过程设备强度软件SW6使用培训课件（讲座教学）

1、过程设备强度软件SW6-1998操作简单介绍,1,优质教资,目录,第一部分 卧式设备的计算 第二部分 立式设备的计算,2,优质教资,第一部分 SW6卧式设备的操作,1.1 软件编制依据 1.2 适用范围 1.3 内压计算 1.3.1 主体设计参数输入 1.3.2 筒体数据输入 1.3.3 封头数据输入 1.3.4 设备法兰数据输入 1.3.5 鞍座数据输入 1.3.6 接管开口补强输入 1.4 外压计算,3,优质教资,1.1 编制依据 主要是以容规、GB150、JB/T4731-2005和HG/T20580以及HG/T20582 1.2 适用范围 内压为0.1100MPa，或真空度为：-0.0

2、2-0.1 MPa； 筒体内径150mm； 设计温度为-269900 1.3 内压计算 1.3.1主体设计参数输入 如果为指定试验压力可以不输入；如果液压 试验能满足就选用液压试验，如果容器结构没 法进行液压试验时，焊缝系数必须有1.0,4,优质教资,1.3.2筒体数据输入 1） 液柱压力计算为: 液柱压力=0.01*H; 为介质与水的比重，H为液位高度；当液柱压力小于设计压力的5%时，可以不考虑液柱压力。 2）壳体长度为实际的壳体长度，不含封头直边。 3)钢板负偏差不用指定为0； 4）材料根据项目具体情况 选用，尽量不选用在设计温 度区域材料使用变化较大的 材料。比如设计温度200 尽量不选

3、用Q245R和Q345R,5,优质教资,1.3.3 封头数据输入 中、低压压力容器的封头形式宜优先使用标准椭圆形封头，必要时可以选用 碟形封头、锥形封头或半球形封头，标准封头可按压力容器封头GB/T25198- 2010和钢制压力容器用封头 JB/T4746-2002 。 1.3.3.1椭圆形封头的输入 1)标准椭圆形封头标准GB/T 25198和JB/T4746的范围均为： 159mmDN6000mm,如封头超 过此范围需要跟业主和封头制造 厂商定相应的制造检验尺寸。 2）腐蚀裕量=封头减薄率+ 腐蚀裕量； 159mmDN6000mm， 6mmn60mm的标准椭圆形封头的减薄 率参照GB/T

4、25198 -2010附录表J.1或JB/T4746-2002 附录表A.1，如超出此范围 需要和封头制造厂商定,6,优质教资,1.3.3.2半球形封头的输入 腐蚀裕量=封头减薄率+腐蚀裕量；封头的减薄率以前我们是按照名义厚度的15,7,优质教资,1.3.3.3 平盖的类型选择,平面法兰选12、突面法兰选用13，凹凸面和榫槽面法兰选用14。平盖上有法兰接管时，同一截面上开孔之和的最大之和就根据实际开口计算，只是螺栓孔无需输入,8,优质教资,螺栓垫片结构参数,1、低压无毒介质选用平面密封形式；有中度危害介质、中低压容器和中高压容器法兰密封面选用突面或凹凸面密封面形式；极度危害高度、中高压容器和中

5、度危害介质、超高压容器选用榫槽面密封面形式。 2、垫片的材料选用根据介质和压力而定。缠绕垫片选用的碳钢或不锈钢内外环、填充物为石棉橡胶,9,优质教资,1.3.3.4 蝶形封头的输入 蝶形封头的球面直径不大于封头内直径，一般情况下取0.9倍的封头的内直径，过渡圆转角半径不小于封头内直径的10%，且不小于封头厚度的三倍。当球面半径与过渡转角半径比值5.5时，其有效厚度不小于封头内直径的0.15%，其他蝶形封头的有效厚度不小于封头内直径的0.3%。当确定封头厚度已考虑因内压下弹性失稳问题时，可不受此限制。（见GB150.3-2011的第5章第4节,10,优质教资,1.3.3.5 锥形封头的输入 锥形

6、封头的半顶角不大于600；半顶角 300时，大小端都允许没有折边； 300 半顶角 450时，大端应有折边，小端可以没折边；450 半顶角 600时，大小端都应有折边； 600 半顶角，按平盖设计。大端折边过渡半径不小于大端内径的10%，且不小于3倍的封头厚度；小端折边过渡半径不小于小端内径的5%，且不小于3倍的封头厚度,11,优质教资,12,优质教资,1.3.4 设备法兰的输入,1、因为软件只考虑承受流体静柱压力及垫片的压紧力，对于气包因风载等因素附加弯矩和轴向拉伸载荷时，需要设计者在对话框里输入。 2、如无特殊工况，选用JB/T4700的法兰免予计算,13,优质教资,1.3.4.1标准法兰

7、结构数据对话框,1、法兰材料根据介质和压力选用，最好选用锻件。法兰的材料应该与壳体有良好的焊接性能，物理性能和化学性能应与筒体材料相同或相近,14,优质教资,1.3.4.2标准法兰螺栓与垫片结构参数表,1、如采用非金属垫片和金属 包裹垫时，垫片与密封面接触 的内外径为垫片的内外径，如 选用缠绕垫时，垫片与密封面 接触的内外径是充填物部分的 内外径，即内环的外直径和 外环的内直径；查JB/T4704、 JB/T4705和JB/T4706。 2、垫片的材料根据介质选择，300mmDN3000mm的非金属垫和金属包裹垫应分别按JB/T4704和JB/T4706选用， 300mm设备内径DN2000

8、mm的金属缠绕垫应按JB/T4705选用,15,优质教资,图1、非金属垫片简图,图2、金属包裹垫片简图,图3、金属缠绕垫片简图,16,优质教资,1.3.4.3选用JB/T4700标准法兰注意事项：1、当法兰、螺栓、垫片都是选用的JB/T47004707标准法兰时，可免计算。JB/T4700适用的范围是06.4MPa,-70450碳素钢和低合金钢钢制压力容器法兰。JB/T4701工作温度为：-20300，JB/T4702工作温度为：-20350，JB/T4703的工作温度为：-70450。有衬环的法兰的工作温度根据具体情况而定。详见JB/T4700。 2、带颈法兰应采用热轧或锻件机加工而成，加工

9、后的法兰的轴线须与原热轧或锻件轴线平行。3、采用钢板制造法兰，应符合下列要求：a)钢板应超声检测，无分层缺陷；b)应沿钢板轧制方向切割出板条，经弯制，并使钢板的表面成为环的侧面；c)圆环的对接接头应采用全焊透结构；d)圆环的对接接头经焊后热处理并100% RT-II合格或UT-I合格；4、碳素钢或低合金钢钢制法兰有任何一情况必须正火热处理:a)法兰面断面厚度大于50mm（法兰环的厚度）;b)锻制法兰；5、所有焊制法兰必须焊后热处理6、螺栓的公称直径应 不小于M12，M48以上的螺栓应细牙螺纹。螺柱的硬度应比螺母高2030HB,17,优质教资,1.3.4.4非标准整体法兰结构数据输入,1、假如设

10、计者自行设计的法兰出现校核不合格时，应根据以下情况进行调整： a)当法兰的轴向应力H（或（或（或）0.5 tf,颈锥的厚度1为影响的T敏感因素,调整该尺寸会得到很显著的效果,18,优质教资,1.3.4.5非标准法兰螺栓及垫片结构参数输入,1、密封面的形式根据设计压力和 介质类别选择，压力低（设计压 力P2.5MPa）无毒性的介质选用 平面，压力高或介质有毒性的介 质最好选用凹凸面和榫槽面。我们 以往经验，4.0MPaP10.0MPa选 用凹凸面， P10.0MPa选用榫槽面。 2、如采用非金属垫片垫片和金属包裹垫时，垫片与密封面接触的内外径 为垫片的内外径，如选用缠绕垫时，垫片与密封面接触的内

11、外径是充填物部分的内外径，即内环的外直径和外环的内直径； 3、螺栓的数量为4的倍数，注意螺栓数量和直径的要合理； 4、螺栓材料可以参照JB/T4700和JB/T4707,19,优质教资,1.3.5 鞍座数据输入,1、支座中心到最近封头切线的距 离A0.5Ra,当无法满足A0.5Ra, A0.2L，Ra=Ri+1/2n 。2、设备配置 如果有附属设备，即水包或气 包，请选择有附属设备。3、充装系数是液位体积与设备容 积的比值。 4、保温材料、保温厚度根据项目 规定选择，地震烈度如果项目有规定按项目要求，如无规定，国内陆地项目可以参考SH3048-1999石油化工钢制设备抗震设计规范,20,优质教

12、资,附属设备(气包)的输入,1、地震作用力的高度h指的是附属设备的重心高度。 2、附属设备的内径、名义厚度、腐蚀裕度、筒体高度、附属设备总高度、附属设备内件及附件重量按实际参数输入。 3.附属设备的开口补强、压力计算都需要另外计算和校核,21,优质教资,鞍座 数据输入：1、两鞍座的间距L=L1-2A；L1为筒体长度，A为鞍座中心线到封头切线的距离。2、鞍座高度h为设备筒体最低点到鞍座地板下表面的距离；3、按JB/T4712.1设计时，轻型和BI重型鞍座包角为1200， BII重型鞍座包角为 1500。 4、鞍座的宽度应为a 8(Ra)1/2；当采用JB/T4712的鞍座时，a=2+b3 ,其中

13、2腹板的厚度，b3为筋板大端的宽度。5、如果垫片起加强作用，垫板的宽度 W(b4)a+1.56*(Ra*n)1/2, Ra=Ri+1/2n;Ri为筒体内径,22,优质教资,腹板和筋板数据输入：腹板的长度指的是实际腹板长度方向的长度；筋板的数量是指实际的筋板数量；如果选用的JB/T4712.1时，筋板的长度就是小端长度；如果腹板在鞍座中心时，筋板长度指的是筋板小端长度+腹板的厚度,23,优质教资,鞍座的校核： 1.当支座中心到最近封头切线的距离A0.5Ra时,封头对筒体有加强 作用，在鞍座承受的M2弯矩时，抗弯截面为整个圆截面，而当A 0.5Ra时,抗弯截面减少为2=+/3,从而使3，4增大，对

14、应L/D较大的长卧式容器，取A0.5Ra时可能使M1增大，这时调整A满足0.5RaA0.2L 先使1，2 合格。 2.根据0.5RaA0.2L ，A越大，剪切力 越小； A0.5Ra 时，剪 切力 跟A无关系。 3.5，6 与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比； 4. 7，8 与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比； 5. 7，8 与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比； 6. 9与鞍座高度和腹板的厚度乘积成反比,24,优质教资,1.3.6 开孔补强输入1.开孔的范围如下见GB150.3第6.1章节 1）等面积法适用开孔范围 a)当圆筒内径Di1500mm时,开孔直径dop 0.5 Di ，且dop 520m

15、m； 当圆筒内径Di1500mm时,开孔直径dop Di/3 ，且dop 1000mm； b) 凸形封头或球壳封头最大开孔直径dop 0.5 Di ； c)锥形封头最大开孔直径dop Di /3; Di为开孔处的锥体内直径； d)当开孔是椭圆形孔，开孔的长轴与短轴比不大于2，对椭圆形开孔， 最大开孔直径dop为长轴的长度。2）分析法的适用范围 d0.9D且max0.5,d/D et/ e 2;2.各标准的钢管的使用范围和要求见GB150.1第5章和表6,25,优质教资,3.不另行补强的最大开孔直径(全部满足) a)设计压力P2.5MPa; b)接管直径89mm; c)开孔未开在A、B类焊缝；

16、d)钢材的标准抗拉强度Rm540MPa,接管与壳体连接的采用全焊透结构； e)接管直径d=25，32,38mm，接管厚度3.5mm；接管直径d=45,48mm，接 管厚 度4.0mm，接管直径d=57，65mm，接管厚度5.0mm；接管直径 d=75，89mm，接管厚度6.0mm（注意接管腐蚀裕度为1mm，如果腐蚀裕 度变化，接管厚度相应变化。） f)两相邻开孔的中心距离不小于两接管的直径的之和的2倍，三个或三 个以上的开孔，任意两孔的中心距离不小于两接管的直径的之和的2.5倍 （对于曲面间距以弧线计算）。 4.补强圈补强的使用范围 a)壳体和补强圈钢材的标准抗拉强度下限值b540MPa,26

17、,优质教资,b)补强圈厚度1.5倍的壳体名义厚度n ； c)壳体的名义厚度n38mm;5.整体补强使用范围 a)容器设计压力P4MPa; b)容器设计温度大于350； c)盛装极度、高度危害介质的压力容器； d)疲劳压力容器； e)补强圈结构无法满足要求的补强。 6.有效补强范围 a)沿壳体经线方向的补强范围：B=2d; b)沿接管的轴线方向的补强范围:h=（dnt）1/2，nt为接管的名义厚 度，接管的实际有效补强高度取（dnt）1/2和接管实际高度的较小者,27,优质教资,开口补强数据计算输入,1、当两相邻开孔的中心距离小于两接管的直径的之和的2倍时，建议采用联合补强； 2、如果等面积法（

18、单孔补强和联合补强）不适用接管补强计算，可以选用另一补强方法（分析法）。 3、由于软件只允许输入12个管口，如果管口超过12个，相同尺寸相同方位的接管在管口符合里输入管口编号,28,优质教资,接管数据,1、接管外径 如果是无缝钢管就直接输 入接管外径，如89,114；如是 锻件管就直接输入锻件的外径， D=d-2+21;d为带颈对焊法 兰对焊段外直径，为带颈对 焊法兰对焊段厚度，1为锻件 与壳体相焊段的厚度，D为锻件 与壳体相焊段的直径。 2、接管的厚度 接管使用钢板卷制时，输入钢板的名义厚度；接管为无缝钢管时，输入钢管的名义厚度；接管为锻件管时，输入锻件与壳体相焊段直径。 3、接管的腐蚀裕量

19、 接管使用钢板卷制时，输入理论腐蚀裕量；接管为无缝钢管时，腐蚀裕量=理论腐蚀裕量+钢管负偏差；接管为锻件管时， 输入理论腐蚀裕量,29,优质教资,4、接管的外伸高度 如已确定接管的外伸高度，请输入实际的接管外伸高度；未确定时，请输入接管外伸高度为（d*nt）1/2 ；锻件管请输入直段高度。5、接管材料 接管的材质尽量选用物理性能和机械性能相近的材料，如壳体为Q245R，接管最好选用20#无缝钢管或锻件， Q345R，接管最好选用16Mn无缝钢管或锻件，高压不锈钢衬里设备的小接管最好选用双相钢锻件。 如接管直径459mm,建议采用钢板卷制，但如果接管过厚时根据工厂的加工能力选择是否采用钢板卷制；

20、如接管直径459mm时，采用无缝钢管，无缝钢管的标准选择依据GB150.1第5章和表6相关要求；如设计条件满足整体补强要求时，应选用锻件管。6、补强圈 补强圈大小和焊缝结构可以参考补强圈标准JB/T4736-2002,30,优质教资,JB/T4736-2002的适用范围： 1）本标准规定了钢制压力容器壳体开孔补强用补强圈的型式、尺寸及技术要求。 2）本标准用于钢制压力容器壳体开孔采用补强圈结构补强时，应同 时具备下列条件: a) 容 器 设计压力小于6.4MPa; b) 容 器 设计温度不大于350; c) 容 器 壳体开孔处名义厚度S3 8mm; d) 容 器 壳体钢材的标准抗拉强度下限值不

21、大于540MPa; e) 补 强 圈厚度应不大于1.5倍壳体开孔处的名义厚度。 3）本标准不推荐用于铬钼钢制造的容器，也不推荐用于盛装毒性为极度危害与高度危害介质的容器。 4）本标准不适用于承受疲劳载荷的容器,31,优质教资,2.外压计算,2.1.1外压计算长度的计算 1）当筒体部分没有加强圈时，外压计算长度=两倍凸形封头曲面深度hi的1/3+筒体的总长度L1，L=L1+2*hi/3，如图a)所示;2）当筒体部分有加强圈时，外压计算长度取两相邻加强圈的中心线间的最大距离，如图c)所示; 3）如图d)所示，外压计算长度= 第一圈中心线与封头切线的距离+封头的曲面深度的1/3,32,优质教资,4）

22、如图b),e),f)所示，当圆筒和锥壳连接，若连接线可作为支撑线，外压计算长度取此连接处到支撑线之间的最大距离，图f) 的Lx系指锥壳段的轴向长度，其外压计算长度取当量长度Le,见GB150.3第5.5.6章节。若连接线无法作为支撑线，应在锥壳的两侧设置加强圈,33,优质教资,外压圆筒设计数据和加强圈输入,1、先输入容器未加加强圈时的外压筒计算长度L=L1+2*hi/3;外压计算不过时，再根据设置加强圈的时间情况输入外压筒计算长度； 2、由于型材煨弯难度大，且煨弯容易变形，选择加强型钢最好是选用钢板制作,34,优质教资,第二部分 立式设备的计算,一、夹套立式设备的计算 1.1 软件编制依据 1

23、.2 适用范围 1.3 内压计算 1.3.1 主体设计参数输入 1.3.2 筒体数据输入 1.3.3 上封头的数据输入 1.3.4 下封头输入 1.3.5 夹套筒体数据输入 1.3.6夹套封头数据输入,35,优质教资,二、非夹套立设备的计算 2.1 内压计算 2.1.1 主体设计参数输入 2.1.2 筒体数据输入 2.1.3 上封头的数据输入 2.1.4 下封头（锥形封头）数据输入 2.2 外压计算 2.2.1筒体外压数据输入 2.2.2下封头外压数据输入,36,优质教资,1.1编制依据主要是以容规、GB150和HG/T20580以及HG/T205821.2.适用范围内压为0.1100MPa，

24、或真空度为：-0.02 -0.1 MPa；筒体内径150mm；设计温度为-269900,37,优质教资,1.3 内压计算,1.3.1主体设计参数输入 如果没有夹套可以不输入夹套数据。 如果未指定试验压力可以不输入；如果液压试验能满足就选用液压试验，如果容器结构没法进行液压试验时，需要进行气压试验时，焊缝系数必须有1.0,38,优质教资,1.3.2 筒体数据输入,1、腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+夹套腐蚀裕度； 2、外压筒的计算长度L先按未设置加强圈时的外压筒计算长度。 如果是全夹套，内筒的外压长度=内筒长度+2倍凸面封头曲面深度的三分之一,即L=L1+2*hi/3。 如果是半夹套，内筒的外压长度=夹套与内筒的连接线到内筒下封头切线的距离+下封头曲面深度的三分之一,即L=L1+hi/3,39,优质教资,1.3.3 上封头的数据输入,本对话框需要输入的是内筒上封头的数据： 全夹套时，腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+夹套腐蚀裕度+封头减薄量； 半夹套时，腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+封头减薄量,40,优质教资,1.3.4 下封头输入,本对话框需要输入的是内筒下封头的数据： 腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+夹套腐蚀裕度+封头减薄量,41,优质教资,1.3.5 夹套筒体数据输入,本对话框需要输入的是夹套筒体的数据： 腐蚀裕度=夹套腐蚀裕度,42,优质教资,1.3.6 夹套封头数据输入,本对话框