2000立方米大型球罐设计说明书

课程设计资料标签资料编号：题 目 球形储罐设计姓 名学号专业 材料成型 指导教师 成绩资料清单序号 名 称 件数 页数 备 注1 设计说明书 12 设计图纸 13 工艺卡45注意事项：1、存档内容请在相应位置填上件数、份数，保存在档案盒内。每盒放 3-5 名学生资料，每份按序号归档，如果其中某项已装订于论文正本内，则不按以上顺序归档。各专业可依据实际情况适当调整保存内容。2、所有资料必须保存三年。课程设计论文（说明书）装订格式可参照毕业设计论文装订规范要求。3、资料由学院资料室统一编号。编号规则是：年度资料类别代码学院代码学期代码顺序号，顺序号由四位数字组成（参照西安理工大学实践教学资料整理归档要求 ） 。4、各院、系应在课程设计结束后一个月内按照规范进行资料归档。5、特殊情况请在备注中注明，并把相关资料归档，应有当事人和负责人签名。在此处键入课程与生产设计(焊)设计说明书设计题目 球形储罐设计专 业 材料成型及控制工程 班 级学 生指导 教 师2016 年 秋 学期在此处键入目 录一、设计说明课程设计任务书-11.1 选材-21.2 球壳计算-21.3 球壳薄膜应力校核- -31.4 球壳许用外力- -41.5 球壳分瓣计算-5二、支柱拉杆计算2.1 计算数据 -92.2 支柱载荷计算-102.3 支柱稳定性校核-132.4 拉杆计算 -14三、连接部位强度计算3.1 销钉直径计算-153.2 耳板和翼板厚度计算-153.3 焊缝剪应力校核-153.4 支柱底板的直径和厚度计算-163.5 支柱与球壳连接处的应力验算-163.6 支柱与球壳连接焊缝强度计算-18四、附件设计4.1 人孔结构 -194.2 接管结构 -194.3 梯子平台 -194.4 液面计 -20五、工厂制造及现场组装5.1 工厂制造-21 在此处键入5.2 现场组装-22六、焊接与检查6.1 钢材的可焊性-236.2 焊接工艺的确定-236.3 焊后热处理-24七、检查7.1 支柱尺寸精度检查-247.2 竣工检查-247.3 气密性试验-257.4 开罐检查 -25参考文献-261生产设计与实践课程设计任务书一、设计题目球形储罐设计二、主要设计参数内径 Dn=15.7m,体积 V=2000m3设计压力 P=0.69MPa; 工作压力 Pg=0.64MPa,水压试验压力 Pgx=1.03 MPa水压试验总重：2200 吨，立柱数：12 根实际温度：20自选参数：充装系数 K= 0.95 模拟使用地点（西安） 三、设计内容1、选材 2、整体设计 3、焊材选择 4、焊接设备选择 5、焊接工艺 6、检验及质量标准四、提交内容1、设计说明书2、主要焊缝焊接工2一、 选材 1、选材 根据设计条件及 GB12337-2014钢制压力容器 表 4 球壳材料选取 Q345R。89tMpa2、球壳计算 2.1 壳壁厚度 球壳分带如图：15700H=13575140781085448461622在此处键入 3球壳个带的计算压力分别为：P1=0.69MPaP2=0.69+1000X9.8X(13.575-10.845)X10-6=0.717 MPaP3=0.69+1000X9.8X(13.575-4.846)X10-6=0.776 MPaP4=0.69+1000X9.8X(13.575-1.622)X10-6=0.807MPaP5=0.69+1000X9.8X(13.575-0)X10-6=0.823 MPa球壳材料选取 Q345R, s=345 MPa,20下许用应力 ; 189tMpa取焊缝系数：=1.0。腐蚀余量 C2=1.0mm,(腐蚀性一般)，钢板厚度负偏差 C1=0mm, 故厚度附加量 C=C1+C2=1mm球壳各带所需厚度: 10.69157=15.34248.4itPDCm同理求得圆整后取 16mm;22 0.7115.904489.4itP圆整后取 20mm;33 .65= 7.3210.itDCm圆整后取 20mm;44 .871.49.itP圆整后取 20mm;55 0.235= 8.018.itDCm3、球壳薄膜应力校核 根据下式，将球壳各带分别按操作和液压试验两种情况计算其最大应力，结果列于下表：圆整后取 16mm在此处键入 4上半球： 23cpcphRH23cpcpRhH下半球： 23cpcphR23cpcpRh球壳的许用应力值：操作条件下：=189MPa。液压实验条件下： 0.95X345X1=327.8 MPa。表中各带计算应力均小于上述许用应力，条件得到满足。4、球壳许用外压力系数 0.125.0.2397815eAR查 GB150-1998钢制压力容器P33 图 6-5 得：B=34许用外压力0340.657851eBPMpaR许用临界压应力： 19.80.82607852.83ecpcERMpam4cpPD在此处键入 5液压实验条件的赤道带外球壳板压应力，在水压试验条件下赤道外球壳板的压应力 的最大值出现在水充填至半球时，此时压应力为：式中 下半球壳质量 29110647cpnmDkg. 下半球水的质量 33212.c c;符合使用条件5、球壳分瓣计算球壳结构形式主要分为足球瓣式、桔瓣式和混合式 3 种(如图 1.1)。 （1）足球瓣式球罐球壳用均分法划分，每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高且互换性好，组装焊接接头较短，焊接检验工作量小，但焊接接头布置复杂，施工组装困难，对球壳板的制造精度要求高。 （2）桔瓣式球壳像桔子瓣(或西瓜瓣)，焊接接头布置简单，组装容易，球壳板制造简单，但材料利用率低，对接焊缝总长度长，检验工作量大 。 （3）混合式球罐的球壳组成是：赤道带和温带采用桔瓣式，极板采用足球瓣式。它集中了桔瓣式和足球瓣式两种结构的优点，在国外已被广泛采用，从国外引进的球罐大量采用了该结构。基于混合式排版带来的优势，本例采用混合式球瓣。极带瓣片与赤道带瓣片计算按照混合式计算，计算过程如下：符号说明 R球罐半径，mm; N赤道带分瓣数； 0 赤道带球心角 1 极中板球心角2 极侧板球心角 3 极边板球心角球壳分瓣计算极带瓣片与赤道带瓣片计算按照混合式计算，计算过程如下：符号说明N=24 R=7850 =15 0 0=450 1=2402=8.5 0 3=1701、 赤道板尺寸计算在此处键入 6弧长 03.147850612.58RLm0452sin78sin6.2LRm1co()co()197.316BN2、 极板尺寸计算 2212sin()sin0.516Hm12i7i.87.RB113.48501arcsinarcsin5249