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文檔簡介

西南石油大學(xué)課程設(shè)計題目:10m^3臥式圓筒儲罐設(shè)計院系:機(jī)電工程學(xué)院專業(yè):過程裝備與控制工程班級:2009級2班姓名:何勇張謙益指導(dǎo)教師:楊啟明完成日期:2012年11月14日目錄設(shè)計任務(wù)書1前言 52設(shè)計選材及結(jié)構(gòu) 62.1工藝參數(shù)的設(shè)定 62.1.1 設(shè)計壓力 62.1.2 筒體、的選材 63設(shè)計計算 73.1筒體壁厚計算 7封頭壁厚計算 83.3筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計83.4壓力試驗(yàn) 94附件的選擇 104.1 人孔的選擇 104.2 人孔補(bǔ)強(qiáng)的計算 114.3 進(jìn)出料接管的選擇 134.4 液面計的設(shè)計 144.5安全閥的選擇 144.6 排污管的選擇 154.7鞍座的選擇 154.7.1 鞍座結(jié)構(gòu)和材料的選取 154.7.2 容器載荷計算 164.7.3 鞍座選取標(biāo)準(zhǔn) 164.7.4 鞍座強(qiáng)度校核 175容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 215.1 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 215.2 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 215.3 管法蘭與接管的焊接接頭 215.4 接管與殼體的焊接接頭 216筒體和封頭的校核計算 166.1筒體軸向應(yīng)力校核 226.1.1 由彎矩引起的軸向應(yīng)力 226.1.2由設(shè)計壓力引起的軸向應(yīng)力 256.1.3軸向應(yīng)力組合與校核 256.2 筒體和封頭切向應(yīng)力校核 257總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目:汽油儲罐設(shè)計設(shè)計任務(wù):試設(shè)計一汽油儲罐,完成主體設(shè)備的工藝設(shè)計和附屬設(shè)備的選型設(shè)計。包括筒體、封頭、零部件的材料的選擇及結(jié)構(gòu)的設(shè)計;罐的制造施工及焊接形式等;設(shè)計計算及相關(guān)校核;各設(shè)計的參考標(biāo)準(zhǔn);已知工藝參數(shù)如下:1、最高使用溫度:T=50℃;2、工作溫度:-10~50℃;3、要求鋼板的腐蝕裕量:1mm;4、鋼板規(guī)定的公差為:±0.8mm;5、全容積:106、設(shè)計壓力:汽油介質(zhì)儲罐一般處于常壓下,所以取其工作壓力為0.4Mpa即設(shè)計壓力為P=0.4×1.1=4.4Mpa;7、設(shè)計溫度:設(shè)計溫度取為50℃8、公稱直徑:根據(jù)筒體全容積,粗定筒體公稱直徑為1600mm。其他參數(shù)由設(shè)計計算確定。任務(wù)下達(dá)時間:2012年11月2日完成截止時間:2010年11月17日前言本設(shè)計是針對《煉油設(shè)備技術(shù)》這門課程所安排的一次課程設(shè)計,是對這門課程的一次總結(jié),要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計。本設(shè)計的液料為汽油,談黃色易揮發(fā)液體,組成C5~C12。具有易燃,易爆,硫含量少,腐蝕性小,抗氧化安定性和抗爆性能好,易啟動。其生產(chǎn)方法為,有直餾汽油與二次加工汽油按一定的比例調(diào)合而成,并加入適量的抗爆劑和抗氧防膠劑。其質(zhì)量指標(biāo)為,無鉛汽油質(zhì)量執(zhí)行SH0041—93石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),按研究辛烷值分90號、93號和95號等3個牌號。油品在儲存及使用過程中與空氣中的氧接觸,特別是在溫度較高且有金屬催化作用時,容易氧化。設(shè)計基本思路:本設(shè)計綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素,結(jié)合給定的工藝參數(shù),機(jī)械按容器的選材、壁厚計算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計順序,分別對儲罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補(bǔ)強(qiáng)、接管、管法蘭、液位計、鞍座、焊接形式進(jìn)行了設(shè)計和選擇。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計時可以直接選用符合設(shè)計條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件,也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。各項設(shè)計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn),這樣讓設(shè)計有章可循,并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求,合理地進(jìn)行設(shè)計。2設(shè)計選材及結(jié)構(gòu)2.1工藝參數(shù)的設(shè)定2.1.1設(shè)計溫度、壓力設(shè)計溫度為50攝氏度,在-20~200℃條件下工作屬于常溫容器。在50攝氏度下,汽油的飽和蒸汽壓很小,和常壓接近,所以這里取汽油的飽和蒸汽壓也就是工作壓力為0.4Mpa,其設(shè)計壓力為P=0.4×1.1 P=0.44Mpa=0.44Mpa。設(shè)計容器為內(nèi)壓容器。2.1.2筒體、封頭材料的選擇鋼板標(biāo)準(zhǔn)號為GB150-1998《鋼制壓力容器》。16MnR鋼板:常溫使用時的厚度不宜超過30mm;使用溫度建議為-19~4750C。使用溫度低于00C時,建議使用厚度小于35mm;使用溫度低于-100C時,建議使用厚度小于20mm,以避免增加試驗(yàn)項目。在這里沒有選擇其他材料,比如Q235-B,Q235-C,20R等,是因?yàn)樵谠谥圃熨M(fèi)用方面同等重量設(shè)備的計價,16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì) 選擇16MnR封頭的材料和筒體的選取同樣的材料。16MnR鋼板性質(zhì)部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:表116MnR許用應(yīng)力鋼號板厚/㎜在下列溫度(℃)下的許用應(yīng)力/Mpa≤2010015020025030016MnR6~1617017017017015614416~3616316316315914713436~60157157157150138125>60~1001531531501411281163設(shè)計計算3.1筒體壁厚計算由于該容器儲存介質(zhì)易揮發(fā)易啟動介質(zhì),所以該容器的焊縫都要采用全焊透結(jié)構(gòu),需要對該儲罐進(jìn)行100%探傷,所以取焊縫系數(shù)為QUOTE?=1.0。假設(shè)圓筒的厚度在6~16mm范圍內(nèi),50℃QUOTE25℃下的許用應(yīng)力為QUOTEσt=170MPa,利用中徑公式: =鋼板負(fù)偏差 腐蝕裕量QUOTEC2=1mm。 則筒體的名義厚度QUOTEδn≥4.15mm+0+1mm=5.15mm圓整后取為QUOTEδn=6mm 封頭壁厚計算查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002[4]中表1,得公稱直徑 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,長短軸比值為2,根據(jù)[1]中橢圓形封頭計算中式(7-1):同上,取QUOTEC1=0,QUOTEC2=1mm則封頭的名義厚度為QUOTEδn≥4.15mm+0+1mm=5.15mm圓整后取為QUOTEδn=6mm 封頭 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計由封頭長短軸之比為2,即QUOTEDi2hi=2,得QUOTEhi=Di4=1600查標(biāo)準(zhǔn)[4]中橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積,質(zhì)量,見表2和圖1。取裝料系數(shù)為0.9,則即QUOTE90.9=π4×算得QUOTEL0=4.39m圓整后取為QUOTEL0=4.4m 表2封頭尺寸表公稱直徑DNmm總深度Hmm封頭直邊hmm內(nèi)表面積A容積V質(zhì)量MKg1600425252.90070.5864133.4圖1橢圓形封頭壓力試驗(yàn)水壓試驗(yàn),液體的溫度不得低于5℃;試驗(yàn)方法:試驗(yàn)時容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口,充液時應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡,試驗(yàn)過程中,應(yīng)保持容器外表面的干燥。試驗(yàn)時壓力應(yīng)緩慢上升,達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后,保壓時間一般不少于30min。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%,并保持足夠長的時間以便對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏,修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)時的壓力 =水壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核:水壓試驗(yàn)時的應(yīng)力Mpa =Mpa查GB150-199816MnR疲勞極限強(qiáng)度QUOTEσb=510MPa,屈服極限強(qiáng)度QUOTEσs=345MPa水壓試驗(yàn)時的許用應(yīng)力為故筒體滿足水壓試驗(yàn)時的強(qiáng)度要求。4附件選擇人孔選擇人孔的作用:為了檢查壓力容器在使用過程中是否產(chǎn)生裂紋、變形、腐蝕等缺陷。人孔的結(jié)構(gòu):既有承受壓力的筒節(jié)、端蓋、法蘭、密封墊片、緊固件等受壓元件,也有安置與啟閉端蓋所需要的軸、銷、耳、把手等非受壓件。人孔標(biāo)準(zhǔn)HG21524-95規(guī)定PN≥1.0Mpa時只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對焊法蘭人孔。容器上開設(shè)人孔規(guī)定當(dāng)Di>1000時至少設(shè)一個人孔,壓力容器上的開孔最好是圓形的,人孔公稱直徑最小尺寸為φ400㎜。綜合考慮后選取回轉(zhuǎn)蓋帶勁平焊法蘭人孔,材料采用16MnR。根據(jù)HG/T21517-2005[5],查表3-3;選用凹凸面的法蘭,其明細(xì)尺寸見表3表3人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD6702324公稱壓力PNMPa1.062028螺柱數(shù)量20公稱直徑DN500250A365螺母數(shù)量40530×8103B175螺柱尺寸M24×120db28L250總質(zhì)量kg153人孔補(bǔ)強(qiáng)的計算開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu):壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式,它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。在一般用途、條件不苛刻的條件下,可采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)形式。但必須滿足規(guī)定的條件。壓力開孔補(bǔ)強(qiáng)的計算方法有多種,為了計算方便,采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法,即殼體截面因開孔被削弱的承載面積,必須由補(bǔ)強(qiáng)材料予以等面積的補(bǔ)償。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材料與被削弱殼體的材料相同時,則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用16MnR。補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計方法判別人孔開孔直徑為d=503.6mm故可采用等面積法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計算接管材料選用16MnR,其許用應(yīng)力根據(jù)GB150-1998中式8-1:式中:殼體開孔處的計算厚度接管的有效厚度強(qiáng)度削弱系數(shù),查《化工容器設(shè)計》P109=1所以A=1042.452mm4.2.2有效補(bǔ)強(qiáng)范圍4.2.2.1有效寬度B按[1]中式8-7,得:B=1007.2mm4.2.2.2外側(cè)有效高度根據(jù)[1]中式8-8,得:=54.97mm4.2.2.3內(nèi)側(cè)有效高度根據(jù)[1]中式8-9,得:=04.2.3有效補(bǔ)強(qiáng)面積根據(jù)[1]中式8-10至式8-13,分別計算如下:—筒體多余面積=1475.55mm—接管多余面積A2=234.17mm—焊縫金屬截面積,焊腳去6mm,則A3=4.2.4補(bǔ)強(qiáng)面積=1745.72mm因?yàn)?,所以開孔不需另行補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)出料接管的選擇材料:容器接管一般應(yīng)采用無縫鋼管,所以液體進(jìn)料口接管材料選擇無縫鋼管,采用無縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)GB8163-87。材料為16MnR。結(jié)構(gòu):接管伸進(jìn)設(shè)備內(nèi)切成45度,可避免物料沿設(shè)備內(nèi)壁流動,減少物料對壁的磨損與腐蝕。接管的壁厚要求:接管的壁厚除要考慮上述要求外,還需考慮焊接方法、焊接參數(shù)、加工條件、施焊位置等制造上的因素及運(yùn)輸、安裝中的剛性要求。一般情況下,管壁厚不宜小于殼體壁厚的一半,否則,應(yīng)采用厚壁管或整體鍛件,以保證接管與殼體相焊部分厚度的匹配。不需另行補(bǔ)強(qiáng)的條件:當(dāng)殼體上的開孔滿足下述全部要求時,可不另行補(bǔ)強(qiáng):設(shè)計壓力小于或等于2.5Mpa。兩相鄰開孔中心的距離應(yīng)不小于兩孔直徑之和的2倍。接管公稱外徑小于或等于89㎜。接管最小壁厚滿足以下要求。表4接管最小壁厚要求接管公稱直徑/mm7689最小壁厚/mm6.0接管大?。?/p>

因此熱軋無縫鋼管的尺寸為φ80×12㎜。鋼管理論重量為φ80×12㎜22.79㎏/m。取接管伸出長度為150㎜。m接管=22.79㎏/m管法蘭的選擇:根據(jù)平焊法蘭適用的壓力范圍較低(PN<4.0Mpa),選擇突面板式平焊管法蘭,標(biāo)記為:HG20592-2009法蘭RF(A)80-2.5,其中D=190,管法蘭材料鋼號(標(biāo)準(zhǔn)號):20(GB711)。根據(jù)(歐洲體系)鋼制管法蘭、墊片、墊片、緊固件選配表(HG20614-2009)選擇:墊片型式為石棉橡膠板墊片(尚無標(biāo)準(zhǔn)號),密封面型式為突面,密封面表面為密紋水線,緊固件型式為六角螺栓雙頭螺柱全螺紋螺柱。安裝:在離筒體底以上250㎜處安裝容器出料管,容器內(nèi)的管以彎管靠近容器底,這種方式用于臥式容器。出料口的基本尺寸以及法蘭與進(jìn)料口相同。進(jìn)出料接管滿足不另行補(bǔ)強(qiáng)的要求所以不再另行補(bǔ)強(qiáng)[5]。液面計的設(shè)計玻璃板液面計有三種:透光式玻璃板液面計、反射式玻璃板液面計、視鏡式玻璃板液面計。根據(jù)選用表選用:選用反射式玻璃板液面計,標(biāo)準(zhǔn)號HG21590-95,法蘭形式及其代號C型(長頸對焊突面管法蘭HG20617-97),HG21590-95液面計型號R型公稱壓力PN4.0,使用溫度0~250℃,液面計的主題材料代號HG20617-97鍛鋼(16Mn),結(jié)構(gòu)形式及其代號:普通型(無代號),公稱長度為1450mm,排污口結(jié)構(gòu):V(排污口配螺塞)。液面計標(biāo)記為:液面計CR4.0-Ⅰ-1450VCR4.0-Ⅰ-1450V根據(jù)筒體公稱直徑3000㎜選擇兩個同樣的液面計,單個質(zhì)量為90㎏左右。兩個液面計接口管的安裝位置如裝配圖所畫。液面計接管:無縫鋼管GB8163-87熱軋鋼管,尺寸為φ25×12㎜[4]。φ25×6㎜安全閥的選擇由操作壓力決定安全閥的公稱壓力,由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍,所以由本設(shè)計的溫度、壓力、介質(zhì)等基本參數(shù)可以查得標(biāo)準(zhǔn)型號A21H-40,80㎏公稱通徑DN取20㎜,質(zhì)量約為80㎏。與安全閥和接管連接的法蘭選擇突面HG20592-1997板式平焊管法蘭HG20592-1997法蘭RF(A)80-2.5,與殼體連接的接管為無縫鋼GB8163-87管GB8163-87熱軋鋼管,尺寸為φ80×12㎜。φ80×12㎜排污管的選擇選擇無縫鋼管GB8163-87熱軋鋼為材料的排污管焊接在容器底部,尺寸為GB8163-87φ80×12㎜。φ80×12㎜管端法蘭:突面板式平焊管法蘭HG20592-1997法蘭RF(A)80-2.5,法蘭一HG20592-1997端連接排污閥(截止閥),型號J41H-40,取公稱通徑為80㎜,對應(yīng)質(zhì)量為J41H-4044.4㎏。44.4㎏4.7鞍座的選擇該臥式容器采用雙鞍式支座,初步選用輕型鞍座,材料選用Q235-A。4.7.1容器載荷計算筒體的質(zhì)量:查得圓筒體理論質(zhì)量為236.1㎏/m,筒體長度加上封頭的直邊長度為5m,則W1=236.1×5=1180.5㎏。封頭的質(zhì)量:根據(jù)封頭的名義厚度查得2:1標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭理論質(zhì)量為133.4㎏。水壓試驗(yàn)時水的質(zhì)量:由常用壓力容器手冊查得公稱直徑1600mm厚6mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的容積為1.1728,則容器容積為:水重=×1000=11120.32㎏。附件的質(zhì)量:人孔重256kg,人孔補(bǔ)強(qiáng)重42.3kg,進(jìn)出料管約100kg,兩個液面計共180kg,安全閥80kg,排污閥44.4kg,再加上與閥門相接的接管重量,附件總質(zhì)量約為750kg.所以設(shè)備總質(zhì)量為13172.095kg.即131.721kN.N=131.721kN4.7.2鞍座選型查得公稱直徑為1600mm的容器選擇輕型(A),120°包角、焊制、六筋、帶墊板。左鞍座標(biāo)記為JB/T4712-1992鞍座A3000-F.右鞍座標(biāo)記為JB/T4712-1992鞍座A3000-S.表5鞍座尺寸表公稱直徑DN1600腹板8墊板390允許載荷QkN275筋板2558鞍座高度h250170e70底板1120240螺栓間距9602008鞍座質(zhì)量Kg11612墊板弧長1870增加100mm增加的高度Kg124.7.3鞍座的安裝位置應(yīng)盡量使支座中心到封頭切線的距離A小于等于,當(dāng)無法滿足A小于等于時,A值不宜大于。為圓筒的平均內(nèi)徑。=803mmL=5000m即取鞍座的安裝位置如圖2所示:圖2鞍座安裝位置鞍座強(qiáng)度校核鞍座腹板的水平分力:查得鞍座包角120°對應(yīng)系數(shù)支座反力:F=13.435542KN鞍座腹板有效界面內(nèi)的水平方向平拉應(yīng)力:計算高度,取鞍座實(shí)際高度和兩者中的較小值,mm鞍座腹板厚度,mm鞍座腹板有效寬度,取墊板寬度與圓筒體的有效寬度兩者中的較小值,mm鞍座墊板有效厚度,8mm則=0.573Mpa應(yīng)力校核:鞍座材料Q235-A·F的許用應(yīng)力,則故強(qiáng)度適合。地震引起的地腳螺栓應(yīng)力傾覆力矩計算查JB/T4731-2005,《鋼制臥式壓力容器》,因地震發(fā)生幾率小,取a1=0.08則Fv=0.08×13172.095×9.81=10337.5NFv=10337.5N鋼底板對水泥基礎(chǔ)f=0.4因?yàn)镕v<mgf所以壓力按下式計算:其中Hv=R/2+h=1600/2+250=1050mmHv=1050mmA1==170×8=1360A1=1360=由傾覆力矩引起的地腳螺栓拉應(yīng)力根據(jù)JB/T4731-2005,《鋼制臥式壓力容器》中式7-34計算其中:n為承受傾覆力矩的地腳螺栓個數(shù),;n=2為筒體軸線兩側(cè)的螺栓間距,;l=960mm為每個地腳螺栓的橫截面面積,;則==取載荷系數(shù),,則由于,所以強(qiáng)度符合要求。由地震引起的地腳螺栓剪應(yīng)力根據(jù)JB/T4731-2005,《鋼制臥式壓力容器》中式7-35計算其中:為承受剪應(yīng)力的地腳螺栓個數(shù),;n=4=則由于故符合強(qiáng)度要求。4.8墊片 表6墊片尺寸表管口名稱公稱直徑內(nèi)徑D1外徑D2進(jìn)料口80109.5142出料口80109.5142排污口80109.5142人孔500561624液位計口2561.582安全閥口80109.5142排空口6577.5107注:1:包覆金屬材料為純鋁板,標(biāo)準(zhǔn)為GB/T3880,代號為L3。2:填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。3:墊片厚度均為3mm。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)螺栓Th法蘭厚度C法蘭高度法蘭質(zhì)量進(jìn)料口8089B200160188M1620504.0出料口8089B200160188M1620504.0排污口8089B200160188M1620504.0人孔500液位計口2538B140100184M1618422.0安全閥口8089B200160188M1620504.0排空口6572B165125184M1618452.5表7各管口法蘭尺寸表5容器焊縫標(biāo)準(zhǔn)壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計要求焊縫分散原則;避免焊縫多條相交原則;對稱質(zhì)心布置原則;避開應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力峰值去原則;對接鋼板的等厚連接原則;接頭設(shè)計的開敞性原則;焊接坡口的設(shè)計原則(焊縫填充金屬盡量少;避免產(chǎn)生缺陷;焊縫坡口對稱;有利于焊接防護(hù);焊工操作方便;復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率)。筒體與橢圓封頭的焊接接頭壓力容器受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D四類,查得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用A類焊縫。焊接方法:采用手工電弧焊,其原理是利用電弧熱量融化焊條和母材,由融化采用手工電弧焊的金屬結(jié)晶凝固而形成接縫,焊接材料為碳鋼、低合金鋼、不銹鋼,應(yīng)用范圍廣,適用短小焊縫及全位置施焊,可適用在靜止、沖擊和振動載荷下工作的堅固密實(shí)的焊縫焊接,這種方法靈活方便,適應(yīng)性強(qiáng),設(shè)備簡單,維修方便,生產(chǎn)率低,勞動強(qiáng)度高。封頭與圓筒等厚采用對接焊接。平行長度任取。坡口形式為I型坡口。I型坡口根據(jù)16MnR的抗拉強(qiáng)度=490Mpa和屈服點(diǎn)=325Mpa選擇E50系列E50系列(強(qiáng)度要求:≥490Mpa;≥400Mpa)的焊條,型號為E5014.該型號的焊條是鐵粉鈦型藥皮(藥皮成分:氧化鈦30%,加鐵粉),適用于全位置焊接,熔敷效率較高,脫渣性較好,焊縫表面光滑,焊波整齊,角焊縫略凸,能焊接一般的碳鋼結(jié)構(gòu)。管法蘭與接管的焊接接頭管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照標(biāo)準(zhǔn)HG20605-97,根據(jù)公稱通經(jīng)DN80選擇坡口寬度b=6mm坡口寬度b=6mm接管與殼體的焊接接頭所設(shè)的接管都是不帶補(bǔ)強(qiáng)圈的插入式接管,接管插入殼體,接管與殼體間的焊接有全焊透和部分焊頭兩種,它們的焊接接頭均屬T形或角接接頭。選擇G2接頭HG20583-1998標(biāo)準(zhǔn)中代號為G2的接頭形式,基本尺寸為;;;,且,它適用于,,因?yàn)樗x接管的厚度都為殼體厚度的一半,殼體的厚度為6mm,所以符合要求。選擇全焊透工藝,可用于交變載荷,低溫及有較大溫度梯度工況。6筒體和封頭的校核計算由彎矩引起的軸向應(yīng)力筒體中間處截面的彎矩:式中F—鞍座反力,N;—橢圓封頭長軸外半徑,mm;L—兩封頭切線之間的距離,mm;A—鞍座與筒體一端的距離,mm;hi—封頭短軸內(nèi)半徑,mm。==圖3筒體受剪力圖支座處截面上的彎矩:所以=圖4筒體受彎矩圖由《化工機(jī)械工程手冊》(上卷,P11~99)得K1=K2=1.0。因?yàn)棣騇1︱>>︱M2︱,且A<Rm/2=400mm,故最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面,校核跨中面應(yīng)力。筒體中間截面上最高點(diǎn)處mm所以=最低點(diǎn)處:=鞍座截面處最高點(diǎn)處:=最低點(diǎn)處:由設(shè)計壓力引起的軸向應(yīng)力由所以=6.1.3軸向應(yīng)力組合與校核最大軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在筒體中間截面最低處所以=許用軸向拉壓應(yīng)力[σ]t=170MPa,而σ2<[σ]t合格。最大軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在充滿水時,在筒體中間截面最高處軸向許用應(yīng)力: =根據(jù)A值查《化工容器設(shè)計》P161外壓容器設(shè)計的材料溫度線圖得B=68MPa,B=68MPa取許用壓縮應(yīng)力[σ]ac=170MPa,︱σ1︱<<[σ]ac,合格。筒體和封頭切向應(yīng)力校核筒體切向應(yīng)力計算: K3=0.880由《化工機(jī)械工程手冊》(上卷,P11-100)查得K3=0.880,K4=0.401。所以 K4=0.401=封頭切向應(yīng)力計算:因所以合格。圓筒周向應(yīng)力的計算和校核根據(jù)鞍座尺寸表知:即,所

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