液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　80m3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先介紹了儲(chǔ)罐在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐作了簡單的介紹。接著對(duì)液化石油氣儲(chǔ)罐的進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用Auto CAD軟件繪制了儲(chǔ)罐裝配圖。</p><p>　　本文是關(guān)于80m3液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)，

2、制造中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：球罐選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算及強(qiáng)度校核行了設(shè)計(jì)。</p><p>　　本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：工藝設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，設(shè)計(jì)儲(chǔ)量；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括筒體與封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接管與接管法蘭的設(shè)計(jì)，人孔，視鏡，液面計(jì)，壓力計(jì)，溫度計(jì)，及安全閥的結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，焊接接頭設(shè)計(jì)；開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算；強(qiáng)度計(jì)算及校核。</p><p>　　關(guān)鍵詞：儲(chǔ)罐；工藝設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)；強(qiáng)度；

3、補(bǔ)強(qiáng)</p><p>　　80m3 liquefied petroleum gas storage tank design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper firstly introduces the research status and development trend of

4、 tanks at home and abroad, and liquefied petroleum gas tanks are briefly introduced here. Then the liquefied petroleum gas storage tank structure design were studied in detail, and the use of Auto CAD software to draw th

5、e tank assembly drawing.</p><p>　　This article is about the design of 80m3 of liquefied petroleum gas tank , several key technology in spherical tank manufacturing are: material, structure design, reinforcem

6、ent calculation and strength check of the line design.</p><p>　　The main contents of this paper include: design process design including the design pressure, design temperature, design reserves; structure de

7、sign including the tube body and head, nozzles and nozzle flange design, manhole, mirror, level gauge, pressure gauge, thermometer, and safety valve structure, structure design, support structure design, welding joint de

8、sign; opening reinforcement calculation; strength calculation and check.</p><p>　　Keywords: tank; process design; structure; strength; reinforcement</p><p><b>　　目錄</b></p><

9、;p>　　引 言- 1 -</p><p>　　第1章 緒論- 2 -</p><p>　　1.1 臥室儲(chǔ)罐的介紹- 2 -</p><p>　　1.2 液化石油氣貯罐的分類- 2 -</p><p>　　1.3 液化石油氣特點(diǎn)- 2 -</p><p>　　1.4 臥式液化石油氣貯罐設(shè)

10、計(jì)的特點(diǎn)- 3 -</p><p>　　第2章 液化石油氣的工藝設(shè)計(jì)及主體材料的選擇- 4 -</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)溫度- 4 -</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)壓力- 4 -</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量- 4 -</p><p>　　2.4 焊接接頭系數(shù)- 4 -<

11、/p><p>　　2.5 主體材料的選擇- 4 -</p><p>　　第3章 液化石油氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 6 -</p><p>　　3.1 筒體和封頭的設(shè)計(jì)- 6 -</p><p>　　3.2 計(jì)算壓力- 7 -</p><p>　　3.3 圓筒厚度的設(shè)計(jì)- 7 -</p><p&

12、gt;　　3.4 橢圓封頭厚度的設(shè)計(jì)- 8 -</p><p>　　3.5 接管、法蘭墊片和螺栓的選擇- 8 -</p><p>　　3.6 其他附件的設(shè)計(jì)- 14 -</p><p>　　3.7 鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 16 -</p><p>　　3.8 鞍座位置的確定- 18 -</p><p>

13、;　　3.9 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 19 -</p><p>　　3.10 焊后處理- 21 -</p><p>　　第4章 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)- 22 -</p><p>　　4.1 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別- 22 -</p><p>　　4.2 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍- 22 -</p><p>　　4.3 有效補(bǔ)強(qiáng)面積

14、- 23 -</p><p>　　4.4 接管區(qū)焊縫截面積(焊角取6.0mm）- 23 -</p><p>　　4.5補(bǔ)強(qiáng)面積- 24 -</p><p>　　第5章 容器強(qiáng)度的校核- 25 -</p><p>　　5.1 水壓試驗(yàn)校核- 25 -</p><p>　　5.2 筒體最小厚度校驗(yàn)- 2

15、5 -</p><p>　　5.3 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算與校核- 25 -</p><p>　　5.4 封頭最小厚度校驗(yàn)- 27 -</p><p>　　5.5 封頭強(qiáng)度校核- 27 -</p><p>　　5.6 筒體和封頭切向應(yīng)力校核- 28 -</p><p>　　5.7 筒體環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算和校核

16、- 28 -</p><p>　　結(jié)論與展望- 30 -</p><p>　　致 謝- 31 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 32 -</p><p>　　附錄A：主要參考文獻(xiàn)摘要及題錄- 34 -</p><p>　　附錄B：英文原文及翻譯- 37 -</p><p>&l

17、t;b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖3-1 橢圓形封頭….........................................................................................................4</p><p>　　圖3-2 接管分布圖…………………………………………………………

18、…………….6</p><p>　　圖3-3 鞍座結(jié)構(gòu)圖………………………………………………………………………11</p><p>　　圖3-4 坡口基本形式……………………………………………………………………12</p><p><b>　　表格清單</b></p><p>　　表3-1 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭尺寸圖表……

19、…………………………………………………...4</p><p>　　表3–2法蘭尺寸表…………………………………………………………………….......6</p><p>　　表3–3 管子尺寸表……………………………………………………………………......7</p><p>　　表3–4 墊片尺寸表………………………………………………………………………...7&

20、lt;/p><p>　　表3-5 螺栓及墊片…………………………………………………………………………8</p><p>　　表3-6 水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔尺寸表……………………………………………...9</p><p>　　表3-7 鞍座支座結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………………………..11</p><p><b>　

21、　引 言</b></p><p>　　液化石油氣作為一種化工基本原料和新型燃料，已愈來愈受到人們的重視。由于該氣體具有易燃易爆的特點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)這種貯罐時(shí)，要注意與一般氣體貯罐的不同點(diǎn)，尤其要注意安全，還要注意在制造、安裝等方面的特點(diǎn)。</p><p>　　液化石油氣貯罐是盛裝液化石油氣的常用設(shè)備，常溫貯罐一般有兩種形式:球形貯罐和圓筒形貯罐。在一般中、小型液化石油氣站內(nèi)

22、大多選用臥式圓筒形液化石油氣體貯罐，因?yàn)橐夯蜌怏w貯罐具有加工制造安裝簡單，安裝費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)。臥式液化石油氣體貯罐應(yīng)用極為廣泛。由于它具有承受較高的正壓和負(fù)壓的能力，有利于減少油品的蒸發(fā)損耗，也減少了發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性。它可在機(jī)械方面成批制造，然后運(yùn)往工地安裝，便于搬運(yùn)和拆遷，機(jī)動(dòng)性較好。</p><p>　　缺點(diǎn)是容量一般較小，用的數(shù)量多，占地面積大。它適用于小型分配油庫、農(nóng)村油庫、城市加油站、部隊(duì)野戰(zhàn)油庫或企

23、業(yè)附屬油庫。在大型油庫中也用來作為附屬油罐使用，如放空罐和計(jì)量罐等。由于該氣體具有易燃易爆的特點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)這種儲(chǔ)罐時(shí)，要注意安全與防火，還要注意在制造、安裝等方面的特點(diǎn)。因而，提高液化石油氣儲(chǔ)罐的技術(shù)水平對(duì)安全儲(chǔ)備液化石油氣具有重要意義。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 臥室儲(chǔ)罐的介紹</p><

24、p>　　臥式油罐（Horizontal oil tank）是用以儲(chǔ)存原油、植物油，化工溶劑、水或其他石油產(chǎn)品的長形容器。臥式油罐是由端蓋及臥式圓形或橢圓形罐壁和鞍座所構(gòu)成，通常用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)或加油站。</p><p>　　鋼板是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度為薄鋼板(厚度<4毫米)和厚鋼板(厚度<4毫米)在實(shí)際工作中，常將厚度<20毫米的鋼板稱為中板，厚度>20-60毫米的

25、鋼板稱為厚板，厚度>60毫米的鋼板稱為特厚板，統(tǒng)稱為中厚鋼板。寬度比較小，長度很長的鋼板，稱為鋼帶，列為一個(gè)獨(dú)立的品種。鋼板有很大的覆蓋和包容能力，可用作屋面板、苫蓋材料以及制造容器、儲(chǔ)油罐、包裝箱、火車車箱、汽車外殼、工業(yè)爐的殼體等：可按使用要求進(jìn)行剪裁與組合，制成各種結(jié)構(gòu)件和機(jī)械零件，還可制成焊接型鋼，進(jìn)一步擴(kuò)大鋼板的使用范圍；可以進(jìn)行彎曲和沖壓成型，制成鍋爐、容器、沖制汽車外殼、民用器皿、器具、還可用作焊接鋼管、冷彎型鋼的坯

26、料。由于上述特點(diǎn)，使鋼材總產(chǎn)量的50%以上。</p><p>　　1.2 液化石油氣貯罐的分類</p><p>　　目前我國普遍采用常溫壓力貯罐，常溫貯罐一般有兩種形式:球形貯罐和圓筒形貯罐。球形貯罐和圓筒形貯罐相比:前者具有投資少，金屬耗量少，占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，但加工制造及安裝復(fù)雜，焊接工作量大，故安裝費(fèi)用較高。一般貯存總量大于500m3或單罐容積大于200m3時(shí)選用球形貯罐比較經(jīng)濟(jì);

27、而圓筒形貯罐具有加工制造安裝簡單，安裝費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)，但金屬耗量大占地面積大，所以在總貯量小于500m3，單罐容積小于100m3時(shí)選用臥式貯罐比較經(jīng)濟(jì)。圓筒形貯罐按安裝方式可分為臥式和立式兩種。一般選用臥式圓筒形貯罐，只有某些特殊情況下(站內(nèi)地方受限制等)才選用立式。本文主要討論臥式液化石油氣貯罐的設(shè)計(jì)。</p><p>　　本儲(chǔ)罐的焊接結(jié)構(gòu)主要設(shè)計(jì)了筒體壁厚，支座，封頭，法蘭，加強(qiáng)圈等。根據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)的要求來進(jìn)行儲(chǔ)

28、罐的選材，本次設(shè)計(jì)的介質(zhì)為液化石油氣，儲(chǔ)體選用16MnR。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境要求及罐體厚度等選擇合適的焊接方法。設(shè)計(jì)的封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。</p><p>　　1.3 液化石油氣特點(diǎn)</p><p>　　氣態(tài)的液化石油比空氣重約1.5倍，該氣體的空氣混合物爆炸范圍是1.7%—9.7%，遇明火即發(fā)生爆炸。所以使用時(shí)一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽車、貯罐以及鋼瓶充灌

29、時(shí)要嚴(yán)格控制灌裝量，以確保安全。因?yàn)橐夯蜌馐怯啥喾N碳?xì)浠衔锝M成的，所以液化石油氣的液態(tài)比重即為各組成成份的平均比重，如在常溫20℃時(shí)，液態(tài)丙烷的比重為0.50，液態(tài)丁烷的比重為0.56—0.58，因此，液化石油氣的液態(tài)比重大體可認(rèn)為在0.51左右，即為水的一半。</p><p>　　1.4 臥式液化石油氣貯罐設(shè)計(jì)的特點(diǎn)</p><p>　　臥式液化石油氣貯罐設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，應(yīng)按GB15

30、0《鋼制壓力容器》進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收;并接受勞動(dòng)部頒發(fā)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(簡稱容規(guī))的監(jiān)督。貯罐主要有筒體、封頭、人孔、支座以及各種接管組成。貯罐上設(shè)有排污管以及安全閥、壓力表、溫度計(jì)、液面計(jì)等。</p><p>　　第2章 液化石油氣的工藝設(shè)計(jì)及主體材料的選擇</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)溫度</b></p><p&g

31、t;　　根據(jù)本設(shè)計(jì)工藝要求，使用地點(diǎn)為室外，用途為液化石油氣儲(chǔ)配站工作最高溫度為50℃，介質(zhì)為易燃易爆的氣體。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)壓力</b></p><p>　　對(duì)于設(shè)置有安全泄放裝置的儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)為1.05—1.1倍的最高工作壓力。所以有Pc=1.1*1.744=1.9184MPa。</p><p><b&

32、gt;　　2.3 設(shè)計(jì)儲(chǔ)量</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[11]第三十六條得液化石油氣的密度為420Kg/m3，裝量系數(shù)為0.9，盛裝液化石油氣體的壓力容器設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量為：</p><p>　　0.9×50×0.42=18.9t （2-1）</p><p>　　2.4 焊接接頭系數(shù)<

33、;/p><p>　　焊接接頭系數(shù)是以焊接強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比值表示的。它與焊縫位置焊接方法以及檢驗(yàn)等因素有關(guān)。JB4732標(biāo)準(zhǔn)中要求受壓元件焊縫必須100%無損檢測(cè)，取焊縫系數(shù)為1。</p><p>　　2.5 主體材料的選擇</p><p>　　根據(jù)液化石油氣的物性選擇罐體材料，碳鋼對(duì)液氨有良好的耐蝕性腐蝕率在0.1mm/年以下，貯罐可選用一般鋼材，根據(jù)液化石油氣貯罐

34、的工作壓力、工作溫度和介質(zhì)的性質(zhì)可知該設(shè)備為一中壓常溫設(shè)備，介質(zhì)對(duì)碳鋼的腐蝕作用很小。故選材料時(shí)，主要考慮的強(qiáng)度指標(biāo)（指σs和σb）和塑性指標(biāo)適合的材料，內(nèi)罐貯存中溫液化石油氣，可以考慮20R、16MnR這兩種鋼種。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用20R類的低碳鋼板，16MnR鋼板的價(jià)格雖比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量設(shè)備的計(jì)價(jià)，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì)。其中16MnR的機(jī)械加工性能、強(qiáng)度和塑性指標(biāo)都比較好，綜合金屬的強(qiáng)度、剛度、

35、溫度、抗腐蝕能力等方面考慮選用16MnR制作罐體和封頭。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭材料。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB6654-1996。</p><p>　　筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圓筒形。因?yàn)樽鳛槿萜髦黧w的圓柱形筒體，制造容易，安裝內(nèi)件方便，而且承壓能力較好，這類容器應(yīng)用最廣。</p><p>　　第3章 液化石油氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 筒體和封

36、頭的設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)于承受內(nèi)壓，且設(shè)計(jì)壓力Pc=1.9184MPa<4MPa的壓力容器，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]設(shè)備系列，采用臥式橢圓形封頭容器。</p><p>　　3.1.1 筒體設(shè)計(jì)</p><p>　　為了有效的提高筒體的剛性，一般取L/D=3—6，為方便設(shè)計(jì)，此處取 .</p><p>　　L/D=4

37、 (3-1)</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　由公式解得：D=2943mm</p><p>　　向上圓整得D=3000mm，根據(jù)公稱容積Vn=80m3，取筒體尺寸Dn=3000mm</p><p>　　3.1.2 封頭設(shè)計(jì)<

38、;/p><p>　　因?yàn)榉忸^與筒體配套使用，所以Dn=3000mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]查得封頭尺寸如表3–1所示。</p><p>　　表3-2 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭尺寸圖表</p><p><b>　　則可得出：</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p&

39、gt;　　=2×3.8170+（3.14×3.02L）/4=50/0.9m3</p><p>　　解得：L=11498mm</p><p>　　向上圓整得L=11500mm L/D=3.82屬于(3—6)</p><p><b>　　所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。</b></p><p>　　封頭的形狀及尺寸如

40、圖：</p><p>　　圖3-1 橢圓形封頭</p><p><b>　　3.2 計(jì)算壓力</b></p><p><b>　　液柱靜壓力:</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)為臥式儲(chǔ)罐，所以儲(chǔ)存液體最大高度hmax≤D=3000mm。</p><p>　　=≤=50

41、0×9.8×3.0=14800KPa (3-4)</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　則P靜可以忽略不記。</p><p>　　3.3 圓筒厚度的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)介質(zhì)的易燃易爆，有毒，有一定的腐蝕性等特性，存放溫度50℃，最高

42、工作壓力等條件，選用16MnR為筒體材料，適用溫度為-20到450℃。根據(jù)GB150，初選厚度為6到120mm，最低沖擊試驗(yàn)溫度為-20℃，熱軋?zhí)幚怼?lt;/p><p>　　根據(jù)GB150查得16MnR鋼在厚度為16mm到36mm，使用溫度為-20—50℃時(shí)的許用應(yīng)力[σ]=170MPa。</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p

43、>　　對(duì)于16MnR，需滿足腐蝕裕度C2≥1mm，取C2=2mm，C1=0mm。</p><p>　　δd=δ+C2=17.758+2=19.758mm (3-7)</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　16MnR屬于普通碳素鋼，根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]中的板材規(guī)范，選

44、擇厚度δ=20mm的鋼板。</p><p>　　δn =20-0-2=18mm （(3-9)</p><p>　　3.4 橢圓封頭厚度的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了得到良好的焊接工藝，封頭材料的選擇同筒體設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(3-10)</b><

45、;/p><p>　　同理，選取C2=2 mm ，C1=0 mm.</p><p>　　δn=δ+C1+C2+Δ=19.706mm (3-11)</p><p>　　跟筒體一樣，選擇厚度為20mm的16MnR為材料沖壓成型。</p><p>　　δe=20-0-2=18mm

46、 (3-12)</p><p>　　3.5 接管、法蘭墊片和螺栓的選擇</p><p>　　3.5.1接管和法蘭</p><p>　　液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置排污口，氣相平衡口，氣相口，出液口，進(jìn)液口，人孔，液位計(jì)口，溫度計(jì)口，壓力表口，安全閥口。接管的布置如下圖：</p><p>　　圖3-2 接管分布圖</p

47、><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)壓力PN=1.9184MPa，查根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]中表6.0.3，選用PN10長頸對(duì)焊法蘭，由介質(zhì)特性和使用工況，查附錄A，密封面型式的選用，表A.0.1。選擇密封面型式為凹面（FM），壓力等級(jí)為0.25到2.5MPa。根據(jù)表3-2選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。</p><p><b>　　表3–2法蘭尺寸表</b></p>

48、<p>　　接管外徑的選用以B系列（公制管）為準(zhǔn)，對(duì)于公稱壓力0.25≤PN≤25MPa的接管，根據(jù)參考文獻(xiàn)[14]普通無縫鋼管《歐洲體系》，材料為20號(hào)鋼管。對(duì)應(yīng)的管子尺寸如表3–3。</p><p>　　表3–3 管子尺寸表</p><p>　　3.5.2 墊片的選擇</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表26-11，法蘭、墊片、緊固件的選配（歐洲

49、體系），根據(jù)設(shè)計(jì)壓力為Pc=1.9184MPa，采用金屬包覆墊片，選擇法蘭的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。緊固件型式選六角螺栓。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[15]包覆金屬材料為純鋁板L3，標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3880，最高工作溫度200℃，最大硬度40HB。填充材料為非石棉纖維橡膠板，代號(hào)為NAS，最高工作溫度為290℃。得對(duì)應(yīng)墊片尺寸如表3–4。</p><p>　　表3–4 墊

50、片尺寸表</p><p>　　3.5.3 螺栓（螺柱）的選擇</p><p>　　根據(jù)密封所需壓緊力大小計(jì)算螺栓載荷，選擇合適的螺柱材料。計(jì)算螺栓直徑與個(gè)數(shù)，按螺紋和螺栓標(biāo)準(zhǔn)確定螺栓尺寸。選擇螺栓材料為Q345。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[16]中表5.0..07-9和附錄中標(biāo)A.0.1，得螺柱的長度和平墊圈尺寸如表3–5。</p><

51、p><b>　　表3-5螺栓及墊片</b></p><p>　　3.5.4 人孔的選擇</p><p>　　壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個(gè)手柄。選用時(shí)應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑(人、手孔的公稱壓力與法蘭的公稱壓力概念類似。公稱直徑則指其簡節(jié)的公稱直徑)、工作溫度以及人、手

52、孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。</p><p>　　人孔的類型很多，從是否承壓來看有常壓人孔和承壓人孔。從人孔所用法蘭類型來看，承壓人孔有板式平焊法蘭人孔、帶頸平焊法蘭人孔和帶頸對(duì)焊法蘭人孔，在人孔法蘭與人孔蓋之間的密封面，根據(jù)人孔承壓的高低、介質(zhì)的性質(zhì)，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或環(huán)連接面。從人孔蓋的開啟方式及開啟后人孔蓋的所處位置看，人孔又可分為回轉(zhuǎn)蓋人孔、垂直吊蓋人孔和水平吊蓋人孔三種。選擇使用上有較大的

53、靈活性。常見的人孔形狀有圓形和橢圓形兩種，為使操作人員在能夠自由出入，圓形人孔的直徑至少應(yīng)為400mm，橢圓形人孔的尺寸一般為350mm450mm。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[17]規(guī)定PN≥1.0MPa時(shí)只能用帶頸平焊法蘭人孔或帶頸對(duì)焊法蘭人孔。容器上開設(shè)人孔規(guī)定當(dāng)Di>1000時(shí)至少設(shè)一個(gè)人孔，壓力容器上的開孔最好是圓形的。</p><p>　　根據(jù)儲(chǔ)罐是在常溫下及最高工

54、作壓力為2.5MPa的條件下工作，人孔的標(biāo)準(zhǔn)按公稱壓力為2.5MPa等級(jí)選取，考慮到人孔蓋直徑較大較重，故選用碳鋼水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔(HG 21524-95)，人孔筒節(jié)軸線垂直安裝。公稱直徑500mm，凹凸法蘭密封面（C型），采用Ⅵ類20R材料、墊片采用外環(huán)材料為低碳鋼、金屬帶為0Cr19Ni9、非金屬帶為柔性石墨、C型纏繞墊。該人孔結(jié)構(gòu)中有吊鉤和銷軸，檢修時(shí)只須松開螺栓將蓋板旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，由吊鉤吊住，不必將蓋松取下。法蘭標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為

55、HGJ50～53-91，墊片標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為HGJ69～72-91，法蘭蓋標(biāo)準(zhǔn)HGJ61～65-91材料為20R，螺柱螺母標(biāo)準(zhǔn)HGJ75-91螺柱材料40Cr螺母材料45，吊環(huán)轉(zhuǎn)臂和材料Q235-A·F，墊圈標(biāo)準(zhǔn)為GB95-85 材料100HV，螺母標(biāo)準(zhǔn)GB41-86，吊鉤和環(huán)材料為Q235-A·F，無縫鋼管材料為20，支承板材料為20R。人孔尺寸表如表表3-6。</p><p>　　表3-6 水平

56、吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔尺寸表</p><p>　　3.6 其他附件的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 液面計(jì)選擇</p><p>　　液面計(jì)是用以指示容器內(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的有玻璃板液面計(jì)和玻璃管液面計(jì)。它們都是外購的標(biāo)準(zhǔn)件，只需要選用。玻璃板液面計(jì)有三種：透

57、光式玻璃板液面計(jì)、反射式玻璃板液面計(jì)、視鏡式玻璃板液面計(jì)。玻璃板液面計(jì)透光式和反射式兩種結(jié)構(gòu)，其適用溫度一般在0—250℃。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，玻璃板液面計(jì)適用于1.6MPa以上。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：</p><p>　　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)

58、合。板式液面計(jì)承壓能力強(qiáng)，但是比較笨重、成本較高。</p><p>　　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。</p><p>　　3.當(dāng)容器高度大于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)。</p><p>　　液氨為較干凈的物料，易透光，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的堵塞現(xiàn)象所以根據(jù)選用表選用：在此選用反射式

59、玻璃板液面計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)HG21590-95。由儲(chǔ)罐公稱直徑3800選擇長度為1700mm液面計(jì)兩支，材料(針形閥)為碳鋼，保溫型，液面計(jì)接管為無縫鋼管。法蘭形式及其代號(hào)C型（長頸對(duì)焊突面管法蘭HG20617-97），液面計(jì)型號(hào)R型公稱壓力PN2.5，使用溫度0～250℃，液面計(jì)的主題材料代號(hào)：鍛鋼（16Mn），結(jié)構(gòu)形式及其代號(hào)：普通型（無代號(hào)），公稱長度為1450㎜，排污口結(jié)構(gòu)：V（排污口配螺塞）。</p><p>

60、;　　3.6.2安全閥的選擇</p><p>　　液化石油氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力在1.6 MPa以上，屬于三類壓力容器，必須設(shè)置安全閥。由操作壓力P=1.9184MPa，工作溫度為50℃，盛放介質(zhì)為液化石油氣體。根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]上冊(cè)444頁選擇安全閥的公稱壓力PN=25kg/cm2，最高工溫度為150℃，材料為可鍛鑄件的微啟式安全閥，型號(hào)為A41H-25。公稱直徑Dn=80mm。</p><p&g

61、t;　　3.6.3壓力計(jì)選擇</p><p>　　量程裝在鍋爐、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1．5～3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，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

62、長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60～70％。</p><p>　　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

63、蒸汽壓力小于2.45MPa的鍋爐和低壓容器所用的壓力表，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)。</p><p>　　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。就地壓力指示，當(dāng)壓力在2.6MPa到69MPa

64、時(shí)，可采用膜片壓力表、波紋管壓力表和包端管壓力表等彈性式壓力表。又考慮到液氨有一定腐蝕性，所以綜合考慮選用隔膜壓力表。</p><p>　　技術(shù)指標(biāo)為：精度等級(jí)：(2.5) 公稱直徑：Φ20 接頭螺紋：1.5 G1 測(cè)量范圍：0-5Mpa</p><p>　　3.7 鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.7.1 鞍座選型</p><p&

65、gt;　　該臥式容器采用雙鞍座式支座，根據(jù)最高工作溫度為50℃，按JB/T 4731-2005，表5-1選擇鞍座材料為16MnR，使用溫度為-20—250℃，許用應(yīng)力為=。</p><p>　　估算鞍座的負(fù)荷：計(jì)算儲(chǔ)罐總重量。</p><p><b>　　m1 為筒體質(zhì)量；</b></p><p>　　對(duì)于16MnR普通碳素鋼，取ρ=7.85&

66、#215;103kg/m3</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　m2為單個(gè)封頭的質(zhì)量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]中標(biāo)B.2 EHA橢圓形封頭質(zhì)量，可知m2=1667.2kg。</p><p>　　m3為充液質(zhì)量，因?yàn)?lt;/p><p><b>　　故可知：</b></

67、p><p>　　m3=ρ水×V=1000V=1000（π/4×3.02×11.5+2×3.8170）=88881.5 kg （3-14）</p><p>　　為附件質(zhì)量：選取人孔后，查得人孔質(zhì)量為302kg，其他接管質(zhì)量總和估為500kg。</p><p>　　綜上所述：總質(zhì)量則每個(gè)鞍座承受的重量為：</p>

68、<p>　　G/2=mg / 2=110025.71×10/2=550.12 KN （3-15）</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[20]選取輕型，焊制BI，包角為120°，有墊板的鞍座，筋板數(shù)為4。根據(jù)參考文獻(xiàn)[20]表6得鞍座尺寸如表3-7，示意圖如圖3-3。</p><p>　　圖3-3 鞍座結(jié)構(gòu)圖</p><

69、;p>　　表3-7 鞍座支座結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　3.8 鞍座位置的確定</p><p>　　因?yàn)楫?dāng)外伸長度A=0.207L時(shí)，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對(duì)值相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸A不超過0.2L值，根據(jù)參考文獻(xiàn)[

70、12]規(guī)定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超過0.25L。否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。</p><p><b>　　由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭得:</b></p><p><b>　　(3-16)</b></p><p>　　有h=H-Di/4=690-3000/4=40mm</p>&l

71、t;p>　　故A≤0.2(L+2h)=0.2(11498+2×40)=2315.6mm</p><p>　　鞍座的安裝位置如圖3-3所示，分為F型和S型兩種支座配套使用。由于接管比較多，所以固定支座位于儲(chǔ)罐接管較多的左端。</p><p>　　此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎剛度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處

72、圓筒截面的加強(qiáng)作用。</p><p>　　因此，JB 4731 還規(guī)定當(dāng)滿足A≤0.2L時(shí)，最好使A≤0.5R m（Rm=R1+δn/2），即Rm=1500+20/2=1510mm，A≤0.5R =0.5×1510=755mm，取A=760mm</p><p>　　綜上所述：A=760mm （A為封頭切線至封頭焊縫間距離，L為筒體和兩封頭的總長）</p><p

73、>　　3.9 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.9.1 焊接方式的選擇</p><p>　　壓力容器各受壓部件的組裝大多采用焊接方式，焊縫的接頭形式和坡口形式的設(shè)計(jì)直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全，因而必須對(duì)容器焊接接頭的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。焊縫系指焊件經(jīng)焊接所形成的結(jié)合部分，而焊接接頭是焊縫、熔合線盒熱影響區(qū)的總稱。焊接接頭形式一般有被焊接兩金屬件的相互結(jié)構(gòu)位置來決定，統(tǒng)稱分

74、為對(duì)接接頭、角接接頭及T字接頭、搭接接頭。對(duì)接接頭時(shí)壓力容器中最常用的焊接接頭形式。</p><p>　　為了保證全熔透和焊接質(zhì)量，減少焊接變形，施焊前，一般需將焊件連接處預(yù)先加工成各種形狀，稱為焊接坡口。不同的焊接坡口，適用于不同的焊接方法和焊件厚度?；镜钠驴谛问接?種，即Ⅰ形、Ⅴ形、單邊Ⅴ形、U形和J形，如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 坡口基本形式</p>

75、<p>　　壓力容器焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)遵循以下基本原則。</p><p>　　1.盡量采用對(duì)接接頭 前已述及，對(duì)接接頭易于保證焊接質(zhì)量，因而除容器殼體上所有的縱向及環(huán)向焊接接頭、凸形封頭上的拼接焊接接頭，必須采用對(duì)接接頭外，其他位置的焊接結(jié)構(gòu)也應(yīng)盡量采用對(duì)接接頭。</p><p>　　2.盡量采用全熔透的結(jié)構(gòu)，不允許產(chǎn)生未熔透缺陷 所謂未熔透是指基本金屬盒焊縫金屬局部未完成熔合而

76、留下空隙的現(xiàn)象。未熔透往往是導(dǎo)致脆性破壞的起裂點(diǎn)，在交變載荷作用下，它也可能誘發(fā)疲勞。</p><p>　　3.盡量減少焊縫處的應(yīng)力集中 焊接接頭常常是脆性斷裂和疲勞的起源處，因此，在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)必須盡量減少應(yīng)力集中。如對(duì)接接頭應(yīng)盡可能采用等厚度焊接，對(duì)于不等厚度鋼板的對(duì)接，應(yīng)將較厚板按一定斜度削薄過渡，然后再進(jìn)行焊接，以避免形狀突變，減緩應(yīng)力集中程度。一般當(dāng)薄板厚度不大于10㎜，兩板度差超過3㎜；或當(dāng)薄板厚度

77、大于10㎜，兩板厚度差超過薄板的30%，或超過5㎜時(shí)，均需削薄厚板邊緣。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)采用全熔透的對(duì)接接頭形式。</p><p>　　3.9.2 焊接順序</p><p><b>　　1.焊前清理</b></p><p>　　工件焊接前必須進(jìn)行清理，除去工件表面的銹漬，油污和工件表面的毛刺。焊前

78、處理能夠有效防止焊接過程中產(chǎn)生氣孔、夾雜等焊接缺陷的形成。</p><p><b>　　2.焊接過程和順序</b></p><p>　　焊接過程至關(guān)重要，施工人員必須嚴(yán)格按照合理的結(jié)構(gòu)順序，選擇合理的焊接工藝參數(shù)，嚴(yán)格施工。首先將兩側(cè)的半圓點(diǎn)焊在一起，然后將點(diǎn)固好的兩側(cè)拼接在一起。焊接過程應(yīng)該保持結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，以減少變形和焊接殘余應(yīng)力。</p><

79、p>　　a.鋼板氣割下料和卷制</p><p>　　b.單個(gè)筒節(jié)的縱向?qū)雍附?lt;/p><p>　　c.筒節(jié)間的環(huán)向?qū)雍附?lt;/p><p>　　d.筒體與封頭的環(huán)向?qū)雍附?lt;/p><p>　　e.開人孔和各種接管口</p><p>　　f.接管和各種法蘭的焊接</p><p><

80、b>　　g.支座的組焊</b></p><p>　　3.10 焊后處理</p><p>　　工件焊接后必須進(jìn)行焊后處理。工件的焊后處理主要包括熱處理和焊接檢測(cè)。由于工件承受一定的壓力，必須對(duì)其進(jìn)行焊接后局部的跟蹤回火處理，以消除殘余應(yīng)力和達(dá)到細(xì)化結(jié)合處材料的晶粒。對(duì)工件的局部薄弱處應(yīng)該進(jìn)行無損探傷。</p><p>　　另外容器的壓力試驗(yàn)和氣密性

81、試驗(yàn)是熱處理之后進(jìn)行，常采用水壓試驗(yàn)。設(shè)備制造完畢后應(yīng)在2.5MPa表進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)10分鐘無滲漏，冒汗現(xiàn)象，檢查檢查容器是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證其是否能保證在沒計(jì)壓力下安全運(yùn)行所必須的承壓能力。</p><p><b>　　檢驗(yàn)：</b></p><p>　　①所有焊縫未經(jīng)檢驗(yàn)合格，嚴(yán)禁涂刷漆；</p><p>　?、诤缚p應(yīng)進(jìn)行外觀檢查；<

82、/p><p>　?、酆缚p要進(jìn)行無損探傷檢測(cè)。</p><p><b>　　返修：</b></p><p>　?、傩璺敌藓缚p應(yīng)先把缺陷清除；</p><p>　?、诜敌薮螖?shù)不超過兩次；</p><p>　?、酃薜椎膰?yán)密性試驗(yàn)，罐壁和頂?shù)膰?yán)密性和強(qiáng)度試驗(yàn)用充水檢查。</p><p>

83、;　　第4章 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力Pc≤2.5MPa的在殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑不大于89mm時(shí)，接管厚度滿足要求，不另行補(bǔ)強(qiáng)，故該儲(chǔ)罐中只有DN=500mm的人孔需要補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　4.1 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別</p><p>　　按HG/T 21518-200

84、5，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。開孔直徑</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　故可以采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。</p><p>　　接管材料選用10號(hào)鋼，其許用應(yīng)力[σ]t=117MPa</p><

85、;p>　　根據(jù)GB150-1998中式8-1，開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　其中：殼體開孔處的計(jì)算厚度δ=17.758mm</p><p>　　接管的有效厚度 （4-4）</p><p>　　強(qiáng)度削弱系數(shù)=117/170=0.689&

86、lt;/p><p>　　所以開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　=504×17.758+2×17.758×18×0.311</p><p>　　=4238.45mm2</p><p>　　4.2 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍

87、</p><p>　　4.2.1 有效寬度B的確定</p><p>　　按GB150中式8-7，得：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　mm （4

88、-8）</p><p>　　4.2.2 有效高度的確定</p><p>　　(1）外側(cè)有效高度h1的確定</p><p>　　根據(jù)GB150中式8-8，得：</p><p><b>　　（4-9）</b></p><p>　　=接管實(shí)際外伸高度H=H1=280mm</p><

89、p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　(2）內(nèi)側(cè)有效高度h2的確定</p><p>　　根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p>

90、<p>　　4.3 有效補(bǔ)強(qiáng)面積</p><p>　　根據(jù)GB150中式8-10 到 式8-13得，</p><p>　　A1，A2，A3，A4計(jì)算如下：</p><p>　　4.3.1 筒體多余面積A1</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　=(10

91、08-504)(20-17.758)-2×20(20-17.758)(1-0.689)=1102.078mm2</p><p>　　4.3.2接管的多余面積</p><p><b>　　接管厚度：</b></p><p><b>　　（4-14）</b></p><p><b>

92、　?。?-15）</b></p><p>　　=2×92.25×(20-17.758)×0.689+0=285.004 mm2</p><p>　　4.4 接管區(qū)焊縫截面積(焊角取6.0mm）</p><p><b>　　4.5補(bǔ)強(qiáng)面積 </b></p><p><b&g

93、t;　?。?-16）</b></p><p>　　因?yàn)?，Ae＜A所以開孔需另行補(bǔ)強(qiáng)。</p><p><b>　　所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積：</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：根據(jù)Dn=500mm取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑Dn1=840mm　。</

94、p><p>　　因?yàn)锽≥Dn，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d1=530+2=532mm</p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　圓整取名義厚度為根據(jù)參考文獻(xiàn)[21]選取厚度為22mm的補(bǔ)強(qiáng)圈。</p><

95、;p>　　第5章 容器強(qiáng)度的校核</p><p>　　5.1 水壓試驗(yàn)校核</p><p>　　試驗(yàn)壓力： （5-1）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)溫度時(shí)</b></p><p><b>　　（5-2）</b></p

96、><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　圓筒的應(yīng)力：</b></p><p><b>　　（5-4）</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]查表8-

97、7得20mm的16MR的強(qiáng)度指標(biāo)為，</p><p><b>　　（5-6）</b></p><p>　　所以，水壓校驗(yàn)符合要求</p><p>　　5.2 筒體最小厚度校驗(yàn)</p><p><b>　　，滿足要求</b></p><p>　　5.3 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算與校

98、核</p><p>　　5.3.1 筒體軸向彎矩計(jì)算</p><p>　　筒體中間處截面的彎矩用下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中 ——鞍座反力，；</p><p>　　——橢圓封頭長軸外半徑，mm；</p><p>　

99、　——兩封頭切線之間的距離，mm；</p><p>　　——鞍座與筒體一端的距離，mm；</p><p>　　——封頭短軸內(nèi)半徑，mm。</p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　所以：&

100、lt;/b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　將數(shù)值代入公式得</b></p><p><b

101、>　?。?-10）</b></p><p><b>　　支座處截面上的彎矩</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　5.3.2 筒體軸向應(yīng)力計(jì)算</p>&

102、lt;p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]得。</p><p><b>　　因?yàn)椋海遥?lt;/b></p><p>　　所以，最大軸向應(yīng)力出現(xiàn)在跨中面，校核跨中面應(yīng)力。</p><p>　　5.3.3 由彎矩引起的軸向應(yīng)力</p><p>　　筒體中間截面上最高點(diǎn)處</p><p><b>

103、　?。?-13）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　筒體中間截面上最低點(diǎn)處：</p><p><b>

104、;　?。?-15）</b></p><p>　　鞍座截面處最高點(diǎn)處：</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　鞍座截面處最低點(diǎn)處：</p><p><b>　　（5-17）</b></p><p>　　5.3.4 由設(shè)計(jì)壓力引起的軸

105、向應(yīng)力</p><p><b>　　由公式：</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　（5-19）</b></p><p>　　5.3.5

106、軸向應(yīng)力組合與校核</p><p>　　最大軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在筒體中間截面最低處，所以</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p><b>　　許用軸向拉壓應(yīng)力</b></p><p>　　由上述計(jì)算得：，合格。</p><p>　　最大軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在充

107、滿水時(shí)，在筒體中間截面最高處，</p><p><b>　　軸向許用應(yīng)力：</b></p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]：</p><p>　　計(jì)算得，取許用壓縮應(yīng)力 ，</p><p><b>　　，符合強(qiáng)度要求

108、。</b></p><p>　　5.4封頭最小厚度校驗(yàn)</p><p><b>　　，滿足要求</b></p><p>　　5.5 封頭強(qiáng)度校核</p><p><b>　　（5-22）</b></p><p><b>　?。?-23）</b&g

109、t;</p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　MPa （5-25）</p><p><b>　　經(jīng)強(qiáng)度校核滿足要求</b></p><p>　　5.6 筒體和封頭切向應(yīng)力校核</p><p>　　因筒體被封頭加強(qiáng)，筒體和封頭中的切向剪應(yīng)力分

110、別按下列計(jì)算。</p><p>　　5.6.1 筒體切向應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]查得</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　（5-26）</b></p><p>　　5.6.2封頭切向應(yīng)力計(jì)算</p>

111、<p><b>　　（5-27）</b></p><p><b>　　因，所以合格。</b></p><p>　　5.7 筒體環(huán)向應(yīng)力的計(jì)算和校核</p><p>　　5.7.1 支座截面處圓筒體的周向應(yīng)力</p><p>　　在鞍座處橫截面最低點(diǎn)處的周向壓應(yīng)力</p>

112、<p><b>　　（5-28）</b></p><p>　　式中：系數(shù)；，支座與圓筒體不相焊；，支座與圓筒體相焊；厚度；當(dāng)無墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時(shí)，則；當(dāng)墊板起加強(qiáng)作用時(shí)，則；</p><p><b>　　鞍座墊板有效厚度；</b></p><p><b>　　殼體有效寬度，。</b>&

113、lt;/p><p>　　鞍座寬度一般取大于或等于，當(dāng)采用根據(jù)參考文獻(xiàn)[20]標(biāo)準(zhǔn)“鞍式支座”時(shí)，應(yīng)取筋板大端寬度與腹板厚b0之和，筋板對(duì)稱布置時(shí)，應(yīng)包括腹板厚b0，殼體有效寬度為：</p><p><b>　　（5-29）</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表5-3查得：，</p><p>　　支座與圓筒體不相焊

114、，故，且墊板不起加強(qiáng)作用，圓筒截面最低點(diǎn)處的周向壓應(yīng)力為：所以</p><p><b>　　鞍座邊角處軸向應(yīng)力</b></p><p><b>　　因?yàn)榍?lt;/b></p><p><b>　　所以:</b></p><p>　　5.7.2 環(huán)向應(yīng)力的校核</p>

115、<p><b>　　環(huán)向應(yīng)力校核</b></p><p>　　環(huán)向壓應(yīng)力不得超過材料的許用應(yīng)力，即，由于，因此合格。</p><p>　　是因環(huán)向壓縮應(yīng)力與環(huán)向彎矩產(chǎn)生的合成壓應(yīng)力，屬于局部應(yīng)力，應(yīng)不大于材料許用應(yīng)力的1.25倍，其中，因此滿足要求。</p><p>　　5.7.3 鞍座有效斷面平均壓力</p>&l

116、t;p><b>　　鞍座承受的水平分力</b></p><p><b>　?。?-30）</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]（上卷，P11-103）查得，</p><p>　　所以,鞍座有效斷面平均應(yīng)力</p><p>　　式中：——鞍座的計(jì)算高度，；——鞍座的腹板厚度，。其中取鞍

117、座實(shí)際高度（）和中的最小值即，腹板厚度</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[20]表5-1選擇鞍座材料為16MnR，使用溫度為-20—250℃，許用應(yīng)力為= 170MPa</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　由上述計(jì)算得： 符合要求

118、。</p><p><b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的臥液化石油氣貯罐設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的

119、掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。</p><p>　　本設(shè)計(jì)計(jì)算焊接結(jié)構(gòu)包括:貯罐筒體尺寸計(jì)算，厚度計(jì)算，補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，鞍座計(jì)算，穩(wěn)定性，強(qiáng)度，壓力校核計(jì)算等。</p><p>　　焊接工藝和方法：對(duì)材質(zhì)進(jìn)行焊接分析，利用焊條電弧焊對(duì)臥

120、式液化石油氣貯罐進(jìn)行焊接；選用電流130A，電壓20V，焊條為E4303。根據(jù)材料厚度6mm，焊接位置和實(shí)際生產(chǎn)情況設(shè)計(jì)合理的接頭坡口形式。</p><p>　　順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，無論球形貯罐和圓筒形貯罐，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的不足，這新不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計(jì)在節(jié)能減材上

121、就有很大的不足，在這個(gè)能源緊缺節(jié)能被高度重視的社會(huì)中，這無疑是很讓我自身感到遺憾的，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行。目前通過這幾年的努力，國內(nèi)儲(chǔ)罐從設(shè)計(jì)，施工，材料等各方面都取得了長足進(jìn)步。特別是15×104m3 大型外浮頂儲(chǔ)罐的建成，標(biāo)志著我國在大型儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)方面已跨入世界先進(jìn)行列。國內(nèi)各鋼廠在大型儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度鋼的開發(fā)研制方面

122、也取得了長足的進(jìn)步，開發(fā)出了多個(gè)高強(qiáng)度鋼材牌號(hào)，并進(jìn)行了工業(yè)化應(yīng)用。設(shè)計(jì)技術(shù)和材料技術(shù)的進(jìn)步，相應(yīng)的也帶動(dòng)了施工技術(shù)的進(jìn)步。設(shè)計(jì)，施工，材料等各方面的進(jìn)步，為今后國內(nèi)大型儲(chǔ)罐的發(fā)展奠定了了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　近三個(gè)月的液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)，可以說是對(duì)自己綜合知識(shí)、能力的挑戰(zhàn)。從剛開始設(shè)計(jì)時(shí)的蒙頭蒼蠅到如今的靈活運(yùn)