分離器設(shè)計(jì)說明書1概要

1、目錄1緒論.12設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu) .32.1材料選擇.32.2筒體及封頭的選擇 .33設(shè)計(jì)計(jì)算.43.1確定罐體的工藝尺寸 .43.2設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)的確定.43.2.1設(shè)計(jì)壓力.43.2.2設(shè)計(jì)溫度.53.2.3厚度及厚度附加量 .53.2.4焊接接頭系數(shù).73.2.5許用應(yīng)力.73.3筒體厚度設(shè)計(jì) .83.4封頭壁厚設(shè)計(jì) .103.5水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核.104附件的選擇.124.1人孔的選擇.124.2人孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算.134.2.1補(bǔ)強(qiáng)判別 .144.2.2開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積.144.3補(bǔ)強(qiáng)圈的設(shè)計(jì).174.4接管選擇.174.5液面計(jì)的設(shè)計(jì) .184.6壓力計(jì)的設(shè)計(jì).194.7安全閥的設(shè)計(jì).

2、204.8容器支座的選擇.204.8.1承載核算.214.9密封裝置的設(shè)計(jì) .224.10視鏡的選擇.244.11溢流堰板的設(shè)計(jì) .245筒體和封頭的強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核 .255.2剪力5.3.筒體應(yīng)力計(jì)算及校核.5.3.1圓筒軸向應(yīng)力及校核.5.3.2筒體和封頭切向應(yīng)力及校核5.3.3支座截面處圓筒體的周向應(yīng)力及校核 .296容器制造工藝.304.8.2鞍座的選擇.215.1筒體的彎矩.25262626286.1下料.306.1.1戈懺.306.1.2坡口加工.306.2成形.306.3縱縫施焊.306.4筒節(jié)復(fù)圓.316.5縱縫無損檢測.326.6筒體組裝.326.7筒節(jié)環(huán)縫施焊.326.8

3、筒節(jié)環(huán)縫無損檢測 .326.9劃線開孔.326.10筒體封頭總裝.336.11設(shè)備附件組焊 .336.12完工總檢 .336.13壓力試驗(yàn).33結(jié)論.35致謝.36參考文獻(xiàn).37附錄.3811緒論壓力容器是一種密閉的承壓容器，通常是由板、殼組合而成的焊接結(jié)構(gòu)。其應(yīng)用廣 泛且用量大，但又比較容易發(fā)生事故且事故往往是嚴(yán)重的。 壓力容器的設(shè)計(jì)一般有筒體、 封頭、密封裝置、支座、接口管、人孔及安全附件等組成。與任何工程設(shè)計(jì)一樣，壓力 容器的設(shè)計(jì)目標(biāo)也是對新的或改進(jìn)的工程系統(tǒng)和裝置進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，以滿足人們的愿望與需要。具體來說，壓力容器的設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的特定要求，遵循設(shè)計(jì)工作 的基本規(guī)則或規(guī)范

4、，以及材料控制、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、制造工藝、檢驗(yàn)及質(zhì)量管理等方面的規(guī) 則，并盡可能地采用標(biāo)準(zhǔn)0本儲(chǔ)罐是石油工業(yè)中必不可少的分離容器， 所以本設(shè)計(jì)過程的內(nèi)容包括容器的材質(zhì) 的選取、容器筒體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，密封的設(shè)計(jì)、罐體及封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)、確定支座, 人孔及接管、開孔補(bǔ)強(qiáng)的情況以及焊接形式的設(shè)計(jì)與選取。在設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮經(jīng) 濟(jì)性、實(shí)用性和安全可靠性。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用 符合設(shè)計(jì)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)準(zhǔn)設(shè) 備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)。此次設(shè)計(jì)主

5、要原理來自過程設(shè)備設(shè)計(jì)一書 以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范2。原油經(jīng)過電脫鹽后的顏色是由石油中含有的其它物質(zhì)所形成的。原油相對密度一般在0.750.95之間，少數(shù)大于0.95或小于0.75，相對密度在0.91.0的稱為重質(zhì)原 油，小于0.9的稱為輕質(zhì)原油。原油粘度變化較大，一般在1100mPa.s之間，粘度大 的原油俗稱稠油，稠油由于流動(dòng)性差而開發(fā)難度增大。 一般來說， 粘度大的原油密度也 較大。 原油的凝固點(diǎn)大約在-50C35C之間。凝固點(diǎn)的高低與石油中的組分含量有關(guān)， 輕質(zhì)組分含量高，凝固點(diǎn)低，重質(zhì)組分含量高，尤其是石蠟含量高，凝固點(diǎn)就高。原油 很難溶于水中，但卻能溶于普通的有機(jī)溶劑，如苯、氯仿、酒

6、精、乙醚、四氯化碳等。 雖然原油幾乎完全不能和水相溶解，但仍有少量水分會(huì)“包溶”于原油中，一定條件下 可自然析出。設(shè)計(jì)一臺(tái)具體的化工設(shè)備或容器，必須全面考慮設(shè)計(jì)對象的工況條件，使其有：1.總體結(jié)構(gòu)合理、符合工藝要求，高效、可靠、經(jīng)濟(jì)；2.保證受壓元件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，密封良好，使用期內(nèi)具有安全壽命；3.力求制造、運(yùn)輸、安裝、維修簡便，易于實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)檢與控制；4.符合國家設(shè)計(jì)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，符合勞動(dòng)部門法規(guī)。設(shè)計(jì)概要1.強(qiáng)度、穩(wěn)定性設(shè)計(jì)1）根據(jù)設(shè)計(jì)條件及所造的結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性及密封計(jì)算，以確定設(shè)備 或容器的機(jī)械2尺寸。通過計(jì)算，常會(huì)對結(jié)構(gòu)加以修改，使之更加合理。2）施工圖設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算

7、的結(jié)果，繪制施工圖，確定制造技術(shù)要求，提出各零 件質(zhì)量及設(shè)備總重、材料、品種、規(guī)格、用量及標(biāo)準(zhǔn)件、外構(gòu)件等。2.編寫技術(shù)文件1）計(jì)算書2）設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容應(yīng)包含技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并表明技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)能力與消耗系 數(shù)；材料消耗與生產(chǎn)；維護(hù)管理費(fèi)用3）設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)容積為50.0m3臥式儲(chǔ)罐。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表如表1-1所列：表 1-1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表序號項(xiàng)目數(shù)值單位備注1名稱初頂回流油罐2用途初頂油分離3工作壓力0.05MPa4工作溫度40C5全容積50M36物料名稱油水7裝量系數(shù)0.832設(shè)計(jì)選材及結(jié)構(gòu)2.1 材料選擇根據(jù)初頂油的物性選擇罐體材料， 碳鋼對初頂油有良好的耐蝕性，腐蝕率在0.1伽/年以

8、下，儲(chǔ)罐可選用一般鋼材，根據(jù)儲(chǔ)罐的工作壓力、工作溫度和介質(zhì)的性質(zhì)可知該設(shè) 備為一低壓設(shè)備，介質(zhì)對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(Ts和g)和塑性指標(biāo)適合的材料，內(nèi)罐貯存中溫初頂油，可以考慮Q245 Q235這兩種鋼種。Q235的特點(diǎn)是，塑性好，適合于制作各種型材，如板材、角鋼、槽鋼、工字鋼等; 同時(shí)它的焊接性能優(yōu)良，適合于制造各種焊接結(jié)構(gòu)。所以初選Q235B5O2.2 筒體及封頭的選擇壓力容器封頭的種類較多，分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等，其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭和球冠形封頭?？蓞㈤單墨I(xiàn)1 126頁。常見容器凸形封頭形式如下圖示1圖

9、2-1 常見容器凸形封頭的形式從受力與制造方面分析來看，球形圭寸頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式。但缺點(diǎn)是深度大，沖 壓較為困難；橢圓封頭深度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中 應(yīng)用較多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到不少困 難。從鋼材耗用量來看，球形封頭用材最少，比橢圓形封頭節(jié)約，平板封頭用材最多。 因此，從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭較為合理。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。3設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 確定罐體的工藝尺寸根據(jù)工藝要求，初頂油儲(chǔ)罐可設(shè)計(jì)罐身為圓筒形，兩端

10、均用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的臥式 容器5。根據(jù)化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)手冊標(biāo)準(zhǔn)GB9019-88中的表1壓力容器的公稱直徑，筒 體的容積、面積及質(zhì)量查標(biāo)準(zhǔn)GB 9019-88表1。表 3-1 筒體用鋼板卷制時(shí)，容器的公稱直徑表(c)碟形封頭(d)球冠形封430035040045050055060065070075080090010001100120013001400150016001700180019002000210022002300240025002600280030003200340035003600380040004200440045004600480050005200540055005600580060

11、00由于容器設(shè)計(jì)壓力為0.25Mpa,容積50立方米，根據(jù)HG3154-1985-7臥式橢圓形封 頭儲(chǔ)罐系列，得：初選筒體內(nèi)徑D=2800伽，設(shè)罐身的長度為L,貝設(shè)L=7200伽對容積的核算11:筒體體積V1:V1=2.823.14“4 7. 44.31m3封頭體積V2：經(jīng)查表得到V2=3.12m3總體積 V :V二M 2V2=44.31 2 3.150.55m3Vs=50m3式中Vs設(shè)計(jì)容積，m3。所以取筒體：Di=2800mm L=7200 mm。3.2 設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù)的確定壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)主要有設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、厚度及其附加量、焊接接頭系 數(shù)和許用應(yīng)力等。3.2.1設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓

12、力為壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力。而最高工 作壓力系指容器頂部在正常工作過程中可能產(chǎn)生的最高表壓。設(shè)計(jì)壓力應(yīng)視內(nèi)壓或外壓容器分別取值。當(dāng)內(nèi)壓容器上裝有安全泄放裝置時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)不同形式的安全泄放裝置確定。裝設(shè)安全閥的容器，考慮到安全閥開啟動(dòng)作的滯后，容器不能及時(shí)泄壓，設(shè)計(jì)壓力 不應(yīng)低于安全閥的開啟壓力，通常可取最高工作壓力的1.05-1.10倍；裝設(shè)爆破片時(shí)，設(shè)計(jì)壓力不得低于爆破片的爆破壓力對于盛裝氣液共存的容器，由于容器內(nèi)介質(zhì)壓力為氣體的飽和蒸汽壓，在規(guī)定的裝 量系數(shù)范圍內(nèi)，與體積無關(guān)，僅取決于溫度的變化，故設(shè)計(jì)壓力與周圍的大氣環(huán)境溫度 密切相關(guān)。此外，還要考慮

13、容器外壁有否保冷設(shè)施，可靠的保冷設(shè)施能有效地保證容器 內(nèi)溫度不受大氣環(huán)境溫度的影響，即設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫 度確定。計(jì)算壓力是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下， 用以確定元件最危險(xiǎn)截面厚度的壓力， 其中包括 液柱靜壓力。5通常情況下，計(jì)算壓力等于設(shè)計(jì)壓力加上液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液 柱靜壓力小于5%計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。本設(shè)計(jì)的工作狀態(tài)為真空，工程上常取2.5倍的大氣壓為設(shè)計(jì)壓力，因此可取設(shè)計(jì)壓力Pc=0 25MPa 可參閱文獻(xiàn)1114頁。322設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度也為壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，它是指容器在正常情況下，設(shè)定元件 的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。當(dāng)元件金屬溫

14、度不低于0C時(shí)，設(shè)計(jì)溫度 不得低于元件金屬可能達(dá)到的最高溫度；當(dāng)元件金屬溫度低于0C時(shí)，其值不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低溫度。GB150規(guī)定設(shè)計(jì)溫度等于或等于-20C的容器屬于低溫容 器。元件的金屬溫度可以通過傳熱計(jì)算或?qū)崪y得到，也可按內(nèi)部介質(zhì)的最高（最低）溫 度確定，或在此基礎(chǔ)上增加（或減少）一定數(shù)值。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力存在對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)壓力容器遇有不同的操作工況時(shí)，應(yīng)按最苛刻的 壓力與溫度的組合設(shè)定容器的設(shè)計(jì)條件，而不能按其在不同工況下各自的最苛刻條件確定設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力。可參閱文獻(xiàn)1114頁。由于本設(shè)計(jì)的工作溫度是40C，而操作 工況與啟動(dòng)工況或停車工況時(shí)壓力差別大，而且四季變換也會(huì)有

15、溫度波動(dòng)，所以設(shè)計(jì)溫 度相應(yīng)比最高工作溫度要高些，故取設(shè)計(jì)溫度為60C。3.2.3厚度及厚度附加量由公式所給出的厚度為計(jì)算厚度，并未包括厚度附加量。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的厚度附加 量 C 由鋼材的厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量C2組成，即C=Ci+C2,不包括加工減薄量C3。 加工減薄量一般根據(jù)具體制造工藝和板材的實(shí)際厚度由制造廠而并非由設(shè)計(jì)人員確定。 因此，出廠時(shí)的實(shí)際厚度可能和圖樣厚度不完全一樣。計(jì)算厚度（S）是按有關(guān)公式采用計(jì)算壓力得到的厚度。必要時(shí)還用計(jì)入其他載荷 對厚度的影響。設(shè)計(jì)厚度（sd）系計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。名義厚度（sn）指設(shè)計(jì)厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚6度，及

16、標(biāo)注在圖樣上的厚度有效厚度（Se）為名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材負(fù)偏差。成形后厚度指制造廠考慮加工減薄量并按鋼板厚度規(guī)格第二次向上圓整得到的坯 板厚度，再減去實(shí)際加工減薄量后的厚度，也為出廠時(shí)容器的實(shí)際厚度。一般情況下, 只要成形后厚度大于設(shè)計(jì)厚度就可滿足強(qiáng)度要求。詳見文獻(xiàn)1115頁圖4-5。腐蝕裕量匸2圖 3-1 各種厚度間的關(guān)系鋼板或鋼管厚度負(fù)偏差Ci應(yīng)按相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選取。當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不 大于0.25伽，且不超過名義厚度的6%時(shí)，可取Ci=0。由于GB6654壓力容器用鋼板 和GB3531低溫壓力容器用低合金鋼鋼板規(guī)定壓力容器專用鋼板的厚度負(fù)偏差不大 于0.25伽，一次使用該標(biāo)準(zhǔn)

17、中鋼板厚度超過5伽時(shí)（如20R、16MnR和16MnDR等）, 可取G=0;常用鋼板（如20g、Q235-A以及0Cr18Ni9等）的厚度負(fù)偏差見表3-2。表 3-2 常用鋼板的厚度負(fù)偏差C1值鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB/T 3274GB/T 3280GB/T 4237GB/T 4238鋼板厚度 5.5 7.5 7.5 25 2530 30 34負(fù)偏差C10.60.80.91.0鋼板厚度 3440 40 50 5060 60 80負(fù)偏差C11.11.21.31.8腐蝕余量主要是防止容器受壓元件由于均勻腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)致厚度削弱減薄。 與腐蝕介質(zhì)直接接觸的筒體、封頭、接管等受壓元件，均應(yīng)考慮材料的腐蝕裕量。

18、腐蝕 裕量一般可根據(jù)鋼材在介質(zhì)中的均勻腐蝕速率和容器設(shè)計(jì)壽命確定。在無特殊腐蝕情況下，對于碳素鋼和低合金鋼，C2不小于1伽；對于不銹鋼，當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性極微時(shí)，可 取C2=0。但腐蝕裕量只對防止發(fā)生均勻腐蝕破壞有意義；對于應(yīng)力腐蝕、氫脆和縫隙腐蝕等 非均勻腐蝕，用增加腐蝕裕量的辦法來防止腐蝕效果不佳，此時(shí)應(yīng)著重于選擇腐蝕材料 或進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆栏g處理。厚度負(fù)偏差G葆二次厚度圓整破=加工減薄 董二次厚度圓整值J81=!,MELawFwr加工減薄7本設(shè)計(jì)取 Ci=0.8mm,C2=2mm，可參閱文獻(xiàn)1115116頁。3.2.4焊接接頭系數(shù)通過焊接制成的容器，焊縫中可能存在夾渣、未熔透、裂紋、氣孔等焊接

19、缺陷，且在焊縫的熱影響區(qū)很容易形成粗大晶粒而使目的材料的強(qiáng)度或塑性有所降低，因此焊縫往往成為容器強(qiáng)度比較薄弱的環(huán)節(jié)。為彌補(bǔ)焊縫對容器整體強(qiáng)度的削弱，在強(qiáng)度計(jì)算中 需引入焊接接頭系數(shù)。焊接接頭系數(shù)表示焊縫金屬與目的材料強(qiáng)度的比值，反映容器強(qiáng) 度受削弱的程度。可參閱文獻(xiàn)1116頁。影響焊接接頭系數(shù)大小的因素較多，但主要與焊接接頭形式和焊縫無損檢測的要求 及長度比例有關(guān)。中國鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)可按表3-3選取。表 3-3 鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)值焊接接頭形式無損檢測比例值焊接接頭形式無損檢測比例$值雙面焊對接接頭和相當(dāng)于100%1.00單面焊對接接頭（沿焊接根部全100%0.90雙面焊的

20、全熔透對接接頭局部0.85長又緊貼基本金屬的墊板）局部0.80本設(shè)計(jì)的筒體及封頭焊接接頭采用雙面焊局部無損檢測，故取=0.853.2.5許用應(yīng)力許用應(yīng)力是容器殼體、封頭等受壓元件的材料許用強(qiáng)度，取材料強(qiáng)度失效判據(jù)的極 限值與相應(yīng)的材料設(shè)計(jì)系數(shù)（又稱安全系數(shù)）之比。設(shè)計(jì)時(shí)必須合理地選擇材料的許用 應(yīng)力，采用過小的許用應(yīng)力，會(huì)使設(shè)計(jì)的部件過分笨重而浪費(fèi)材料，反之則使部件過于 單薄而容易破損。作為壓力容器受壓元件設(shè)計(jì)時(shí)的許用應(yīng)力，即按下式取值也就是說在設(shè)計(jì)受壓元件時(shí)，以抗拉強(qiáng)度和屈服點(diǎn)同時(shí)來控制許用應(yīng)力。GB150給出了鋼板、鋼管、鍛件以及螺栓材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力值，同時(shí)也 列出了確定鋼材許用

21、應(yīng)力的依據(jù)，表3-4所示為鋼材（除螺栓材料外）許用應(yīng)力的確定 依據(jù)。可參閱文獻(xiàn)1116117頁。8表 3-4 鋼制壓力容器用材料許用應(yīng)力的取值方法材料許用應(yīng)力取下列各值中的最小值/MPa碳素鋼、低合金鋼、鐵素體高合金鋼ttt b，s，s，D，n3.0，1.6，1.6，1.5，1.0奧氏體高合金鋼 b，s(%.2)，s(%.2)，D，n? ? ? ?3.01.51.51.5 1.03.3 筒體厚度設(shè)計(jì)初頂回流油罐通常置于室外，罐內(nèi)的溫度和壓力直接受到大氣溫度的影響，在夏季 液氨儲(chǔ)罐經(jīng)太陽暴曬，隨著氣溫的變化，儲(chǔ)罐的操作壓力也在不斷變化。儲(chǔ)罐在夏季最 高溫度可達(dá)到55C。由于在操作過程中有氣體析出

22、，壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程規(guī)定液 化氣體儲(chǔ)罐必須安裝安全閥，設(shè)計(jì)壓力通常可取最大操作壓力的1.051.10倍。設(shè)計(jì)壓力 故取設(shè)計(jì)壓力 由于液柱靜壓力所以在設(shè)計(jì)溫度p =1.1 0.25 =0.275MPap =0.275MPa5% p =0.05 0.275 =0.014MPaP -gh = 0.9 9.8 2800 = 0.025MPa _ 5% ppc=0.025+0.275=0.3MPa60C，估計(jì)筒體的厚度在616伽范圍內(nèi)，為安全取許用應(yīng)力lt=115MPa,焊接接頭采用V坡口雙面焊接，采用局部無損檢測，其焊接接頭系數(shù)由 焊接接頭系數(shù)表查得=0.853。根據(jù)GB150-2011標(biāo)準(zhǔn)，Q23

23、5B的特性如下：表 3-5 Q235B 的許用應(yīng)力表鋼號板厚/伽在下列溫度（C）下的許用應(yīng)力/MPa0.25MPa(Di、e28008 -2.8式中Pw 1 一一圓筒的最大允許工作壓力，MPa。滿足條件。根據(jù)HG3154-1985-7,圓整后選取厚度8伽Q235B鋼板。筒體尺寸表如表所示:表 3-6 筒體尺寸表公稱直徑一米高的容積 V(m3)米冋的內(nèi)表面名義厚度n(m)一米高筒節(jié)鋼板Di積FB(tf)質(zhì)量(kg)PcDj2-Pc0.3 28002 115 0.85-0.3=4.3伽(3-1)0.32800 8一28=80.92MPa2 8 -2.8= 115 0.85 = 97.75MPa (

24、3-2)1028006.1548.7928909113.4 圭寸頭壁厚設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，各參數(shù)與筒體相同式中 =0.85設(shè)計(jì)厚度-p 二C2= 4.30 - 2 = 6.30mm從制造和受力角度考慮，一般與筒體厚度一致，取名義厚度m的Q235B鋼板。 橢圓形封頭的最大允許工作壓力按下式確定RT26eb”2 匯（82.8115 漢 0.85、l-Pw -0.363MPa0.25MPa（3-5）xDi0.5、e1.0 2800 0.58-2.8所以封頭也符合設(shè)計(jì)條件?？蓞㈤單墨I(xiàn)1127頁。表 3-7 封頭尺寸表公稱直徑Dg曲面咼度h1直邊高度容積 V(m3)內(nèi)表面積F（tf）名義厚度6 （）

25、質(zhì)里（眩）2800700403.128.8212834.03.5 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核根據(jù)公式，試驗(yàn)壓力內(nèi)=p （3-6）rr J式中pT試驗(yàn)壓力，MPa；耐壓試驗(yàn)壓力系數(shù)，一般取=1.25;p-設(shè)計(jì)壓力，MPa；I材料許用應(yīng)力，當(dāng)容器各元件（筒體、封頭、接管、法蘭及緊固件等） 所用材料不同時(shí)，應(yīng)取各元件材料許用應(yīng)力比1/卜.f的最小值；& J設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa。先按公式確定水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力PT為：CTFT=1.25 Pct=1.25 0.3 1.0 = 0.375 MPa，汀水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核:計(jì)算水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力PcDj2I- 0.5 Pc0.3 漢 28002 115

26、0.85-0.5 0.3=4.30伽(3-4)12D-L37528008心二101.15MPa2-2 8-2.8Q235B鋼板的鋼材屈服極限 6 =235MPa , 在常溫水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力0.9；二=0.9 235 0.85 =179.78MPa“：0.9s，故筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求CJ(3-7)134附件的選擇4.1 人孔的選擇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、工作溫度以及人、手孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。人孔的類型很多，從是否承壓來看有常壓人孔和承壓

27、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400伽，橢圓形人孔的尺寸一般為350伽450伽。容器上開設(shè)人孔規(guī)定當(dāng)Di1000時(shí)至少設(shè)一個(gè)人孔，本設(shè)計(jì)初選一個(gè)圓形人孔。根據(jù)儲(chǔ)罐的工作溫度及最高工作壓力為0.25MPa人孔的

28、標(biāo)準(zhǔn)按公稱壓力為0.25MPa等級選取，查標(biāo)準(zhǔn)選回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔（HG/T 21516-2005）,人孔筒節(jié)軸線垂直安 裝。公稱直徑500伽，凸法蘭密封面（C型），采用U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。 法蘭標(biāo)準(zhǔn)號為HGJ5053-91， 墊片標(biāo)準(zhǔn)號為HGJ6972-91，法蘭蓋標(biāo)準(zhǔn)HGJ6165-91材料為20R，螺柱螺 母標(biāo)準(zhǔn)HGJ75-91螺柱材料35CrMoA螺母材料30CrMo，吊環(huán)轉(zhuǎn)臂的材料為Q235-A -F， 墊圈標(biāo)準(zhǔn)為GB95-85，材料100HV，螺母標(biāo)準(zhǔn)GB41-86，吊鉤環(huán)材料為Q235-A-F

29、， 支承板材料為20R。人孔尺寸表如下表8 9o4-1 回轉(zhuǎn)蓋板式平焊法蘭人孔尺寸表密封面形式PN/MPaDNdxsuwdDD1H1H2bb1b2Ado螺柱螺母螺柱總 質(zhì) 量kg數(shù)量直徑疋長度突面（RF型）0.6500530匯6500645600230106322426355202040M20漢115117144.2 人孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算由于各種工藝和結(jié)構(gòu)上的要求，不可避免地要在容器上開孔并安裝接管。 開孔以后, 除削弱器壁的強(qiáng)度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的 局部應(yīng)力，給容器的安全操作帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計(jì)必須充分考慮開孔的補(bǔ)強(qiáng)。壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算方法有多種，

30、為了計(jì)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(shí)，則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面積 。補(bǔ)強(qiáng)材料采用Q235B。壓力容器接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主要有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng) 和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種形式，如圖4-1所示。1） 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng) 這是中低壓容器使用最為廣泛的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體與 接管連接處，如圖4-2（a）所示。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、原材料易解決、安全、 可靠、使用經(jīng)驗(yàn)豐富等優(yōu)點(diǎn)。但補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體金屬之間不能完全貼合，傳熱效果差，在 中溫以上使用時(shí)，二者存在較大的熱膨脹差，因而使補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域產(chǎn)生較大

31、的熱應(yīng)力；另外, 補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體采用搭接連接，難以與殼體形成整體，所以抗疲勞性能差。這種補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)一般使用在靜載、常溫、中低壓、材料的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度低于540MPa、補(bǔ)強(qiáng)圈厚度小于或等于1.5 n、殼體名義厚度-n不大于38 mm的場合。2） 厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)即在開孔處焊上一段厚壁接管，如圖4-2（b）所示。由于接管 的加厚部分正處于最大應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，故比補(bǔ)強(qiáng)圈更能有效地降低應(yīng)力集中系數(shù)。接管補(bǔ) 強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡單，焊縫少，焊接質(zhì)量容易檢查，因此補(bǔ)強(qiáng)效果較好。高強(qiáng)度低合金鋼制壓力容器由于材料缺口敏感性較高，一般都采用該結(jié)構(gòu)，但必須保證焊縫全熔透。3） 整鍛件補(bǔ)強(qiáng) 該補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是接管和部分殼體連同補(bǔ)強(qiáng)部分做成整體鍛件

32、， 再與 殼體和接管焊接，如圖4-2（c）所示。此補(bǔ)強(qiáng)只在重要壓力容器中應(yīng)用，如核容器，材 料屈服點(diǎn)在500MPa以上的容器開孔及受低溫、高溫、疲勞載荷容器的大直徑開孔等。 可參考文獻(xiàn)1160164頁。421補(bǔ)強(qiáng)判別圖 4-1 補(bǔ)強(qiáng)元件的基本類型15GB150規(guī)定，當(dāng)在設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa的殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的 間距（對曲面間距以弧長計(jì)算）大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱直徑小于或等于89伽時(shí)，只要接管最小厚度滿足下表要求，就可不另行補(bǔ)強(qiáng)。由文獻(xiàn)1161頁表4-15表 4-2 不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度單位：mm接管公稱外徑253238454857657689最小厚度3.54

33、.05.06.0根據(jù)表4-2,允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為89m。本開孔外徑等于500m,故需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)1160頁。等面積補(bǔ)強(qiáng)允許開孔的范圍GB150對開孔最大直徑作了如下限制。11）圓筒上開孔的限制，當(dāng)其內(nèi)徑 Di乞 1500m時(shí)，開孔最大直徑- Di，且1d -520m;當(dāng)其內(nèi)徑 Di1500m時(shí)，開孔最大直徑d Di，且d _ 1000m；31d蘭一Dj2）凸形封頭或球殼上開孔最大直徑2；13）錐殼（或錐形殼體）上開孔最大直徑dm-Di，Di為開孔中心處的錐殼內(nèi)直3徑；4）在橢圓形或蝶形封頭過渡部分開孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直于封頭表面。橢圓形或蝶形封頭上開孔的孔邊或外加

34、補(bǔ)強(qiáng)元件的邊緣與封頭邊緣間的投影距離不0.1耳。本設(shè)計(jì)所選用的人孔筒節(jié)內(nèi)徑為dj=535m，壁厚、；nt=6m。故補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸如下： 查HG/T21515-2005得人孔的筒體尺寸為：J530X6,由標(biāo)準(zhǔn)查得補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑di=535m，外徑d。=840m。開孔直徑d = di2 = 518 2 2.8 = 523.6m式中d開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)直徑加2倍厚度附加量，橢圓形或長圓形孔取所考慮平面上的尺寸（弦長，包括厚度附加量），m。本筒體開孔直徑d = 523.6mDi3= 933mm ,且滿足d乞1000m，滿足等面積法開孔 補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的使用條件，故可用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)?？蓞⒖嘉墨I(xiàn)1161

35、頁。4.2.2開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積筒體計(jì)算厚度：=4.3mm式中：一一筒體計(jì)算厚度，m16開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按下式計(jì)算A=d、2、.戎1 - fr=523.6 4.3 2 4.3 4 1-1 = 2244.6mm2(4-1)式中 A開孔削弱所需要的補(bǔ)強(qiáng)面積，m2;d開孔直徑，圓形孔等于接管內(nèi)直徑加2倍厚度附加量，橢圓形或長圓形孔 取所考慮平面上的尺寸(弦長，包括厚度附加量)，伽；一一殼體開孔處的計(jì)算厚度，伽；、：et-接管有效厚度，:et=wC，m；fr強(qiáng)度削弱系數(shù)， 等于設(shè)計(jì)溫度下接管材料與殼體材料許用應(yīng)力之比， 當(dāng) 該值大于1.0時(shí)，取fr=1.0。有效寬度范圍：有效寬度B按一下公式確定B =

36、2 d= 2523.6 =1047.2伽(4-2)B = d 2、n2、nt= 523.6 2 8 2 6 = 551.6m取最大值B=1044m式中B-補(bǔ)強(qiáng)有效寬度，伽；n殼體名義厚度，伽；-nt接管名義厚度，伽。有效高度h:外側(cè)有效高度 g 按下式確定0 - d-：nt - -523.6 5.2 = 56m(4-3)A =230m(實(shí)際外伸高度) 兩者取較小值，故 h =56m內(nèi)側(cè)有效高度h2按下式確定h2二 廠玳二.523.6一5.2二56m(4-4)h2=106m(實(shí)際內(nèi)伸高度) 兩者取較小值h2=56m有效補(bǔ)強(qiáng)面積：1.筒體多余金屬面積 筒體多余金屬面積A1按下式計(jì)算A =(B -d

37、)(、e- ) -2etC ei)(1一f)(4-5)17= (1044-523.6)(5.2 -4.3)-2 4 (5.2 -4.3)(1 -1)2=887.4mm式中；e筒體有效厚度，飛=r- C = 8 - 2.8 = 5.2mm;fr選擇與筒體相同的材料(Q235B)進(jìn)行補(bǔ)償，故 fr=12.接管多余金屬面積接管計(jì)算厚度接管多余金屬面積A2按下式計(jì)算A?=2憐(七-t)f 2 h2(、et-C2)f(4-6)=2 564-0.81 2 56 4-21 -582.423.接管區(qū)焊縫面積(焊腳取10.0伽)12A3=210.0 10.0=100.0伽24.有效補(bǔ)強(qiáng)面積A代=A A2人=88

38、7.4 582.4 100 = 1569.8mm2因?yàn)?Ae：A，所以需要補(bǔ)強(qiáng)所需另行補(bǔ)強(qiáng)截面積A42A4=A-Ae=2244.6-1569.8= 674.8mm擬采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)采用補(bǔ)強(qiáng)圈搭焊結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)應(yīng)遵循下列規(guī)定：(1)鋼材的常溫抗拉強(qiáng)度 沅乞 540MPa ; (2)補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度不得超過1.5n; (3)殼體名義厚度 38 mm。0.3x5182 115 0.85-0.3二0.8伽圖 4-2 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍示意圖184.3 補(bǔ)強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)根據(jù)接管公稱直徑DN500選補(bǔ)強(qiáng)圈，參照HG 21506-92取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 D0=840血,內(nèi)徑 Dj=535伽。因B=1044伽D0,補(bǔ)強(qiáng)圈在有效補(bǔ)強(qiáng)

39、范圍內(nèi)。補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為：A4674.82.2伽（4-7）D。一耳840 -535考慮鋼板負(fù)偏差并圓整，實(shí)取補(bǔ)強(qiáng)厚度4伽，補(bǔ)強(qiáng)材料與殼體材料相同。補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)記為：標(biāo)準(zhǔn)號JB -T 4736-2002規(guī)格補(bǔ)強(qiáng)圈DN 5006-D材質(zhì)Q235-B4.4 接管選擇1015一般輸用液體用無縫鋼管時(shí)按GB 8163-87用普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu) 鋼制造。無縫鋼管按外徑和壁厚供貨，分為冷拔和熱軋兩種。冷拔管外徑6200伽，壁厚0.214伽。熱軋管外徑32630伽，壁厚2.575伽。冷拔管的最大公稱直徑為200伽， 熱軋管最大外徑為630伽。在管道工程中，管徑超過57伽時(shí)，常用熱軋管，57 mm以內(nèi) 時(shí)

40、，常用冷拔管。本設(shè)計(jì)選用材料為Q235-B。本設(shè)計(jì)選擇結(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(dòng)使液流集中，減少物料對壁的磨損與腐蝕，對減少產(chǎn)生靜電也有好 處。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。本設(shè)計(jì)的接管選擇按ISO4200規(guī)定系列1的標(biāo)準(zhǔn)選擇。表 4-3 管子最小壁厚材料公稱直徑350碳素鋼、低合金鋼2.43.24.04.8高合金鋼、奧氏體不銹鋼1.52.3由已知條

41、件：進(jìn)口流量：30m3/h，抽出液流量：25m3/h，罐頂不凝性：3m3/h，罐底含硫污油：2m3/h。查化工原理上冊第18頁得管道內(nèi)徑 d弘，表1-1查得流速 v =3m/s。帶入數(shù)據(jù)得:19同理 出料管d=54.3mm罐頂d=18.8mm排污管d=15.4mm1）初頂油進(jìn)料管查設(shè)備設(shè)計(jì)161頁采用無縫鋼管65X5伽（管壁加厚，具有補(bǔ)強(qiáng)作用）。管長2100伽,距左端環(huán)焊縫200mm,配用平焊管法蘭PN0.25DN65 GB/T9112-2000。不需另行考慮其補(bǔ)強(qiáng)。2）初頂油出料管采用無縫鋼管管57X5伽，伸入到罐內(nèi)離罐底約平焊管法蘭（GB/T 9112-2000）,凸面管法蘭蓋（ （GB/

42、T519）。出料管的補(bǔ)強(qiáng)同初頂油進(jìn)料管。3）排污管在離右鞍座的左側(cè)1000伽處最底部設(shè)個(gè)排污管，規(guī)格是25X4配用平焊管法蘭PN0.25DN25 GB/T 9112-2000。排污管的補(bǔ)強(qiáng)同初頂油進(jìn)料管。4）罐頂排氣管采用25X4伽無縫鋼管，距右端環(huán)焊縫300mm，管法蘭PN0.25DN25 GB/T 9112-20005） 安全閥接口管安全閥接口管尺寸由安全閥泄放量決定。本貯罐選用20X4伽的無縫鋼管，距右端環(huán)焊縫500mm,管法蘭PN0.25DN20 GB/T 9112-2000。6） 液面計(jì)接管選用玻璃管液面計(jì)HG21592-1995,尺寸為20X4m。7） 壓力表接口管壓力表接口管一般

43、都是帶法蘭接管并附帶法蘭蓋，由最大工作壓力決定。因此選用 與殼體連接的接管為無縫鋼管GB8163-2008熱軋鋼管，尺寸為50X4m，距右端環(huán)焊縫800mm,管法蘭采用PN0.25DN50 GB/T 9112-2000。各接管外伸高度都是200m。4.5 液面計(jì)的設(shè)計(jì)11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)。進(jìn)料管-.,360二59.5mm根據(jù)表4-15允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管外徑為89伽。本開孔外徑等于65 mm,故100m，距右端環(huán)焊縫150mm,配用G

44、B9119.8-1988）和石棉橡膠墊片20它們都是外購的標(biāo)準(zhǔn)件，只需要選用。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。并且：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)晶等堵塞固體的場合。板 式液面計(jì)承壓能力強(qiáng)，但是比較笨重、成本較高。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。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)。油水為較干凈的物料， 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： 在此選用玻 璃管液面計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)號HG21592-1995。由儲(chǔ)罐公稱直徑2800選擇長度

45、為1400伽液面計(jì) 兩支，保溫型，液面計(jì)接管為無縫鋼管。液面計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)系列如下表4-4。表 4-4 液面計(jì)標(biāo)準(zhǔn)系列名稱公稱壓力MPa使用溫度C允許工作壓力 MPa公稱長度mm結(jié)構(gòu)型式標(biāo)準(zhǔn)號玻璃管液面計(jì)1.60200 1.6500,600,800，1000，1200,1400普通型保溫型HG21592.1-95HG21592.2-95法蘭形式及其代號C型（長頸對焊突面管法蘭JB/T4703-2000），液面計(jì)公稱壓力PN1.6,使用溫度0200r，液面計(jì)的主題材料代號：鍛鋼（16Mn），結(jié)構(gòu)形式及其代 號：普通型（無代號），公稱長度為1400伽，排污口結(jié)構(gòu)：V（排污口配螺塞）。液面計(jì)標(biāo)記為：AG

46、1.6 -IW-14004.6 壓力計(jì)的設(shè)計(jì)11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1.53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

47、此，壓力表的使用壓力范圍，應(yīng)不超過刻度極限的6070%。測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)備的壓力等級和實(shí)際工作需要來確定精 度。額定蒸21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；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。 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100m m，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0.2

48、5到0.3MPa時(shí)，可選用普通壓力表，又油體腐蝕性不是很大，所以綜合考慮選用彈簧管壓力表。技術(shù)指 標(biāo)為：精度等級：（2.5）公稱直徑：50接頭螺紋：1.5 G1測量范圍：0-0.6Mpa4.7 安全閥的設(shè)計(jì)11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(jì)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,公稱通徑DN取20伽。與安全閥和接管連接的法蘭選擇平焊管法蘭JB/T 4701-2000。安裝在離右封頭切 線1000 mm處。4.8 容器支座的選擇壓力容器靠支座支承并固定在基礎(chǔ)上，圓筒形容器和球形容器的支座不同。隨安裝 位置不同，圓筒形容器支座分

49、立式容器支座和臥式容器支座兩類，其中立式容器支座有 腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四種；臥式容器支座有鞍座，圈座和支腿 三種。而球形容器多采用柱式或裙式支座。鞍座是應(yīng)用最廣泛的一種臥式支座，鞍座普 遍使用雙鞍座支承。從應(yīng)力分析看，承受同樣載荷且具有同樣截面幾何形狀和尺寸的梁 采用多個(gè)支承比采用兩個(gè)支承優(yōu)越，因?yàn)槎嘀С性诹粌?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小。所以，從理論 上說臥式容器的支座數(shù)目越多越好。但在是實(shí)際上臥式容器應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成雙支座，這 是因?yàn)楫?dāng)支點(diǎn)多于兩個(gè)時(shí)，各支承平面的影響如容器簡體的彎曲度和局部不圓度、支座 的水平度、各支座基礎(chǔ)下沉的不均勻性、容器不同部位抗局部矯形的相對剛性等等，均 會(huì)

50、影響支座反力的分布。因此采用多支座不僅體現(xiàn)不出理論上的優(yōu)越論反而會(huì)造成容器 受力不均勻程度的增加，給容器的運(yùn)行安全帶來不利的影響。所以一般臥式儲(chǔ)罐最好采 用雙鞍座支承。圈座一般用于大直徑薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座簡稱支腿， 因這種支座在與容器殼壁連接處會(huì)造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，故只適合用于小型設(shè)備（DN1600，L5m）。綜上考慮在此選擇雙個(gè)鞍座作為儲(chǔ)罐的支座,一個(gè)S型，一個(gè)F型。另外，由材料力學(xué)可知，對于雙支座上受均布載荷的簡支梁，若梁的全長為L,則當(dāng)外伸長度為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值 相等，從而使上述兩截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒

51、的彎矩略小于跨距中間圓 筒的彎矩，通常取尺寸0.2L值，為此中國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731鋼制臥式容器規(guī)定取A - 0.2L，A值最大不得超過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。其中A為封頭切線至支座中心線之距離，L為兩封頭切線間之距離，此外，由 于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度， 故封頭對于支座處圓筒的抗彎剛度具有局部的 加強(qiáng)作用12。22圖 4-3 鞍式支座總體圖4.8.1承載核算先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷。貯罐總質(zhì)量：m=m什m2+m3+m4式中mi-罐體質(zhì)量；m2-封頭質(zhì)量；m3-初頂油質(zhì)量；m4-附件質(zhì)量。(1)罐體質(zhì)量mi筒節(jié)DN=2800mm，：n= 8伽的筒節(jié)

52、，每米質(zhì)量為909Kg。所以m =909匯7.2 = 6544.馳(2)封頭質(zhì)量m2橢圓形封頭DN=2800m，r =8mm，直邊高度h=40m，q2=870.4Kg。所以m2=2 q2=2 X870.4=1740.8Kg(3)充水質(zhì)量m3m3=V亍=50 1000 = 50000kg(4)附件質(zhì)量m4人孔約117Kg，補(bǔ)強(qiáng)圈約10Kg其它接管總和按100Kg計(jì)，m4=227Kg設(shè)備總重量m=m1+m2+m3+m4=6544.8+1740.8+50000+227=58512.6kg=576.9KN4.8.2鞍座的選擇14每個(gè)鞍座承約受288.5KNV445KN負(fù)荷，選用包角為120的鞍座，輕型

53、帶墊板焊23制。即:JB/T4712.1-2007鞍座A2800F h=250=10| = 40JB/T4712.1-2007鞍座A2800S h=250 =10I = 404.9 密封裝置的設(shè)計(jì)壓力容器的可拆密封裝置形式很多，如中低壓容器中的螺紋連接、承插式連接和螺 栓法蘭連接等，其中以結(jié)構(gòu)簡單、裝配比較方便的螺栓法蘭連接用得最普遍。螺栓法蘭連接主要有法蘭、螺栓和墊片組成。螺栓的作用有兩個(gè)：一是提供預(yù)緊力 實(shí)現(xiàn)初始密封，并承擔(dān)內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向力；二是使螺栓法蘭連接變?yōu)榭刹疬B接。墊片裝 在兩個(gè)法蘭中間，作用是防止容器發(fā)生泄漏。法蘭上由螺栓孔，以容納螺栓。螺栓法蘭 連接設(shè)計(jì)的一般目的是：對于已知的

54、墊片特性，確定安全、經(jīng)濟(jì)的法蘭和螺栓尺寸，使 接頭的泄漏率在工藝和環(huán)境允許范圍內(nèi)，使接頭內(nèi)的應(yīng)力在材料允許范圍內(nèi)，即確保密 封性和結(jié)構(gòu)完整性。螺栓法蘭連接設(shè)計(jì)關(guān)鍵要解決兩個(gè)問題：一是保證連接處“緊密不漏”；二是法蘭表 4-5 鞍座尺寸表mm圖 4-4 鞍式支座結(jié)構(gòu)圖24應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，不致因受力而破壞。實(shí)際應(yīng)用中，螺栓法蘭連接很少因強(qiáng)度不足而 破壞，大多因密封性能不良而導(dǎo)致泄漏。因此密封設(shè)計(jì)是螺栓法蘭連接中的重要環(huán)節(jié)， 而密封性能的優(yōu)劣又與壓緊面和墊片有關(guān)1301法蘭壓緊面的選擇壓緊面主要應(yīng)根據(jù)工藝條件、密封口徑以及墊片等進(jìn)行選擇。常用的壓緊面形式有 全平面圖4-5(a)、突面圖4-5(b)

55、、凹凸面圖4-5(C)、榫槽面圖4-5(d) 及環(huán)連接面(或稱T形槽)圖4-5(e)等，其中以突面、凹凸面、榫槽面最為常用。 本設(shè)計(jì)管法蘭壓緊面全部選擇突面。2墊片的選擇墊片是螺栓法蘭連接的核心，密封效果的好壞主要取決于墊片的密封性能。設(shè)計(jì)時(shí), 主要應(yīng)根據(jù)介質(zhì)特性、壓力、溫度和壓緊面的形狀來選擇墊片的結(jié)構(gòu)形式、材料和尺寸， 通常兼顧價(jià)格、制造和更換是否方便等因素?；疽笫侵谱鲏|片的材料不污染工作介 質(zhì)、耐腐蝕、具有良好的變形能力和回彈能力，以及在工作溫度下不易變質(zhì)硬化或軟化 等。對于化工、石油、輕工、食品等生產(chǎn)中常用的介質(zhì)，可以參閱設(shè)備設(shè)計(jì)143頁墊片選用表4-11選用墊片，查得結(jié)果如下表。

56、可參考文獻(xiàn)1143144頁。表 4-6 墊片選用表介質(zhì)法蘭公稱壓力工作溫度密封面墊片MPaC形式材料油水0.250.5R且圓筒無加強(qiáng)圈，或雖有加強(qiáng)圈，但加強(qiáng)圈不在鞍座處135 0.1320.234150 0.1610.279所以由式（5-11）、（5-12）得由設(shè)計(jì)壓力引起的軸向應(yīng)力所以-P0.3 1408=40.6MPa（3）軸向應(yīng)力的校核最大軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在筒體中間截面處最低處，查過程設(shè)備設(shè)計(jì)二2=60.6MPa許用軸向應(yīng)力匸f -115MPa，而匚2I。所以設(shè)計(jì)厚度合格5.3.2筒體和封頭切向應(yīng)力及校核由過程設(shè)備設(shè)計(jì)表5-2查得二3=0.880，二4=0.401。由于A20m m；打磨除

57、銹后，應(yīng)在當(dāng)天施焊，否則須重 新清理。6.2 成形筒體成形、點(diǎn)固，鋼板放入卷板機(jī)后，應(yīng)使鋼板邊緣與卷輥軸線平行，避免偏斜。 分幾次調(diào)節(jié)上輥筒卷制，用R卡板隨時(shí)測量，防止過卷。組對間隙按圖紙圖 6-1縱縫對口錯(cuò)邊量b應(yīng)符合規(guī)定：當(dāng)Sn12:時(shí)，b12:時(shí)b3，且不大于2 mm,本設(shè)計(jì)8mm。6.3 縱縫施焊筒節(jié)上接產(chǎn)品試板和引熄弧板，不得在筒節(jié)其他部位隨意引弧。產(chǎn)品試板坡口應(yīng)與 筒節(jié)縱縫坡口相同，并與筒節(jié)保持一致，焊接材料牌號也相同。壓力容器受壓部分的焊 接接頭分為A B C D四類，查1173頁得封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用A類焊接接頭。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

58、母材，由融化的金33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(dòng)載荷下工作的堅(jiān)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(dòng)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V型坡口。根據(jù)Q235B的抗拉強(qiáng)度二b=115Mpa和屈服點(diǎn)匚s=235Mpa選擇型號為E4303的焊條.該型號的焊條是碳鋼焊條，適用于焊接較重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度等級較低的低合金鋼 結(jié)構(gòu)，如Q23509MnV 09Mn2等。施焊完畢，清除焊渣飛濺。焊工應(yīng)在規(guī)定部位打焊工鋼印，鋼印深度不得大于0.5mm

59、（對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定不能打鋼印設(shè)備用無氯無硫記號筆做焊工標(biāo)記），并填寫施焊記錄及過程控制卡簽名。焊接完畢割下引熄弧板；試板隨筒體一起無損檢測，合格后割下；切割 處打磨平滑。焊縫外觀檢查：焊縫表面應(yīng)無氣孔、夾渣、焊瘤、飛濺、裂紋、未熔合、未焊透等缺陷；焊縫咬邊 深度0.5伽咬邊連續(xù)長度不得大于100伽，焊縫兩側(cè)咬邊總長不得超過該焊縫長度10% ;焊縫寬度為坡口寬度兩側(cè)各增加12伽。圖 6-26.4 筒節(jié)復(fù)圓用卷板機(jī)對筒節(jié)復(fù)圓，對接縱縫處環(huán)向棱角度E5mm,用弦長等于1/6Di且玄300mm的內(nèi)外卡板檢查。f-引弧板筒節(jié)試板 熄弧板熄弧板34圖 6-335圓度要求:同一斷面的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之差e1%

60、Di且25mm,非標(biāo)設(shè)備30mm（對 本儲(chǔ)罐，e1200伽時(shí)，其值不大于7伽）。不得用鐵榔頭錘擊焊縫。6.5 縱縫無損檢測無損檢測必須在外觀質(zhì)量檢查合格后進(jìn)行。超聲波或X射線檢測，檢測比例及合格 級別按圖紙及工藝要求，并應(yīng)符合容規(guī)和JB4730標(biāo)準(zhǔn)。檢測后出具無損檢測報(bào)告。6.6 筒體組裝筒節(jié)長度為1800mm,對接處除銹去污，相鄰?fù)补?jié)縱縫應(yīng)錯(cuò)開，錯(cuò)開距離大于筒體 厚度的3倍，且大于100伽。本筒體不帶襯環(huán)對接，調(diào)整間隙（間隙b按圖紙和焊接工藝要求，）后，點(diǎn)焊固定。b圖 6-4環(huán)縫對口錯(cuò)邊量及形成的軸向棱角度應(yīng)符合規(guī)定：對口錯(cuò)邊量：b1/45n且b5軸向棱角度：EW0.15n+2mm且E5mm，用長度