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1、黑龙江科技大学课程设计黑龙江科技大学课程设计题目： 50M3液化石油气储罐 院系： 材料科学与工程学院 专业： 焊接工程 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期：2013 年 8 月 30 日黑龙江科技大学课程设计设计任务书设计题目： 50M3液化石油气储罐（丙烷）设计任务： 试设计一液化石油气储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设 计。 包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等； 设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附 CAD 图。 已知工艺参数如下： 最高使用温度：T=50； 公称直径：DN=3000； 筒体长度（不含封头）：Lo=5900。 任务下
2、达时间：2013 年 8 月 19 日 完成截止时间：2013 年 8 月 30 日黑龙江科技大学课程设计I目录设计任务书 .I1 前言 .12 设计选材及结构 .2 2.1 工艺参数的设定.23 设计计算 .4 3.1 筒体壁厚计算.4 3.2封头壁厚计算.5 3.3压力试验.54 附件选择 .7 4.1人孔选择.7 4.2人孔补强的计算.8 4.3进出料接管的选择.10 4.4液面计的设计.11 4.5安全阀的选择.11 4.6排污管的选择.11 4.7 鞍座的选择.12 4.7.1鞍座结构和材料的选取.12 4.7.2容器载荷计算.13 4.7.3鞍座选取标准.13 4.7.4鞍座强度校
3、核.145 容器焊缝标准 .15 5.1压力容器焊接结构设计要求.15 5.2筒体与椭圆封头的焊接接头.15 5.3管法兰与接管的焊接接头.15 5.4接管与壳体的焊接接头.156 筒体和封头的校核计算 .17 6.1 筒体轴向应力校核.17 6.1.1由弯矩引起的轴向应力.17 6.1.2 由设计压力引起的轴向应力.18 6.1.3 轴向应力组合与校核.18 6.2筒体和封头切向应力校核.197 焊接工艺.207 总结 .27参考文献 .28黑龙江科技大学课程设计11 前言本设计是针对化工设备机械基础这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成
4、设计。设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。黑龙江科技大学课程设计22 设计选材及结构2.1 工艺参数的设定设计压力根据化学化工物性数据手册查得50蒸 汽压
5、为 2032.5kPa，可以判断设计的容器为储存 内压压力容器，按压力容器安全技术监察规 程规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容 器，其设计压力应不低于液化气50时的饱和蒸汽压力，可取液化石油气容器的设计压力为 2.16 MPa，属于中压容器。而且查得当容器上装有安全阀时，取 1.051.3 倍的最高工作压力作为设计压力；所以取 2.16 MPa 的压力合适。属于中压容器5。0.6MPp10aaMP设计温度为 50 摄氏度，在-20200条件下工作属于常温容器。筒体的选材及结构根据液化石油气的物性选择罐体材料，碳 钢对液化石油气有良好的耐蚀性腐蚀率在 0.1 /年以下，且又属于中压储罐，可以考
6、虑 20R 和 16MnR 这两种钢材。如果纯粹从技术角度看，建议选用 20R 类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比 20R 贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择 16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为 GB6654-1996。筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广1，5。封头的结构及选材黑龙江科技大学课程设计3封头有多种形式，半球形封头就单位容积 的表面积来说为最小，需要的厚度是同样直径 圆筒的二分之一，从受力来看，球形封头是最 理想的结构形式，但缺点是深度大，直径小时， 整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工 作量也较大。椭圆形封头的应力情况不如半球 形封头均匀，但对于标准椭圆形封头与厚度相 等的筒体连接时，可以达到与筒体等强度。它 吸取了蝶形封头深度浅的优点，用冲压法易于 成形，制造比球形封头容易，所以选择椭圆形 封头，结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。 查椭圆形封头标准（JB/T4737-95）表 2.
