筒体设计说明书样本.doc
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1、资料内容仅供您学习参考,如有不当或者侵权,请联系改正或者删除。目录绪论3第一章 设计参数的选择51.1设计题目51.2设计数据51.3设计压力51.4设计温度51.5主要元件材料的选择5第二章 设备的结构设计62.1圆筒厚度的设计62.2封头厚度的设计62.3筒体和封头的结构设计62.4鞍座选型和结构设计72.5接管、 法兰的选择9第三章 开孔补强设计113.1补强设计方法判别113.2有效补强范围113.3有效补强面积113.4补强面积12第四章 液氩储罐的焊接134.1破口加工134.2焊接顺序134.3筒体纵焊缝134.4筒体环焊缝134.5接管与筒体焊接144.6人口及补偿圈焊接144
2、.7接管与法兰处焊接( 排空口、 液位计、 温度计、 压力表) 154.8接管与法兰焊接处( 安全阀、 进料口、 出料口、 排污口) 15采用焊条电弧焊, 焊条型号为E347-16154.9鞍座底板与肋板和腹板的焊接154.9焊缝破口尺寸16第五章 备料加工工艺195.1原材料的储备195.2板材的预处理195.4装配的焊接次序205.5 焊后热处理21第六章 焊缝的无损检验与耐压气密性检验21参考文献22绪论随着中国化学工业的蓬勃发展, 各地建立了大量的液化气储配站。对于储存量小于500或单罐容积小于150时。一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质直接关系到人民生命财产安全的重
3、要设备。因此属于设计、 制造要求高、 检验要求严的三类压力容器。本次设计的为100液化石油气储罐设计即为此种情况。工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备, 称压力容器。设计温度为-20以下的压力容器被称为低温压力容器, 对于低温压力容器首先要选用合适的材料, 材料在使用温度下应具有良好的韧性。经细化晶粒处理的低合金钢可用到-45, 2.5镍钢可用到-60, 3.5镍钢可用到-104,9镍钢可用到-196。低于-196时可选用奥氏体不锈钢等。因此鉴于本次课题低温液氩储罐为单层绝热储罐。内胆材质采用奥氏体不锈钢( 0Cr18Ni10Ti) , 外层保冷材料为泡沫玻璃。同时采用了双组分快速
4、固化液体涂料。由筒体、 封头、 法兰和密封元件、 开孔和接管、 支座、 绝热保冷层六大部组成。筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件, 它构成了完成化学反应或储存物所需的最大空间。筒体一般是由钢板卷制或压制成型后组装焊接而成。当筒体直径较小是, 可采用无缝钢管制作。对于即轴向尺寸较大的筒体, 采用环焊缝将几个筒节拼焊制成。根据筒体的承载要求和钢板厚度, 其纵焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不坡口的对接接头。对于承受高压的厚壁容器筒体, 除了采用单层厚钢板制作外, 也能够采用层板包扎、 热套、 绕带或绕板等工艺制作多层筒体结构。封头即是容器的端盖。根据形状的不同, 分为球形封头、 椭圆形封头、 蝶形封头
5、和平板封头等结构形式。为了避免在低温压力容器上产生过高的局部应力, 在设计容器时应避免有过高的应力集中和附加应力; 在制造容器时严格检验, 以防止容器中存在危险的缺陷。对于因焊接而引起的过大残余应力, 在焊后应进行消除焊接残余应力处理。为保证压力容器的安全使用, 在制造严格按照有关标准、 规范, 对压力容器的原材料和加工制造过程进行严格的质量检验, 因此, 对投入运行的压力容器也需要进行定期检验。压力容器的检验内容主要有: 对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验; 对焊接接头的各种性能检验; 对压力容器各部分存在的各类缺陷的无损检测; 用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验等。质量检验在压力
6、容器制造过程中占重要的地位。在有些反应堆压力容器的生产周期中, 有一半的时间都是用于质量检验。第一章 设计参数的选择1.1设计题目液氩储罐结构设计(12 m3)1.2设计数据如下表1: 表1: 设计数据序号项目数值单位备注1名称液氩储罐( 6m) 2最大工作压力1.2MPa3工作温度204公称直径1600mm5容积66单位容积充装量0.42t/7装量系数0.98其它要求100%无损检测1.3设计压力设计压力取最大工作压力的1.1倍, 即Pc=1.11.2=1.321.4设计温度设计温度为室温, 即20。1.5主要元件材料的选择1.筒体材料的选择: 根据GB150-1998表4-1, 选用筒体材
7、料为不锈钢1Cr18Ni9Ti( 钢材标准为GB13296) 。2.鞍座材料的选择: 根据JB/T4731,鞍座选用材料为1Cr18Ni9Ti, 其许用应力。3.地脚螺栓的材料选择: 由于工作温度为超低温, 地脚螺栓选用1Cr18Ni8Ti, 其许用应力。第二章 设备的结构设计2.1圆筒厚度的设计计算压力: 该容器需100%探伤, 因此取其焊接系数为。圆筒的厚度在616mm范围内, 查GB150-1998中表4-1, 可得: 温度在20下, 许用应力利用中径公式, 计算厚度: =PDi( 2t-Pc) =7.74mm查标准HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表7-1知, 钢板厚度负
8、偏差0.8mm。查标准HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表7-5知,不锈钢在无特殊腐蚀情况下, 腐蚀裕量取0。本例取=0。则筒体的设计厚度n=+C1+C2=7.74+0.8+0=8.54圆整后, 取名义厚度n=9。筒体的有效厚度E=n- C1-C2=82.2封头厚度的设计查标准JB/T4746- 钢制压力容器用封头中表1, 得公称直径。选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA, 则 , 根据GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算: =PDi( 2t-Pc) =7.74mm同上, 取, 。圆整后, 取名义厚度n=9。封头型记做EHA160012-1Cr18Ni9Ti JB/
9、T 4746- 。2.3筒体和封头的结构设计1.封头的结构尺寸( 封头结构如下图1) 由, 得。查标准JB/T4746- 钢制压力容器用封头中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、 容积, 如下表2: 表2 : EHA椭圆形封头内表面积、 容积公称直径DN /mm总深度H /mm内表面积A/容积/16004252.90070.58642.筒体的长度计算由封头长短轴之比为2, 即, 得查标准4中表B.1 EHA和B.2 EHA表椭圆形封头内表面积、 容积, 质量, 见表3-1和图3-1。取装料系数为0.9, 则即算得L0=2.74圆整后取为L0=2.8筒体分为两段, 每段长度为1.4米, 筒体为两
10、瓣组焊而成。2.4鞍座选型和结构设计1.鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座, 初步选用轻型鞍座, 材料选用Q235-B。估算鞍座的负荷: 储罐总质量 ( 3-3) 筒体质量: m1=DL0=3.141.62.80.0097.9103=1000kg单个封头的质量, 充液质量: , 水压试验充满水, 故取介质密度为, V=6.67则m3=6670kg附件质量: 人孔质量为, 其它接管总和为200kg, 即综上所述, m=m1+2m2+m3+m4=1000+2133.4+6670+353=8289.8则每个鞍座承受的质量为4144.9kg, 重量为41.5KN查JB4712.1- 9表1, 优先选择轻
11、型支座。查9中表2, 得出鞍座尺寸如表3-6: 表3-6 鞍座尺寸表公称直径DN1600腹板8垫板390允许载荷QkN275筋板2258鞍座高度h250170e70底板1120240螺栓间距9602008鞍座质量Kg11612垫板弧长1870增加100mm增加的高度Kg122.鞍座位置的确定因为当外伸长度A=0.207L时, 双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等, 从而使上述两截面上保持等强度, 考虑到支座截面处除弯矩以外的其它载荷, 面且支座截面处应力较为复杂, 故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩, 鞍座中心与封头切线的距离A满足( L为两封头切线间的距离)
12、, 最后使( 为圆筒的平均半径) 。鞍座的安装位置如图3所示: 故, 取。2.5接管、 法兰的选择液氩储罐应设置出液口, 进液口, 人孔, 液位计口, 温度计口, 压力表口, 安全阀口, 排空口。1.小直径接管和法兰查HG/T 20592- 钢制管法兰中表8.2 3-1 PN10带颈对焊钢制管法兰, 选取各管口公称直径, 查得各法兰的尺寸。查HG/T 20592- 钢制管法兰中附录D中表D-3,得各法兰的质量。查HG/T 20592- 钢制管法兰中表3.2.2, 法兰的密封面均采用MFM( 凹凸面密封) 。 整体钢制法兰尺寸表 mm公称尺寸法兰外径螺栓孔中心螺栓孔直径法兰厚度法兰径DNDKLC
13、NRS0S1安全阀进料口出了口排污口4015011018187067.514排空口液位计温度计压力表201057514184046.512人口法兰设计 mmDN400B150H1230dws42610L200H2107D580b32d24D1525b127A320b232 3.法兰标记法兰标准标记包括法兰名称及代号、 密封面形式代号、 公称直径、 公称压力、 法兰厚度、 法兰总高度、 标准编号。当法兰厚度、 法兰高度采用标准值时在标记中可省略。例如, 公称压力1.6MPa、 公称直径80mm的带颈对焊法兰, 法兰材料0Cr18Ni10Ti, 其标记为: 法兰C-T 80-1.60 HG 205
14、75-97。第三章 开孔补强设计根据GB150中8.3, 当设计压力小于或等于2.5MPa时, 在壳体上开孔, 两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍, 且接管公称外径不大于89mm时, 接管厚度满足要求, 不另行补强, 故该储罐中只有DN=500mm的人孔需要补强。3.1补强设计方法判别按HG/T 21518- ,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。开孔直径。, 故能够采用等面积法进行开孔补强计算。接管材料选用与筒体材料相同的0Cr18Ni10Ti不锈钢, 其许用应力。根据GB150-1998中式8-1, 。壳体开孔处的计算厚度, 接管的有效厚度, 强度削弱系数。因此开孔所需补强面积3.2有效补
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