SW6过程设备强度设计说明书6、SW6机械强度校核源文件E-307换热器

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98固定管板换热器设计计算 设 计 计 算 条 件 壳 程管 程设计压力 0.15MPa设计压力 0.45MPa设计温度 48设计温度 120壳程圆筒内径 800 mm管箱圆筒内径960mm材料名称16MnR(正火)材料名称16MnR(正火) 简 图 计 算 内 容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算筒体法兰校核计算前端管箱筒体计算计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.45MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 960.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.50mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 143.53Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.5625 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 40.04 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.38843MPa设计温度下计算应力 st = = 27.22MPastf 144.50MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度9.00mm,合格前端管箱封头计算计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.45MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 960.00mm曲面高度 hi 240.00mm材料 16MnR(正火) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 d = = 1.50mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00mm最小厚度 dmin = 1.44mm名义厚度 dn = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 87.32 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.39834MPa结论 合格后端管箱筒体计算计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.45MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 960.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.50mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 143.53Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.5625 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 40.04 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.38843MPa设计温度下计算应力 st = = 27.22MPastf 144.50MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度9.00mm,合格后端管箱封头计算计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.45MPa设计温度 t 120.00 C内径 Di 960.00mm曲面高度 hi 240.00mm材料 16MnR(正火) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 d = = 1.50mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00mm最小厚度 dmin = 1.44mm名义厚度 dn = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 87.32 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.39834MPa结论 合格壳程圆筒计算计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.15MPa设计温度 t 48.00 C内径 Di 800.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 0.42mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 1198.51Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.1875 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 11.14 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.86139MPa设计温度下计算应力 st = = 7.58MPastf 144.50MPa校核条件stf st结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度9.00mm,合格管箱法兰计算设 计 条 件简 图设计压力 p0.450MPa计算压力 pc0.450MPa设计温度 t120.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称16MnR(正火)体许用应力 170.0MPa法材料名称07MnNiCrMoVDR许用sf203.0MPa兰应力stf203.0MPa材料名称40MnVB螺许用sb228.0MPa应力stb203.2MPa栓公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n45个Di960.0Do1175.0垫 结构尺寸Db1120.0D外1080.0D内960.0010.0 mmLe27.5LA53.0h82.0127.0材料类型软垫片N60.0m2.75y(MPa)20.0压紧面形状1a,1bb13.86DG1052.3片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 916208.1N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 504734.1 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 4018.5mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 15220.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 325555.2NLD= L A+ 0.51 = 66.5mmMD= FD LD = 21649420.0N.mm作FG = Fp = 113323.4NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 33.9mmMG= FG LG = 3836830.5N.mmMpFT = F-FD = 65600.0NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 56.9mmMT= FT LT = 3734524.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 29220774.0N.mm预紧 MaW = 2193213.5NLG = 33.9mmMa=W LG = 74256416.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 74256416.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 78.2mm最小间距 56.0 (查GB150-98表9-3)mm最大间距 103.4mm 形 状 常 数 确 定97.98h/ho = 0.8 K = Do/DI = 1.224 2.7由K查表9-5得T=1.829Z =5.015Y =9.723U=10.685整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.72950VI=0.109590.00745松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 1.00000整体法兰 = 955240.8松式法兰 = 0.00.0=f e+1 =1.22g = y/T = 0.671.30 = 0.70剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 0.00MPa操作状态 0.00MPa输入法兰厚度f = 30.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 152.22MPa =304.5 或 =425.0( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 160.02MPa = 203.0校核合格切向应力 33.10MPa = 203.0校核合格综合应力 = 156.12MPa = 203.0校核合格法兰校核结果校核合格筒体法兰计算设 计 条 件简 图设计压力 p0.450MPa计算压力 pc0.450MPa设计温度 t48.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称16MnR(正火)体许用应力 170.0MPa法材料名称15MnVNR许用sf177.0MPa兰应力stf177.0MPa材料名称40MnB螺许用sb212.0MPa应力stb203.9MPa栓公称直径 d B24.0mm螺栓根径 d 120.8mm数量 n45个Di900.0Do1075.0垫 结构尺寸Db1020.0D外980.0D内900.0010.0 mmLe27.5LA33.0h82.0127.0材料类型软垫片N40.0m2.75y(MPa)20.0压紧面形状1a,1bb11.31DG957.4片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 680605.2N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 408163.4 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 3210.4mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 15220.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 286132.5NLD= L A+ 0.51 = 46.5mmMD= FD LD = 13305161.0N.mm作FG = Fp = 84182.3NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.3mmMG= FG LG = 2636126.8N.mmMpFT = F-FD = 37642.0NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 45.7mmMT= FT LT = 1718631.4N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 17659920.0N.mm预紧 MaW = 1953649.9NLG = 31.3mmMa=W LG = 61177596.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 61177596.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 71.2mm最小间距 56.0 (查GB150-98表9-3)mm最大间距 121.8mm 形 状 常 数 确 定94.87h/ho = 0.9 K = Do/DI = 1.194 2.7由K查表9-5得T=1.841Z =5.687Y =11.024U=12.114整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.72411VI=0.106710.00763松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 1.00000整体法兰 = 1076940.0松式法兰 = 0.00.1=f e+1 =1.31g =