過程設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)量罐

1、目錄目錄I第一章 緒論11.1計(jì)量罐1計(jì)量罐簡(jiǎn)介1普通計(jì)量方法及原理11.2工作介質(zhì)的特性21.2.1 名稱介紹2用途介紹2介質(zhì)性質(zhì)31.3儲(chǔ)罐介紹3儲(chǔ)罐的用途3儲(chǔ)罐的分類4儲(chǔ)罐的標(biāo)準(zhǔn)41.4國(guó)內(nèi)外壓力容器發(fā)展5第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)確定7第三章 原料計(jì)量槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1 圓筒厚度設(shè)計(jì)83.2封頭厚度的計(jì)算83.3筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.4人孔的選擇103.5接管、法蘭的設(shè)計(jì)123.6支座設(shè)計(jì)143.7液面計(jì)選擇153.8壓力計(jì)的選擇16量程16測(cè)量精度17第四章 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)184.1筒體的計(jì)算壁厚184.2計(jì)算開孔所需補(bǔ)強(qiáng)的面積A194.3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍19有效寬度19有效高度194.4有效

2、補(bǔ)強(qiáng)面積20筒體多余面積A120接管多余金屬的截面積A220補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫截面積A320有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae214.5補(bǔ)強(qiáng)圈厚度21第五章 強(qiáng)度校核225.1水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核225.2支座校核23第六章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)246.1 焊縫的布置246.2 焊接方法256.3焊縫順序25罐底的焊接順序256.3.2 罐頂?shù)暮附禹樞?5罐壁的焊接順序25總結(jié)26鳴謝27參考文獻(xiàn)28第一章 緒論1.1計(jì)量罐計(jì)量罐簡(jiǎn)介所謂容器是指用于儲(chǔ)存氣體、液化氣體、液體和固體原料、中間產(chǎn)品或成品的設(shè)備。壓力容器是容器的一種，是指最高工作壓力P0.1MPa，容積V25L，工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)

3、液體的容器。而計(jì)量槽也屬儲(chǔ)罐的一種，其主體是壓力容器，計(jì)量槽按計(jì)量介質(zhì)分為液體計(jì)量、粉末顆粒固體計(jì)量?jī)纱箢悺?按計(jì)量精度等級(jí)分為普通計(jì)量、精確計(jì)量?jī)蓚€(gè)等級(jí)。結(jié)構(gòu)有立式、臥式兩種型式。它廣泛地用于化工、煉油、機(jī)械、動(dòng)力、輕工、紡織、冶金、核能及運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門，是生產(chǎn)過程中必不可少的設(shè)備1。采用液位計(jì)、超聲波檢測(cè)儀、壓力測(cè)量?jī)x等檢測(cè)儀器測(cè)量物料在容器中高低差，計(jì)算出物料儲(chǔ)存量，根據(jù)生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求，取得檢測(cè)儀器得到的物料高低位差信號(hào)、通過信號(hào)放大自動(dòng)控制物料進(jìn)出口執(zhí)行部件（如泵、閥等），對(duì)物料進(jìn)行有效的計(jì)量和控制。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。適用于物料儲(chǔ)存、計(jì)量精度要求不高場(chǎng)

4、合使用。 普通計(jì)量方法及原理精確計(jì)量有定量檢測(cè)、和稱重檢測(cè)兩種計(jì)量方式 。定量檢測(cè)計(jì)量：它是在普通計(jì)量方法和原理基礎(chǔ)上、通過對(duì)容器結(jié)構(gòu)改進(jìn)，最大限度地放大最終液體在測(cè)量管中的液位高底差而達(dá)到對(duì)物料高精度0.5%計(jì)量，它有兩種產(chǎn)品適用不同的場(chǎng)所使用，一種是每只計(jì)量罐只能計(jì)量一種容量如20升、50升、100升、500升、1000升等規(guī)格。適用檢驗(yàn)、檢測(cè)部門和人員對(duì)液體流量裝置、設(shè)備檢驗(yàn)使用準(zhǔn)確性，和生產(chǎn)工藝中定量不變的場(chǎng)合使用。另一種為了達(dá)到生產(chǎn)過程中需要改變定量數(shù)而改進(jìn)的一種產(chǎn)品，它是通過對(duì)計(jì)量罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造達(dá)到一只計(jì)量罐有幾種定量計(jì)量功能，適用于對(duì)液體高精度計(jì)量又經(jīng)常變更容量的生產(chǎn)工藝和場(chǎng)合。

5、 稱重檢測(cè)計(jì)量： 采用重力計(jì)量加注的方法，無需計(jì)算液體重量，采用“托利多”稱重傳感器與稱重終端來實(shí)現(xiàn)液體與其他原料比例加料。為了精度被嚴(yán)格的檢,整個(gè)系統(tǒng)采用三菱或西門子PLC控制，觸摸屏顯示操作,在計(jì)量時(shí)物料產(chǎn)生的波動(dòng)被PLC中運(yùn)算后自動(dòng)補(bǔ)償1.2工作介質(zhì)的特性 名稱介紹HCFC-123，其實(shí)是R-123制冷劑，別名R123、氟利昂123、F-123，中文名稱三氟二氯乙烷（2,2二氯化1,1,1三氟乙烷），英文名稱Dichlorotrifluoroethane。1.2.2用途介紹由于HCFC-123屬于HCFC類物質(zhì)（第二批受限的ODS物質(zhì)Class II Ozone-depleting Su

6、bstances）雖然R-123仍然對(duì)臭氧層有破壞、并且存在溫室效應(yīng)，但是R-123的綜合性能很好（臭氧消耗潛值ODP值很小、全球變暖潛值GWP值亦較小等），因此現(xiàn)在包括美國(guó)在內(nèi)的發(fā)達(dá)國(guó)家和絕大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家，仍然有用于新空調(diào)設(shè)備的初裝或舊設(shè)備上的再添加；中國(guó)目前對(duì)于R123制冷劑的生產(chǎn)、初裝、以及再添加沒有限制。 R-123主要用途 R-123制冷劑良好的綜合性能使之成為在大型中央空調(diào)（離心式冷水機(jī)組）中成為R-11（R11、氟利昂11、F-11、CFC-11、一氟三氯甲烷、Freon 11）制冷劑的最有效和安全的替代制冷劑；三氟二氯乙烷還用于泡沫塑料的發(fā)泡、清洗劑、化工溶劑等。雖然R123

7、制冷劑曾經(jīng)是新裝制冷設(shè)備上替代氟利昂R11最常見的選擇，但是由于R123與R11物化性能、理論循環(huán)性能以及壓縮機(jī)用油等均不相同，因此對(duì)于初裝為R11制冷劑的制冷設(shè)備的售后維修，如果需要再添加或更換制冷劑，仍然只能添加R11，通常不能直接以R123替代R11（也就是說通常不可以進(jìn)行換血式的替換）介質(zhì)性質(zhì)無色有輕微香味，低度危害，非易燃，無晶界腐蝕傾向。分子式為： 分子量為： 152.93凝固點(diǎn)為： -107沸點(diǎn)： 27.6比熱： 0.985kJ/(Kg)相對(duì)密度（水）： 1.458汽化熱/蒸發(fā)潛熱： 170kJ/kg破壞臭氧潛能值（ODP）：0.0121.3儲(chǔ)罐介紹儲(chǔ)罐的用途儲(chǔ)罐是典型的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備

8、，其主體是壓力容器，其使用位置固定。儲(chǔ)罐是石油化工裝置和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施的重要組成部分。由于大型儲(chǔ)罐的容積大、使用壽命長(zhǎng)。熱設(shè)計(jì)規(guī)范制造的費(fèi)用低，還節(jié)約材料。用于儲(chǔ)存液體或氣體的鋼制密封容器即為鋼制儲(chǔ)罐，鋼制儲(chǔ)罐工程是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國(guó)防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎(chǔ)設(shè)施，我們的經(jīng)濟(jì)生活中總是離不開大大小小的鋼制儲(chǔ)罐，鋼制儲(chǔ)罐在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所起的重要作用是無可替代的。鋼制儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存各種液體（或氣體）原料及成品的專用設(shè)備，對(duì)許多企業(yè)來講沒有儲(chǔ)罐就無法正常生產(chǎn)，特別是國(guó)家戰(zhàn)略物資儲(chǔ)備均離不開各種容量和類型的儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐的分類1）按幾何形狀：臥式圓柱形儲(chǔ)罐、立式平底圓筒形、球形儲(chǔ)

9、罐2）按溫度可劃：低溫儲(chǔ)罐、常溫儲(chǔ)罐（<90）和高溫儲(chǔ)罐（90-2503）按材料：非金屬儲(chǔ)罐、金屬儲(chǔ)罐和復(fù)合材料儲(chǔ)罐4）按所處位置：地面儲(chǔ)罐、地下儲(chǔ)罐、半地下儲(chǔ)罐和海上儲(chǔ)罐5）按油品：原油儲(chǔ)罐、燃油儲(chǔ)罐、潤(rùn)滑油罐、食用油罐、消防水罐等6）按用途：生產(chǎn)油罐、存儲(chǔ)油罐等7）按大小分類： 100m3 以上為大型儲(chǔ)罐，多為立式儲(chǔ)罐；100m 3 以下的為小型儲(chǔ)罐，多為臥式儲(chǔ)罐目前我國(guó)使用范圍最廣泛、制作安裝技術(shù)最成熟的是拱頂儲(chǔ)罐、浮頂儲(chǔ)罐和臥式儲(chǔ)罐 儲(chǔ)罐的標(biāo)準(zhǔn)1）美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) API650 2）英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) BS26543）日本標(biāo)準(zhǔn) JISB85014）德國(guó)標(biāo)準(zhǔn) DIN4119 5）石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

10、 SYJ1016-826）石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH3046-92 1.4國(guó)內(nèi)外壓力容器發(fā)展隨著石油化工、電站鍋爐和原子能工業(yè)的迅猛發(fā)展，壓力容器制造技術(shù)也有了很大的發(fā)展，它主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是壓力容器向大型化過渡，容器直徑和壁厚成倍增長(zhǎng)；二是低合金高強(qiáng)度鋼的廣泛應(yīng)用，大部分壓力容器均采用了各種級(jí)別的低合金高強(qiáng)度鋼；三是焊接新工藝、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高，從而提高了這些大型產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。 近年來，壓力容器制造業(yè)在裝備投資中，焊接設(shè)備的比例占了40%以上。正由于這些先進(jìn)高效焊接設(shè)備及工藝的采用，使壓力容器制造技術(shù)有了更大的提高和發(fā)展。就具體的壓力容器焊接而言，焊條電弧焊的比

11、例已逐步縮小，而埋弧自動(dòng)焊、氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊等先進(jìn)的焊接技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用；帶極堆焊、窄間隙埋弧焊和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊等高效率的焊接方法設(shè)備已成為一些大型壓力容器廠必備的焊接設(shè)備；小管徑內(nèi)壁堆焊、管子-管板自動(dòng)旋轉(zhuǎn)氬弧焊、馬鞍形接管自動(dòng)焊等一系列新型焊機(jī)也在不少工廠中得到了應(yīng)用。這對(duì)于穩(wěn)定地提高壓力容器焊接質(zhì)量，提高壓力容器制造工藝水平，無疑將起到很大推動(dòng)作用。 中國(guó)是壓力容器的生產(chǎn)大國(guó)，目前生產(chǎn)的目的主要是滿足國(guó)內(nèi)的需求。生產(chǎn)廠家的數(shù)量（約3200 家）和相應(yīng)的裝備能力均為世界領(lǐng)先，從以儲(chǔ)氣罐為代表的重型容器到高壓氣體運(yùn)輸容器等特殊的容器，中國(guó)都有很強(qiáng)的生產(chǎn)能力，并且產(chǎn)品的價(jià)格和質(zhì)

12、量都具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。多年的生產(chǎn)實(shí)踐和國(guó)家的規(guī)范化管理，使我國(guó)的壓力容器行業(yè)形成了裝備齊全、人員配套、管理嚴(yán)格的生產(chǎn)格局，為我國(guó)的壓力容器產(chǎn)品走向世界奠定了基礎(chǔ)。壓力容器制造業(yè)第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)確定2.1設(shè)計(jì)壓力：3.6MPa2.2設(shè)計(jì)溫度：602.3工作溫度：20402.4全容積：3.82.5公稱直徑：根據(jù)筒體全容積，按原化工部1985年頒布實(shí)施的有關(guān)貯罐尺寸和質(zhì)量的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，取Di=1100mm 2.6材料的選擇：容器用鋼：一般中低壓設(shè)備可采用采用屈服極限為245Mpa345Mpa級(jí)的鋼材， 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

13、性能以及低溫沖擊韌性。根據(jù)文獻(xiàn)表4-1，選用筒體材料為16MnR（鋼材標(biāo)準(zhǔn)為GB6654）。支座材料：根據(jù)JB/T47312,支座選用材料為Q235-B，其許用應(yīng)力sa=147MPa。地腳螺栓：選用符合GB/T 700規(guī)定的Q235，Q235的許用應(yīng)力bt=147MPa。法蘭材料：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，故選用Q235-A的普通碳素鋼。接管材料：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。第三章 原料計(jì)量槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 圓筒厚度設(shè)計(jì)在操作溫度2040的范圍內(nèi)，在圓筒的厚度在616mm范圍內(nèi)，查文獻(xiàn)中表4-

14、1(常用容器鋼板（管）許用應(yīng)力表)按設(shè)計(jì)溫度60，取得。取焊縫系數(shù)為=0.85，利用教材過程設(shè)備設(shè)計(jì)單層圓筒厚度計(jì)算式 （3-1）查文獻(xiàn)表7-1知，鋼板厚度負(fù)偏差為0.25mm，當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6%時(shí)，負(fù)偏差可以忽略不計(jì)，故取C=0mm。腐蝕裕量C=2mm。則筒體的名義厚度n13.88+0+2mm=15.88mm。圓整后取n=16mm。3.2封頭厚度的計(jì)算壓力容器封頭種類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等，其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭和球冠形封頭。橢圓形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成，直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊

15、縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，且橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，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。本設(shè)計(jì)結(jié)合文獻(xiàn)，取公稱直徑DN=Di=1100mm，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，長(zhǎng)短軸比值為2，根據(jù)教材過程設(shè)備設(shè)計(jì)橢圓形封頭厚度計(jì)算公式 （3-2）同上取C=0mm ，C=2mm 。則封頭的名義厚度為n 13.79mm+0+2mm=15.79mm圓整后取為n=16mm。 可見跟筒體等厚。3.3筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由封頭長(zhǎng)短軸之比為2，即，得查文獻(xiàn)中表B.1 EHA和B.2 EHA表橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積

16、，質(zhì)量，見表3-1和圖3-1。取裝料系數(shù)為0.9，則即算得=4.026圓整后取為=4mm. 表3-1 封頭尺寸表公稱直徑DN mm總深度H mm內(nèi)表面積A 容積質(zhì)量Kg11003001.40.198176 圖3-1 橢圓形封頭3.4人孔的選擇根據(jù)儲(chǔ)罐是在常溫下及最高工作壓力為3.6MPa的條件下工作,人孔的標(biāo)準(zhǔn)按公稱壓力為6MPa等級(jí)選取?？紤]到人孔蓋直徑較大較重,故選用回轉(zhuǎn)蓋對(duì)焊法蘭人孔，參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)，取公稱直徑400mm凹凸面法蘭密封。選取IV類材料。III類(16Mn類)材料用于公稱壓力下限為1.O MPa的人孔和手孔。這是因?yàn)楦凸Q壓力(如PN O.6 M Pa) 的人孔和手孔筒節(jié)材

17、料若采用16MnR材料，其按強(qiáng)度計(jì)算的壁厚已經(jīng)小于GB 150中規(guī)定的最小殼體壁厚值，因此沒有必要再采用高強(qiáng)度的16Mn類材料該人孔標(biāo)記為：人孔MFM III (A·G)400-4.0 GH21518-2005 其詳細(xì)尺寸見表3-2。 表3-2 人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD6604524公稱壓力PN MPa4.058550螺柱數(shù)量16公稱直徑DN400260A380螺母數(shù)量32426x14125B175螺柱尺寸M36x3x190d398b50L250總質(zhì)量kg277 圖3-2 人孔的尺寸及形式3.5接管、法蘭的設(shè)計(jì)該原料計(jì)量槽應(yīng)設(shè)置液相入口、液相出口、氮?dú)獬隹凇⒌獨(dú)馊肟?、壓力?/p>

18、口進(jìn)料口和人孔。液相入口和氮?dú)馊肟诠苌爝M(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)以減少磨蝕和腐蝕且在短時(shí)間內(nèi)將物料注滿容器。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。已知設(shè)計(jì)壓力為3.6，選取公稱壓力PN為6，查文獻(xiàn)中表8.2 2-1 PN帶頸平焊鋼制管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。查文獻(xiàn)中附錄D中表D-3,得各法蘭的質(zhì)量。查文獻(xiàn)中表，法蘭的密封面均采用RF（突面密封）。將查得的各參數(shù)整理如表3-4圖 3-3 帶頸平焊法蘭示意圖 各管口方位如圖3-3。查文獻(xiàn)，壓力在4.0MPa左右，密封面為RF（突面），選取柔性

19、石墨復(fù)合墊片，查表-1得各管口的墊片尺寸如表3-3： 表3-3 墊片尺寸表符號(hào)名稱公稱直徑DNmm內(nèi)徑D1 mm外徑D2 mma上液相出口324382b人孔400426473c進(jìn)料口253471d進(jìn)口202761e壓力表口202761f溫度計(jì)口202761g出口202761h下液相出口324382注：1：RF型墊片可帶不銹鋼或碳鋼內(nèi)包邊（RF-E）。2：墊片厚度均為1.5mm,包邊寬度為3mm。 表3-4 各管口法蘭尺寸表 名稱公稱直徑DN鋼管外徑法蘭焊端外徑法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n（個(gè)）螺栓Th法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B1法蘭頸法蘭高度法蘭理論質(zhì)量 A B N RABa

20、液相出口3242.412090144M121443.53960606261.0b人孔400 c進(jìn)料口2533.710075114M101434.53350504241.0d氮?dú)膺M(jìn)口2026.99065114M101427.52640404240.5e壓力表口2026.99065114M101427.52640404240.5F溫度計(jì)口2026.99065114M101427.52640404240.5g氮?dú)獬隹?026.99065114M101427.52640404240.5h下液相出口3242.412090144M121443.53960606261.03.6支座設(shè)計(jì)立式容器有耳式支座、支

21、承式支座、腿式支座和裙式支座等四種。對(duì)于高度不大、安裝位置距基礎(chǔ)地面較近且具有凸形封頭的立式容器，可采用支承式支座。計(jì)算儲(chǔ)罐總質(zhì)量?jī)?chǔ)罐總質(zhì)量 （3-3）筒體質(zhì)量：?jiǎn)蝹€(gè)封頭的質(zhì)量，充液質(zhì)量：，水壓試驗(yàn)充滿水，故取介質(zhì)密度為， 則附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為，其他接管總和為200kg，即綜上所述，則每個(gè)支座承受的質(zhì)量為，即為。 查文獻(xiàn)表3選用2號(hào)B型支座支座。參數(shù)尺寸如表3-4表3-4 支座參數(shù)尺寸使用容器直徑高度h底板鋼管墊板地腳螺栓支座質(zhì)量Kg支座高度變化上限值b規(guī)格1100330160121084150818020M167106.8550 圖3-4 B2支承式支座尺寸圖3.7液面計(jì)選擇液面計(jì)是用以指

22、示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類型很多，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)適用工作壓力小于1.6MPa，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

23、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 到限制，應(yīng)改用其它適用的液面計(jì)。HCFC-123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，所以在此選用透光式玻璃管板面計(jì)。液面計(jì) BT 2.5-I-2780V玻璃板液面計(jì)尺寸如表3-5 表3-5 液面計(jì)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)公稱壓力使用溫度結(jié)構(gòu)特征標(biāo)準(zhǔn)號(hào)結(jié)構(gòu)形式液面計(jì)主體材料T6.3MPa0-250普通型16MnRHG21589.1-953.8壓力計(jì)的選擇量程裝在壓力容器上的壓力表，其最大量程（表盤上刻度極限值）應(yīng)與設(shè)備的工作壓力相適應(yīng)。壓力表的量程一般為設(shè)備工作壓力的1.53倍，最好取2倍。若選用的壓力表量程過大，由于同樣精度的壓力表，量程越大，

24、允許誤差的絕對(duì)值和肉眼觀察的偏差就越大，則會(huì)影響壓力讀數(shù)的準(zhǔn)確性；反之，若選用的壓力表量程過小，設(shè)備的工作壓力等于或接近壓力表的刻度極限，則會(huì)使壓力表中的彈性元件長(zhǎng)期處于最大的變形狀態(tài)，易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差增大和使用壽命降低。另外，壓力表的量程過小，萬(wàn)一超壓運(yùn)行，指針越過最大量程接近零位，而使操作人員產(chǎn)生錯(cuò)覺，造成更大的事故。因此，壓力表的使用壓力范圍，應(yīng)不超過刻度極限的6070。測(cè)量精度壓力表的精度是以允許誤差占表盤刻度極限值的百分?jǐn)?shù)來表示的。精度等級(jí)一般都標(biāo)在表盤上，選用壓力表時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的壓力等級(jí)和實(shí)際工作需要來確定精度。額定蒸汽壓力小于2.45MPa的鍋爐和低壓容器所用的

25、壓力表，其精度不應(yīng)低于2.5級(jí)；額定蒸汽壓力大于2.45MPa的鍋爐和中、高壓容器的壓力表，精度不應(yīng)低于1.5級(jí)。表盤直徑為了使操作人員能準(zhǔn)確地看清壓力值，壓力表的表盤直徑不應(yīng)過小。在一般情況下，鍋爐和壓力容器所用壓力表的表盤直徑不應(yīng)小于100mm，如果壓力表裝得較高或離崗位較遠(yuǎn)，表盤直徑還應(yīng)增大?？紤]到液氨有一定腐蝕性,所以綜合考慮選用隔膜壓力表, 技術(shù)指標(biāo)為：精度等級(jí)：（1.6） 公稱直徑 ， 測(cè)量范圍：0-6.0MPa第四章 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管。開孔以后，除削弱器壁的強(qiáng)度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連接性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局

26、部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計(jì)必須充分考慮開孔的補(bǔ)強(qiáng)問題。壓力容器接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主要有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種形式。本設(shè)計(jì)采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，這是中低壓容器應(yīng)用最多的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體和接管連接處，他結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，使用經(jīng)驗(yàn)豐富，但補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體金屬之間不能完全貼合，傳熱效果差，在中溫以上使用時(shí)，二者存在較大的熱膨脹差，因而使補(bǔ)強(qiáng)局部區(qū)域產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，另外，補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體采用搭接連接，難以與殼體形成整體，所以抗疲勞性能差?？紤]人孔補(bǔ)強(qiáng),確定補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸,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)。參考文獻(xiàn)4本設(shè)計(jì)所選用

27、的人孔筒節(jié)內(nèi)徑為, 壁厚=14 mm查表得人孔的筒體尺寸為426×14 . 由文獻(xiàn)查得補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸為：內(nèi)徑Di=430，外徑Do=760。根據(jù)文獻(xiàn)中式8.3，知該原料計(jì)量槽中只有人孔需要補(bǔ)強(qiáng)。開孔補(bǔ)強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算參數(shù)如下：4.1筒體的計(jì)算壁厚 （4-1）4.2計(jì)算開孔所需補(bǔ)強(qiáng)的面積A開孔直徑： 補(bǔ)強(qiáng)的面積：4.3 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效寬度 取最大值 B=808mm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4.4有效補(bǔ)強(qiáng)面積筒體多余面積A1 筒體有效厚度：選擇的材料（16MnR）進(jìn)行補(bǔ)償， =170，故=，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

28、(焊腳取5.0)有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae （4-2）因?yàn)椋孕枰a(bǔ)強(qiáng)所需補(bǔ)強(qiáng)截面積A4:4.5補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑Di=430，外經(jīng)Do=760。 考慮鋼板負(fù)偏差并圓整，實(shí)取補(bǔ)強(qiáng)厚度16mm，補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同，制造時(shí)為便于備材，且補(bǔ)強(qiáng)圈耗材也不多，設(shè)計(jì)時(shí)可采用與殼體相同的板厚，即取=16mm.第五章 強(qiáng)度校核5.1水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核 由于在相同壓力和容積下，試驗(yàn)介質(zhì)的壓縮系數(shù)越大，容器所儲(chǔ)存的能量也越大，爆炸就越危險(xiǎn)，故應(yīng)選用壓縮系數(shù)小的流體作為試驗(yàn)介質(zhì)。常溫下，水的壓縮系數(shù)比氣體要小的多，且來源豐富，因而是常用的試驗(yàn)介質(zhì)。先按公式確定水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力為： 選取兩者中壓力較大值作為水壓試驗(yàn)壓力

29、，即取，水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力為查表得厚度為16mm的16MnR鋼板的鋼材屈服極限故在常溫水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為 故 因此滿足水壓試驗(yàn)要求5.2支座校核 圖4-1 支承式支座校核個(gè)參數(shù)示意圖設(shè)地震防裂度為7度。選用B2支座，=8mm，其本體允許載荷Q=150Kg計(jì)算支座承受的實(shí)際載荷地震載荷：風(fēng)載荷：水平力： 取4個(gè)支座，n=4 所以滿足支座本體允許載荷的要求。由表B.5查允許垂直載荷F封頭有效厚度由B.5內(nèi)插得：F=93.65KNQ<F,所以4個(gè)B2支座能滿足支座允許的垂直載荷要求。第六章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 焊縫的布置焊縫布置原則： 1焊縫位置應(yīng)盡量對(duì)稱，盡量分散 2焊縫應(yīng)盡量避開應(yīng)力集中

30、和最大應(yīng)力位置 3焊縫應(yīng)避開機(jī)械加工面 4焊縫要能夠焊接、便于焊接、并能保證質(zhì)量 5焊縫的布置還應(yīng)照顧到其他工序的方便與安全罐壁焊縫的布置： 根據(jù)板長(zhǎng)條件設(shè)計(jì)縱焊縫的數(shù)量，2條環(huán)焊縫，為減少焊接影響和變形，相鄰兩壁板的縱向焊縫宜向同一方向逐圈錯(cuò)開1/3板長(zhǎng)，焊縫最小間距不小于1000mm。罐底的焊縫布置：罐底的中幅板大部分是用整塊鋼板拼接而成。四周與罐壁圈相連接 的一圈為邊緣板。中幅板鋼板與鋼板之間絕大部分是搭接焊縫，只是直接處在罐底圈板下的一部分為對(duì)接焊縫，邊緣板與壁板之間為丁字接頭，里外圈都為環(huán)焊縫。其中短焊縫之間要錯(cuò)開200300mm。罐頂?shù)暮缚p布置：罐頂由中心板和扇形板組成，可用一塊鋼

31、板切成。每一塊扇形由兩塊鋼板焊成縱焊縫，扇形板與扇形板之間也是縱焊縫，扇形板與中心板之間焊成環(huán)焊縫，與邊緣板之間也是環(huán)焊縫焊接。6.2 焊接方法表6.1 焊接材料選用表焊接方法焊條/焊絲焊劑埋弧焊H08A,H08MnAHJ430手工電弧焊J507或J5064316.3焊縫順序在壓力容器簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)中，不允許環(huán)縫和縱縫呈十字形相交的焊縫。必須將相鄰倆焊縫錯(cuò)開。這樣大型的拼版構(gòu)件可以看成由若干T字形對(duì)接焊縫焊接而成。罐底的焊接順序邊緣板與罐壁的焊接，順序是先焊邊緣板上的對(duì)接焊縫，再焊接邊緣板與罐壁最下一圈板之間的環(huán)形角焊縫，最后焊邊緣板的搭接焊縫。收縮焊縫的焊接時(shí)中幅板與邊緣板之間的對(duì)接焊縫，它的焊接

32、必須是除了配工件處整個(gè)儲(chǔ)罐的最后一道工序 罐頂?shù)暮附禹樞?先焊內(nèi)側(cè)的斷續(xù)焊縫，后焊外部的連續(xù)焊縫。連續(xù)焊縫應(yīng)先焊環(huán)向短焊縫，此縫的施焊應(yīng)由中心向外并采用分段退焊。頂板和包邊的角鋼的環(huán)縫，應(yīng)由幾名焊工均勻分布，站在同一方向分段退焊。罐壁的焊接順序先焊最厚板材之間的短焊縫，既縱焊縫，然后焊底圈壁板與底邊緣板之間角焊縫。立焊采用手工電弧焊完成，應(yīng)在底圈罐壁板縱焊縫后再焊，包邊角鋼自身連續(xù)必須采用全焊透的對(duì)接。壁對(duì)接焊時(shí)要對(duì)齊。總結(jié)本課程設(shè)計(jì)題目是原料計(jì)量槽的設(shè)計(jì)。具體我做了以下工作：一通過分析課程設(shè)計(jì)說明書所給條件及要求，查資料確定各設(shè)計(jì)參數(shù)，如設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，工作溫度，全容積等，以及通過分析材

33、料的性能，通過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用儲(chǔ)罐的筒體，封頭，支座等各部分零件的材料。二按照常規(guī)設(shè)計(jì)的方法與步驟，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力及體積查取筒體的公稱直徑，再根據(jù)單層厚度圓筒壁公式算得筒體的厚度，并考慮腐蝕余量及偏差等得筒體的設(shè)計(jì)厚度。三根據(jù)工藝條件的要求、制造的難易程度和材料的消耗等情況選用封頭。再根據(jù)橢圓形封頭厚度計(jì)算公式計(jì)算出封頭的厚度，其他尺寸通過標(biāo)準(zhǔn)選取。四根據(jù)計(jì)量槽最高工作壓力結(jié)合公稱壓力，在標(biāo)準(zhǔn)中選取相應(yīng)的人孔。該設(shè)計(jì)中人孔因壓力較高，選用突連接，可提高墊片的穩(wěn)定性。接管法蘭、墊片、支座等都也都是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求選擇合適的種類及尺寸。五計(jì)量槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，由于在容器上有開孔和安裝接管，而這不僅削弱了器壁的強(qiáng)度，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連接性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來隱患，因此還充分考慮了開孔的補(bǔ)強(qiáng)。六為確保設(shè)計(jì)產(chǎn)品的安全可靠性，還進(jìn)行了強(qiáng)度校核。因氣壓試驗(yàn)較為危險(xiǎn)，在此選用水壓試驗(yàn)進(jìn)行校核。并結(jié)合地震載荷和風(fēng)載荷對(duì)支座進(jìn)行了校核。七結(jié)合設(shè)計(jì)的筒體尺寸，進(jìn)行了焊接尺寸設(shè)計(jì)，