压力容器校核.doc

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过程设备强度计算书 SW6-2011 钢制卧式容器计算单位太原理工大学计算条件简图设计压力 p 1.77 MPa 设计温度 t 50 ℃ 筒体材料名称 Q345R 封头材料名称 Q345R 封头型式椭圆形筒体内直径 Di 2000 mm 筒体长度 L 5700 mm 筒体名义厚度 dn 12 mm 支座垫板名义厚度 drn 10 mm 筒体厚度附加量 C 1.3 mm 腐蚀裕量 C1 1 mm 筒体焊接接头系数 F 1 封头名义厚度 dhn 12 mm 封头厚度附加量 Ch 1.3 mm 鞍座材料名称 Q235-B 鞍座宽度 b 220 mm 鞍座包角 θ 120 ° 支座形心至封头切线距离 A 475 mm 鞍座高度 H 250 mm 地震烈度八(0.2g) 度内压圆筒校核计算单位太原理工大学过控11 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.77 MPa 设计温度 t 50.00 ° C 内径 Di 2000.00 mm 材料 Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应力 [s] 189.00 MPa 设计温度许用应力 [s]t 189.00 MPa 试验温度下屈服点 ss 345.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 1.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 厚度及重量计算计算厚度 d = = 9.41 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.70 mm 名义厚度 dn = 12.00 mm 重量 3393.84 Kg 压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25P = 1.7700 (或由用户输入) MPa 压力试验允许通过的应力水平 [s]T [s]T£ 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = = 166.31 MPa 校核条件 sT£ [s]T 校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [Pw]= = 2.01154 MPa 设计温度下计算应力 st = = 166.31 MPa [s]tf 189.00 MPa 校核条件 [s]tf ≥st 结论合格左封头计算计算单位太原理工大学过控11 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.77 MPa 设计温度 t 50.00 ° C 内径 Di 2000.00 mm 曲面深度 hi 500.00 mm 材料 Q345R (板材) 设计温度许用应力 [s]t 189.00 MPa 试验温度许用应力 [s] 189.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 1.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 1.7700 (或由用户输入) MPa 压力试验允许通过的应力[s]t [s]T£ 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT = = 165.86 MPa 校核条件 sT£ [s]T 校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000 计算厚度 dh = = 9.39 mm 有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70 mm 最小厚度 dmin = 3.00 mm 名义厚度 dnh = 12.00 mm 结论满足最小厚度要求重量 415.41 Kg 压力计算最大允许工作压力 [Pw]= = 2.01690 MPa 结论合格右封头计算计算单位太原理工大学过控11 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.77 MPa 设计温度 t 50.00 ° C 内径 Di 2000.00 mm 曲面深度 hi 500.00 mm 材料 Q345R (板材) 设计温度许用应力 [s]t 189.00 MPa 试验温度许用应力 [s] 189.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 1.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 1.7700 (或由用户输入) MPa 压力试验允许通过的应力[s]t [s]T£ 0.90 ss = 310.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT = = 165.86 MPa 校核条件 sT£ [s]T 校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000 计算厚度 dh = = 9.39 mm 有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70 mm 最小厚度 dmin = 3.00 mm 名义厚度 dnh = 12.00 mm 结论满足最小厚度要求重量 415.41 Kg 压力计算最大允许工作压力 [Pw]= = 2.01690 MPa 结论合格卧式容器（双鞍座）计算单位太原理工大学过控11 计算条件简图计算压力 pC 1.77 MPa 设计温度 t 50 ℃ 圆筒材料 Q345R 鞍座材料 Q235-B 圆筒材料常温许用应力 [s] 189 MPa 圆筒材料设计温度下许用应力[s]t 189 MPa 圆筒材料常温屈服点 ss 345 MPa 鞍座材料许用应力 [s]sa 147 MPa 工作时物料密度 485 kg/m3 液压试验介质密度 1000 kg/m3 圆筒内直径Di 2000 mm 圆筒名义厚度 12 mm 圆筒厚度附加量 1.3 mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 12 mm 封头厚度附加量 Ch 1.3 mm 两封头切线间距离 5750 mm 鞍座垫板名义厚度 10 mm 鞍座垫板有效厚度 10 mm 鞍座轴向宽度 b 220 mm 鞍座包角 θ 120 ° 鞍座底板中心至封头切线距离 A 475 mm 封头曲面高度 500 mm 试验压力 pT 1.77 MPa 鞍座高度 H 250 mm 腹板与筋板组合截面积 20080 mm2 腹板与筋板组合截面断面系数 369095 mm3 地震烈度 8(0.2g) 圆筒平均半径 Ra 1006 mm 物料充装系数 0.9 一个鞍座上地脚螺栓个数 2 地脚螺栓公称直径 20 mm 地脚螺栓根径 17.294 mm 鞍座轴线两侧的螺栓间距 1260 mm 地脚螺栓材料 16Mn 支座反力计算圆筒质量(两切线间) 3423.71 kg 封头质量(曲面部分) 413.367 kg 附件质量 0 kg 封头容积(曲面部分) 1.0472e+09 mm3 容器容积(两切线间) V = 2.01586e+10 mm3 容器内充液质量工作时, 8799.21 压力试验时, = 20158.6 kg 耐热层质量 0 kg 总质量工作时, 13049.6 压力试验时, 24409 kg 单位长度载荷 19.9548 37.3248 N/mm 支座反力 64021.6 119751 119751 N 筒体弯矩计算圆筒中间处截面上的弯矩工作时 = 5.58607e+07 压力试验 = 1.04486e+08 N·mm 支座处横截面弯矩操作工况： -1.60909e+06 压力试验工况： -3.00976e+06 N·mm 系数计算 K1=1 K2=1 K3=0.879904 K4=0.401056 K5=0.760258 K6=0.0132129 K6’=0.010861 K7= K8= K9=0.203522 C4= C5= 筒体轴向应力计算轴向应力计算操作状态 84.8494 83.2538 MPa -1.64285 -0.0473229 MPa 水压试验状态 -3.07134 -0.0885161 MPa 86.2794 83.295 MPa 应力校核许用压缩应力 0.0010058 根据圆筒材料查GB150图4-3～4-12 B = 131.858 MPa 131.858 131.858 MPa < 189 合格 ||,|| < 131.858 合格 ||,|| < 131.858 合格 sT2 ,sT3 < 0.9ss = 310.5 合格 MPa 筒体和封头的切应力时(时,不适用) MPa 时圆筒中：9.78883 封头中：4.4617 MPa 应力校核封头椭圆形封头, 165.421 碟形封头, 半球形封头, MPa 圆筒封头 [t] = 0.8 [s ]t = 151.2 70.8294 MPa 圆筒, t < [ t ] = 151.2 MPa 合格封头, th < [ t h] = 70.8294 MPa 合格鞍座处圆筒周向应力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度 391.401 mm 无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处 MPa 在鞍座边角处 L/Rm≥8时, MPa L/Rm<8时, MPa 无加强圈筒体垫板起加强作用时鞍座垫板宽度；鞍座垫板包角横截面最低点处的周向应力 -1.12369 MPa 鞍座边角处的周向应力 L/Rm≥8时, MPa L/Rm<8时, -19.1826 MPa 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力 L/Rm≥8时, MPa L/Rm<8时, -30.9985 MPa 应力校核 |s5| < [s ]t = 189 合格 |s6 | < 1.25[s ]t = 236.25 合格 |s’6 | < 1.25[s ]t = 236.25 合格 MPa 有加强圈圆筒加强圈参数加强圈材料, e = mm d = mm 加强圈数量, n = 个组合总截面积, A0 = mm2 组合截面总惯性矩, I0 = mm4 设计温度下许用应力 MPa 加强圈位于鞍座平面上在鞍座边角处圆筒的周向应力： MPa 在鞍座边角处，加强圈内缘或外缘表面的周向应力： MPa 有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座横截面最低点的周向应力无垫板时，（或垫板不起加强作用）采用垫板时，（垫板起加强作用） MPa 在横截上靠近水平中心线的周向应力： MPa 在横截上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘或外缘表面的周向应力： MPa 加强圈靠近鞍座鞍座边角处点处的周向应力无垫板或垫板不起加强作用 L/Rm≥8时, MPa 无垫板或垫板不起加强作用 L/Rm<8时, MPa 采用垫板时，（垫板起加强作用） L/Rm≥8时, MPa 采用垫板时，（垫板起加强作用） L/Rm<8时, MPa 应力校核 |s5| < [s]t = 合格 |s6 | < 1.25[s]t = 合格 |s7 | < 1.25[s]t = |s8 | < 1.25[s]tR = MPa 鞍座应力计算水平分力 24371.8 N 腹板水平应力计算高度 250 mm 鞍座腹板厚度 10 mm 鞍座垫板实际宽度 430 mm 鞍座垫板有效宽度 391.401 mm 腹板水平应力无垫板或垫板不起加强作用 , 垫板起加强作用, 3.79978 MPa 应力判断 s9 < [s ]sa = 98 合格 MPa 腹板与筋板组合截面应力由地震水平分力引起的支座强度计算圆筒中心至基础表面距离 1262 mm 轴向力 20486.9 N , -13.1772 MPa , MPa |ssa| < 1.2[sbt]= 176.4 合格地脚螺栓应力拉应力 43.742 MPa sbt < 1.2[sbt] = 204 MPa 合格剪应力 MPa tbt < 0.8×Ko×[sbt] = 136 MPa 合格温差引起的应力 47900.2 N -20.5339 MPa |stsa| < [s]sa = 147 合格注：带#的材料数据是设计者给定的开孔补强计算计算单位太原理工大学过控11 接管: N1, φ530×10 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力 pc 1.77 MPa 设计温度 50 ℃ 壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型 Q345R 板材壳体开孔处焊接接头系数φ 1 壳体内直径 Di 2000 mm 壳体开孔处名义厚度δn 12 mm 壳体厚度负偏差 C1 0.3 mm 壳体腐蚀裕量 C2 1 mm 壳体材料许用应力[σ]t 189 MPa 接管轴线与筒体表面法线的夹角(°) 0 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 300 mm 接管连接型式插入式接管接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 16Mn 接管焊接接头系数 1 名称及类型管材接管腐蚀裕量 1 mm 补强圈材料名称 Q345R 凸形封头开孔中心至封头轴线的距离 mm 补强圈外径 840 mm 补强圈厚度 12 mm 接管厚度负偏差 C1t 1 mm 补强圈厚度负偏差 C1r 0.3 mm 接管材料许用应力[σ]t 181 MPa 补强圈许用应力[σ]t 189 MPa 开孔补强计算非圆形开孔长直径 514 mm 开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度δ 9.4091 mm 接管计算厚度δt 2.5059 mm 补强圈强度削弱系数 frr 1 接管材料强度削弱系数 fr 0.9577 开孔补强计算直径 d 514 mm 补强区有效宽度 B 1004 mm 接管有效外伸长度 h1 71.694 mm 接管有效内伸长度 h2 0 mm 开孔削弱所需的补强面积A 4843 mm2 壳体多余金属面积 A1 632 mm2 接管多余金属面积 A2 754 mm2 补强区内的焊缝面积 A3 180 mm2 A1+A2+A3= 1566 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A4 3627 mm2 A-(A1+A2+A3) 3277 mm2 结论: 合格开孔补强计算计算单位太原理工大学过控11 接管: N2, φ108×5 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力 pc 1.77 MPa 设计温度 50 ℃ 壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型 Q345R 板材壳体开孔处焊接接头系数φ 1 壳体内直径 Di 2000 mm 壳体开孔处名义厚度δn 12 mm 壳体厚度负偏差 C1 0.3 mm 壳体腐蚀裕量 C2 1 mm 壳体材料许用应力[σ]t 189 MPa 接管轴线与筒体表面法线的夹角(°) 0 凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°) 接管实际外伸长度 150 mm 接管连接型式插入式接管接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 16Mn 接管焊接接头系数 1 名称及类型管材接管腐蚀裕量 1 mm 补强圈材料名称 Q345R 凸形封头开孔中心至封头轴线的距离 mm 补强圈外径 200 mm 补强圈厚度 8 mm 接管厚度负偏差 C1t 0.5 mm 补强圈厚度负偏差 C1r 0.3 mm 接管材料许用应力[σ]t 181 MPa 补强圈许用应力[σ]t 189 MPa 开孔补强计算非圆形开孔长直径 101 mm 开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度δ 9.4091 mm 接管计算厚度δt 0.4815 mm 补强圈强度削弱系数 frr 1 接管材料强度削弱系数 fr 0.9577 开孔补强计算直径 d 101 mm 补强区有效宽度 B 202 mm 接管有效外伸长度 h1 22.472 mm 接管有效内伸长度 h2 0 mm 开孔削弱所需的补强面积A 953 mm2 壳体多余金属面积 A1 130 mm2 接管多余金属面积 A2 130 mm2 补强区内的焊缝面积 A3 160 mm2 A1+A2+A3= 420 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A4 708 mm2 A-(A1+A2+A3) 533 mm2 结论: 合格 12 全国化工设备设计技术中心站

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