柴油儲罐設計說明書.doc

鋼制焊接常壓容器設計說明（計算）書編寫： 郭 攀 審核： 曾淦偉 批準： 張慶東 日期 2018年3月21日云南省博來特石油設備安裝有限公司曲靖分公司一、 設計概述該產(chǎn)品為鋼制焊接常壓容器，盛裝介質(zhì)為柴油。柴油的理化特性包括：外觀與性狀：稍有粘性的棕色液體，熔點()：-18，相對密度(水=1)：0.87-0.9，沸點()：282-338，閃點()：38，引燃溫度()：257。該產(chǎn)品罐體為臥式單層容器，罐體橫截面為圓形，封頭為標準橢圓形，主體材質(zhì)為Q235B，設計容積為1m3。該產(chǎn)品設計按照NB/T 47003.1-2009鋼制焊接常壓容器的要求進行，設計計算按照NB/T 47042-2014鋼制臥式容器的有關(guān)規(guī)定進行。二、 基本參數(shù)表參數(shù)名稱數(shù)值單位參數(shù)名稱數(shù)值單位設計壓力p0.09MPa圓筒內(nèi)直徑Di1000mm計算壓力pc0.09MPa圓筒平均半徑Ra500mm圓筒材料Q235B圓筒名義厚度o6mm封頭材料Q235B圓筒有效厚度e4.5mm鞍座材料Q235B封頭名義厚度hn7.75mm圓筒材料常溫許用應力160MPa封頭有效厚度he6.25mm封頭材料常溫許用應力h160MPa鞍座墊板名義厚度re6mm圓筒材料設計溫度下許用應力ht160MPa鞍座腹板名義厚度bo6mm鞍座材料許用應力sa160MPa兩封頭切線間距離L1540mm地腳螺栓材料許用應力bt59MPa圓筒長度Lc1500mm圓筒材料常溫屈服強度ReL235MPa封頭曲面深度hi250mm圓筒材料常溫彈性模量E2.06105MPa鞍座軸向?qū)挾萣200mm圓筒材料設計溫度下彈性模量E12.06105MPa鞍座包角120（）圓筒材料密度S7.8510-6kg/mm3鞍座底板中心至封頭切線距離A200mm封頭材料密度h7.8510-6kg/mm3焊接接頭系數(shù)0.85操作時物料密度o8.410-7kg/mm3設計溫度20物料填充系數(shù)o0.90試驗壓力PT常壓MPa液壓試驗介質(zhì)密度T1.0kg/mm3三、 強度計算表支座反力計算筒體質(zhì)量（兩切線間）m1m1=(Di+n)LnS = 223 kg封頭質(zhì)量（曲面部分）m2m2=142 kg附件質(zhì)量m3m2= 90.8 kg封頭容積（曲面部分）VHVH=1.51108 mm3容器容積V=4Di2L+2VH =1.17109 mm3容器內(nèi)充液質(zhì)量m4操作工況m4=Voo=1058 kgm4=VT=1400 kg隔熱層質(zhì)量m5m5= 0 kg總重量m操作時m=m1+m2+m3+m4+m5=1513.8 kg試壓壓力m= m1+m2+m3+m4=1855.8 kg支座反力F操作時F=12mg=7417.6 N試壓壓力F=12mg=9093.4 NF=maxF，F(xiàn)=9093.4 N系數(shù)確定系數(shù)確定條件ARn/2或（ARa/2）=120系數(shù)查表2得：K1=1.0查表2得：K2=1.0查表4得：K3=0.880查表4得：K4=0.401查表5得：K5=0.760查表5得：K6=0.013查表6得：K7=/查表6得：K8=/查表8得：K9=0.204查表6得：C4=/查表6得：C5=/圓筒軸向應力及校核軸向彎矩圓筒中間截面操作工況M1=FL41+2(Ra2-hi2)/L21+43hiL-4AL=1.36 107 Nmm水壓試壓工況MT1=FL41+2(Ra2-hi2)/L21+43hiL-4AL=1.67 107 Nmm鞍座平面操作工況M2=-FA1-1-AL+Ra2-hi22Al1+43hiL= -4.1 107 Nmm水壓試壓工況MT2=-FA1-1-AL+Ra2-hi22Al1+43hiL= -5.05 107 Nmm強度計算表(續(xù))軸向應力操作工況（盛裝物料）內(nèi)壓未加壓圓筒中間橫截面最高點處1=-M13.14Ra2e= -0.78 MPa 鞍座平面最低點處4=M23.14K2Ra2C = -0.02 MPa 內(nèi)壓加壓圓筒中間橫截面最低點處2=pcRa2e+M13.14Ra2e = / MPa鞍座平面最高點處3=pcRa2e-M23.14K1Ra2e= / MPa外壓加壓圓筒中間橫截面最高點處1=pcRa2e-M13.14Ra2e= / MPa鞍座平面最低點處4=pcRa2e+M23.14K2Ra2e= / MPa水壓試壓工況（充滿水）外壓未加壓圓筒中間橫截面最低點處2=-M13.14Ra2e = / MPa鞍座平面最高點處3=-M23.14K1Ra2e= / MPa未加壓圓筒中間橫截面最高點處T1=-MT13.14Ra2e= -0.23 MPa鞍座平面最低點處T4=-MT23.14K2Ra2e = -0.07 MPa加壓加壓圓筒中間橫截面最低點處T2=pTRa2e+MT13.14Ra2e= / MPa鞍座平面最高點處T3=pTRa2e+MT23.14K1Ra2e = / MPa應力校核許用壓縮應力ac外壓應力系數(shù)BA=0.094e/Ro=0.009根據(jù)圓筒材料，按GB 150.3規(guī)定求取B=0.77MPa，B0=0.79 MPa操作工況act=mint，B =0.77 MPa、充滿水未加壓狀態(tài)ac=min0.9ReLRp0.2，B0 =0.79 MPa操作工況內(nèi)壓加壓（外壓未加壓）max1,2,3,4=0.31t=1.21 合格內(nèi)壓未加壓（外壓加壓）min1,2,3,4=0.04act=0.77 合格水壓試壓工況（充滿水）加壓maxT1,T2,T3,T40.9ReLRp0.2 / 外加壓minT1,T2,T3,T4ac /強度計算表(續(xù))圓筒切向剪應力圓筒未被封頭加強（ARa2時）=K3FRaeL-2AL+4hi= / MPa圓筒被封頭加強（ARa2時）=K3FRae= 0.21 MPa封頭應力圓筒被封頭加強（ARa2時）=K4FRahe= 0.06 MPa應力校核圓筒切向剪應力=0.210.8t=128 合格封頭應力橢圓h=KpcDi2he = 0.72 MPaK=162+Di2hi2 蝶形h=MpcRb2he =/ MPaM=143+Rr =/半球形h=pcDi4he =/ MPah=0.061.25t-h=199.28 合格圓筒周向應力及校核無加強圈圓筒圓筒的有效寬度b2=b+1.56Ran=296.7 mm鞍座墊板厚度re= 6 mm鞍座墊板包角(132)+12取k=0.1無墊板或墊板不起加強作用bb4b2橫截面最低點處5=-kK5Feb2= -0.3 MPa鞍座邊角處L/Ra8時6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8時6=-F4eb2-12K6FRaLe2= -104 MPa墊板起加強作用b4b2m0.6n橫截面最低點處5=-kK5Fe+reeb2= / MPa鞍座邊角處L/Ra8時6=-F4e+reb2-3K6F2e2+re2= / MPaL/Ra8時6=-F4e+reb2-12K6FLe2+re2= / MPa鞍座墊板邊緣處L/Ra8時6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8時6=-F4eb2-12K6FRaLe2= / MPa強度計算表(續(xù))有加強圈圓筒加強圈參數(shù)材料/e= / mm，d= / mm加強圈位置參數(shù)圖8、圖9加n= / 個組合載Ao= / mm2組合截面Io= / mm4設計溫度下rt / MPa加強圈位于鞍座平面內(nèi)鞍座邊角處圓筒周向應力7=C4K7FRaeI0-K8FA0 =/ MPa加強圈邊緣周向應力8=C5K7FRadI0-K8FA0 =/ MPa加強圈靠近鞍座平面無墊板或墊板不起加強作用橫截面最低點5=-kK5eb2 =/ MPa鞍座邊角處L/Ra8時6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8時6=-F4eb2-12K6FRaLe2= / MPa墊板起加強作用橫截面最低點5=-kK5Fe+reb2= / MPa鞍座邊角處L/Ra8時6=-F4e+reb2-3K6F2e+re2= /MPaL/Ra8時6=-F4e+reb2-12K6FLe+re2= /MPa靠近水平中心線圓筒周向應力7=C4K7FRaeI0-K8FA0= / MPa加強圈邊緣周向應力8=C5K7FRadI0-K8FA0= / MPa應力校核56，6, 71.2581.25rt強度計算表(續(xù))鞍座設計技術(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)鞍座實際高度H= 200mm鞍座計算高度Hs=minH,13Ra=200 mm鞍座腹板厚度b0=6mm鞍座墊板實際寬度b4=200 mm圓筒有效寬度b2=b+1.56Ran=296.7 mm鞍座墊板有限寬度br= b2=296.7mm圓筒中心至基礎表面距離Hv=700 mm腹板與筋板（小端）組合截面積Asa=/ mm2腹板與筋板（小端）組合截面系數(shù)Zr=/ mm3腹板水平拉力及校核腹板水平拉力Fs=K9F=3560 N水平拉應力無墊板或墊板不起加強作用9=FaHsb0= 0.5 MPa墊板起加強作用9=FaHsb0+brre= / MPa 應力校核9=0.523sa=106 合格鞍座壓縮應力及校核地震引起的腹板與筋板組合截面應力水平地震影響系數(shù)查表9 得a1=0.24防震設防烈度8度，0.30g水平地震力FEv=a1mg= 3560 N當FEvmgf時：sa=-FAsa-FEvH2Zr-FEvHvAsaL-2A=-0.7 MPa當FEvmgf時：sa=-FAsa-FEv-FfsHZr-FEvHvAsaL-2A=-1.1 MPa溫差引起的腹板與筋板組合截面應力sa=-FAsa-FfHZr= -0.08 MPa應力校核saK0sa=192，K0=1.2 合格sasa 合格強度計算表(續(xù))地震引起的地腳螺絲應力及校核地腳螺絲參數(shù)筒體軸線兩側(cè)螺栓間距l(xiāng)= / mm承受傾覆力矩螺栓個數(shù)n=/承受剪應力螺栓個數(shù)n=/傾覆力矩MEv0-0=FEvHv-m0gl2 =/ Nmm地腳螺絲拉應力bt=MEv0-0nlAbt =/ MPa地腳螺絲剪應力當FEvmgf時：bt=FEv-2Ffsn =/ MPa壓力校核拉應力btK0bt剪應力btK00.8bt四、 無損檢測1. 容器對接焊接接頭應進行局部射線檢測