格是25×4mm，管端焊有與截止閥相配的管法蘭HG5010-58。壓力表接管壓力表接口管由最大工作壓力決定,,因此選用采用15×3.5mm無(wú)縫鋼管,管法蘭采用HG5010-58。各接管外伸高度都是150mm。安全閥接口管安全閥是通過(guò)閥的自動(dòng)啟動(dòng)排出氣體來(lái)減少容器內(nèi)過(guò)高的壓力。為了操作的安全，因此安設(shè)一安全閥。安全閥接口管尺寸由安全閥泄放量決定。本貯罐選用57×4mm的無(wú)縫鋼管,管法蘭HG5010-58Pg16Dg70接口管中，其選擇的條均在不需要補(bǔ)強(qiáng)的條件之內(nèi)，因此，以上接口管在筒體上的開(kāi)孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。2.5.2法蘭的選取如圖2-3：帶勁對(duì)焊鋼制管法蘭：

圖2-3帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭查HG/T20592-2023《鋼制管法蘭》中表8.2.1-1至8.2.1-5PN帶頸平查HG/T20592-2023《鋼制管法蘭》中附錄D中表D-5,得各法蘭的質(zhì)量。查HG/T20592-2023《鋼制管法蘭》中表3.2.2，法蘭的密封面均采用RF（突面密封）。得求得法蘭尺寸表見(jiàn)附表2.5.3墊片的選取查HG/T20607-2023《鋼制管法蘭用聚四氟乙烯覆墊片》，墊片尺寸見(jiàn)表2.5：墊片尺寸表2.5（mm）符號(hào)管口名稱(chēng)公稱(chēng)直徑包覆層內(nèi)徑D1包覆層內(nèi)徑D3墊片外徑D4a人孔450480528528b壓力表口15224044c進(jìn)氣口6577110116d安全閥口50619296e出氣口6577110116f排污口25346064注：1：聚四氟乙烯包覆層材料應(yīng)符合QB/T3625中規(guī)定的FSB-2和QB/T3626的規(guī)定2：填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。3：墊片厚度除人孔墊片厚度為4外，其他均為3螺栓的選取地腳螺栓選用Q235-A（鋼材標(biāo)準(zhǔn)GB700），選得材料的許用應(yīng)力，屈服極限查HG/T20613-2023《鋼制管法蘭用緊固件》中表5.0.7-9和附錄中表A.0.1，得螺柱的長(zhǎng)度和平墊圈尺寸見(jiàn)下表2.6。六角頭螺栓螺柱及墊片(未注明單位：mm)表2.6緊固件用平墊圈mm公稱(chēng)直徑螺紋六角頭螺栓螺柱長(zhǎng)Hb15M1213242.5c65M1617303d50M1617303e65M1617303f25M1213242.5a450注：1.緊固件質(zhì)量為每1000件的近似質(zhì)量；2.緊固件長(zhǎng)度未計(jì)入墊片厚度。第三章強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核3.1圓筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)該容器無(wú)需100%探傷，焊縫不用都全焊透結(jié)構(gòu)，所以取其焊接系數(shù)為。材料的許用應(yīng)力，屈服極限。根據(jù)GB/T9019-2023選得容器公稱(chēng)直徑為。設(shè)計(jì)壓力，運(yùn)用中徑公式計(jì)算筒體壁厚：查標(biāo)準(zhǔn)HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表7-2知，鋼板厚度負(fù)偏差為查標(biāo)準(zhǔn)HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表7-5知，對(duì)于有輕微腐蝕的介質(zhì)，腐蝕裕量。筒體設(shè)計(jì)厚度：筒體名義厚度：，由于鋼板厚度范圍為，圓整后保守取。筒體的有效厚度。3.2封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2023《鋼制壓力容器用封頭》中表1，選取公稱(chēng)直徑，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，型號(hào)代號(hào)為EHA，取，查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2023《鋼制壓力容器用封頭》中表2，取直邊長(zhǎng)。該容器取其焊接系數(shù)為。材料的許用應(yīng)力，屈服極限。根據(jù)GB150-1998中橢圓形封頭計(jì)算中式7-1計(jì)算：查標(biāo)準(zhǔn)HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表7-1知，鋼板厚度負(fù)偏差為。查標(biāo)準(zhǔn)HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表7-5知，對(duì)于有輕微腐蝕的介質(zhì)，腐蝕裕量。封頭設(shè)計(jì)厚度：封頭名義厚度：，由于鋼板厚度范圍為，圓整后取與筒體相同的名義厚度。筒體的有效厚度。封頭記做：。3.3筒體長(zhǎng)度校核容器總?cè)莘e：充裝系數(shù)為1，則容器總?cè)莘e為：則可由求得筒體內(nèi)長(zhǎng)：，圓整后取筒體長(zhǎng)度和直徑比,所以設(shè)計(jì)合理。3.4人孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)為了滿(mǎn)足各種工藝和結(jié)構(gòu)上的規(guī)定，不可避免的要在容器的筒體或封頭上開(kāi)孔并安裝接管。開(kāi)孔后，殼壁因除去了一部分承載的金屬材料而被削弱，而出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。為保證容器安全運(yùn)營(yíng)，對(duì)開(kāi)孔必須采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右匝a(bǔ)強(qiáng)，以減少峰值應(yīng)力。這里采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸、制造方便、使用經(jīng)驗(yàn)豐富。此外,還要考慮人孔補(bǔ)強(qiáng),擬定補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸,由于人孔的筒節(jié)不是采用無(wú)縫鋼管,故不能直接選用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑為,壁厚=10mm查表得人孔的筒體尺寸為480×8，由標(biāo)準(zhǔn)查得補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸為：內(nèi)徑Di=484外徑Do=760開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下：筒體的計(jì)算壁厚：計(jì)算開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)的面積A：開(kāi)孔直徑：補(bǔ)強(qiáng)的面積：有效寬度：取最大值B=906.4mm有效高度：外側(cè)高度或兩者取較小值內(nèi)側(cè)高度或兩者取較小值0mm筒體多余面積A1：筒體有效厚度：選擇與筒體相同的材料（Q235-A）進(jìn)行補(bǔ)償，故=1，所以接管多余金屬的截面積A2：接管計(jì)算厚度補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫截面積A3：有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae：由于，所以需要補(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)強(qiáng)截面積A4:補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：（補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑，外徑）考慮鋼板負(fù)偏差并圓整，實(shí)取補(bǔ)強(qiáng)厚度6mm，補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同。不需補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑由于鋼板具有一定的規(guī)格，殼體的壁厚往往超過(guò)實(shí)際強(qiáng)度的需要，厚度增長(zhǎng)，使最大應(yīng)力減少，相稱(chēng)于容器已被整體加強(qiáng)，并且容器的開(kāi)孔總有接管相連，其接管多于實(shí)際需要的壁厚也起補(bǔ)強(qiáng)作用。同時(shí)由于容器材料具有一定的塑性?xún)?chǔ)備，允許承受不大的局部應(yīng)力。故當(dāng)孔徑不超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，可不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。不需要補(bǔ)強(qiáng)的條件:設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa；兩相鄰開(kāi)孔中心的間距應(yīng)不小于兩孔徑之和的兩倍；接管公稱(chēng)外徑小于或等于89mm；接管最小壁厚滿(mǎn)足下表3.1的規(guī)定。表3.1接管最小壁厚（4-6）接管公稱(chēng)直徑253238454857657689最小壁厚3.54.05.06.0注:接管的腐蝕裕量為1mm水壓實(shí)驗(yàn)校核根據(jù)壓力容器水壓校核公式，式中:PT=1.25Pc=1.25*1.9=2.375MPa，，，則，故符合工藝條件的規(guī)定。結(jié)論壓力介質(zhì)的封閉的容器稱(chēng)壓力容器，它的設(shè)計(jì)規(guī)定有安全可靠、滿(mǎn)足過(guò)程規(guī)定、易于操作、維護(hù)和控制、綜合經(jīng)濟(jì)好等。我的設(shè)計(jì)題目是二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)壓力為1.9MPa，設(shè)計(jì)溫度為0C一方面我根據(jù)設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)特性在結(jié)合經(jīng)濟(jì)性選擇了筒體和封頭的材料16MnR，然后進(jìn)行筒體和封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與校核，然后根據(jù)GB/150-1998、JB/T471