260立方米液氨储罐设计Word格式文档下载.docx

1、3.2.2 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 143.2.3 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积 143.2.4 焊缝金属面积 143.2.5 另加补强面积 144 强度计算 154.1 液压试验 154.2 圆筒轴向弯矩 154.2.1 载荷分布 154.2.2 筒体弯矩 164.3 圆筒轴向应力计算并校核 165.3.1 筒体应力 164.3.2 筒体轴向应力校核 174.4 切向剪应力的计算并校核 184.4.1 圆筒切向剪应力的计算 184.4.2 圆筒被封头加强时，最大剪应力 184.4.3 切向剪应力的校核 184.5 圆筒周向应力的计算并校核 194.5.1 在横截面的

2、最低点处 194.5.2 周向应力校核 195 防护及使用管理 205.1 防腐 205.2 防静电 205.3 热处理要求 205.4 焊接 205.5 使用及管理 201 设计参数的选择1.1 设计的题目1.2 原始数据表1.1 设计条件序号项目数值单位备注1名称液氨储罐2用途液氨储存3最高工作压力2.03MPa由介质温度决定4工作温度20485公称容积260m36工作压力波情况可不考虑7装量系数0.98工作介质液氨气9材料16MnR10焊接要求双面焊，局部损伤11设计寿命20年12腐蚀速率0.1mm/a13其他要求1.3 储存量盛装液化气体的压力容器设计存储量：W=Vt式中，装载系数=0

3、.9压力容器设计V=260m设计温度下的饱和液体密度t =562.87/m则：存储量W=131.71t1.4 设计压力设计压力取饱和蒸气压，p=1.8MPa1.5 设计温度工作温度为 -2048 ，则取 设计温度取502 容器的结构设计2.1 筒体的内径和长度的确定由设计任务书可知：V=260m3L/D=8 取 L=8D则有： 取内径为3460mm，由于筒体的内径较大，所以采用钢板卷制，公称直内径DN3400mm.选用标准椭圆形封头表2.1 EHA椭圆形封头内表面积及容积 公称直径（mm）总深度H/mm内表面积A/m2容积V/m3340089012.95815.5080则筒体长度：圆整：L =

4、25800mm则实际体积：则体积相对误差为：符合设计要求。2.2 筒体和封头的厚度设计计算（1）设计压力取：p=1.8MPa液柱压力（安装满时计算）：5所以可以忽略液柱的压力。双面焊，局部损伤，焊接接头系数=0.85是、筒体厚度：计算压力：计算厚度： 查表2-5得，厚度负偏差C1=0.8mm。设计寿命20年，腐蚀速率0.1mm/a，所以腐蚀裕量C2=2mm。设计厚度=22.23+2=24.23mm；名义厚度=26mm。标准椭圆形封头厚度：设计厚度：2.3 人孔设计设置1个人孔，其公称直径取DN450。根据HG/T 21518-2005 钢制人孔和手孔选取：人孔 RF t-35CM （WD-12

5、32） B 450-2.5 HG/T 21518-2005具体结构和材料见标准HG/T 21518-2005 钢制人孔和手孔。2.4 其他零部件的设计2.4.1 液位计的设计1）液位计类型由于该储罐的介质为液氨，工作温度常温，所以选用磁性液位计。2）液位计中心距可简化容器为一圆筒，液体达到总体积的90%（本储罐的装量系数为0.9），可近似认为截面面积达到全面积的90%，所以下图所示的阴影面积为全面积的10%。即： 即 迭代求解得：=46.6 所以最高液面到筒体中心线的距离为：所以选用中心距为2500mm的液位计不对称安装。R图 2.13）接管与法兰 由于介质为氨，应采用带颈对焊法兰（突面）、带

6、加强环的缠绕垫片（带外环）和专用级高强度螺栓组合，而且它的腐蚀性不大，所以材料不需要选太好的。为了有良好焊缝，接管材料选16Mn。同时接管伸出较长，需要支撑结构。综上所述，具体见表3.2表2.2 接管与法兰标记数量总质量/kg液位计HG/T 21584-95 UZ 2.5-1400-0.45 AF 304 C20法兰HG/T 20592 法兰WN20-2.5 RF S=3.5垫片HG 20610 缠绕垫 D 25-25 1232接管253.5 L=395mm0.973.5 L=495mm1.22全螺纹螺柱M12280 8.8级 材料 35CrMoA0.48螺母M12 8级 材料 30CrMo1

7、6032筋板403 材料Q235A现场确定长度2.4.2 管口设计1）管口中心线位置的确定根据管口的性质可确定其安放位置，排污管在筒体的下方，其它在筒体的上方。根据GB 150规定，按壳体开孔不另行补强设计要求设计法兰管的位置。要求如下：a.设计压力小于或等于2.5MPa。b.两相邻开孔中心线的间距应不小于两孔直径之和的两倍。c.接管公称外径小于或等于89mm。d.接管最小壁厚满足下表：表2.3 接管最小壁厚接管公称外径253238454857657689最小壁厚3.54.05.06.01接管的腐蚀余量为1mm集中布管，顺序为：放空口、人孔、安全阀接口、温度计口、压力表接口、液相进口管、气相出

8、口管、排污口在壳体下方、液相出口管在壳体下方。（具体位置见装配图）1.离焊缝最近的人孔，所以它离焊缝距离应该不小于，则取人孔与焊缝距离为640mm；2.两相邻开孔中心线的间距应不小于两孔直径之和的两倍,则放空口与人孔距离为1000mm，人孔与安全阀接口距离为1000，安全阀与温度计口800mm、温度计与压力表的距离为650mm、压力表与液相进口距离为650mm、液相进口与气相出口距离为600mm。2）接管与法兰选取a根据壳体开孔不另行补强，条件d条可确定接管厚度：b液相进口管，液相出口管，气相进口管，气相出口管，排污管5mmc安全阀接口接管6.0mmd压力表接管，液位计接管3.5mm由于本储罐

9、装的是液氨，法兰采用带颈对焊法兰，缠绕垫片（带外环）。综上所述：表2.4 接管与法兰标准号HG20592法兰 WN50（B）-25 FM S=5.016Mn15.55液相进口管，液相出口管，气相进口管，气相出口管，排污管法兰法兰 WN25（B）-25 FM S=3.51.26压力表接管法兰法兰 WN25（B）-25 RF S=3.53.0液位计接管法兰法兰 WN80（B）-25 FM S=6.016Mn安全阀接管法兰GB6479接管575.0 L=1500,L=12340,L=15524.76其中L=155取3条，其它一条接管325.0 L=150 L=495 L=3952.97压力表接管，液

10、位计接管接管897.0 L=1451.77安全阀接管3）焊接结构设计。1壳体A，B类焊接接头的设计该容器上的A,B类接头必须采用对接焊，不允许采用搭接焊。对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量。该容器上的接管与壳体以及补强圈之间的焊接一般只能采用角接和搭接。2壳体C，D类焊接接头的设计 平盖，管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体，接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属C类焊接接头，但已规定为A，B类的焊接接头除外。接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头均属于D类焊接接头，但已规定为A，B类的除外。3焊接接头坡口设计容器筒

11、体，封头与接管法兰的厚度均在=326mm的范围，为了减小焊接变形和残余应力，因此可取接头坡口形式为X形。4）常用焊接方法与焊条的选择采用手工电弧焊，该方法设备简单，便于操作，使用于各种焊接，在压力容器制造中应用十分广泛，钢板对接，接管与筒体、封头的连接等都可以采用。考虑母材力学性能与化学成分，对低碳钢和低合金钢构件，要求等强度原则选择焊条，即要求焊缝与母材的强度相等或基本相等，而不要求焊缝的化学成分与木材相同。不同类型的低合金钢之间进行异种钢焊接时，应选与其中强度较低的钢材等强度的焊条进行焊接，再综合考虑金属进行热处理后，对其力学性能的影响构件的结构与刚性和经济性，该容器所用焊条使用型号如下表：表2.5 焊条型号接头母材焊条型号焊条牌号Q345R+Q345RE5016（GB/T5117）J506 Q235-A+Q235-AE4316（GB/T5117）J426Q235-A+Q345RE4303（GB/T5117）J422由于介质为液氨，应采用带颈对焊法兰（突面）、带加强环的缠绕垫（带外环）和专用级高强度螺栓组合，而且它的腐蚀性不大，所以材料不需要选太好的。综上所述，储罐其它部件确定如（表2.6）。表2.6 储罐其他部件HG 20610 缠绕垫 D