化機(jī)設(shè)計(jì)題目強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算示例

1、 容器設(shè)計(jì)舉例容器設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)一液氨貯罐。工藝尺寸：貯罐內(nèi)設(shè)計(jì)一液氨貯罐。工藝尺寸：貯罐內(nèi)徑徑D Di i=2600mm=2600mm，貯罐，貯罐( (不包括封頭不包括封頭) )長度長度L L4800mm4800mm。使用地點(diǎn)：天津。使用地點(diǎn)：天津。解：解：1. 1.罐體壁厚設(shè)計(jì)罐體壁厚設(shè)計(jì) 根據(jù)第二篇第八章選材所作的分析，根據(jù)第二篇第八章選材所作的分析，本貯罐選用本貯罐選用16MnR16MnR制作罐體和封頭。制作罐體和封頭。設(shè)計(jì)壁厚設(shè)計(jì)壁厚d dd d根據(jù)根據(jù)(4-12)(4-12)式計(jì)算：式計(jì)算： 22CppDtidd設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力: :夏季最高溫度可達(dá)夏季最高溫度可達(dá)4040，氨，氨飽

2、和蒸氣壓飽和蒸氣壓1.555MPa1.555MPa（絕壓（絕壓) )故取故取p=1.1x1.455=1.6MPa (p=1.1x1.455=1.6MPa (表壓表壓) )；D Di i=2600mm=2600mm； t t170MPa(170MPa(附錄附錄6)6)； 1.O(1.O(雙面對接焊雙面對接焊100100探傷，表探傷，表(4-9)(4-9)C C2 2=1mm =1mm 22CppDtidd取取C Cl l0.8mm0.8mm（表（表4-104-10），圓整?。?，圓整取d dn n16mm16mm厚的厚的16MnR16MnR鋼板制作罐鋼板制作罐體。體。3 .130 . 16 . 1

3、0 . 1170226006 . 1dd2 2封頭壁厚設(shè)計(jì)封頭壁厚設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。設(shè)計(jì)壁厚設(shè)計(jì)壁厚d dd d按按(4-12)(4-12)式計(jì)算：式計(jì)算： 1.0 (1.0 (鋼板最寬鋼板最寬3m3m，直徑，直徑2.6m2.6m，封，封頭需焊后沖壓頭需焊后沖壓) )。 考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓考慮鋼板厚度負(fù)偏差及沖壓減薄量，圓整后取整后取d dn n16mm16mm厚厚16MnR16MnR鋼板制作鋼板制作 mmCppDtid2 .136 . 15 . 00 . 1170226006 . 15 . 022d校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)度式校核罐體與封頭水壓試驗(yàn)強(qiáng)

4、度式(4-19)(4-19) s s=345 MPa =345 MPa （附錄表（附錄表6 6）水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。 ddseeiTTDp9 . 02)(MPappT0 . 26 . 125. 125. 1mmCne2 .148 . 116ddMPaseT5 .3103450 . 19 . 09 . 02 .142)2 .142600(0 . 23 3鞍座鞍座 先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷。先粗略計(jì)算鞍座負(fù)荷。 貯罐總質(zhì)量：貯罐總質(zhì)量：mm=mm1 1+ +mm2 2+ +mm3 3+ +mm4 4 式中式中 : :mm1 1- -罐體質(zhì)量；罐體質(zhì)量； mm2 2- -封頭質(zhì)量；

5、封頭質(zhì)量； mm3 3- -液氨質(zhì)量；液氨質(zhì)量； mm4 4- -附件質(zhì)量。附件質(zhì)量。（1 1）罐體質(zhì)量）罐體質(zhì)量mm1 1 , ,筒節(jié)筒節(jié)DNDN=2600mm=2600mm，d dn n=16mm=16mm，q q1 1=1030Kg/m=1030Kg/m（附錄（附錄7 7），）， mm1 1=q q1 1L L=4944(Kg) =4944(Kg) （2 2）封頭質(zhì)量）封頭質(zhì)量mm2 2 , ,橢圓形封頭橢圓形封頭DNDN=2600mm=2600mm，d dn n=16mm=16mm，h h=40mm =40mm q q2 2=1100Kg/m=1100Kg/m（附錄（附錄1919）mm

6、2 2=2=2q q2 2=2200(Kg)=2200(Kg) （3 3）充水質(zhì)量）充水質(zhì)量mm3 3 mm3 3=V Vg gV V=V V對對+ +V V筒筒=30.42m=30.42m3 3, , mm3 330420 Kg 30420 Kg （4 4）附件質(zhì)量）附件質(zhì)量mm4 4人孔約人孔約200Kg200Kg，其它接管總和按，其它接管總和按300Kg300Kg計(jì)，計(jì)，mm4 4=500Kg =500Kg 設(shè)備總重量設(shè)備總重量mm=mm1 1+ +mm2 2+ +mm3 3+ +mm4 4=4950+2200=4950+2200+30420+500=38070=38.1 t +3042

7、0+500=38070=38.1 t 每個(gè)鞍座承約受每個(gè)鞍座承約受190KN190KN負(fù)荷，選負(fù)荷，選用輕型帶墊板，包角為用輕型帶墊板，包角為120120的的鞍座。即鞍座。即JBJBT4712-92T4712-92鞍座鞍座 A2600A2600一一 F FJBJBT4712-92T4712-92鞍座鞍座 A2600A2600一一 S S 4.4.人孔人孔常溫及最高工作壓力常溫及最高工作壓力1.6MPa1.6MPa，按，按公稱壓力公稱壓力1.6MPa1.6MPa的等級選取。的等級選取?？紤]人孔蓋直徑較大較重，水平考慮人孔蓋直徑較大較重，水平吊蓋人孔。吊蓋人孔。人孔標(biāo)記：人孔標(biāo)記： HG21523

8、-95 HG21523-95 人孔人孔RF RF （A AG G）450-1.6450-1.6 RFRF指突面密封，指突面密封，指接管與法蘭指接管與法蘭的材料為的材料為20R20R，A AG G是指用普通石棉橡膠板墊片，是指用普通石棉橡膠板墊片，450-1.6450-1.6是指公稱直徑為是指公稱直徑為450mm450mm、公稱壓力為公稱壓力為1.6 MPa1.6 MPa。 5 5人孔補(bǔ)強(qiáng)確定人孔補(bǔ)強(qiáng)確定筒節(jié)不是無縫鋼管不能直接用補(bǔ)筒節(jié)不是無縫鋼管不能直接用補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)。人孔筒節(jié)內(nèi)徑人孔筒節(jié)內(nèi)徑d d450mm450mm，壁厚壁厚d dn n10mm10mm。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑D D1

9、 1=484mm=484mm，外徑，外徑D D2 2=760mm=760mm，補(bǔ)強(qiáng)金屬面積應(yīng)大于等于開孔減少補(bǔ)強(qiáng)金屬面積應(yīng)大于等于開孔減少截面積，截面積，補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度故補(bǔ)強(qiáng)圈取故補(bǔ)強(qiáng)圈取24mm24mm厚。厚。mmDDCdi3 .234847608 . 116)8 . 12450(212dd補(bǔ)6 6接口管接口管 (1)(1)液氨進(jìn)料管：液氨進(jìn)料管：用用f f57573.5mm3.5mm無縫鋼管無縫鋼管( (強(qiáng)度驗(yàn)算略強(qiáng)度驗(yàn)算略) )。一端切成。一端切成4545。配用具有突面密封的平焊管法蘭，配用具有突面密封的平焊管法蘭，法蘭標(biāo)記：法蘭標(biāo)記：HG20592 HG20592 法蘭法蘭S

10、O50-1.6 RF 16MnRSO50-1.6 RF 16MnR。 殼體名義壁厚殼體名義壁厚d dn n16mm12mm16mm12mm，接，接管公稱直徑小于管公稱直徑小于80mm80mm，不用補(bǔ)強(qiáng)。，不用補(bǔ)強(qiáng)。 (2)(2)液氨出料管：液氨出料管：可拆壓出管可拆壓出管f f25253mm3mm，用，用法蘭套在接口管法蘭套在接口管f f38383.5mm3.5mm內(nèi)。內(nèi)。罐體接口管法蘭：罐體接口管法蘭：HG20592 HG20592 法蘭法蘭SO32-1.6 RF SO32-1.6 RF 16MnR16MnR。連接尺寸和厚度與連接尺寸和厚度與HG20592 HG20592 法法蘭蘭SO32-

11、1.6 RF 16MnRSO32-1.6 RF 16MnR相同，相同，但內(nèi)徑但內(nèi)徑25mm25mm。 液氨壓出管端部法蘭液氨壓出管端部法蘭( (與氨輸送與氨輸送管相連管相連) )用用HG20592 HG20592 法蘭法蘭SO20-1.6 RF 16MnRSO20-1.6 RF 16MnR。都不必。都不必補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入貯罐補(bǔ)強(qiáng)。壓出管伸入貯罐2.5m2.5m。(3)(3)排污管：排污管：貯罐右端最底部安設(shè)排污管，貯罐右端最底部安設(shè)排污管，f f57573.5mm3.5mm，管端焊有一與截止，管端焊有一與截止閥閥J41W-16J41W-16相配的管法蘭：相配的管法蘭：HG20592 HG205

12、92 法蘭法蘭SO50-1.6 RF SO50-1.6 RF 16MnR16MnR。排污管與罐體聯(lián)接處焊有一厚度排污管與罐體聯(lián)接處焊有一厚度為為10mm10mm的補(bǔ)強(qiáng)圈。的補(bǔ)強(qiáng)圈。 (4)(4)液面計(jì)接管液面計(jì)接管本貯罐采用兩支玻璃管液面計(jì)本貯罐采用兩支玻璃管液面計(jì)BIW PN1.6BIW PN1.6，L L1000mm1000mm，HG5-HG5-227-80 227-80 與液面計(jì)相配的接管與液面計(jì)相配的接管f f18183mm3mm，管法蘭為管法蘭為HG20592 HG20592 法蘭法蘭SO15-1.6 RF 16MnRSO15-1.6 RF 16MnR。(5)(5)放空管接管放空管接

13、管用用f f32323.5mm3.5mm無縫鋼管，無縫鋼管，法蘭法蘭HG20592 HG20592 法蘭法蘭SO25-1.6 RF SO25-1.6 RF 16MnR16MnR。(6)(6)安全閥接管安全閥接管 安全閥接管尺寸由安全閥泄放量決安全閥接管尺寸由安全閥泄放量決定。定。本貯罐選用本貯罐選用f f32322.5mm2.5mm的無縫鋼管，的無縫鋼管，法蘭為法蘭為HG20592 HG20592 法蘭法蘭 SO25-1.6 RF 16MnRSO25-1.6 RF 16MnR。7 7設(shè)備總裝配圖設(shè)備總裝配圖附有附有貯罐的總裝配圖貯罐的總裝配圖，技術(shù)特性表技術(shù)特性表，接管表接管表，各零部件的名稱

14、、規(guī)格、，各零部件的名稱、規(guī)格、尺寸、材料等見尺寸、材料等見明細(xì)表明細(xì)表。 本貯罐技術(shù)要求本貯罐技術(shù)要求1 1本設(shè)備按本設(shè)備按GBl50-1998GBl50-1998鋼制壓力鋼制壓力容器容器進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收進(jìn)行制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收 2 2焊接材料，對接焊接接頭型式及焊接材料，對接焊接接頭型式及尺寸可按尺寸可按GB985-80GB985-80中規(guī)定中規(guī)定( (設(shè)計(jì)焊設(shè)計(jì)焊接接頭系數(shù)接接頭系數(shù) 1.0) 1.0) 3 3焊接采用電弧焊，焊條型號為焊接采用電弧焊，焊條型號為E4303 E4303 本貯罐技術(shù)要求本貯罐技術(shù)要求4 4殼體焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查，殼體焊縫應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查，探傷長度為探傷長度為100100 5 5設(shè)備制造完畢后，以設(shè)備制造完畢后，以2MPa2MPa表壓表壓進(jìn)行水壓試驗(yàn)進(jìn)行水壓試驗(yàn) 6 6管口方位按管口方位按接管表接管表技技 術(shù)術(shù) 特特 性性 表表名名 稱稱指指 標(biāo)標(biāo)設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力1.6MPa工作溫度工作溫度40物料名稱物料名稱液氨液氨容積容積30.52m3 接接 管管 表表符號符號連接法蘭標(biāo)準(zhǔn)連接法蘭標(biāo)準(zhǔn)密封面形式密封面形式 用途用途a1-2HG20592 SO15-1.6 RF突面突面液面計(jì)接口管液面計(jì)接口管b1-2HG20592 SO15-1.6 RF突面突面液面計(jì)接