15的液氯储罐课程设计说明书

1、一、绪论1任务说明3设计一个容积为15m的液氯储罐，采用常规设计方法， 综合考虑环境条件、 液体性质等因素并参考 相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、 人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。2、液氯（°2）的性质分子量70.91黄绿色有刺激性气味的气体。密度：相对密度（水=1）1.47 ;相对密度（空气=1）2.48 ；稳定性：稳定；危险标记：6（有毒气体）；在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和废水的消毒、 杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物

2、，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、 塑料等。但因为液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害，因此液氯 的存储、运输都是一个值得深思的问题。设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。 而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控 制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式：球形贮罐和圆筒形贮罐。因为圆筒形贮罐加工制造安装简单，安装33,费用少， 但金属耗量大占地面积大，所以在总

3、贮量小于 500 m，单罐容积小于100 m时选用卧式贮罐比较经济。设计参数的确定表1 :设计参数表序号项目数值单位备注1名称液氯储罐2用途液氯储存站3最咼工作压力1.414MPa由介质温度确定4工作温度-20 45C5公称容积（Vg）15M6工稈直径1700MM7装量系数（0 V）0.98工作介质液氯（高度危害）9使用地点室内10工作介质液氯11其它要求100%无损检测1、设计压力设计压力为压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，通常可取最高工作压力的1.051.1倍。经过查我们取设计压力为 1.62 Mpa2、设计温度设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一，指容器在正常工作情

4、况下，设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于 0C时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度；当元件金属温度低于 0C时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50C。3、主要元件材料的选择筒体材料的选择：根据液氯的特性，查 GB150-1998选择16MnR 16MnR是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性，壁厚较大(_8mm)的压力容器。50C时的许用应力；t =l70Mpa,钢板标准GB6645 钢管材料的选择：根据JB/T4731，钢管的材料选用20号钢，其许用应力；"37MPasa三、压力容器结构设计1、筒体和封头筒体的公称直径Di有标准选

5、择，而它的长度 L可以根据容积要求来决定。根据公式n Di2L = 15m3 (1+5%) 取 L/D=44将 L/D=4 代入得：Di ".69m圆整后，Di 1700mm采用标准椭圆封头，查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表1,得公称直径DN=Dj=1700mm ,3封头深度 H=450mm容积为0.6999 m。根据V筒7封=Vg 1.05n 2-Di L 0.6999 2 =15 1.054得L筒二6.3m ,圆整得l筒二6300 mmL 6300、3.706 在36之间Dg 1700二233V 筒二 4 Dg L 筒=14.30mV 筒 Z 封二 15.6

6、998m所以计算容积为15.6998 m3，工作容积为15.69980.9=14.13 m3计算压力FC :液柱静压力：P1二gh=1470 9.81 1.7 =0.0245M PaP1/P =0.0245/1.62 =1.5% < 5% ,故液柱静压力可以忽略，即巳=P =1.62MPa由中径公式6=P；Di可得筒体的计算厚度 7.925mm钢板厚度负偏差 G = 0 ,腐蚀余量C 2mm,2®-Pc故筒体的名义厚度为，-.n =10mm。由椭圆厚度计算公式可得t7.865mm26% -0.5PC腐蚀裕度C2 =2mm，钢板负偏差 G =0，圆整后取名义厚度 .c C1 C1

7、0mm有效厚度e = r - C1-C2 =10-2= 8mm2、接管、法兰、垫片和螺栓的选择液氯储罐要开设液氯进口管、安全阀口、人孔、空气进口管、空气出口管、压力表接口、液位计接口、 液氯出口管，并根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。表2:接管法兰数据表公称直径钢管外径法兰外径法兰厚度垫片D2D3D4T T1液氯进口管50571652066841074.5 3安全阀100108235241201401684.5 3人孔400426620384464785144.5 3空气进口管50571652066841074.5 3空气出口管50571652066841074.5 3压力表接口1014

8、90142436464.5 3液位计接口3238140184965824.5 3液氯出口管50571652066841074.5 3跟据管口公称直径选择相应的法兰，2.5MPa时选用带颈对焊法兰,主要参数如下：表3 :法兰数据表公称通径钢管外径连接尺寸法兰法兰颈法兰高度HB法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓 孔直 径L螺栓孔 数量n螺纹Th厚度CNBSHR10149060144M1214282.333353238140100184M1618563.665425057165125184M16207448548100108235190228M20241346.3126653、补强圈设计根据GB150

9、,当设计压力小于或等于2.5Mpa时，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2.5倍，且接管公称外径不大于 89mn时，接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中有DN=400mm 的人孔和DN=100的安全阀孔需要补强。补强设计方法判别 按HG/T 21518-2005,选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。开孔直径 d = a 2C2 = 400 2 2 = 404mmd :Di1700=850mm采用等面积法进行开孔补强计算。接管材料选用20号钢，其许用应力Ic t =137MPa根据 GB150-1998，A=d2：Qet(1 - fr)其中：壳体开孔处的计算厚度=7.865mm接

10、管的有效厚度、：et .nt -G -C2 =13-2 =11mm强度削弱系数fr = h = 137二0.806町 170所以开孔所需补强面积为 A=d、. 2、et(1-fr) =404 10+2 10 11 1 - 0.806= 4082.68mm2有效补强范围有效宽度B的确定按 GB150中式 8-7，得：B1 =2d =2 404 = 808mmB2 =d 2、n 2、nt = 404 2 10 2 13 = 450mmB =max(B,B2)= 808mm有效高度的确定(1)外侧有效高度h的确定根据 GB15Q 得：h二何？ =(404 "3 = 72.47mmg J接管

11、实际外伸高度 二已二240mmh = min( hh ”)二 72.47mm(2 )内侧有效高度 h2的确定根据 GB150-1998，得： h2'= . 404 13 =72.47mmh2” = 0h2 = min(g ',d ") = 0有效补强面积根据GB15Q分别计算如下:筒体多余面积aA =(B-d)()-2、et(r- J(1-fr)= (808-404)(10-7.965)-2 11 (10-7.965)(1 - 0.806) = 813mm2接管的多余面积 接管厚度：PcDi2汀0.5Pc1.62 疋 4002 170 1-0.5 1.62=1.91m

12、mA2 = 2h1('nt - ' t) fr 2h2 (' et _ C2) fr2=2 72.47 (13-1.91) 0.806 0 = 1607.3846mm焊缝金属截面积焊角取6.0mm1 2 2A36 2 = 36mm2补强面积代=A +宀 A =813+1607.3846+36 = 2456.3846mm2因为Ae ： A = 6885mm2，所以开孔需另行补强所需另行补强面积：AA-A 6885-2456.3846 二 4428.6mm2补强圈设计：根据DN400取补强圈外径 D'= 680mm。因为B>D，所以在有效补强范围。补强圈内径d

13、'= 428mm补强圈厚度：代 _ 4428.6一 D'-d 一680 -428圆整取名义厚度为 18mm=17.57 mm同理可得安全阀的补强圈厚度6mm外径190mm4、鞍座选型鞍座结构该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-B。估算鞍座的负荷：储罐总质量 m =耳 2m2 m3 m433E 筒体质量：m =DL6 W =3.14汉1.7汉6.3汉 10汉 10 汉 7.85"0 = 2905.37kgm2 单个封头的质量：查标准 JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表 B.2 EHA椭圆形封头质量,可知，m2 = 251.6kgm3 充液质量：水

14、<7液氯，故m3 =二液氯V =1470 V =10001.72 6.3 2 0.6999 = 23078.33kgI4丿m4 附件质量：人孔质量为300kg，其他接管质量总和估100kg，即g = 400kg综上所述，m 二 mi 2m2 m3 m4 二 26888.8kgG=mg=263.51kN,每个鞍座承受的重量为131.75N由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为 BI,包角为120。，有垫板的鞍座。查 JB4712.1-2007得鞍座结构尺寸如下表 4：表4:鞍式支座结构尺寸单位：mm公称直径DN1700底板111200筋板13277允许载荷Q/kN278

15、b1200b2170鞍座咼度h25012b3230腹板J12垫板b4320638螺栓间距1210408垫板e40鞍座位置的确定通常取尺寸 A不超过0.2L值，中国现行标准 JB 4731钢制卧式容器规定 AW 0.2L=0.2 ( L+2h), A最大不超过0.25L.否则因为容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。D id i由标准椭圆封头-2,有h二H-=25mm2(H -h)4故 A E0.2(L2h) =0.2(63002 25) = 1272mm因为封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢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

16、强作用。因此，JB 4731还规定当满足 AW 0.2L时，最好使 AW 0.5R m ( Rm 二 Rj n ),即Rm = 1700二 855mm/2 2 2A _0.5Rm =0.5 855 = 427.5mm，取 A=420mm综上有：A=420mm5、焊接接头容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的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。a) 回转壳体与封头的焊接接头采用对接接头b) 接管与筒体的焊接接头坡口为50 -5四、压力容器校核内压圆筒校核计算单位全国化工设备设计技术中心 站计算条件筒体简图计

17、算压力Pc1.64MPa1设计温度t50.00° C_-L1iiH«- Di -1iS内径Di1700.00mm材料16MnR（正火）（板材）试验温度许用应力fo170.00MPa设计温度许用应力Iot170.00MPa试验温度下屈服点OS345.00MPa钢板负偏差C10.00mm腐蚀裕量C22.00mm1焊接接头系数 *1.00厚度及重量计算计算厚度FCDid =刀曰©Pc = 8.26mm有效厚度& =5n - Ci- C2= 8.00mm名义厚度& = 10.00mm重量2656.70Kg压力试验时应力校核压力试验类型气压试验试验压力值灯P

18、t = 1.15P【B = 2.0250（或由用户输入）MPa压力试验允许通过的应力水平fcj】ThT< 0.80 os =276.00MPa试验压力下 圆筒的应力PT.（Di +氐）6 =2&4= 216.17MPa校核条件OT 兰 BIt校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2乱0叩Pw= （DiPe） = 1.59251MPa设计温度下计算应力Pc（Di 苛e）a =2 矗=165.55MPa170.00MPa结论计算单位全国化工设备设计技术中心站内压椭圆封头校核计算条件计算压力Pc1.62MPa设计温度t50.00心C内径Di1700.00mm曲面咼度 hi425.0

19、0mm材料16MnR（正火）（板材）试验温度许用应力同163.00MPa设计温度许用应力同七163.00MPa钢板负偏差Ci0.00mm腐蚀裕量C22.00mm焊接接头系数 *1.00椭圆封头简图Di厚度及重量计算压力计算最大允许工作压力Pw =2汀、eKDi °.5 e = 2.30102MPa结论合格计算单位全国化工设备设计技术中心站右封头计算计算条件椭圆封头简图计算压力Pc1.64MPa设计温度t50.00° C内径Di1700.00mm曲面咼度 hi425.00mm试验温度许用应力170.00MPa设计温度许用应力170.00MPa钢板负偏差Cl0.00mm腐蚀裕量

20、C22.00mm焊接接头系数 *1.00厚度及重量计算形状系数丄2+便门K = 6 l2h 丿十=1.0000计算厚度KPcDjmm右=2【E%-0.5FC=7.84有效厚度在=& - Ci- C2= 8.00mm最小厚度5min = 2.55mm名义厚度& = 10.00mm结论满足最小厚度要求重量251.62Kg压力计算最大允许工作压力2<rt 帕 °MPaPw二 KDiB56e=1.59624结论合格卧式容器（双鞍座）计算单位全国化工设备设计技术中心站计 算条 件简图计算压力Pc1.62MPaTTi设计温度t50C圆筒材料16MnR正火）iih鞍座材料16

21、MnRVJ7 '.IT圆筒材料常温许用应力5170MPaLr圆筒材料设计温度下许用应力of170MPa- 1圆筒材料常温屈服点电345MPa鞍座材料许用应力Ojsa170MPa工作时物料密度°14703kg/mYt液压试验介质密度T10003kg/m圆筒内直径D1700mm圆筒名义厚度®10mm圆筒厚度附加量C2mm圆筒焊接接头系数*1封头名义厚度6hn10mm封头厚度附加量Ch2mm两封头切线间距离L6350mm鞍座垫板名义厚度&n12mm鞍座垫板有效厚度Qe12mm鞍座轴向宽度b200mm鞍座包角e120o鞍座底板中心至封头切线距离A445mm封头曲面咼

22、度hi425mm试验压力pt2.025MPa鞍座高度 H250mm腹板与筋板（小端）组合截面积Asa446722 mm腹板与筋板（小端）组合截面断面系数 Zr1.14417e+063 mm地震烈度0配管轴向分力F p0N圆筒平均半径Rm855mm物料充装系数°。0.85支座反 力计算圆筒质量（两切线间）m1 =兀（DjLc&n * s =2677.87kg封头质量（曲面部分）m2 =248.823kg附件质量m3 =400kg封头容积（曲面部分）Vh =6.4311e+083 mm容器容积（两切线间）V = 1.56995e+103 mm工作时,叫V 'o_ 1961

23、6.5kg容器内充液质量压力试验时，g =V= 15699.5耐热层质量kg总质量工作时，m = m1 + 2 x m2 + m3 + m4 +m5 = 23192kg压力试验时，m' = m1十2工m2 + m3 + m4十m5 = 19275单位长度载荷mgq 4 二Lhi332.9002” m*g4 二 4L -_h3 i27.3435N/mm支座反力1F mg =2113780F 弓=lm© =294563F 二 max F ,F =113780筒体弯矩计算工作时M14FL +2(R； h2 JL2 4A '圆筒中间处截面上的弯矩压力试验Mt,F4-L 1+2

24、(R；_hi2jL1 4hi3L1.19722e+082 4A1L9.95018e+07N mm工作时M 2 - -F A1_a.r： hi2L 2 AL支座处横截面弯矩压力试验-2.87863e+06N mm系数计算K=0.106611&=0.192348&=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0148356K6 =K7=Ks=K9=0.203522C4=C5=筒体轴向应力计算轴 向 应 力 计kPcR m .M15=丁22曳沢R；罷-93.0884操作状态-PcRm1 、mM 2MPa5=丈-eK"R；6 eJ88.0384-2.39244e+06

25、4 A . Rm -h2 1L 2AL1+沁3LMt2 =-F A 1算M1CT1 =一2-=-6.51964M2° 4 = 2=K 2TtR-0.814979MPa水压试验状态M T1T12r-JIRm i>e-5.41575M T264 =K 2 兀Rm 6e-0.677333MPapT Rm 丄 M T1QT2 =.厂+2 =2 在匹113.629PT RmM T22 耳K1JlRm6e109.432应力校核许用压缩应力A严& =入0.000884706根据圆筒材料查 GB150图6-36-10B = 117.436MPaB 1c =min(B 1 ,B #117

26、.436 lc = min(0.8s,B) =117.436MPa口2,G =仃0 合格|5|,| 041 <=117.436 合格| 5hn|,| 硏4| < Bic =117.436 合格疗2 , J-J3 < 0.9 g = 310.5 合格ARmL，2时（A污时，不适用）K3F f L 2A "i JlL +4hi/3 丿15.3727MPaA兰生.2时k3f节 圆筒中："Rm冠K4F h 封头中：Rm抵eMPa应力校核封头椭圆形封头，KPcDi° h -2 6 he碟形封头，一MP c Rhh -26 he半球形封头，Pc D iCTh

27、 h46 heMPa加 强 圈 圆 筒无加 强 圈 筒 体圆筒的有效宽度无垫 板或 垫板 不起 加强 作用时垫板 起加 强作 用时在横截面最低点处在鞍座边角处圆筒 封头勺=0.8 1 = 136k = 125 心 丁 -Ch =MPa圆筒，T < T = 136合格圭寸头，Th < £ h=MPa鞍座处圆筒周向应力b2 =b +1.56 .；Rm5n =344.247gF；-5eb2-3.14099L/R 8 时,F3K6F64、4 2、.eL/Rm<8 时,F4 eb212K6FRm-52.9438鞍座垫板宽度W王b +56 JRm；鞍座垫板包角兰日+12横截面最

28、低 点处的周向 应力鞍座边角处 的周向应力鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力应力校核加强圈参数mmMPaMPaMPak©F； 55-re b2L/R 8 时,3©FL/Rm<8 时,F12K6FRm4 e b2 Le2 鳥L/Rm> 8 时,3K6F_ F4、eb22、L/Rm<8 时,F12KFRm| 岡 < <i= 170| 珏 | < 1.25 cr F = 212.5 | &6| 1.25 er= 212.5加强圈材料，合格合格加强圈数量,n =组合总截面积，AO =组合截面总惯性矩，10 =MPaMPaMPaMPaMPaMP

29、ammmmmm2mm4设计温度下许用应力b R =MPa加强圈位于鞍座平面上在鞍座边角处圆筒的周向应力：C4 K7 FRme K8FC 7 =1。AoMPa在鞍座边角处，加强圈内缘或外缘表面的周 向应力：C5K7RmdF K8F<t8 =8IoAMPa有加 强 圈 圆 筒加强圈靠近鞍座横截面最低点的周向应力无垫板时，（或垫板不起加强作用）kK5FC5 _采用垫板时，（垫板起加强作用）gF5 P（& +§re b2MPa在横截上靠近水平中心线的周向应力：C 4 K 7 FR m e K 8 Fc 7 =1 0AoMPa在横截上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘 或

30、外缘表面的周向应力：CsQRmdFK8Fc8 8IoAoMPa加 强 圈 靠 近 鞍 座鞍座边角处点处的周向应力无垫板或垫板不起力口强作用F3K6F06 = _ 2 =L/Rm> 8 时,4裁22QMPa无垫板或垫板不起力口强作用F12K6FRm坊6 =-2=L/Rn<8 时,4&b2L&MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）F3K6FL/R m> 8 时，4（6e+更e b2 2（§e +3re ）MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）F12 K6FRm06ooL/Rn<8 时，4（§e+$e b2L（§e +§re

31、 ）MPa|应力校核1|1< O t =合格a| < 1.25 <Tt =合格01 > 1.25 O t = 081 < 1.25 <rtR=MPa鞍座 应力计 算水平分力F s = K9F =23156.7N腹板水平应力计算高度Hs =min Rm,H 丨=3丿 250mm鞍座腹板厚度b。=12mm鞍座垫板实际宽度b4 =200mm鞍座垫板有效宽度n =ming® ） = 200mm腹板水平应力无垫板或垫板不起加强作用，FsCTg =H Sb07.71889垫板起加强作用，FsOg Hsb。+br&MPa应力判断26sa= 113.333

32、合格MPa腹 板 与 筋 板 组 合 截 面 轴 向弯 曲 应 力由地震、配管轴向水平分力引起的支座轴向弯曲强度计算圆筒中心至基础表面距离H v 1110mm轴向力Fe = 0.（ Emg =Fl =F p + F e =NFl <Ff 时，FFlHFl HV°sa 一 A sa2Z rA sa（L 一2A）MPaFl AFf 时rF（Fl Ff s HFlH VCJ sa .A saZ rA sa（L2A）MPa由圆筒温差引起的轴向力Ff = Ff =NFFfH% 一 AZ -sa厶 rMPa应力判断口Sa < 1.2 C5 sa =MPa计算单位 开孔补强计算全国化工

33、设备设计技术中心站接管：a, $ 57x 5.5计算方法:GB150-199等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力Pc1.645MPa卜RT设计温度50Crn11 1111壳体型式圆形筒体壳体材料 名称及类型16MnR正火）板材壳体开孔处焊接接头系数 01壳体内直径 Dj1700mm壳体开孔处名义厚度 S n12mm壳体厚度负偏差 C1mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力d tMPa接管实际外伸长度120mm接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20(GB8163)管材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量0mm补强圈材料名称凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离mm补强圈外径mm补强圈厚度m

34、m接管厚度负偏差 Citmm补强圈厚度负偏差 C1rmm接管材料许用应力dtMPa补强圈许用应力d tMPa开孔补强计算壳体计算厚度Smm接管计算厚度Stmm补强圈强度削弱系数frr接管材料强度削弱系数fr开孔直径dmm补强区有效宽度 Bmm接管有效外伸长度 himm接管有效内伸长度 h21mm开孔削弱所需的补强面积 Amm2壳体多余金属面积 A12 mm接管多余金属面积 A22 mm补强区内的焊缝面积A32 mmAi+A2+A3= mm2补强圈面积 A42 mmA-(A 什A2+A3)2 mm结论：根据GB150第8.3节的规定,本开孔可不另行补强。计算单位 开孔补强计算全国化工设备设计技术

35、中心站接管：b, 0 32x 3.5计算方法:GB150-199等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力Pc1.645MPa设计温度50C1rw卜1L1 nh111壳体型式圆形筒体£' 1A?ol壳体材料 名称及类型16MnR正火）板材壳体开孔处焊接接头系数 01壳体内直径 Di1700mm11 _£z 1AAi壳体开孔处名义厚度 S n12mm壳体厚度负偏差 C1mmT壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力d tMPa接管实际外伸长度120mm接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20g（正火）管材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量0mm补强圈材料名称凸形封头开孔

36、中心至 封头轴线的距离mm补强圈外径mm补强圈厚度mm接管厚度负偏差 Citmm补强圈厚度负偏差 Cirmm接管材料许用应力dtMPa补强圈许用应力d tMPa开孔补强计算壳体计算厚度Smm接管计算厚度Stmm补强圈强度削弱系数frr接管材料强度削弱系数fr开孔直径dmm补强区有效宽度 Bmm接管有效外伸长度 himm接管有效内伸长度 h2mm开孔削弱所需的补强面积 A2 mm壳体多余金属面积 Ai2 mm接管多余金属面积 A22 mm补强区内的焊缝面积 A2 mm2Ai+A2+A3= mm补强圈面积 a42 mmA-（A 计A2+A3）2 mm结论：根据GB150第8.3节的规定,本开孔可不

37、另行补强。计算单位 开孔补强计算全国化工设备设计技术中心站接管：c, 0 100x 4计算方法:GB150-199等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力Pc1.645MPaFJ设计温度50Ci ,*1壳体型式圆形筒体£llAl|Ai1 /壳体材料16MnR正火）名称及类型板材壳体开孔处焊接接头系数 01壳体内直径 Dj1700mmE 1 r 1!A7 壳体开孔处名义厚度 S n12mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力dt170MPa接管实际外伸长度120mm接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20g（正火）管材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量0m

38、m补强圈材料名称16MnR热轧）凸形封头开孔中心至mm补强圈外径190mm封头轴线的距离补强圈厚度6mm接管厚度负偏差 Cit0.5mm补强圈厚度负偏差 C1rCmm接管材料许用应力d t137MPa补强圈许用应力d t170MPa开孔补强计算壳体计算厚度S8.262mm接管计算厚度St0.556mm补强圈强度削弱系数frr1接管材料强度削弱系数fr0.806开孔直径d93mm补强区有效宽度 B186mm接管有效外伸长度 hi19.29mm接管有效内伸长度 h20mm开孔削弱所需的补强面积 A779.62 mm壳体多余金属面积 A1159.22 mm接管多余金属面积 A291.532 mm补强

39、区内的焊缝面积A3162 mmA什A2+A3= 266.8 mm，小于 A,需另加补强。补强圈面积 A45162 mmA-（A 什A2+A3）512.92 mm结论：补强满足要求。计算单位 开孔补强计算全国化工设备设计技术中心站接管：d, 0 400x 13计算方法:GB150-199等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力Pc1.645MPa ' -设计温度50C1亠114/jt、-1壳体型式圆形筒体£iflJl11/壳体材料16MnR正火）名称及类型板材壳体开孔处焊接接头系数 01./* # 乎 / # y #%壳体内直径 Di1700mmI 1 上1.1、A?A1壳体开孔

40、处名义厚度 S n12mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力d t170MPa接管实际外伸长度300mm接管实际内伸长度0mm接管材料 名称及类型20g（正火）管材接管焊接接头系数1接管腐蚀裕量0mm补强圈材料名称16MnR热轧）凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离mm补强圈外径680mm补强圈厚度18mm接管厚度负偏差 Cit1.625mm补强圈厚度负偏差 C1r0mm接管材料许用应力dt137MPa补强圈许用应力d t163MPa开孔补强计算壳体计算厚度S8.262mm接管计算厚度St2.258mm补强圈强度削弱系数frr0.959接管材料强度削弱系数fr0.

41、806开孔直径d377.2mm补强区有效宽度 B754.5mm接管有效外伸长度 m70.03mm接管有效内伸长度 h20mm开孔削弱所需的补强面积 A3154mm2壳体多余金属面积 A1647.82 mm接管多余金属面积 A210292 mm补强区内的焊缝面积A3642 mmA什A2+A3= 1741 mm2 ，小于 A,需另加补强。补强圈面积 A448322 mmA-（A 什A2+A3）14132 mm结论：补强满足要求。计算单位全国化工设备设计技术中心站窄面整体（或带颈松式）法兰计算设计条件设计压力 p 计算压力 Pc1.645MPa1.645MPa设计温度t50轴向外载荷F0.0外力矩M

42、0.0N.mm材料名称16MnR（正火）许用应力；vn17 0.0MPa材料名称16MnR（热轧）许用应力£f*163.0163.0MPaMPa材料名称Q235-A许用应力【曰b87.086.4MPaMPa公称直径dB16.0mm螺栓根径d i14.0mm数量nDi50.0Do165.0结构尺寸Db125.084.0mmLe20.0-2.0D66.0824.0h8300.036.0巧ITI戻i-材料类型软垫片9.03.00y（MPa）31.0压紧面形状1a,1b4.50Dg75.0b0< 6.4mmb= bobo > 6.4mmb=2.53 bob0 < 6.4mm

43、DG= （ d 外+D 内）/2b0 > 6.4mmDg= D 外-2b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= n bDGy = 32868.9N操作状态下需要的最小螺栓载荷叫Wp = Fp + F = 17727.0N所需螺栓总截面积 AmAm = max （Ap ,Aa ） = 377.82 mm实际使用螺栓总截面积Abn%2Ab =4= 923.62 mm力矩计算2Fd = 0.785 Di pc=4194.2NLd= L a+ 0.5 8 1=16.0mmMd= Fd Ld=67107.8N.mmMp预紧Ma=10456.6Ft = F-Fd=3067.3Lg= 0.

44、5 ( Db - Dg )=25.0Lt=0.5(La + Lg )=29.5mmmm外压:M p = Fd (Ld - Lg )+Ft(Lt-Lg );内压:Mp = Md+Mg+MtW = 56612.2Lg =25.0mmMg= Fg Lg=261413.8Mt= Ft Lt=90484.0Mp = 419005.7Ma=WLG = 1415306.0N mmN mmN mmN mm计算力矩Mo= Mp与Ma ；： f/ 口 f中大者Mo = 1415306.0N mm窄面整体（或带颈松式）法兰计算设计条件计算单位全国化工设备设计技术中心站设计压力 p1.645MPa计算压力 Pc设计温度t1.645MPa50.0轴向外载荷F0.0外力矩M0.0N.mm材料名称16MnR(正火)许用应力已n材料名称17 0.0MPa16MnR(热轧)切163.0创163.0MPaMPa许用应力材料名称Q235-A许用应力kb【扌b87.086.4MPaMPa怎叭黑工-ld公称直径dB螺栓根径d i数量n结构尺寸mm材料类型压紧面形状bo > 6.