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1、设计规定1、 设计题目:空气储罐的机械设计2、最高工作压力：083、工作温度：常温4、工作介质：空气、全容积：16设计参数的选择：设计压力 :取1.1倍的最高压力,.8MP.属于低压容器。筒体几何尺寸拟定:按长径比为3.6,拟定长L=4000m，D180mm设计温度取50因空气属于无毒无害气体，材料取Q35为低合金钢,合金元素含量较少,其强度，韧性耐腐蚀性,低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，重要用于制造低压容器和多层高压容器！封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒构成,球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处浮现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑持
2、续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型,在实际生产中多有模具,是目前中低压容器应用较多的封头。因此选用以内径为基准的 原则 型椭圆形 封头 为了避免热应力和边沿应力的叠加，减少应力集中,在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度根据原则选择。 封头材料与筒体相似,选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度根据原则选择。 选材和筒体一致Q45接管设计34 接管设计 优质低碳钢的强度较低,塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热互换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高，韧性较好,但焊接性能较差,不适宜用作接管用钢。由
3、于接管规定焊接性能好且塑性好。故选择 2 号优质低碳钢的一般无缝钢管制作各型号接管3.5 法兰设计 法兰连接的强度和紧密性比较好,装拆也比较以便,因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差,只能在低压,直径不太大,温度不高的状况下使用。由于Q345R 为碳素钢，设计温度 500，且介质无毒无害,可以选用带颈平焊法兰，即SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。对于压力不高的场合，常用突台形压紧面 。突面构造简朴,加工以便，装卸容易，且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为 8MP
4、a，空气无毒无害,可选择突面（）压紧面。 由于法兰钢件的质量较大,需要承受大的冲击力作用,塑性、韧性和其她方面的力学性能也较高,因此不用铸钢件，可以采用锻钢件。接管材料为20号钢，法兰材料选用 2锻钢。36接管与法兰分派3.6 N1、N2空气进、出口公称尺寸D250,接管尺寸j 2 x 。接管采用无缝钢管,材料为 20 号钢。伸出长度为 50m 。选用 0.8a 级别的带颈平焊突面法兰，材料选用 20,法兰标记为:SO300-.5RF.6.2 3排污口; 公称尺寸D40，接管采用 4 x3.5 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 50mm。选用 088Ma 级别的带颈平焊突面法兰,材料选
5、用0，法兰标记为：SO4-1.6 R36. N4安全阀口公称尺寸D8，接管采用 j8 x4无缝钢管,材料为 2 号钢,外伸长度为10m。根据GB12459-99，选用 9弯头;弯头上方仍有一定外伸量。选用 0.88MPa 级别的带颈平焊突面法兰，材料选用 20,法兰标记为：SO80-1.6RF.6.4 N压力表口 公称尺寸DN2，接管采用j x3.5 无缝钢管,材料为2 号钢，外伸长度为10mm。根据 B1249-,选用 90弯头；弯头上方仍有一定外伸量。选用0.MP 级别的带颈平焊突面法兰,材料选用 20,法兰标记为:SO251.6RF3.6. N6（备用口)公称尺寸 DN80,接管采用j
6、89x4 无缝钢管，材料为20 号钢，外伸长度为 50m。需进行补强计算。选用 0.88MPa 级别的带颈平焊突面法兰,材料选用20,法兰标记为：SO0-1.6 F3.7弯头设计 4 为安全阀口,安全阀在容器中起安全保护作用。当容器压力超过规定值时,安全阀打开，将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外,使系统压力不超过容许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故。由于冲出压力较大,阀口不可直接对人,因此需 90安装，用弯头过渡。标记为:弯头 DN8905 为压力表口。为以便读数,压力表需竖直安装于管口，因此接管要通过90弯头过渡至竖直面，再安装压力表。标记为：弯头DN25 0 38 人孔设计
7、在化工设备中，开设人孔是为了便于内部附件的安装，修理和衬里,防腐以及对设备内部进行检查、清洗。对于压力容器，为了便于移动沉重的人孔盖,盖子一般做成回转形式。本储罐由于尺寸较大，人孔直径也较大,可使用回转盖人孔。3.8.1 人孔接管及法兰设计公称尺寸为500mm。接管采用 3 10 无缝钢管，材料为 0 号钢，外伸长度为15mm。选用回转盖带颈平焊法兰人孔。法兰采用带颈平焊突面法兰，材料为 20锻钢,法兰标记为 500.6 RF。 法兰盖设计 法兰盖根据配套选择，采用 A型盖轴耳,材料与接管同，钢20 标记为：BL00-1.6RF。紧固件选用 与法兰盖之间必须加垫片密封。在采用原则法兰的状况下,
8、选择恰当的垫片可以提高密封效果。根据储罐的设计温度和设计压力，可选用石棉橡胶板(B350）作为垫片材料。该材料应用广泛,使用温度可达 50,压力不不小于6Pa 的场合。垫片型号标记为:R 500-1.6 法兰盖与法兰连接的螺柱可选用 M 的螺杆。3支座选择 化工容器设备大都通过支座加以固定。支承式支座构造简朴轻便,不需要专门的框架、钢梁来支承设备,可直接把设备载荷传到较低的基本上。此外,它能比其她型式的支座提供较大的操作、安装和维修空间。由于支承式支座对所在设备封头产生的局部应力相对较大，故在采用这种支座时,需增设垫板。根据公称直径，本储罐选用 B 型第 4组支承性支座。支座标记为：支座 4图
9、 3-4 支承型支座 3.10 吊耳选择由于本储罐高度较高，为以便起吊、移动设备，在筒体顶部加设吊耳。 图 35吊耳3.1 焊接型式及构造3.1.1 筒体焊接接头系数选用 根据介质性质，取焊缝形式为相称于双面焊的全焊透对接接头，无损探伤规定为局部。 焊接系数 0.8假设圆筒的厚度在66mm范畴内设计温度为 5，查 查G10198中表1得该温度下Q345R许用应力 t= 70MPa，=70MP筒体厚度计算:取钢板负偏差C1 03m 钢板腐蚀裕量 21mm向上圆整取为mm封头厚度设计:封头个参数和筒体相似,只有焊接系数由于钢板整体冲压而成因此取1.0，故封头计算厚度：向上圆整取m，也满足焊接方面。
10、实验压力拟定采用液压实验,实验压力因此液压实验应力合格3.3筒体和封头的构造设计由封头长短轴之比为2,即，得查原则中表B. H和B2EHA表椭圆形封头内表面积、容积,质量，见表3-1和图3-1。取装料系数为0.9,则即算得圆整后取为3.6鞍座选型和构造设计.6.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，初步选用轻型鞍座，材料选用Q345R。估算鞍座的负荷:罐总质量 （3-3)筒体质量:单个封头的质量,查原则封头质量表m2294.3k充液质量:，水压实验布满水，故取介质密度为, 则附件质量:人孔质量为，其她接管总和为200g,即综上所述m0=m4=589.3g则每个鞍座承受的质量为5589.34kg,
11、即为5.90KN35N ,满足规定。鞍座的安装位置如图3-所示：第四章 开孔补强设计4.1补强设计措施鉴别 根据GB150 规定,接管必要时必须进行补强设计。对管 1、N2、6、 进行补强,采用等面积补强法法进行接管补强。据前筒体与封头计算，其计算壁厚名义厚度为10mN1N2空气进、出口管:公称尺寸 D25接管尺寸 273 xm 且 故可采用等面积法进行补强计算以 2 号钢为管材,查 GB10 得设计温度下 20 钢许用应力 MP焊接接头系数j=1接管计算厚度： 钢板负偏差:C10.1x0.93=0.93mmC2=mC=C1+C2=1mm名义厚度为6mm强度削弱系数开孔直径d=di2C=1+2
12、2263.2mm 开孔切削截面积： （4-)=2.2x466+2x466x(61.1)(-065)=1237.mm4.2有效补强范畴.有效宽度B1=22x263.2=5.4mm (4-2）42.2外侧有效高度根据1中式-8，得:42.3内侧有效高度根据中式8-9,得:4.有效补强面积根据1中式8-10 至式8-13,分别计算如下： （4）筒体多余面积接管多余面积焊缝金属截面积,焊脚去7m,则.4补强面积同样对N安全阀口 公称尺寸 DN80，接管采用 j89x4 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为150mm 且 故可采用等面积法进行补强计算以 2 号钢为管材,查 GB150 得设计温度下 20 钢许用应力 t 130MP焊接接头系数j=1接管计算厚度： 钢板负偏差：C1=.1x0.30=.03mmC2=mm=C+C=1.0mm名义厚度为m强度削弱系数开孔直径d=di+2C=89+.1=91.mm 开孔切削截面积： （4-1)=1.2.2x5.5+2x5.5x(41.)(0.765)=487.8m22有效补强范畴4.21有效宽度B1=291.2.224mm (4-2）4.2.2外侧有效高度根据1中式8-8，得:2.内侧有效高度根据1中式8-，得：4.3有效补强面积根据1中式8-0 至式-13，分别计算如下: (4-)筒体多余面积接管多余面积焊缝金属截面积，焊脚去6mm,则4.4
