液化石油气储罐设计毕业设计

安徽工程大学毕业设计（论文）80m3液化石油气储罐设计摘 要本文首先介绍了储罐在国内外研究现状和发展趋势，对液化石油气储罐作了简单的介绍。接着对液化石油气储罐的进行了详细的结构设计，并运用Auto CAD软件绘制了储罐装配图。本文是关于80m3液化石油气储罐设计，制造中的几个关键技术：球罐选材，结构设计，补强计算及强度校核行了设计。本文设计的主要内容包括：工艺设计包括设计压力，设计温度，设计储量；结构设计包括筒体与封头的结构设计，接管与接管法兰的设计，人孔，视镜，液面计，压力计，温度计，及安全阀的结构等结构设计，支座结构设计，焊接接头设计；开孔补强计算；强度计算及校核。关键词：储罐；工艺设计；结构；强度；补强80m3 liquefied petroleum gas storage tank designAbstractThis paper firstly introduces the research status and development trend of tanks at home and abroad, and liquefied petroleum gas tanks are briefly introduced here. Then the liquefied petroleum gas storage tank structure design were studied in detail, and the use of Auto CAD software to draw the tank assembly drawing.This article is about the design of 80m3 of liquefied petroleum gas tank , several key technology in spherical tank manufacturing are: material, structure design, reinforcement calculation and strength check of the line design.The main contents of this paper include: design process design including the design pressure, design temperature, design reserves; structure design including the tube body and head, nozzles and nozzle flange design, manhole, mirror, level gauge, pressure gauge, thermometer, and safety valve structure, structure design, support structure design, welding joint design; opening reinforcement calculation; strength calculation and check.Keywords: tank; process design; structure; strength; reinforcement目录引 言- 1 -第1章 绪论- 2 -1.1 卧室储罐的介绍- 2 -1.2 液化石油气贮罐的分类- 2 -1.3 液化石油气特点- 2 -1.4 卧式液化石油气贮罐设计的特点- 2 -第2章 液化石油气的工艺设计及主体材料的选择- 3 -2.1 设计温度- 3 -2.2 设计压力- 3 -2.3 设计储量- 3 -2.4 焊接接头系数- 3 -2.5 主体材料的选择- 3 -第3章 液化石油气结构设计- 4 -3.1 筒体和封头的设计- 4 -3.2 计算压力- 4 -3.3 圆筒厚度的设计- 5 -3.4 椭圆封头厚度的设计- 5 -3.5 接管、法兰垫片和螺栓的选择- 5 -3.6 其他附件的设计- 9 -3.7 鞍座选型和结构设计- 10 -3.8 鞍座位置的确定- 11 -3.9 焊接结构设计- 12 -3.10 焊后处理- 13 -第4章 开孔补强设计- 14 -4.1 补强设计方法判别- 14 -4.2 有效补强范围- 14 -4.3 有效补强面积- 15 -4.4 接管区焊缝截面积(焊角取6.0mm）- 15 -4.5补强面积- 15 -第5章 容器强度的校核- 16 -5.1 水压试验校核- 16 -5.2 筒体最小厚度校验- 16 -5.3 筒体轴向应力计算与校核- 16 -5.4 封头最小厚度校验- 18 -5.5 封头强度校核- 18 -5.6 筒体和封头切向应力校核- 18 -5.7 筒体环向应力的计算和校核- 19 -结论与展望- 21 -致 谢- 22 -参考文献- 23 -附录A：主要参考文献摘要及题录- 24 -附录B：英文原文及翻译- 26 -插图清单图3-1 椭圆形封头.4图3-2 接管分布图.6图3-3 鞍座结构图11图3-4 坡口基本形式12表格清单表3-1 标准椭圆形封头尺寸图表.4表32法兰尺寸表.6表33 管子尺寸表.7表34 垫片尺寸表.7表3-5 螺栓及垫片8表3-6 水平吊盖带颈对焊法兰人孔尺寸表.9表3-7 鞍座支座结构尺寸.11VII引 言液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种贮罐时，要注意与一般气体贮罐的不同点，尤其要注意安全，还要注意在制造、安装等方面的特点。液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备，常温贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形液化石油气体贮罐，因为液化石油气体贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点。卧式液化石油气体贮罐应用极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械方面成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多，占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用，如放空罐和计量罐等。由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种储罐时，要注意安全与防火，还要注意在制造、安装等方面的特点。因而，提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。第1章 绪论1.1 卧室储罐的介绍卧式油罐（Horizontal oil tank）是用以储存原油、植物油，化工溶剂、水或其他石油产品的长形容器。卧式油罐是由端盖及卧式圆形或椭圆形罐壁和鞍座所构成，通常用于生产环节或加油站。钢板是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度为薄钢板(厚度4毫米)和厚钢板(厚度4毫米)在实际工作中，常将厚度20-60毫米的钢板称为厚板，厚度60毫米的钢板称为特厚板，统称为中厚钢板。宽度比较小，长度很长的钢板，称为钢带，列为一个独立的品种。钢板有很大的覆盖和包容能力，可用作屋面板、苫盖材料以及制造容器、储油罐、包装箱、火车车箱、汽车外壳、工业炉的壳体等：可按使用要求进行剪裁与组合，制成各种结构件和机械零件，还可制成焊接型钢，进一步扩大钢板的使用范围；可以进行弯曲和冲压成型，制成锅炉、容器、冲制汽车外壳、民用器皿、器具、还可用作焊接钢管、冷弯型钢的坯料。由于上述特点，使钢材总产量的50%以上。1.2 液化石油气贮罐的分类目前我国普遍采用常温压力贮罐，常温贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比:前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般贮存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形贮罐比较经济;而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。一般选用卧式圆筒形贮罐，只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。本文主要讨论卧式液化石油气贮罐的设计。本储罐的焊接结构主要设计了筒体壁厚，支座，封头，法兰，加强圈等。根据储存介质的要求来进行储罐的选材，本次设计的介质为液化石油气，储体选用16MnR。根据施工现场的环境要求及罐体厚度等选择合适的焊接方法。设计的封头为标准椭圆形封头。1.3 液化石油气特点气态的液化石油比空气重约1.5倍，该气体的空气混合物爆炸范围是1.7%9.7%，遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保安全。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温20时，液态丙烷的比重为0.50，液态丁烷的比重为0.560.58，因此，液化石油气的液态比重大体可认为在0.51左右，即为水的一半。1.4 卧式液化石油气贮罐设计的特点卧式液化石油气贮罐设计的特点，应按GB150钢制压力容器进行制造、试验和验收;并接受劳动部颁发压力容器安全技术监察规程(简称容规)的监督。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。第2章 液化石油气的工艺设计及主体材料的选择2.1 设计温度根据本设计工艺要求，使用地点为室外，用途为液化石油气储配站工作最高温度为50，介质为易燃易爆的气体。2.2 设计压力对于设置有安全泄放装置的储罐，设计压力应为1.051.1倍的最高工作压力。所以有Pc=1.1*1.744=1.9184MPa。2.3 设计储量由参考文献11第三十六条得液化石油气的密度为420Kg/m3，装量系数为0.9，盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为：0.9500.42=18.9t （2-1）2.4 焊接接头系数焊接接头系数是以焊接强度与母材强度之比值表示的。它与焊缝位置焊接方法以及检验等因素有关。JB4732标准中要求受压元件焊缝必须100%无损检测，取焊缝系数为1。2.5 主体材料的选择根据液化石油气的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1mm/年以下，贮罐可选用一般钢材，根据液化石油气贮罐的工作压力、工作温度和介质的性质可知该设备为一中压常温设备，介质对碳钢的腐蚀作用很小。故选材料时，主要考虑的强度指标（指s和b）和塑性指标适合的材料，内罐贮存中温液化石油气，可以考虑20R、16MnR这两种钢种。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。其中16MnR的机械加工性能、强度和塑性指标都比较好，综合金属的强度、刚度、温度、抗腐蚀能力等方面考虑选用16MnR制作罐体和封头。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。第3章 液化石油气结构设计3.1 筒体和封头的设计对于承受内压，且设计压力Pc=1.9184MPa1000时至少设一个人孔，压力容器上的开孔最好是圆形的。根据储罐是在常温下及最高工作压力为2.5MPa的条件下工作，人孔的标准按公称压力为2.5MPa等级选取，考虑到人孔盖直径较大较重，故选用碳钢水平吊盖带颈对焊法兰人孔(HG 21524-95)，人孔筒节轴线垂直安装。公称直径500mm，凹凸法兰密封面（C型），采用类20R材料、垫片采用外环材料为低碳钢、金属带为0Cr19Ni9、非金属带为柔性石墨、C型缠绕垫。该人孔结构中有吊钩和销轴，检修时只须松开螺栓将盖板旋转一个角度，由吊钩吊住，不必将盖松取下。法兰标准号为HGJ5053-91，垫片标准号为HGJ6972-91，法兰盖标准HGJ6165-91材料为20R，螺柱螺母标准HGJ75-91螺柱材料40Cr螺母材料45，吊环转臂和材料Q235-AF，垫圈标准为GB95-85 材料100HV，螺母标准GB41-86，吊钩和环材料为Q235-AF，无缝钢管材料为20，支承板材料为20R。人孔尺寸表如表表3-6。表3-6 水平吊盖带颈对焊法兰人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD7304330公称压力PN 2.566048螺柱数量20公称直径DN500280A405螺母数量40s53012123B200螺柱尺寸M332170d506b44L300总质量kg3023.6 其他附件的设计3.6.1 液面计选择液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。在中低压容器中常用的有玻璃板液面计和玻璃管液面计。它们都是外购的标准件，只需要选用。玻璃板液面计有三种：透光式玻璃板液面计、反射式玻璃板液面计、视镜式玻璃板液面计。玻璃板液面计透光式和反射式两种结构，其适用温度一般在0250。但透光式适用工作压力较反射式高。玻璃管液面计适用工作压力小于1.6MPa，玻璃板液面计适用于1.6MPa以上。液面计与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌入连接，分别用于不同型式的液面计。液面计的选用：1.玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料内没有结晶等堵塞固体的场合。板式液面计承压能力强，但是比较笨重、成本较高。2.玻璃板液面计一般选易观察的透光式，只有当物料很干净时才选反射式。3.当容器高度大于3m时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观察效果受到限制，应改用其它适用的液面计。液氨为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵塞现象所以根据选用表选用：在此选用反射式玻璃板液面计，标准号HG21590-95。由储罐公称直径3800选择长度为1700mm液面计两支，材料(针形阀)为碳钢，保温型，液面计接管为无缝钢管。法兰形式及其代号C型（长颈对焊突面管法兰HG20617-97），液面计型号R型公称压力PN2.5，使用温度0250，液面计的主题材料代号：锻钢（16Mn），结构形式及其代号：普通型（无代号），公称长度为1450，排污口结构：V（排污口配螺塞）。3.6.2安全阀的选择液化石油气储罐的设计压力在1.6 MPa以上，属于三类压力容器，必须设置安全阀。由操作压力P=1.9184MPa，工作温度为50，盛放介质为液化石油气体。根据参考文献9上册444页选择安全阀的公称压力PN=25kg/cm2，最高工温度为150，材料为可锻铸件的微启式安全阀，型号为A41H-25。公称直径Dn=80mm。3.6.3压力计选择量程装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设备工作压力的153倍，最好取2倍。若选用的压力表量程过大，由于同样精度的压力表，量程越大，允许误差的绝对值和肉眼观察的偏差就越大，则会影响压力读数的准确性；反之，若选用的压力表量程过小，设备的工作压力等于或接近压力表的刻度极限，则会使压力表中的弹性元件长期处于最大的变形状态，易产生永久变形，引起压力表的误差增大和使用寿命降低。另外，压力表的量程过小，万一超压运行，指针越过最大量程接近零位，而使操作人员产生错觉，造成更大的事故。因此，压力表的使用压力范围，应不超过刻度极限的6070。测量精度压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的。精度等级一般都标在表盘上，选用压力表时，应根据设备的压力等级和实际工作需要来确定精度。额定蒸汽压力小于2.45MPa的锅炉和低压容器所用的压力表，其精度不应低于2.5级；额定蒸汽压力大于2.45MPa的锅炉和中、高压容器的压力表，精度不应低于1.5级。表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值，压力表的表盘直径不应过小。在一般情况下，锅炉和压力容器所用压力表的表盘直径不应小于100mm，如果压力表装得较高或离岗位较远，表盘直径还应增大。就地压力指示，当压力在2.6MPa到69MPa时，可采用膜片压力表、波纹管压力表和包端管压力表等弹性式压力表。又考虑到液氨有一定腐蚀性，所以综合考虑选用隔膜压力表。技术指标为：精度等级：(2.5) 公称直径：20 接头螺纹：1.5 G1 测量范围：0-5Mpa3.7 鞍座选型和结构设计3.7.1 鞍座选型该卧式容器采用双鞍座式支座，根据最高工作温度为50，按JB/T 4731-2005，表5-1选择鞍座材料为16MnR，使用温度为-20250，许用应力为=。估算鞍座的负荷：计算储罐总重量。m1 为筒体质量；对于16MnR普通碳素钢，取=7.85103kg/m3 （3-13）m2为单个封头的质量：根据参考文献19中标B.2 EHA椭圆形封头质量，可知m2=1667.2kg。m3为充液质量，因为故可知：m3=水V=1000V=1000（/43.0211.5+23.8170）=88881.5 kg （3-14）为附件质量：选取人孔后，查得人孔质量为302kg，其他接管质量总和估为500kg。综上所述：总质量则每个鞍座承受的重量为：G/2=mg / 2=110025.7110/2=550.12 KN （3-15）根据参考文献20选取轻型，焊制BI，包角为120，有垫板的鞍座，筋板数为4。根据参考文献20表6得鞍座尺寸如表3-7，示意图如图3-3。图3-3 鞍座结构图表3-7 鞍座支座结构尺寸公称直径DN3000腹板212垫板b4660允许载荷Q/KN785 筋板l3340412鞍座高度h250b2316e120底板l12180b3410螺栓间距l21940b1360310螺孔/孔长D/l28/60116弧长3490重量kg4623.8 鞍座位置的确定因为当外伸长度A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值，根据参考文献12规定A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L。否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。由标准椭圆封头得: (3-16)有h=H-Di/4=690-3000/4=40mm故A0.2(L+2h)=0.2(11498+240)=2315.6mm鞍座的安装位置如图3-3所示，分为F型和S型两种支座配套使用。由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此，JB 4731 还规定当满足A0.2L时，最好使A0.5R m（Rm=R1+n/2），即Rm=1500+20/2=1510mm，A0.5R =0.51510=755mm，取A=760mm综上所述：A=760mm （A为封头切线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头的总长）3.9 焊接结构设计3.9.1 焊接方式的选择压力容器各受压部件的组装大多采用焊接方式，焊缝的接头形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器的安全，因而必须对容器焊接接头的结构进行合理设计。焊缝系指焊件经焊接所形成的结合部分，而焊接接头是焊缝、熔合线盒热影响区的总称。焊接接头形式一般有被焊接两金属件的相互结构位置来决定，统称分为对接接头、角接接头及T字接头、搭接接头。对接接头时压力容器中最常用的焊接接头形式。为了保证全熔透和焊接质量，减少焊接变形，施焊前，一般需将焊件连接处预先加工成各种形状，称为焊接坡口。不同的焊接坡口，适用于不同的焊接方法和焊件厚度。基本的坡口形式有5种，即形、形、单边形、U形和J形，如图3-4所示。图3-4 坡口基本形式压力容器焊接结构的设计遵循以下基本原则。1.尽量采用对接接头 前已述及，对接接头易于保证焊接质量，因而除容器壳体上所有的纵向及环向焊接接头、凸形封头上的拼接焊接接头，必须采用对接接头外，其他位置的焊接结构也应尽量采用对接接头。2.尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷 所谓未熔透是指基本金属盒焊缝金属局部未完成熔合而留下空隙的现象。未熔透往往是导致脆性破坏的起裂点，在交变载荷作用下，它也可能诱发疲劳。3.尽量减少焊缝处的应力集中 焊接接头常常是脆性断裂和疲劳的起源处，因此，在设计焊接结构时必须尽量减少应力集中。如对接接头应尽可能采用等厚度焊接，对于不等厚度钢板的对接，应将较厚板按一定斜度削薄过渡，然后再进行焊接，以避免形状突变，减缓应力集中程度。一般当薄板厚度不大于10，两板度差超过3；或当薄板厚度大于10，两板厚度差超过薄板的30%，或超过5时，均需削薄厚板边缘。综上所述，本设计采用全熔透的对接接头形式。3.9.2 焊接顺序1.焊前清理工件焊接前必须进行清理，除去工件表面的锈渍，油污和工件表面的毛刺。焊前处理能够有效防止焊接过程中产生气孔、夹杂等焊接缺陷的形成。2.焊接过程和顺序焊接过程至关重要，施工人员必须严格按照合理的结构顺序，选择合理的焊接工艺参数，严格施工。首先将两侧的半圆点焊在一起，然后将点固好的两侧拼接在一起。焊接过程应该保持结构的对称性，以减少变形和焊接残余应力。a.钢板气割下料和卷制b.单个筒节的纵向对接焊接c.筒节间的环向对接焊接d.筒体与封头的环向对接焊接e.开人孔和各种接管口f.接管和各种法兰的焊接g.支座的组焊3.10 焊后处理工件焊接后必须进行焊后处理。工件的焊后处理主要包括热处理和焊接检测。由于工件承受一定的压力，必须对其进行焊接后局部的跟踪回火处理，以消除残余应力和达到细化结合处材料的晶粒。对工件的局部薄弱处应该进行无损探伤。另外容器的压力试验和气密性试验是热处理之后进行，常采用水压试验。设备制造完毕后应在2.5MPa表进行水压实验10分钟无渗漏，冒汗现象，检查检查容器是否达到设计要求，验证其是否能保证在没计压力下安全运行所必须的承压能力。检验：所有焊缝未经检验合格，严禁涂刷漆；焊缝应进行外观检查；焊缝要进行无损探伤检测。返修：需返修焊缝应先把缺陷清除；返修次数不超过两次；罐底的严密性试验，罐壁和顶的严密性和强度试验用充水检查。第4章 开孔补强设计根据参考文献12当在设计压力Pc2.5MPa的在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径不大于89mm时，接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中只有DN=500mm的人孔需要补强。4.1 补强设计方法判别按HG/T 21518-2005，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。开孔直径 （4-1） （4-2）故可以采用等面积法进行开孔补强计算。接管材料选用10号钢，其许用应力t=117MPa根据GB150-1998中式8-1，开孔所需补强面积 （4-3）其中：壳体开孔处的计算厚度=17.758mm接管的有效厚度 （4-4）强度削弱系数=117/170=0.689所以开孔所需补强面积为 （4-5）=50417.758+217.758180.311 =4238.45mm24.2 有效补强范围4.2.1 有效宽度B的确定按GB150中式8-7，得： （4-6） （4-7）mm （4-8）4.2.2 有效高度的确定(1）外侧有效高度h1的确定根据GB150中式8-8，得： （4-9）=接管实际外伸高度H=H1=280mm （4-10）(2）内侧有效高度h2的确定根据GB150-1998中式8-9，得： （4-11） （4-12）4.3 有效补强面积根据GB150中式8-10 到 式8-13得，A1，A2，A3，A4计算如下：4.3.1 筒体多余面积A1 （4-13）=(1008-504)(20-17.758)-220(20-17.758)(1-0.689)=1102.078mm24.3.2接管的多余面积接管厚度： （4-14） （4-15）=292.25(20-17.758)0.689+0=285.004 mm24.4 接管区焊缝截面积(焊角取6.0mm）4.5补强面积 （4-16）因为，AeA所以开孔需另行补强。所需另行补强面积： （4-17）补强圈设计：根据Dn=500mm取补强圈外径Dn1=840mm。因为BDn，所以在有效补强范围。补强圈内径d1=530+2=532mm补强圈厚度： （4-18）圆整取名义厚度为根据参考文献21选取厚度为22mm的补强圈。第5章 容器强度的校核5.1 水压试验校核试验压力： （5-1）设计温度时 （5-2） （5-3）圆筒的应力： （5-4） （5-5）根据参考文献12查表8-7得20mm的16MR的强度指标为， （5-6）所以，水压校验符合要求5.2 筒体最小厚度校验，满足要求5.3 筒体轴向应力计算与校核5.3.1 筒体轴向弯矩计算筒体中间处截面的弯矩用下式计算： （5-7）式中 鞍座反力，；椭圆封头长轴外半径，mm；两封头切线之间的距离，mm；鞍座与筒体一端的距离，mm；封头短轴内半径，mm。其中： （5-8）所以： （5-9）式中：；将数值代入公式得 （5-10） 支座处截面上的弯矩 （5-11） （5-12）5.3.2 筒体轴向应力计算根据参考文献8得。因为：，且，所以，最大轴向应力出现在跨中面，校核跨中面应力。5.3.3 由弯矩引起的轴向应力筒体中间截面上最高点处 （5-13）式中：所以： （5-14）筒体中间截面上最低点处： （5-15）鞍座截面处最高点处： （5-16）鞍座截面处最低点处： （5-17）5.3.4 由设计压力引起的轴向应力由公式： （5-18）所以： （5-19）5.3.5 轴向应力组合与校核最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处，所以 （5-20）许用轴向拉压应力由上述计算得：，合格。最大轴向压应力出现在充满水时，在筒体中间截面最高处，轴向许用应力： （5-21）根据参考文献1：计算得，取许用压缩应力 ，符合强度要求。5.4封头最小厚度校验，满足要求5.5 封头强度校核 （5-22） （5-23） （5-24）MPa （5-25）经强度校核满足要求5.6 筒体和封头切向应力校核因筒体被封头加强，筒体和封头中的切向剪应力分别按下列计算。5.6.1 筒体切向应力计算根据参考文献1查得所以： （5-26）5.6.2封头切向应力计算 （5-27）因，所以合格。5.7 筒体环向应力的计算和校核5.7.1 支座截面处圆筒体的周向应力在鞍座处横截面最低点处的周向压应力 （5-28）式中：系数；，支座与圆筒体不相焊；，支座与圆筒体相焊；厚度；当无垫板或垫板不起加强作用时，则；当垫板起加强作用时，则；鞍座垫板有效厚度；壳体有效宽度，。鞍座宽度一般取大于或等于，当采用根据参考文献20标准“鞍式支座”时，应取筋板大端宽度与腹板厚b0之和，筋板对称布置时，应包括腹板厚b0，壳体有效宽度为： （5-29）根据参考文献1表5-3查得：，支座与圆筒体不相焊，故，且垫板不起加强作用，圆筒截面最低点处的周向压应力为：所以鞍座边角处轴向应力因为且所以:5.7.2 环向应力的校核环向应力校核环向压应力不得超过材料的许用应力，即，由于，因此合格。是因环向压缩应力与环向弯矩产生的合成压应力，属于局部应力，应不大于材料许用应力的1.25倍，其中，因此满足要求。5.7.3 鞍座有效断面平均压力鞍座承受的水平分力 （5-30）根据参考文献8（上卷，P11-103）查得，所以,鞍座有效断面平均应力式中：鞍座的计算高度，；鞍座的腹板厚度，。其中取鞍座实际高度（）和中的最小值即，腹板厚度所以：根据参考文献20表5-1选择鞍座材料为16MnR，使用温度为-20250，许用应力为= 170MPa则：由上述计算得： 符合要求。结论与展望毕业设计是学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的卧液化石油气贮罐设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕