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1、加氢反应器盖板、吊耳设计计算书1.吊盖盖板厚度1.1 材料选用 16MnD-Z25 100 时、 S=255N/mm2= S/1.6=255/1.6=159.375 N/mm21.2 设计计算重力 W（1）设备净重 W0=270tW=KW0K-计算系数、吊耳设计计算系数 1.2-1.65 取 K=1.4W=1.4270t=378t（2）吊盖受力模型按圆板中心受一个局部均布荷载且螺栓不产生弯矩，计算公式见“建筑结构计算手册”中国建筑工业出版社 1975 版。（3）局部均布载荷均布荷载范围取 800160、即耳板形成的范围。成圆形时，当量半径为 r。r=a+b1/40.875=800+160/40
2、.875=274.3mm均布荷载 q=W/r 2=378104/274.3 2=16.0N/mm21.3 盖板应力计(1)盖板计算半径为螺栓圆半径 R=635mm(2) =r/R=274.3/635=0.432(3)=(6 /h 2)(qr2/16) 4-（1-） 2-4（1+）In式中 -泊桑比 =0.3 h 盖板厚度 取 h=160mm=(6/200 2) （16274.3 2/16）4-（1-0.3）0.432 2-4（1+0.3）In0.432=11.286(3.869+4.365)=92.929N/mm2159.375N/mm 22 耳板尺寸2.1 采用单耳板形式尺寸见图 22.2
3、危险断面应力计标（设备直立状态时）（1）A-A 断面、按曲梁计算M=pl/8 式中 p-每个耳板受力 p=k1W式中 k1-双吊耳受力不均匀系数 k1=1.1 单吊耳 k1=1.0P=W=378tl-耳板环梁中径l=(700-188)/2+188=444mmM=378104444/8=20979104NmmW=b1h12/6=1602562/6=5747627mm3=M/W=120.04N/mm 2=159.375N/mm 2(2)焊缝处拉应力=p/ab 1k2式中 a 耳板长 a=800 b1-耳板厚 b1=160k2-焊缝系数 k2=0.7=37810 4/8001600.7=42.19N
4、/mm2 安全3 设备起吊时耳板抗弯计标3.1 起吊时耳板根部骤变.见图 2 B-B 截面设起吊时起吊力为 1/2 设备吊装计算应力=(p/2)l 1=378104400/2=75600104 NmmW=b1a2/6=1608002/6=1707104mm3=M/W=44.29N/mm 24 设备起吊时设备管口骤变设备管口尺寸 外 =1050 内 =777、厚度 136.5mm位置 D-D 截面见图 3取 k1-吊装动载系数 k1=1.1=k 1(W0/2)l=1.1270104(700-100+600)/2=178200104 NmmW=(D 4-d4)/32D=(1050 4-7774)/
5、(321050)=7952.96104mm3=M/W=22.4N/mm 2 设备管口材料 9/4Cr-1Mo B=505. s=300. 1=1505 设备起吊时、封头处局部应力（1）按封头处接管 =1316 与封头结合处位置计算Mt=k1(W0/2)l1=1.1(270104/2) 1300=193050104 Nmm(2)应力计算公式取自“化工设备元件骤变计算”化学工业部设备设计技术中心站 1989.4 第十章“局部应力”切向弯矩 M 产生的应力=C t(Mt/t2R)式中 R-壳体中间半径 R=1932-39=1893mmt-封头厚度 t=78mm壳体参数 =R/t=1893/78=24
6、.27=0.875r 0/R=0.8751316/18932=0.304式中 r0-接管外半径，有补强圈时按补强圈外半径（此处按补强圈计、即 r0=1316/2）由 及 查图 97，得 Ct=0.49=0.49(19305010 4/78218930.304)=270.18N/mm2设备封头材料 9/4Cr-1Mo 1=150N/mm2由于 2 1，故安全。6 螺栓受力计算6.1 本设备顶接管使用 20 个 H803 双头螺栓，材料 25Cr2MoVA B=805 S=685 1=254 (查 GB150 得到)6.2 设备起吊时螺栓预紧力（1）设备起吊时重力为 p2=378t/2=189t(
7、2)螺栓预紧力后产生的摩擦力应大于起吊重力Ff p2k3式中 F-螺栓预紧力f-钢对钢摩擦力系数，对干摩擦，取 f=0.2k3-预紧力增加系数 k3=1.2F=p2k2/0.2=1891.2/0.2=1134t(3)每个螺栓的预紧力F1=F/20=56.7t(4)设备直立后螺栓受力F2=p2/20=378t/20=18.9tF1故螺栓拉力满足要求。技术要求1. 材料 件号 1.盖板 16MnD-Z25 并应符合厚度方向性能钢板GB5313-85 要求件号 2.耳板 16MnD 件号 3.小吊耳 16Mn2. 件号 1 应经 100%超声波检查，符合 GB/T2970-91 级合格。3. 本次设
8、备吊装在乌市冬季，故吊耳材料采用 16MnD 低温用钢材。4. 耳板与盖板丁字焊缝采用半 U 型双面焊，坡口尺寸允许按所用工艺适当调正，焊接前应有焊接工艺评定，焊前应予垫及后垫，采用低氢型焊条。5. T 型焊缝在组对时点焊时允许设支撑、焊接开始后应撤去，焊缝不应在拘束条件下焊接。焊接过程中应两侧交替进行，防止耳板歪斜。一侧焊缝焊接一部分后，焊接另一侧。不应使用碳弧气刨，应采用砂轮磨光机，后进行着色检查、合格后继续焊接。必要时增加中间过程的着色检查。6. T 字缝净 100%超声波检查， 级合格，然后作整体热处理，温度 62525，保持 8 小时。7. 盖板焊接后如不平度超过 2，应对盖板螺母处
9、宽度 160mm 范围进行加工，或划出 160 圆平面，以使螺母与盖板接触良好。8. 每个螺母预紧力 56.7t安装使用说明1. 本次使用单耳板式吊盖，其中制造中使用 16MnD-Z25 为 Z 向性能钢板，由于吊盖厚度大，容易与焊缝与盖板间产生层状撕裂，所以采用 Z 向性能钢板。防止产生层状撕裂的措施。（1） 减少该处应力，即扩大接触面积。（2） 采用 Z 向钢板，由于该材料中硫的含量少（Z25 要求硫0.007） ，远小于 16MnD 中 0.030 要求。故金属晶格处非金属夹杂物少，晶格结合强度高，抗层间撕裂能力大。Z 向性能钢板有三个等级，Z15、Z25、Z35，即断面收缩率15%、 25%、35%（在钢板厚度方向性能）（3） 焊接时，结构不应拘束，防止产生过大内应力。（4） 焊后整体热处理，以消除大部分焊接应力。2. 盖板与管口装配时只允许螺母处接触，每个螺柱预紧力为 56.7t3. 盖板、卡环、绳扣螺栓配合尺寸及注意事项件附图。4. 本次盖板计算可参阅公司“技术进步 2008-Z”圆形提升盖板设计计算，本次用材料力学计算方式并未用钢结构设计中荷载规范要求，故许用应力取 s/1.6。如果使用中将管口密封部位接触，按该文要计算螺栓产生的弯矩，此时盖板应力会比本计算增大将一倍。本计算公式仅按平板计标，最大应力发生在中心部位，未考虑耳板的加强作用，故实际使用应该安全。
