毕业设计（论文）-DN2600硫化胺反应器及储罐设计.doc

南华大学机械工程学院毕业设计前 言本次设计是对四年来所学知识的总结，主要目的在于培养我们灵活运用所学的基础知识以及专业知识去分析和解决生产、生活等实际问题的能力；培养正确的设计思想，通过综合运用设计标准、规范、手册和图册以及查阅有关技术资料去进行相关理论计算、结构思考跟绘制图样与相关说明性材料；培养我们机械设计的基础技能和工程设计工作者应有的基本素质，为我们走上工作岗位打下了坚实的基础。我们这次的设计是一种气液搅拌反应器系统，对其结构部件搅拌反应器及硫化胺储罐进行了极其严谨、详细的计算、设计、校核以及绘图。本设计内容较多，任务繁重，并且有关这方面的资料少又加重了其困难程度。不过,在段小林老师以及各位老师的细心指导和同学的大力帮助跟支持下,我克服重重困难完成了这个任务，在此对老师和同学们表示深深的感谢。由于本人水平有限，并且实践经验不足，加上时间仓促，设计中难免会出现一些错误和不当之处，恳请各位老师斧正。 全套图纸加扣 3012250582第1章 搅拌反应器设计 在本设计中搅拌反应器的作用：用低浓度氨水来吸收硫化氢，搅拌器中的气体在液相中有很好的分散，促使液相吸收气体后，强化传质的效果。 本设计采用的是立式容器中心搅拌。是将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，且驱动方式为齿轮传动，用专用的电机直接连接或者与减速器直接连接。 1.1 搅拌罐尺寸确定及结构选型搅拌罐结构包括罐体与装焊在上的各种附件。其中常用罐体是立式圆筒形容器，含顶盖、筒体及罐底，通过支座安装在基础或者平台上。罐体在规定操作温度和操作压力下，为物料完成搅拌过程提供了一定空间。本次设计即采用立式圆筒形容器。在知道搅拌罐操作时盛装物料的容积以后，首先是要选择适宜的长径比跟装料量，并确定筒体的直径和高度。罐体长径比应考虑的主要因素有以下三个方面：1.搅拌功率通常一定结构型式搅拌器的叶轮直径与其装配的搅拌罐体内径有一定的比例范围。随着罐体的长径比的减小，搅拌器桨叶的直径也相应放大，在固定搅拌轴转速下，搅拌的功率与搅拌器的桨叶直径的5次方成正比。则导致随着罐体直径的放大，搅拌功率增加很多，这对于需要较大的搅拌作业功率的搅拌过程是很适宜的。 2.传热罐体的长径比对夹套的传热有显著影响，容积一定时，长径比越大的罐体盛料部分的表面积越大，夹套的传热面积也越大。同时长径比越大，传热表面积就离罐体中心越近，物料温度梯度也就越小，这有利于提高传热效果。 3.物料特性某些物料搅拌反应过程对罐体的长径比有着特殊的要求，例如发酵罐，为了使通入罐内的空气和发酵液有充分接触的时间，就需要有足够高的液位高度，也就希望长径比能取得大一些。综上所述，三个方面均要求长径比要取得大一些。搅拌罐内进行的反应是氨水和硫化氢的反应。在罐内装10%的氨水，并通入硫化氢气体100kg/h，每8小时清一次罐。10%的氨水在20时的密度为=957.5kg/m氨水的溶质为NHOH，反应方程是：2NHOH + HS = （NH）S +2 HO 34X 从上式反应可知所需NHOH的量为X=（kg）反应所需的氨水体积为VN=17.20（m）长径比的选取：种类设备内物料的类型H/Di一般搅拌罐液固相或液液相的物料11.3气液相的物料12发酵罐类1.72.5如表1.1长径比范围表装料系数的选取：通常取0.60.85，如物料在反应过程中要起泡末或者呈沸腾状，应该取低值，约0.60.7，如果该物料反应平稳，可取0.80.85。本设计中的搅拌罐内反应是酸碱反应，且为气液相反应， 取装量系数为=0.85，长径比H/D=1.5。 D = = =2.581m=2581mm 圆整到标准取D=2600mm采用标准椭圆形封头，查标准可知：D=2600 曲面的高度H=650 直边的高度h=25体积V=2.43m 内表面积F=7.53m罐体的高度：H= =3.355（m）=3355mm 取H=4000mm H/D=1.54 =0.94装量系数和长径比跟初步的取值基本符合，计算结果基本符合。1.2 搅拌器的选型 为提供能量和造成液体的流动状态，要求搅拌器必须有合理的结构与足够大的强度。所谓合理的结构，除了叶轮的几何尺寸和安装位置合理以外，还要符合以下几类原则：叶轮制造工艺合理，叶轮和搅拌轴连接方式稳妥可靠，叶轮安装维修方便等。除推进式等一系列特殊形状的叶轮加工难度大，多数叶轮的形状与加工都比较简单。采用整体式或者可拆式连接结构，可从安装检修的方便程度来决定。搅拌目的多样性，物料性质多样性，以及搅拌设备形式多样性加上物料在搅拌设备中流动的复杂性，使搅拌设备选型和设计难以在一个很严密的理论指导下完成，仍然在很大程度上依赖于个人经验。设计优劣可以使搅拌设备的效益相差很大，则有必要在明确搅拌目的与物料性质的基础上，对搅拌设备进行优化。 该反应的过程为气液两相反应,且是吸收气体的反应。 气体一般从搅拌器的下部通入罐内，当搅拌器不进行搅拌时，气体自然成为一股股渐渐增大的气泡，从罐的底部上升到液面，而且气体不能充分分散，不能达到和液相的充分混接触，就不能进行有效的传质过程，而形成气体跑空现象，称之为气泛。当搅拌器进行搅拌并且将搅拌转速提高到了一定程度时，在叶轮的附近由于剪力与动压变动的力使气体分散成为气泡，并且随着液体的循环流动，从而散布到罐的全部容积之中。气泡的大小跟数量决定了气液接触的表面积。液体的单位体积气泡表面积大小即比表面积的大小，加上达到这一指标的搅拌操作时间，可用来作为气液搅拌评价的指标。关于比表面积的公式可套用液液分散过程的公式。各种搅拌叶轮的形状按搅拌器运动方向和叶轮表面的角度可分为三大类，即平叶、折叶与螺旋面叶。桨式、涡轮式、锚式和框式的叶轮都是平叶或者折叶，但推进式，螺杆式，螺带式叶轮则为螺旋面叶。 根据HJ/T212391来选用桨式直叶搅拌器。 搅拌器的直径DJ=（0.250.75）D=0.252600-0.752600 =6501950 根据直径系列来选用DJ=900mm，桨叶数Z=2 桨叶距封头顶部的高h=（0.21）DJ 取h=DJ=900mm 桨叶的厚度b=（0.10.25）DJ=90225 取b=90mm 搅拌器的示意图如下图: 如图1.2 搅拌器搅拌器的结构采用对开可拆式平桨,用了两对螺栓固定,如图所示:如图1.3 搅拌桨取=10mm。1.3 搅拌功率及电动机选型搅拌功率包含了搅拌器的功率与搅拌作业的功率。具有一定结构形状的设备内装有一定的物性液体，其内用一定形式的搅拌器以一定的转速开始搅拌时，将对液体开始做功并使它发生流动，此时搅拌器连续运转所需的功率就是搅拌器的功率。搅拌作业的功率是把搅拌器以搅拌罐中的液体用最佳方式来完成搅拌过程所需的功率。 查化工工艺设计手册可知，10%氨水在20时的粘度为： =1250.001226Pas 氨水和硫化氢的反应很容易进行，因此不需要太大搅拌，取搅拌器的转速为：n=40r/min=r/s=r/s，不需要设置挡板。 则有雷诺数：R=332224 ；为紊流 查Rushton图，功率数 ：K=2.1。 则所需要的搅拌功率为： N=K =2.1 =195w=0.195kw 设计进料管将HS气体从搅拌器下方通入，由进料管所引起的功率增加率: q=0.2 搅拌功率: N = N（1+q） =0.195（1+0.2）=0.234kw 电动机的功率除了要满足搅拌器搅动液体所需要的搅拌功率之外，还需要考虑轴封装置产生的摩擦阻力和传动装置产生的功率损失。 电动机功率：P= 传动方式采用的是行星齿轮减速器，0.950.98 取 而轴封方式采用机械密封，它的摩擦损失为： P=393（10%15%）w=37.355.6w 取 P=55w 电动机功率为： P= 0.3kw 电动机的型号根据减速器来选取。1.4 搅拌轴的轴封 搅拌轴的轴封方式为机械密封，根据HG21571-95，密封的型号选取2005轴向双端面非平衡型。密封的结构图如下: 如图1.4 机械密封的结构1.5 搅拌轴的直径 参数：轴功率：N=0.234KW 轴转速：n=40r/min 材料采用45号钢 许用应力: 最小直径: =365.1 =21.2mm 考虑键槽影响，dmm 根据直径系列，取 d=40mm 校核：1.5.1 按允许扭转变形材料45 G=81000Mpa ； n=40r/min； N=0.234KW；K=0 ； 搅拌扭矩：T=9740=9740=56.979NM许用扭转角：=0.35/md=155.43 =155.43 =32.9mm G-轴剪切弹性模量 K-空心轴的内径与外径之比 N-消耗的功率 1.5.2 按扭矩强度许用剪切力：=30-40Mpa； T=56.979NM；不稳定力： F=533=533=37.96N 作用于轴的弯矩：M=（F+F）l F=0.01 F=0.3796N ； l=3800mm ； M=0 ； M=（F+F）l=（37.96+0.3796） =145.7NM M= M+ M=145.7 NM 搅拌扭矩：T =450.6NM d=17.205=17.205 =29.5mm M-扭矩总和大小 M-作用于轴的弯矩大小 M-由推力产生的弯矩大小 F-由搅拌产生的不稳定力大小 F-由制造误差形成偏心而产生的离心力大小1.5.3 按临界转速大小l=4100mm ； 取 n=60r/min；相当重量：W=3kgd=4.46 =4.46 =22.4mm l-轴的全长 n-轴的临界转速大小 W-相当质量1.5.4 按轴封处挠度E=191Mpa ； x=150mm ；I= ；挠度：） =） =0.473mm E-材料的弹性模量 I-转动惯量上述的计算轴径均小于实际的轴径40mm ，故该轴安全1.6 搅拌罐壁厚设计 设计压力：P=1.10.2Mpa=0.22Mpa ; 设计温度:t=45 ; 盛装介质为氨水，NH是有毒气体,它的最高容浓度大小为30mg/m ,是轻度危害介质,通入搅拌罐的HS气体,最高容许浓度为1mg/ m,是中度危害介质。由上可知，本搅拌罐是第2类压力容器。选用材料为Q235-B，许用应力 ，屈服极限。焊接接头型式用双面焊，100%全部无损检测，焊接的接头系数 =1.0。搅拌罐没有传热要求,不需要设置换热元件。 由液柱产生的静压力大小：P=80313Pa=0.080Mpa；已大于设计压力的5%，则应该计入计算压力之中，即计算压力：P0Mpa。计算厚度： ； 对碳素钢制压力容器，有规定不包括腐蚀裕量的最小厚度应不小于3mm，取刚板厚度负偏差为： C=0.18mm；HS为腐蚀性气体，取腐蚀裕量：C=6mm。 设计厚度： 名义厚度： 取=10mm。 在检查=10mm时， 没有变化，则取名义厚度为=10mm合适。 有效厚度=-C=10-0.18-6=3.82mm ； 最大允许工作压力大小：P=0.332MPaP 计算应力大小： = =102.2Mpa 由于材料本身存在的缺陷，加上搅拌罐在制造过程，特别是焊接过程中，会产生各种各样的缺陷，为了考核这些缺陷对搅拌罐整体安全性的影响，在搅拌罐制造完成后应进行水压实验。 水压实验应力校核： 实验压力系数为 1.25 实验的压力：P=1.25P=1.25=0.375MPa 实验时薄膜应力： = = =127.8Mpa0.9220Mpa=0.9 1.7 封头的设计计算 取封头厚度和筒体厚度相等进行验算。 选用材料为Q235-B，许用应力为 ，屈服极限为。焊接接头的型式采取双面焊，用100%的全部无损检测，焊接接头系数为 =1.0。 取刚板的厚度负偏差大小为 C=0.18mm，HS是腐蚀性气体，取腐蚀裕量大小为： C=6mm。 名义厚度大小：=10mm 有效厚度大小：=3.82mm 应力校核： = =102MPP 进行水压实验校核： 实验压力系数为 1.25 实验压力:P=1.25P=1.25=0.375MPa 实验时薄膜应力: = = =127.8Mpa0.9220Mpa=0.9 。1.8 罐体的结构设计 开孔：由工艺要求，进气管需通入搅拌器的下方，未反应的气体通过尾气出口排出去，氨水通过进料管从上封头进入，产品从下封头出料管排出，为了便于安装检查则必须开设人孔。 罐体的结构示意图如下图所示: a、人孔 b、进料口 c、进气口 d、尾气出口 e、出料口 如图1.5 罐体的结构 1.8.1 人孔搅拌罐 DN2600mm，设计温度为45，设计压力为0.30Mpa，据HG21516-2005选择人孔（）.。简图如下： 如图1.6人孔明细表如下：件号标准号名称数量 材料筒节1Q235-BHGJ75-91螺栓螺柱见尺寸表35HGJ75-91螺母见尺寸表25HGJ45-91法兰1Q235-BHGJ69-91垫片1石棉橡胶垫板HGJ61-91法兰盖1Q235-B把手1Q235-BF轴销1Q235-BFGB91-86销2低碳钢GB95-85垫圈2100HV盖轴耳（1）1Q235-BF法兰轴耳（1）1Q235-BF法兰轴耳（2）1Q235-BF盖轴耳（2）1Q235-BF如表1.2 人孔组合部件明细表尺寸如下： d S=4266 D=540 D1=495 A=300 B=125 L=200 b=28 b1=24 b2=28 H1=210 H2=108 d=20 螺栓螺母数量 ：16 直径长度=M2090 螺柱数量：16 ；螺母数量：32 ； 直径长度= M20115 1.8.2 进料管 接管材料用20#，由GB/T8163-1999选用15010 接管法兰由GB/T9115.1-2000用平面法兰，法兰材料选用Q235-B。 法兰D1结构如下图：如图1.7 平面法兰 尺寸如下： A=159 D=265 K=225 L=18 H=48 N=184 s=4 H1=8 R=8 n=8规格M16 法兰密封由GB/T9126.3-1988选用平垫密封，密封材料为石棉橡胶垫。 与筒体焊接见图纸。1.8.3 进气管 进气流量：Q=100kg/h， 气体密度：=1.539kg/m 体积流量 V= 取 则进气管直径d=m 取 d=56mm 据GB/T8163-1999 选用 其伸出筒体的长度l取200mm。 考虑进气管必须伸入搅拌气的下方，进气管伸入筒体开孔需要另行开设接管。 进气管的接管法兰采用平面法兰，法兰的材料用Q235-B。 法兰的结构如下： 如图1.8 平面法兰各尺寸如下： A=38 D=120 K=90 L=14 n=4规格M12 c=16 H=35 N=55 s=2.3 H1=6 R=5 密封据GB/T9126.3-1988用平垫密封，密封材料采用石棉橡胶。1.8.4 排气管排气管材料用20#，由GB/T8163-1999选用257。 排气管法兰采用平面对焊法兰，结构同上。 法兰的尺寸如下： A=25 D=90 K=65 L=11 n=4规格M10 c=14 H=32 N=38 S=1.8 H1=6 R=41.8.5 出料管 接管材料采用20#，据GB/T8163-1999选用15010 接管法兰据GB/T9115.1-2000采用平面法兰，法兰材料选用Q235 法兰结构同上。 法兰尺寸同进料管接管法兰。 密封同进料管接管法兰密封。1.9 开孔补强开孔以后，除了削弱器壁的强度外，在壳体与接管的连接处，由于结构的连续性被破坏，产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来了隐患，则压力容器设计必须充分去考虑开孔补强的问题。 由行业标准，压力容器的接管补强结构通常用局部补强结构，主要有： 1.补强圈补强 2.厚壁接管补强 3.整锻件补强 其中的补强圈补强是中低压容器中应用最多的补强结构，把补强圈贴焊在壳体和接管的连接处，它结构简单、制造方便，使用经验丰富，但是补强圈和壳体金属之间不能够完全贴合，使得传热效果差，在中温以上使用的时候二者之间存在较大热膨胀差，而使补强圈的局部区域产生了较大的温差应力；此外补强圈和壳体之间用搭接联结，难以和壳体形成一个整体，所以抗疲劳的性能差。一般在静载，常温，中低压，材料标准抗拉强度要低于540MPa，补强圈的厚度小于或者等于1.5倍的名义厚度，并且名义厚度不大于38mm的场合。 补强准则用等面积补强：即认为壳体因为开孔而被削弱的承载面积，必须有补强材料在离孔边的一定距离范围以内予以等面积补偿。这种方法是以双向受拉伸的无限大平板之上开有小孔时，孔边的应力集中来作为理论基础的，即仅仅考虑壳体中拉伸薄膜应力，并且以补强壳体的一次应力强度大小作为设计准则，因此对小直径的开孔安全可靠。 GB150中规定，当在设计压力小于或者等于2.5MPa的壳体上开孔时，两相邻开孔的中心间距（曲面间距以弧长计算）大于两孔直径之和的两倍，并且接管公称外径小于或者等于89mm的时候，只要接管的最小厚度能满足下表的要求，就可以不再另行补强。接管公称外径253238454857657689最小厚度3.54.05.06.0如表 2.3据上表，可知出气孔不需要另行补强。其余的各孔均按照等面积补强来计算：a.允许开孔范围等面积补强法是以无穷大的平板上开小孔的孔边应力分析来作为其理论依据。但是实际的开孔接管是在壳体而不是平板上，而壳体总有一定的曲率，为了减少实际应力集中系数和理论分析结果之间的差异，须对开孔的尺寸与形状给予以一定的限制。GB150对开孔的最大直径作了以下限制。圆筒上开孔的限制，当其内径Di1500mm 时，开孔最大直径d1/2 Di, 且d520mm；当其内径1500mm时，开孔最大直径d1/3 Di,且d1000mm。凸形封头或球壳上开孔最大直径d1/2 Di。锥壳或锥形封头上开孔最大直径d1/3 Di, Di为开孔中心处的锥壳内直径。b.所需最小补强面积A对受内压的圆筒或球壳，所需要的补强面积A为 A=d+2et(1-fr)式中A开孔削弱所需补强面积，mmd开孔直径，mm壳体开孔处的计算厚度， mmet接管有效厚度，et=-C，mmfr强度削弱系数，等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比，大于1时，取fr=1。 补强材料一般与壳体材料相同，若补强材料许用应力小于壳体材料许用应力，则补强面积按照壳体材料与补强材料许用应力之比而增加。若补强材料许用应力大于壳体材料许用应力，则所需补强面积不得减少。 C、接管方位根据等面积补强设计准则，开孔所需最小补强面积主要由确定，这里的为按照开孔处的最大应力计算得到的计算厚度。对于内压圆筒上的开孔，为按照周向应力计算而得到的计算厚度。当在内压椭圆封头或内压碟形封头上开孔时，则应区分不同的开孔位置取不同的计算厚度。这是由于常规设计中，内压椭圆形封头和内压碟形封头的计算厚度都是由转角过渡区的最大应力确定的，而中心部位的应力则比转角过渡区的应力要小，因而所需要的计算厚度也较小。具体接管方位见搅拌罐总装图。 进料管开孔补强： 筒体材料Q235-B， =113Mpa， 计算壁厚=1.21mm 接管材料20#， =137Mpa， d=150mm 强度削弱系数 f =min（，1）=min（，1） =1 削弱的金属面积 A=d+2（ = =1501.21 =181.5 壳体上超过计算厚度的多余金属面积： A1=（B-d）（ B= = =300 A1=（300-150）（10-6.18-1.21） =1502.61=391.5 A1A 不须另行补强 接管焊接形式： 如图1.9接管焊接形式 同理计算各开孔均不须补强，焊接形式相同。1.10 减速器选用 在比电动机速度低得多的搅拌器上常用的减速装置是装在设备上的齿轮减速器，蜗轮减速器，三角皮带以及摆线针齿行星减速搅拌器等。其中最常用的是固定和可移动的齿轮减速搅拌器，但由于只有一个轴承所以需要设置底轴承，也不能用在有防火防爆要求的场合。本设计采用的是摆线针齿行星减速器。根据机械设计手册，选用X系列釜用立式摆线针齿减速器， 选用XL2，传动比35 d(h6)=25 b=8 h=28 e=34 H1=42 G=20 F=25 d1=15 b1=5 H1=17 e1=25 D1=180 D2=160 D3(hg)=130 H2=117 H=214 E=12 R=3 M为M8 n-d 为6-91.11 机架选用 立式搅拌设备传动装置是通过机架安装在搅拌设备封头上的，机架内应留有足够的位置，以容纳联轴器，轴封装置等部件，并保证安装操作所需要的空间。大多数情况下，机架中间还要安装中间轴承装置，以改善搅拌轴的支承条件。 选用XD1，公称直径200mm d=40 d1=30 d=25 D4=245 D5=295 D6=340 f2=6 D1=130 D2=160 D3=180 =4 H=575 H1=220 H2=415 H3=17 H4=24 H5=85 D7(H8/f7)=180 轴承 462091.12 联轴器选用 联轴器是用来连接轴与轴或轴与其他回转件，并传递运动和扭矩的。联轴器随连接的不同要求有各种不同的结构，可分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。刚性联轴器包括凸缘式联轴起，夹壳式联轴器，焊接式联轴器和整体式联轴器。 搅拌轴分段时，其自身连接必须采用刚性联轴器；搅拌轴与变速器或电动机出轴间的联轴器一般应按以下原则选取： （1）采用无支点机架，并且除电动机或变速器支点外无其他支点时，必须采用刚性联轴器。 （2）在传递较小功率和较小轴承载荷的情况下，可采用刚性联轴器用于无中间轴承、底轴承和轴封上也不设轴承的单支点机架上。选用DF型 DF A1.13 凸缘法兰与安装底盖 凸缘法兰一般焊于容器封头上,用于连接搅拌传动装置,也可兼做安装,维修,检查用孔.根据介质的耐腐性,凸缘法兰可选用整体结构或衬里结构,其公称直径为DN200-900mm,密封面型式有凸面(R或LR)和凹面(M或LM)两种,其中LR和LM为衬里结构的密封面型式. 按HG21564选用R型凸缘法兰 DN=400 d1=410 d2=565 K=515 d3=430 d4=455 h1=42 h2=85 h4=2 n-M=16-M24 d5=26 R1=4 R2=2 d6=481 h3=4 安装底盖采用螺柱等紧固件与凸缘法兰连接,是整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件。根据结构（整体或衬里），密封面型式（突面或凸面）以及搅拌轴的安装型式（上装式或下装式）按下表选取安装底盖的型式：搅拌轴的安装型式 密封面型式 突面（R） 凸面（M）整体衬里（L）整体 衬里（L）上装式RSLRSMSLMS下装式RXLRSMXLMX如表1.4安装底盖型式表安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同；型式选取是应注意与凸缘法兰的密封面配合（突面配突面，凸面配凹面）。型式确定后，安装底盖的结构尺寸由安装底盖公称直径，机架公称直径和搅拌轴轴径d三者确定。按HG21565安装底盖选用RS型 DN=400 d2=565 k=515 n-d5=16-26 d6(h7)=245 s=50 d9(H7)=110 k2=145 n3-M3=4-M161.14 支座 筒体重m1=3173+1852=1321kg 减速器重m2=17kg 机架重m3=48kg 联轴器重m4=7.3kg 介质重m5=gh=957.5 =7611.3kg 总重m=1321+17+48+7.3+7611.3=8956.6kg 工作载荷Q= G 偏心载荷 P 水平力， 取水平地震力和水平风载荷的最大值 H 水平力作用点至底版高度 S 偏心距 D 支座安装尺寸 K 不均匀系数，取1 本设计不考虑偏心地震载荷，风载荷的影响 工作载荷Q= = =22N 据JB/T4725-92选用耳座A4支座4个 。1.15 设备的检验 设备制成后，必须进行检验，以保证设备符合技术要求和质量标准，检测内容包括无损探伤，强度检验。 无损探伤是在不损伤材料的前提下，用以发现材料存在的各类缺陷，并鉴定其缺陷类型和程度的非破坏性的质量检验方法。无损探伤法主要有超声波探伤，射线探伤，磁粉探伤及着色探伤法等。 强度检验主要是容器制成后的水压试验，气压试验。本设计只要求进行水压试验。 本设计要求进行100%无损探伤，探伤方法采用射线探伤。 射线探伤是利用X射线或射线穿透金属并被吸收的性能，对钢板和焊缝内部的缺陷进行无损检测。当射线穿过金属时，被金属吸收，而使射线强度发生一定的衰减，衰减的程度依金属的吸收能力及穿过金属的厚度而定。当被检验的金属制件或焊缝内部有缺陷时，因为缺陷内的空气或非金属夹杂物吸收射线的能力远远小于金属的吸收能力，所以射线通过无缺陷部分的强度衰减程度小。因此根据射线穿过有缺陷部分和无缺陷部分强度衰减程度的不同，反映在指示器上的影像也不相同，以显示金属内部成在的缺陷。 液压试验的目的：（1） 用来检验容器内部的强度，以便在容器投入生产前及时发现材质或制造过程中可能存在的缺陷，采取适当的措施加以修补。 （2） 可以起到部分的消除应力的作用。当容器液压试验时，在焊缝区产生局部屈服，使残余应力重新分配，从而降低焊缝处的残余应力，减小在一定的外加载荷作用下产生脆性破坏的危险性。 液压试验时用水把容器冲满并堵塞容器上的一切孔洞，然后借助于泵把容器内压力提高。必须注意：选择容器的入口时，不要使冲水期间俘获空气，并且应将容器内空气彻底排除干净，否则，将延长加压时间和增大排气的危险，易发生事故；当关闭泵时，使压力容器必须保持试验压力持续性。在试验合格以后，容器御压和排液并用压缩空气吹干，避免腐蚀设备。第2章 储罐设计 储存介质为（NH）S ，硫化胺的闪点是40，。 介质流量Q=200kg/h，为满足需要，须储存3天的流量，储存介质重量为m=QH=200243=14400kg。 25时（NH）S的密度为=1000kg/m 。 须储存（NH）S体积为V1= 依GB9019-88筒体用钢板卷制，公称直径取DN2400。 则罐长L= = =3.185m=3185mm 取L=3200mm。 选用标准椭圆形封头。 封头规格如下： DN=2400 曲面高度 直边高度 容积v=1.93 罐体总容积V= = =18.33m 装量系数，满足装量要求。 （NH）S装量高度为H，查表 H/DN=0.67 H=0.67DN=0.672400=1608mm （NH）S易溶于水、乙醇和碱溶液,显碱性，因此只能用液下泵抽出储罐。2.1 罐体壁厚计算自来水压P=0.4MPa，液注静压力P=0MPa ，取设计压力为P=1.1 P=1.10.4=0.44MPa计算压力P=P+ P=0.44+0=0.44MPa 罐体材料选用Q235-B 假设罐体厚度在4.5-16之间,=113MPa 焊接形式采用全溶透对接接头,局部无损检测,=0.85 罐体计算厚度: 取钢板厚度负偏差C=0.3 取腐蚀裕度C=3 设计厚度=+ C=5.5+0.3=5.8mm 名义厚度=+ C=5.8+3=8.8mm 圆整至钢材标准规格，=10mm =10mm，没有变化，故取=10mm合适。 有效厚度=- C- C=10-0.3-3=6.7mm 最大允许工作压力: Pw= = =0.535MPa Pc=0.44MPaPw 应力校核: = =93MPa =113MPa 水压试验: 试验压力系数=1.25 实验压力P= =1.250.441 =0.55MPa 实验时的薄膜应力 = =116.2MPa , 2.2 封头设计计算 取封头厚度与罐体厚度相同。 封头材料选用Q235-B ，=113MPa。 焊接形式采用全溶透对接接头,局部无损检测,=0.85。 取钢板厚度负偏差C=0.3 取腐蚀裕度C=3 名义厚度=10mm。 有效厚度=- C- C=10-0.3-3=6.7mm 最大允许工作压力: Pw= = =0.535MPa Pc=0.44MPaPw 应力校核: = =93MPa =113MPa 水压试验: 试验压力系数=1.25 实验压力P= =1.250.441 =0.55MPa 实验时的薄膜应力 = =116MPa , 2.3罐体结构设计 储存介质为（NH）S，（NH）S易溶于水、乙醇和碱溶液,显碱性，因此只能用液下泵抽出储罐。 为满足工艺要求，罐体上须开设进料管，排料管，人孔，排渣孔。 结构如下如图2.1储罐结构图a、进料管 b、排料管 c、人孔 d、排渣孔 a、进料管设计： （NH）S的密度为=1000kg/m 储罐储存3天（NH）S量计14.4m. （NH）S由计量罐流入储罐. 取每班计量罐注入储罐为20min,14.4 m （NH）S注入储罐需要3小时. （NH）S的进料流量为: V=14.4/3=4.8 m/h 取 则进料管直径d= 根据直径系列取d=65mm。 壁厚取5.5mm. 接管长取150mm。 根据HG2059220635-97选用带颈对焊钢制管法兰。 法兰尺寸如下： A=76.1 D=185 K=145 L=18 螺栓n=4 规格M16 C=20 H=48 N=92 S=2.9 H1=10 R=6法兰密封据GB/T9126.3-1988选用平垫密封，密封材料为石棉橡胶垫。 其余各接管设计数据与进料管相同。 C、人孔设计： 根据HG21516-95选择人孔（AG）A 500-0.6 HG21516-95。 简图如下： 如图2.2 人孔主视图 如图2.3人孔俯视图 尺寸如下： D=645 D1=600 A=355 B=175 L=250 B=32 b1=28 H1=230 H2=112 d=20 螺栓螺母数量4 规格M20长度95 螺柱数量20螺母数量40 螺柱规格M20 长度125。明细表如下：