m乙醇储罐设计

1、荆楚理工学院课程设计成果学院:化工与药学院 班 级: 12级过程装备与控制工程 2班学生姓名 :吴小天 学 号: 2012402020207设计地点（单位） _荆楚理工学院 设计题目 : 15m3乙醇储罐设计 完成日期： 2015 年 12 月 25 日指导教师评语 : 成绩（五级记分制 ）: _ 教师签名 : 目录一、设计任务书二、总体结构设计三、机械强度设计3.1 筒体的强度计算3.2 封头的强度计算3.3 开孔补强验算3.4 法兰的选型或设计3.5 鞍座的设计3.6 水压试验校核计算四、设备装配图五、参考文献六、设计心得体会七、附录1 荆楚理工学院课程设计任务书设计题目： m3 液氨储罐

2、设计学生姓名 课程名称 地点2012402020218 2011402020221,2014ZSB0202012014ZSB020202专业课程设计 化实 A411专业班级 2012 级过程装备与控制工程起止时间2015.12.14 2015.12.252班24一、设计任务1、设备工艺、结构设计；2、设备强度计算与校核；3、技术条件编制；4、绘制设备总装配图 A1 图纸 1 张；5、编制设计说明书。二、设计内容1、储罐工艺参数计算，包括设计存储量、设计压力、设计温度等的确定。设 计 内 容 及 要 求2、储罐的结构设计。根据储罐的结构特点，确定筒体、封头、接管、开孔、支座及安全装置 等材料的选

3、择及结构设计，焊接接头设计。3、储罐的强度计算与校核，包括筒体、封头的厚度计算和开孔补强计算等内容。4、储罐的零部件的选配，包括支座，手、人孔，各种设备接口：接管与管法兰、补强圈、液 体进、出料管等。5、根据罐内介质的危险特点，对储罐在使用管理过程中应注意的安全问题提出对策措施。6、编制设计说明书，并绘制装配图A1 一张。设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关结构和材 料选型作出技术上和经济上的论证和评价。 应按设计程序列出计算公式和计算结果； 对所选用 的公式图表应注明来历。7、图纸要求1) 按机械制图 、化工设备图样技术要求标准绘图；2) 要有足够的节点图，

4、节点图要注明比例；要在图面正确的前提下，力求清洁，不要颠 倒主次要求；3) 标题栏与明细表、技术特性表、管口表应正确无遗漏，按照标准填写准确；零件编号 要齐全；8、注意事项 :1) 写出详细计算步骤 ,并注明选用数据的来源 ;2) 设计说明书要求字数不少于 4000 字，计算正确，论述清楚，文字精练，插图简明，书写 整洁，格式正确。装订成册上交。1)技术特性指标：设 计 参 数序号项目数值单位备注1名称乙醇储罐2用途乙醇储存3设计压力见附表MPa4设计温度见附表5公称容积（ V g）见附表m36工作压力波动情况可不考虑7装量系数（ ）0.98工作介质乙醇9使用地点荆门市，室外10安装与地基要求

5、11其他要求2）接管口参数：符号公称尺寸公称压力连接面形式用途或名称A40凸面进料口B20凸面放空口C80凸面出料口D100凸面排污口LG1220凸面液位计口LT1240凸面自动液位计口M450凸面人孔进 度 要 求第一天：根据课程设计任务书查阅相关资料。 第二天：根据设计任务和工艺要求，确定总体设计及计算。 第三天：进行强度计算。第四天：进行零部件设计和选用。 第五天：绘制草图。第六天：绘制绘制底图。第七天：加粗、标注尺寸、编件号、管口号、填技术特性表、标题栏、明细表等。 第八、九天：整理计算说明书。第十天：质疑，收说明书，收图。参 考 资 料1郑津洋等 . 过程设备设计 . 北京 .化学工

6、业出版社 .20102潘红良 . 过程设备机械设计 . 上海 .华东理工大学出版社 .20063贺匡国 . 化工容器及设备简明设计手册 . 北京：化学工业出版社， 20024蔡纪宁 . 化工设备机械基础课程设计指导书北京：化学工业出版社， 20005董大勤 . 化工设备机械基础 . 北京 .化学工业出版社， 2010其 它学 号姓名设计压 力 MPa设计温 度容积m3学 号姓名设计压 力 MPa设计温 度容积m305陈良建1.2505008赵仕奇1.5506006陈佳1.2507009林志茂1.8508007吴小天1.6501510刘阳1.85040说明1、本表应在每次实施前一周由负责教师填写

7、二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责 教师留用。2、若填写内容较多可另纸附后。3、一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。教研室主任：指导教师：张伟军2014年 11 月 2日2. 总体结构设计2.1 介质说明化学名称：乙醇，别名：乙基醇、酒精乙醇的分子式为 C2H6O(结构简式为 CH3CH2OH或 C2H5OH)，俗称酒精，在常温、常压下是一种易燃、 易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性，沸点： 78.4 °C。乙 醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%-75%的乙醇作

8、消毒剂等。2.2 结构尺寸2.2.1 筒体基本尺寸筒体的公称直径 Di 有标准选择，而它的长度 L 可以根据容积要求来决定。由公式 :Di2L 30m3 1 5% (1-1)4一般 L 3 6, 取 L 4DD得 Di 1711mm ，圆整至： Di 1700mm采用标准椭圆封头，查 EHA椭圆形封头内表面积及容积表1 得：深度 H 450mm ，内表面积A 3.2662m2 ，容积 V封 0.6999m3由:23Vg V筒 2V封D i2L 2V封 15m3(1-2)4得 L Vg 2V封 5992 mm ，圆整至 : L 6000mm4Di2计算容积 :V计V筒2V封 Di2 L2V封 1

9、.726 2 0.6999 15.019 m 3计筒 封4 i 封4误差 V计 Vg 100% 0.12%Vg3工作容积 V工V计 0.9 15.019 13.517m3所以，筒体的公称直径 Di 1700mm, 长度 L 6000mm2.2.2 筒体的结构及选材球形容器虽然省材，压能力强，但制造、安装都较困难，焊缝长，工作量大；矩形容器多用于小体积， 承压能力较小；立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱。而圆筒形容器， 安装内件方 便，制造容易， 而且承压能力较好。因此综合各方面因素考虑，乙醇储罐选用卧式圆筒形。由于液氯具有腐蚀性，罐体又为低压容器、常温容器，可考虑 Q235R

10、、 Q345R 这两种钢种。从技术 角度看， 选用 Q235R 类的低碳钢板更好，而 Q345R 钢板制造费经济，综合力学性好，工艺、焊接性能及 低温冲击韧性好，为常用的低合金钢。因此这里选用 Q345R 钢板。2.2.3 封头的结构及选材对于封头的选择，球形封头是最理想的结构形式，但缺点突出深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采 用分瓣冲压其拼焊工作量也较大；而碟形封头受力状态不佳，平板封头厚度大，耗材多且笨重。椭圆形封头吸取了球形封头受力好和蝶形封头深度浅的优点，其封头壁厚近似等于筒体壁厚,这样筒体和封头就可采用同样厚度的钢板来制造。这不仅可以给选材带来方便,也便于筒体和封头的焊接。封头

11、的材料选用和筒体一样的 Q345R 钢板。选取的椭圆形封头为：表 2-1 椭圆形封头参数公称直径 Di /mm总深度 H/mm内表面积 A/m2容积 V封 /m317004503.26620.69993. 设计计算3.1 筒体壁厚的计算正常工作： P乙醇 =乙醇 gh=0.79 103 9.8 1.7=13.16Kpa 水压试验： P 水 =水 gh=1.0 103 9.8 1.7=16.66Kpa因为 P水 P 乙醇， 所以用 P 水进行比较又因为 P 水5% 1.6 103Kpa=80Kpa, 所以卧式容器液柱静压力的影响可不予考虑，故计算压力 Pc P 1.60 MPa。查 压力容器材料

12、使用手册 -碳钢及合金钢 2 许用应力t 列于下表：表 3-1 Q345R 许用应力钢号板厚 / 20在下列温度（）下的许用应力/ Mpa1001502002503003161891891891831671531636185185183170157143Q345R3660181181173160147133>60100181181167150137123假设厚度范围在 616 mm，则 Q345R在50下其许用应力t 189MPa容器筒体采用双面对接焊缝， 100%无损探伤 ,所以焊接接头系数为=1.00 。筒体计算厚度公式pcDi1.6 17002-1)t 7.23 mm2 t - p

13、c 2 189 1-1.67.23mm在 616mm之间，故假设是成立的。式中 Pc 容器计算压力， MPa；Di 圆筒内直径， mm ；t 容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPa ；圆筒的焊接接头系数考虑介质腐蚀，计算厚度 的基础上，增加腐蚀裕度 C2 。乙醇属轻度腐蚀，取 C2=1.0 所以筒体的设计厚度为tc i C2 =7.23+1=8.23mm2 t - pc 2因压力容器常用钢板的负偏差均为 -0.3 ，即 取 C1=0.3 。所以，d C1 9.43 mm将壁厚圆整到钢板规格系列，圆整后取名义厚度 10mm ，因此罐体可以采用10 mm 的 Q345R 制作。3.2 封头壁厚

14、的计算kpc Di2-0.5pc因封头为标准椭圆形封头，取 k=1故封头的设计厚度为：pc DitC22-0.5pc1.6 170012 189 1-0.5 1.67.21n d C1 8.21 mm将壁厚圆整到钢板规格系列，圆整后取名义厚度10mm，因此封头可以采用10 mm 的 Q345R 制作。3.3 压力试验5，外壳应保持干燥。设备充满水后，待壁温大致相等时，缓采用水压试验，液压试验时水温不低于慢升压到规定试验压力，稳压 30min ，然后将压力降低到设计压力，保持 30min 以检查有无损坏，有无宏观变 形，有无泄漏及微量渗透。水压试验后及时排水，用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表

15、面吹干。3.3.1 确定水压试验的压力试验值根据 GB150 标准的规定，液压试验时2-5)PT 1.25P t其中 PT 试验压力， MPa；P 设计压力， MPa；、 t 分别为液压试验温度和设计温度下壳壁材料的许用应力， MPa 。所以PT 1.25 1.6 189/1893.3.2 计算水压试验时器壁应力值试验时筒体的应力为：2MPaPT (Die)(2-6)TT 2 e有效厚度C1 C2 10 0.3 1 8.7mm ，所以 T PT (Die ) 2 (1700 8.7) 196.40MPaT 2 e 2 8.73.3.3 强度校核在 GB 150 钢制压力容器 3 中， Q345

16、R的许用应力见表 2-3 。表 3-2 压力容器用 16MnR钢板的许用应力钢号钢板标准使用状态厚度mm常温强度指标在下列温度 ( )下的需用 应力 /MPabMPasMPa 20 100150316510345189 189189Q345RGB713热轧，正火>16 36500325185 185183> 36 60490315181 181173查 表 2-1 可 知 10mm 的 Q345 钢 板 的 常 温 强 度 指 标 s 345 MPa 。 所 以 0.9Rel 0.9 345 1 310.5MPa ，则 T 0.9Rel ，筒体应力小于水压试验校核应力，所以水压试

17、验满足试验要求。4. 支座设计4.1 支座的选取卧式容器支座有圈座、 支承式支座和鞍式支座三种。 支承式支座结构简单， 但其反力给壳体造成很大的局 部应力，故只适应于小型设备；圈座不尽对圆筒壳具有加强作用，且当支座多于两个时较鞍座受力好，真空容 器或壁厚的容器可以采用圈座；对于换热器、卧式容器等，则大多采用鞍式支座，鞍座的结构和尺寸，除特殊 情况需另外设计外，一般可根据设备的公称直径和重量选用标准鞍座。我国标准为 JB/T 4712.1 2007容器 支座 第一部分：鞍式支座 5 。鞍式支座分为轻型 （A） 和重型 （B） ，每种形式又分为固定式（ F）和滑动式（ S），直径 1000 mm

18、以上的，轻 型鞍座就即可，为保证容器的热胀冷缩的位移要求，F 型和 S型应总是配对使用。所以本设计选择轻型鞍座，固定式和滑动式各一个。4.2 鞍座的计算为确定鞍座的型号，需粗略计算鞍座的负荷。贮罐总质量：m m1 2m2 m3 m44.2.1 筒体质量根据 Di 1700mm, n 10mm 的筒节，m1DiL n 3.14 1.7 6.0 10 10 -3 7.85 103 2514.2kg4.2.2 封头质量根据 Di 1700mm, n 10mm ，查标准 JB/T25198-2010 压力容器封头表 C-2EHA 椭圆形封头质量， 可知， m2 251.6kg4.2.3 充液质量因为

19、水 乙醇，所以充液质量为水质量m3V（ 3-2）于是 m3V 0.9 1.0 10 -3 15 13500kg4.2.4 附件质量人孔质量约 300kg，其他接口管总重约 100kg,则 m4 =400kg设备总质量：m m1 m2m3 m4 2514.2 2 251.6 13500 400 16917.4 kg每个鞍座的负荷Q mg = 16917.4 9.8 82895.26N 83KN22由此查 JB4712.1-2007容器支座，选取轻型鞍式支座，焊制为 A, 包角为 120 ，有垫板的鞍座。查JB4712.1-2007 表 6 得鞍座结构尺寸如下表 3-1 ：表 4-1：鞍式支座结构

20、尺寸公称直径Di1700腹板28垫板b390允许载荷Q/kN275筋板27548鞍座高度h250b170e70底板1200b240螺栓间距1040b20038螺孔/孔长D/l24/4012垫板弧长1990鞍座质量Kg1224.3 安装位置一般 A 的尺寸不会超过 0.2L ，最好使 A 0.5 Rm ( Rm 为筒体平均半径)DD根据标准椭圆封头 i2 ，得 h H i 450 -1700/4 25mm2 H -h 4所以 A 0.2L 0.2(L 2h) 1210 mmA 0.5Rm,Rm Rin 1700 10 8552 2 2A 0.5Rm 0.5 855 427.5mmm 取 A 42

21、0mm 两支座中心线间距 L'=L-2A=6000-2 420=5160 鞍座标记为： JB / T 4712.1 2007鞍座 A1700 FJB / T 4712.1 2007鞍座 A1700 S4.4鞍座应力校核（详见附录 -1 SW6计算说明书 鞍座处圆通应力分析 ）鞍座垫板宽度 W b 1.56 Ra n ； 鞍座垫板包角 12横截面最低点处的周向应力：kK 5F-1.19815 MPare b2鞍座边角处的周向应力：L/R m<8时,F12 K6 FR m-20.2579 MPa4 e re b22re鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力：L/R m<8时,F12K6

22、' FRm-32.3179 MPa64 eb2L e2应力校核：| 5| < t = 189 MPa| 6 | < 1.25 t = 236.25 MPa合格合格合格| '6| < 1.25 t = 236.25 MPa5 人孔的设计5.1 人孔的选取本次设计根据储罐是在常温及设计压力为 1.6MPa的条件下工作，人孔标准按公称压力为 1.6MPa 的等 级选取，根据人孔设计标准 HG /T21518 2005 钢制人孔和手孔 ，选取 PN 2.5 MPa ，公称直径 DN 450 mm， MFM型密封面，型材料，回转盖带颈对焊法兰人孔。标记为：人孔 MFM

23、III s - 35CM W.B 0222 B 450 2.5 HG / T 21518 2005 其中垫片材料：金属带材料为 0Cr18Ni9 、非金属带材料为柔性石墨带、内环材料为 0Cr18Ni9 标记为 : HG / T 20610 缠绕垫 B 450 2.5 0222表 5-1 ：人孔结构尺寸密封 面型 式公称 压力 PN公称 直径DNdw SdDD1H1H2bMFM2.5450480 1245667060025012642b1b2ABLd0螺 柱螺 母螺柱总质 量数量直径 长度4146375175250242040M33 2 170245人孔位置的确定：去人孔中心线距筒体左端顶部距

24、离 L=4000mm5.2 人孔补强的计算表 5-2 允许不另行补强的最大开孔直径 mm接管公称外径253238454857657689最小壁厚3.54.05.06.05.2.1 补强设计方法判别Di 1700850mm开孔直径 2 2 满足等面积补强的条件，所以采用等面积法进行补强计算。5.2.2 开孔所需补强面积（ A ）所以开孔所需补强面积为 :（ 人孔与筒体材料相同取 fr =1） A d 2 et（1 fr）458 7.2323311mm25.2.3 补强范围1）有效宽带（ B）maxB d 2 n 2 nt458 2 10 2 12取二者中的较大值，故 B 916mm502mm2）

25、外侧有效补强高度（ h1 ）d nt 458 12 74.135mmh1 min接管实际外伸高度： 250 126 376mm取二者中的较小值，故 h1 74.135mm3）内侧有效补强高度（ h2 ）h2458 12接管实际内伸高度74.135mm0mm所以 h2 0mm1）封头多余金属面积A1A1 B d e -2 et e -1- f r916- 458 8.77.212679mm2（ 2）接管多余金属面积A2接管计算厚度 tpc Di1.64582 t - pc2 1891.95mm1-1.65.2.4 有效补强范围内的补强面积（ Ae ）B 2d 2 458 916mmA22h1et

26、2h2et -C2t fr2 74.135 10.7-1.95 021298mm23）接管区焊缝金属面积 A3 （焊角取 6.0mm）1 2 2 因此， A32 62 36mm232根据有效补强面积公式 :2Ae A1 A2 A3 679 1298 36 2014mm25.2.5孔补强圈的选取根据接管公称直径 dN 450mm，参照补强圈标准 JB/T 4736 2002 取补强圈外径 D2 B 916mm D2 ，所以补强圈在有效补强范围内。由于 Ae A ，故需要另加补强，其补强面积为：A4 A- Ae 3311- 2014 1297mm2 补强圈技术厚度为：760mm ，因A4D2 -

27、D11297760 - 4654.3 mm考虑腐蚀裕量和钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为 6mm 即可。但为了便于备料，也可取 10mm与筒体等厚度，材料与壳体一样即： dN480 12 D 16MnR JB/T 4736 - 20026 接口管的设计6.1 各接管位置的确定两相邻开孔中心的间距应不小于两孔枝晶质和的两倍，即L 2（ DN+DM）上部：从罐体左侧至右侧依次为进料口、人孔、方空口进料管中心线与人孔中心线间的距离：取 L1=1500mm ，L12（40+450） ,符合要求； 放空管中心线与人孔中心线间的距离 :取 L2=1000mm ，L22（20+450） ,符合要求；

28、下部：从罐体左侧至罐体右侧依次为排污管及出料管排污管中心线与进料管心线间的距离：取 L3=500mm，L32（40+100）,符合要求； 出料管中心线与放空管中心线间的距离：取 L4=500mm，L42（480+20）,符合要求；6.2 乙醇进口管及法兰的设计进料管公称直径 DN=40，外径为 45mm（ B系列），选用 GB8163型号的钢管，材料为 20 号钢，其 数据如下表：表 6-1 乙醇进口管尺寸公称通径（ mm）外径（ mm）壁厚（ mm）外伸端长度（ mm）40454150根据 HG/T20592-20635 法兰选用带颈对焊法兰（ WN ）连接面形式 M ，公称压力 PN=16

29、 的法兰如表 6-2表 6-2 进料管法兰尺寸公称 直径钢管 外径法兰 外径螺栓孔中心圆直径螺栓 孔直 径螺栓 孔数 量螺 纹法兰 厚度法兰 高度法兰理论 重量法兰 颈N法兰颈厚 度法兰 颈R4045150110184M1618452.0kg642.66因为管的公称直径较小，所以不必补强。6.3 乙醇出料口管及法兰的设计出口管公称直径 D N=80 ，外径为 89mm（B系列），选用 GB8163型号的钢管，材料为 20 号钢，其数据如 下表：表 6-3 乙醇出料管尺寸公称通径（ mm）外径（ mm）壁厚（ mm）外伸端长度（ mm）80894150根据 HG/T20592-20635 法兰选

30、用带颈对焊法兰（ WN ）连接面形式 M ，公称压力 PN=16 的法兰如表 6-4表 6-4 出料管法兰尺寸公称 直径钢管 外径法兰外径螺栓孔中 心圆直径螺栓 孔直 径螺栓 孔数 量螺 纹法兰 厚度法兰 高度法兰理论 重量法兰 颈N法兰颈厚 度法兰 颈R8089200160188M1624585.0kg1053.28出料管补强参照人孔补强设计由 SW6 得（详见附录 -2 出料管补强计算说明书）2 2 2 2A=614mm 2，A 1=122 mm2, A2=60 mm2， A3=10 mm2Ae= A1+ A2+ A3=192 mm2<A,需补强面积 A4=A- Ae=422 mm2

31、，参照补强圈标准 JB/T 4736 2002取补强圈外径 D=180mm,取厚度 10mm6.4 放空口及法兰的设计放空口公称直径 DN=20，外径为 25mm（B系列），选用 GB8163型号的钢管，材料为 20 号钢，其 数据如下表：表 6-5 乙醇进口管尺寸公称通径（ mm）外径（ mm）壁厚（ mm）外伸端长度（ mm）20253.5150根据 HG/T20592-20635 法兰选用带颈对焊法兰（ WN ）连接面形式 M ，公称压力 PN=16 的法兰如表 6-5表 6-5 进料管法兰尺寸公称 直径钢管 外径法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓 孔直 径螺栓 孔数 量螺 纹法兰 厚度法兰

32、高度法兰理论 重量法兰 颈N法兰颈厚度法兰 颈R202510575144M1218401.0kg402.34因为管的公称直径较小，所以不必补强。6.5 排污口及法兰的设计出口管公称直径 D N=100 ，外径为 108mm（B 系列），选用 GB8163型号的钢管，材料为 20 号钢，其数据如下表：表 6-6 乙醇出料管尺寸公称通径（ mm）外径（ mm）壁厚（ mm）外伸端长度（ mm）1001084200根据 HG/T20592-20635 法兰选用带颈对焊法兰（ WN ）连接面形式 M ，公称压力 PN=16 的法兰如表 6-7表 6-7 出料管法兰尺寸公称 直径钢管 外径法兰 外径螺栓

33、孔中心圆直径螺栓 孔直 径螺栓 孔数 量螺 纹法兰 厚度法兰 高度法兰理论 重量法兰 颈N法兰颈厚 度法兰 颈R100108235190228M2024656.5kg1343.68出料管补强参照人孔补强设计由 SW6 得（详见附录 -3 排污口管补强计算说明书）A=753mm 2，A 1=151mm2, A2=60 mm2， A3=10 mm22Ae= A1+ A2+ A3=221 mm2<A,需补强面积 A4=A- Ae=532 mm2，参照补强圈标准 JB/T 47362002 取补强圈外径 D=210mm,取厚度10mm 表 5-14 凹凸面法兰用 MFM 型垫片尺寸表符号管口名称

34、垫片厚度公称直径内径 D1外径 D2A1液氯进口1.5506187A2安全阀口1.5506187A5空气进口1.5506187A6空气出口1.5506187A7压力表口1.5253457A8液位计口1.5202750A3液氯出口1.55061876.6 液面计接管及法兰设计由于磁性浮子液位计无盲区，功能齐全，且密封性好，测量显示部分不与介质直接接触，防泄漏和适 用于高压、高温、耐腐蚀的场合，显示清晰、测量范围大，安装简单，可靠性高，所以选用磁性浮子液位 计。液位计法兰的选用必须用带颈对焊法兰。液位计必须安装在最高液面以上2由试差法 Ri2得 90o图 6-1 最高液面分析Ri .Sin . R

35、i .Cosi 2 i 2Ri23600.9 Ri2计算可得最高液面距离筒体中心线 h Ri .Cos1700/2 cos45 601mm2液位计选用的等级压力为 1.6MPa，按其规格安装在距离筒体中心线约650mm处 .查表得：表 6-8 液位计尺寸公称通径（ mm）外径（ mm）壁厚（ mm）外伸端长度（ mm）20253.5150根据 HG/T20592-20635 法兰选用带颈对焊法兰（ WN ）连接面形式 M ，公称压力 PN=16 的法兰如表 6-9表 6-9 液位计管法兰尺寸公称 直径钢管 外径法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓 孔直 径螺栓 孔数 量螺 纹法兰 厚度法兰 高度法兰理

36、论 重量法兰 颈N法兰颈厚 度法兰 颈R202510575144M1218401.0kg402.34因为管的公称直径较小，所以不必补强。根据 HG/T2742-1995 查得安装中心矩 L 取 800mm.表 6-10 自动液位计管尺寸公称通径（ mm）外径（ mm）壁厚（ mm）外伸端长度（ mm）40454150根据 HG/T20592-20635 法兰选用带颈对焊法兰 （WN ）连接面形式 M ，公称压力 PN=16 的法兰如表 6-11表 6-11 自动液位计管管法兰尺寸公称 直径钢管 外径法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓 孔直 径螺栓 孔数 量螺 纹法兰 厚度法兰 高度法兰理论 重量法兰

37、 颈N法兰颈厚 度法兰 颈R4045150110184M1618452.0kg642.66因为管的公称直径较小，所以不必补强。根据 HG/T2742-1995 查得安装中心矩 L 取 500mm。6.7 法兰垫片的选择由于等级压力 1.6MPa，故选用四氟板垫片， 其耐腐蚀，耐高温，密封性好，耐磨。根据 HG/T 20606-2009 非金属平垫片得：表 6-12 凹凸面法兰用 MFM 型垫片尺寸表符号管口名称垫片厚度公称直径内径 D1外径 D2A乙醇进口1.5406175B放空口1.5203650C乙醇出口1.580106120D排污口1.5100129149LG 12液位计口1.52036

38、50LT12自动液位 计口1.5406175M人孔1.54505234977 焊接接头的设计7.1 筒体与封头的焊接接头封头与圆筒连接的环向接头采用 A 类焊缝。纵、环焊缝必须采用对接接头，坡口形式选 X 型。 焊接方法：采用自动埋弧焊，生产效率高，焊接速度快，生产效率比手工电弧焊提高5-10 倍；焊接质量高而且稳定；节省材料和电能消耗；改善劳动条件，降低劳动强度。选用自动环缝焊接机，接焊接设 备结构合理，操作简便，自动化程度高，采用变频器无级调速装置进行调速，调速范围宽，精度高，还可 用于切割，打磨、装配、检测、喷漆等工序，是储气罐焊接的首选设备 .其中 X型坡口焊接方式如下图（ c ）7.

39、2 接管与筒体的焊接接头 所设的接管都为不带补强圈的插入式接管，接管插入壳体，接管与壳体间的焊接分全焊透和部分焊头 两种，因为壳体厚度在 4 25mm、接管厚度大于等于 0.5 倍壳体厚度，液氯属于高毒性介质，所以选择全 焊透工艺，坡口为 50o 5o ，如图：图 7-1 全焊透焊接7.3 人孔与筒体的焊接接头对于人孔、补强圈和和筒体的接头选用D 类接头形式，如图图 7-2 D 类接头7.5 焊缝的检验对焊接接头进行必要的检验是保证焊接质量的重要措施。因此，工件焊完后应根据产品技术要求对焊 缝进行相应的检验，凡不符合技术要求所允许的缺陷，需及时进行返修。焊缝主要是检验焊缝的外观成型 质量,检验

40、内容一般为焊脚高度 ,咬边,焊接变形 ,焊瘤,弧坑,焊缝直度等 当然还有焊缝的内在质量 ,如夹 渣,气孔,未焊透 ,裂纹,未熔合等。7.6 外观质量检查外观检查一般以肉眼观察为主，有时用 5-20 倍的放大镜进行观察，主要检测焊接接头的形状和尺寸， 检测过程中可使用标准样板和量规。目视检测工作容易、直观、方便、效率高。因此，应对焊接结构的所有可见焊缝进行目视检测。对于 结构庞大，焊缝种类或形式较多的焊接结构，逐次检查。检测的项目：（ 1）焊后清理质量所有焊缝及其边缘，应无焊渣、飞溅及阻碍外观检查附着物。（ 2）焊接缺陷检验 在整条焊缝和热影响区附近应无裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿等缺陷，气孔、咬边

41、应符合有关标准规定。（3）几何形状检查重点检查焊缝与母材连接处及焊缝形状和尺寸急剧变化部位。（ 4）焊接的伤痕补焊材机械划伤部位等。重点检查装配拉筋板拆除的部位，勾钉吊卡焊接的部位、母材引弧部位、母项目说明、图示质 量 等 级焊缝类型不允许可视面不允许，非可视 面允许单个小的气孔， 气孔直径0.25t 1.5 。飞溅（焊 滴附 着）不允许可视面不允许有飞溅， 非可视面在 100×50范 围内， ? 1以上的飞溅数 量不超过一个。3 裂纹在焊缝金属和热影 响区内的裂纹不允许表 7-1 对接焊缝外观质量检验项目和要求不允许1）0.5t 3之间，弧 坑深度 h 0.2 ； 2） t 3，弧

42、坑深度 h0.1t 2。8 设计小结综合两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把 握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学 们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也 学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职 业工作前一个必不少的过程 . ”千里之行始于足下 ”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言 的真正含义 .我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大 潮中奔跑打下坚实的

43、基础 . 通过这次课程设计， 本人在多方面都有所提高。 通过这次课程设计， 运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次化工容器设计工作的实际训练从而培养和提高 学生独立工作能力，巩固与扩充了化工容器设计等课程所学的内容，掌握化工容器设计的方法和步 骤，掌握化工容器设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定设计步骤，了解 了化工容器的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都 有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计化工容器 的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现

44、自己 平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错 误，恳请老师们多多指教 ,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。9 附录附录一 SW6 计算说明书钢制卧式容器计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件简图设计压力 p1.6MPa设计温度 t50筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式椭圆形筒体内直径 Di1700mm筒体长度 L6000mm筒体名义厚度 n10mm支座垫板名义厚度 rn8mm筒体厚度附加量 C1.3mm腐蚀裕量C11mm筒体焊接接头系数1封头名义厚度 hn10mm封头厚度附加量 Ch1.3mm鞍座材料名称

45、Q235-B鞍座宽度 b200mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A445mm鞍座高度 H250mm地震烈度低于七度内压圆筒校核计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 Pc1.60MPa设计温度 t50.00C内径 Di1700.00mm材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力189.00MPa设计温度许用应力 t189.00MPa试验温度下屈服点 s345.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C21.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度PcDi= 2 t Pc = 7.23mm有效厚度e

46、 = n - C1- C2= 8.70mm名义厚度n = 10.00mm重量2530.20Kg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 t = 2.0000 (或由用户输入 )MPa压力试验允许通过 的应力水平 TT 0.90 s = 310.50MPa试验压力下 圆筒的应力T = pT .(Die ) = 196.402 e.MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2 e t Pw= (Di e ) = 1.92462MPa设计温度下计算应力Pc (Di e) t = 2 e = 157.12MPat189.00MPa校核条件t t结论合格左封

47、头计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准计算条件计算压力 Pc1.60MPa设计温度 t50.00C内径 Di1700.00mm曲面深度 hi425.00mm材料Q345R(板材 )设计温度许用应力 t189.00MPa试验温度许用应力189.00MPa钢板负偏差 C10.30mm腐蚀裕量 C21.00mm焊接接头系数1.00压力试验时应力校核GB 150.3-2011 椭圆封头简图压力试验类型试验压力值压力试验允许通过的应力试验压力下封头的应力校核条件 校核结果形状系数计算厚度有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量最大允许工作压力结论液压试验PT = 1.25Pc t

48、 = 2.0000 （或由用户输入 ）T 0.90310.50T = pT .(KDi 0.5 e) = 195.902TT合格厚度及重量计算2K = 1Di= 1.0000262h iKPcDih = 2 t0.5Pc= 7.21eh = nh - C1- C2= 8.70 min = 3.00nh = 10.00 满足最小厚度要求 251.62压力计算2 tePw= KDi 0.5 e = 1.92953 合格MPaMPaMPammmmmmmmKgMPa28计算所依据的标准计算条件计算压力 Pc1.60MPa设计温度 t50.00C内径 Di1700.00mm曲面深度 hi425.00mm材料Q345R(板材 )设计温度许用应力