毛油加熱器強(qiáng)度計(jì)算書

過(guò)程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算書SW6-2011PAGE8全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站軟件批準(zhǔn)號(hào)：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATASHEETOFPROCESSEQUIPMENTDESIGN工程名：PROJECT設(shè)備位號(hào)：ITEM設(shè)備名稱：EQUIPMENT圖號(hào)：DWGNO。設(shè)計(jì)單位：中航一集團(tuán)航空動(dòng)力控制系統(tǒng)研究所DESIGNER設(shè)計(jì)Designedby日期Date校核Checkedby日期Date審核Verifiedby日期Date批準(zhǔn)Approvedby日期Date固定管板換熱器設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算條件:殼程:管程:設(shè)計(jì)壓力Ps(MPa)1.1設(shè)計(jì)壓力Pt(MPa)0.08設(shè)計(jì)溫度ts(℃)188設(shè)計(jì)溫度tt(℃)120273管箱圓筒外徑Do273材料名稱20(GB9948)材料名稱20(GB9948)前端管箱筒體計(jì)算計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件計(jì)算壓力Pc(MPa)0.08設(shè)計(jì)溫度t(℃)120.00外徑Do(mm)273.00材料名稱20(GB9948)材料類型管材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力(MPa)152.00鋼板負(fù)偏差C1(mm)0.80設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t(MPa)144.20腐蝕裕量C2(mm)1.00試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)s(MPa)245.00焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度(mm)0.08名義厚度n(mm)8.00有效厚度e(mm)6.20重量(kg)156.84壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn)壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力試驗(yàn)壓力值PT(MPa)0.1000T0.90s220.50T(MPa)2.15校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力[Pw](MPa)6.70195設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力t(MPa)1.72t144.20校核條件t≥t結(jié)論筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格前端管箱封頭計(jì)算計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件計(jì)算壓力Pc(MPa)0.08外徑Do(mm)273.00設(shè)計(jì)溫度t(℃)120.00曲面高度ho(mm)60.00材料名稱Q345R材料類型板材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力(MPa)189.00鋼板負(fù)偏差C1(mm)0.30設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t(MPa)189.00腐蝕裕量C2(mm)1.00焊接接頭系數(shù)1.00壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn)壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力試驗(yàn)壓力值PT(MPa)0.1000T(Mpa)310.50試驗(yàn)壓力下封頭的校核條件TT周向應(yīng)力T(MPa)2.64校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)K1.3511最小厚度min(mm)3.00計(jì)算厚度h(mm)0.08名義厚度nh(mm)8.00有效厚度eh(mm)6.70重量(kg)5.57結(jié)論滿足最小厚度要求壓力計(jì)算最大允許工作壓力[Pw](MPa)7.15231結(jié)論合格內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB150.3-2011計(jì)算條件計(jì)算壓力Pc(MPa)1.10設(shè)計(jì)溫度t(℃)188.00外徑Do(mm)273.00材料名稱20(GB9948)材料類型管材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力(MPa)152.00鋼板負(fù)偏差C1(mm)0.80設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t(MPa)133.16腐蝕裕量C2(mm)1.00試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)s(MPa)245.00焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度(mm)1.12名義厚度n(mm)8.00有效厚度e(mm)6.20重量(kg)156.84壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn)壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力試驗(yàn)壓力值PT(MPa)1.5695T0.90s220.50T(MPa)33.77校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力[Pw](MPa)6.18885設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力t(MPa)23.67t133.16校核條件t≥t結(jié)論合格延長(zhǎng)部分兼作法蘭固定式管板設(shè)計(jì)計(jì)算條件:殼程圓筒：設(shè)計(jì)壓力ps(MPa)1.1平均溫度下熱膨脹系數(shù)s(1/℃)1.188e-05設(shè)計(jì)溫度Ts(℃)188殼程圓筒內(nèi)徑DI(mm)273平均金屬溫度ts(℃)150s(mm)6.2裝配溫度t0(℃)15殼體法蘭彈性模量Ef’(MPa)1.917e+05材料名稱20(GB9948)殼程圓筒內(nèi)直徑橫截面積A(mm2)5.853e+04設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[]t(MPa)133.2殼程圓筒金屬橫截面積As(mm2)5438平均溫度下彈性模量Es(MPa)1.94e+05管箱圓筒:設(shè)計(jì)壓力pt(MPa)0.08彈性模量Eh(MPa)2.01e+05設(shè)計(jì)溫度Tt(℃)120管箱圓筒名義厚度h(mm)6.2材料名稱20(GB9948)管箱法蘭彈性模量E(MPa)1.958e+05換熱管:材料名稱S31608管子壁厚t(mm)2管子平均溫度tt(℃)100管子根數(shù)n66設(shè)計(jì)溫度下管子材料許用應(yīng)力換熱管中心距S(mm)25[](MPa)114.5一根管子金屬橫截面積(mm2)106.8設(shè)計(jì)溫度下管子材料屈服應(yīng)力管子有效長(zhǎng)度(兩管板內(nèi)側(cè)間(MPa)152.1距)L(mm)2950設(shè)計(jì)溫度下管子材料彈性模量管束模數(shù)Kt1654E(MPa)1.837e+05管子回轉(zhuǎn)半徑i6.052平均溫度下管子材料彈性模量管子受壓失穩(wěn)當(dāng)量長(zhǎng)度1500Et(MPa)1.89e+05系數(shù)Cr154.4平均溫度下管子材料熱膨脹系比值247.9數(shù)t1.684e-05管子穩(wěn)定許用壓應(yīng)力[]cr14.76管子外徑d(mm)19管板:材料名稱Q345R管板強(qiáng)度削弱系數(shù)0.4設(shè)計(jì)溫度tp188管板剛度削弱系數(shù)0.4[](MPa)173.1管子加強(qiáng)系數(shù)K3.286設(shè)計(jì)溫度下彈性模量EP(MPa)1.917e+05管板和管子連接型式焊接管板腐蝕裕量C2(mm)23管板輸入厚度n(mm)25許用拉脫應(yīng)力[q](MPa)57.24管板計(jì)算厚度(mm)18.7隔板槽面積(包括拉桿和假管區(qū)面積)Ad(mm2)3679管箱法蘭:材料名稱Q345R法蘭寬度bf(mm)66管箱法蘭厚度f(wàn)”(mm)30比值h/Di0.02271法蘭外徑Df(mm)405比值f”/Di0.1099Mm(Nmm)2.276e+06系數(shù)C”0.00管程壓力操作工況下法系數(shù)”0.00398蘭力Mp(MPa)2.469e+05旋轉(zhuǎn)剛度Kf”(MPa)134.1殼體法蘭:材料名稱Q345R系數(shù)’0.003037殼體法蘭厚度f(wàn)’(mm)22旋轉(zhuǎn)剛度Kf’(MPa)75.14法蘭外徑Df(mm)405法蘭外徑與內(nèi)徑之比K1.484法蘭寬度bf(mm)66殼體法蘭應(yīng)力系數(shù)Y5.094比值s/Di0.02271旋轉(zhuǎn)剛度無(wú)量綱參數(shù)0.03567比值f’/Di0.08059Kex(N/mm)0系數(shù)C’0.00注：管板參數(shù)計(jì)算:A1(mm2)3.982e+04Dt(mm)224At(mm2)3.94e+04系數(shù)計(jì)算:管板第一彎矩系數(shù)m10.4324管板第二彎矩系數(shù)m22.269系數(shù)3.704系數(shù)M10.02169系數(shù)G21.782系數(shù)G30.02601換熱管束與不帶膨脹節(jié)法蘭力矩折減系數(shù)0.5783殼體剛度之比Q1.263管板邊緣力矩變化系0.8783換熱管束與帶膨脹節(jié)殼法蘭力矩變化系數(shù)0.4921體剛度之比Qex系數(shù)0.177系數(shù)=A1/A0.6803管板布管區(qū)當(dāng)量直徑與系數(shù)s2.396殼體內(nèi)徑之比0.8205系數(shù)t3.209管板周邊不布管區(qū)無(wú)量綱寬度k=K(1-t)0.59僅有殼程壓力Ps作用下的工況(Pt=0):不計(jì)溫差應(yīng)力計(jì)溫差應(yīng)力換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差0.0-0.0001724當(dāng)量壓力組合Pc(MPa)1.11.1有效壓力組合Pa(MPa)2.635-3.133基本法蘭力矩系數(shù)0.07946-0.06684管板邊緣力矩系數(shù)0.09851-0.04778管板邊緣剪力系數(shù)0.3649-0.177管板總彎矩系數(shù)m0.92340.03739系數(shù)G1e0.33860.01371系數(shù)G1i0.26430.444系數(shù)G10.33860.444管板徑向應(yīng)力系數(shù)0.037940.03001管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)0.094860.002316管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)0.11210.06758殼體法蘭力矩系數(shù)0.03527-0.04933計(jì)算值許用值計(jì)算值許用值管板徑向應(yīng)力r(MPa)36.25259.734.08519.4管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力r’(MPa)41.1259.722.02519.4管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力P(MPa)6.01786.56-4.313259.7殼體法蘭應(yīng)力f(MPa)38.96259.764.77519.4換熱管軸向應(yīng)力t(MPa)-0.2451[]=114.5[]cr=14.7617.873[]=343.4[]cr=14.76殼程圓筒軸向應(yīng)力c(MPa)8.651133.2-6.201399.5換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力q(MPa)0.146257.2410.66171.7僅有管程壓力Pt作用下的工況(Ps=0):不計(jì)溫差應(yīng)力計(jì)溫差應(yīng)力換熱管與殼程圓筒熱膨脹變形差0.0-0.0001724當(dāng)量壓力組合Pc(MPa)-0.09416-0.09416有效壓力組合Pa(MPa)-0.2567-6.025操作情況下法蘭力矩系數(shù)-0.08846-0.003769管板邊緣力矩系數(shù)-0.08846-0.003769管板邊緣剪力系數(shù)-0.3276-0.01396管板總彎矩系數(shù)m-0.46270.4064系數(shù)G1e0.16970.149系數(shù)G1i0.83730.3011系數(shù)G10.83730.3011管板徑向應(yīng)力系數(shù)0.046220.02438管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力系數(shù)-0.023420.03016管板布管區(qū)周邊處剪切應(yīng)力系數(shù)0.055210.08096殼體法蘭力矩系數(shù)-0.07285-0.02387計(jì)算值許用值計(jì)算值許用值管板徑向應(yīng)力r(MPa)4.302259.753.23519.4管板布管區(qū)周邊處徑向應(yīng)力r’(MPa)3.419259.71.34519.4管板布管區(qū)周邊剪切應(yīng)力P(MPa)-0.288786.56-9.937259.7殼體法蘭探討應(yīng)力f(MPa)7.839259.760.29519.4換熱管軸向應(yīng)力t(MPa)0.5139[]=114.5[]cr=14.7619.583[]=343.4[]cr=14.76程圓筒軸向應(yīng)力c(MPa)0.446133.2-13.43399.5換熱管與管板連接拉脫應(yīng)力q(MPa)0.306557.2411.68171.7結(jié)論管板名義厚度n(mm)25管板校核通過(guò)換熱管內(nèi)壓計(jì)算計(jì)算條件設(shè)計(jì)壓力Pc(MPa)0.08試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力(MPa)116.00設(shè)計(jì)溫度t(℃)188.00設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t(MPa)114.48內(nèi)徑Di(mm)15.00鋼板負(fù)偏差C1(mm)0.00材料名稱S31608腐蝕裕量C2(mm)0.00材料類型管材焊縫接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度(mm)0.01名義厚度(mm)2.00有效厚度(mm)2.00重量(kg)2.52壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力[P](MPa)26.93647設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力t(MPa)0.34t114.48校核條件t≥t結(jié)論換熱管內(nèi)壓計(jì)算合格換熱管外壓計(jì)算計(jì)算條件設(shè)計(jì)壓力Pc(MPa)-1.10試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力(MPa)116.00設(shè)計(jì)溫度t(℃)188.00設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t(MPa)114.48內(nèi)徑Di(mm)15.00鋼板負(fù)偏差C1(mm)0.00材料名稱S31608腐蝕裕量C2(mm)0.00材料類型管材焊縫接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度(mm)0.26L/Do157.89有效厚度(mm)2.00Do/e9.50名義厚度(mm)2.00A值0.0138925外壓計(jì)算長(zhǎng)度L(mm)3000.00B值120.21外徑Do(mm)19.00重量(kg)2.52壓力計(jì)算許用外壓力[P](MPa)20.95769結(jié)論換熱管外壓計(jì)算合格管箱法蘭計(jì)算設(shè)計(jì)條件設(shè)計(jì)壓力pc(MPa)0.080法蘭常溫下許用應(yīng)力[σ]f(MPa)185.0計(jì)算壓力pc(MPa)0.080法蘭設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[σ]f184.2設(shè)計(jì)溫度t(C)120.0(MPa)軸向外載荷F(N)0.0螺栓材料名稱35外力矩M(N.mm)0.0螺栓常溫下許用應(yīng)力[σ]b(MPa)118.0殼體材料名稱20(GB9948)螺栓設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[σ]b103.6殼體材料常溫下許用應(yīng)力152.0(MPa)[σ]n(MPa)螺栓公稱直徑dB(mm)24.0殼體材料設(shè)計(jì)溫度下許用144.2螺栓根徑dB(mm)20.8應(yīng)力[σ]n(MPa)螺栓數(shù)量n(個(gè))12法蘭材料名稱Q345R墊片結(jié)構(gòu)尺寸(mm)：DI（mm）292.0Do405.0Db(mm)355.0D外320.0D內(nèi)(mm)276.0l16.0注：b0≤6.4mmb=b0DG=(D外+D內(nèi))/2b0>6.4mmb=2.53DG=D外–2bDG303.2壓緊面形狀C1a,1bb8.39m2.00材料類型L軟墊片y(MPa)11.0N22.0計(jì)算結(jié)果:螺栓受力計(jì)算:Wa=πbDGy=(N)87925.3Wp=Fp+F=(N)8334.6Am=max(Ap,Aa)=(mm2)745.1實(shí)際使用螺栓總截面積Ab(