化工容器卧式内压罐体课程设计设计压力3.0MPa.doc

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1、2022 级过程装备与把握工程化工容器课程设计姓名：王升学号：2022115163专业：过程装备与把握工程2022 级过程装备与把握工程化工容器课程设计名目设计内容说明3一、 筒体几何参数确实定41.1 容器内径确实定41.2 封头确实定41.2.1 封头重量的计算41.3 筒体直段确实定5二、补强计算62.1 接收H 在容器壳上开孔的补强计算62.2 人孔接收 ML 在容器壳上开孔的补强计算8三、水压试验校核11四、鞍座的选取及校核114.1 鞍座的选取114.2 鞍座的校核124.2.1 弯矩计算124.2.2 跨中截面处的轴向应力134.2.3 筒体和封头的切向应力144.2.4 筒体的

2、轴向应力154.2.5 鞍座腹板应力15 王升 | 202211516323设计内容说明压力容器类别：其次类全容积：3.0 立方米设计压力：1.0MPa介质：C3 C4介质特性：易燃易爆主体材料标准与供货状态：GB-6654-1996Q-345设计温度：50 操作温度：40 推举焊条:A.S&A.SJ507A.S&l C.SJ427C.S&C.SJ427监察规程：压力容器安全技术监察规程制造技术条件：GB150-2022压力容器设计标准：GB150-2022压力容器焊接规程：JB/T4709-2022压力容器焊接规程 无损检测标准：JB4730-2022承压设备无损检测2022 级过程装备与把

3、握工程王升 2022115163一、 筒体几何参数确实定1.1 容器内径确实定依据容积选取容器筒体内径1.2 封头确实定计算数据容器筒内径：依据JB/T47462022钢制压力容器用封头规定，选取公称直径为的标准椭圆封头，其具体参数如下：总深度内外表积容积椭球局部深度直段长度封头的厚度计算：设计压力为,水压试验压力为圆整值1.2.1 封头重量的计算椭圆封头参数：直段长度为 25mm,中径长度mm直段所用钢材体积为椭圆局部所用钢材体积为一个完整椭圆封头的体积为V一个完整椭圆封头的质量为,钢材密度两个封头总重为：1.3 筒体直段确实定两个椭球封头的总容积为： 则筒体直段长:筒体直段：筒体直段的计算

4、厚度为圆整值筒体直段体积为V,其中径为：筒 体 直 段 质 量 为， 钢 材 密 度二、补强计算2.1 接收H 在容器壳上开孔的补强计算接收H 材料：20 钢 许用应力为 =119MPa 壳体材料： Q345 许用应力为 =170MPa 开孔处材料的强度减弱系数f 为：r接收尺寸： 开孔直径接收名义厚度接收的计算厚度为：壳体名义厚度壳体计算厚度开孔处的减弱的截面积：补强圈宽度：补强区外侧高度： 补强区内侧高度：补强区有效补强金属面积:1) 承受内压时，容器壳体设计计算厚度之外多余的金属面积：2) 承受内压时，计算厚度以外多余的金属截面积：3) 有效补强区范围内焊接的有效截面积为如下图焊缝横截面

5、积为：梯形三角形 矩形由于开孔处的减弱的截面积： 即：所以不需要补强2.2 人孔接收ML 在容器壳上开孔的补强计算接收 ML 材料：20 钢 许用应力为 =119MPa 壳体材料： Q345 许用应力为 =170MPa 开孔处材料的强度减弱系数fr 为：接收尺寸： 开孔直径接收名义厚度接收的计算厚度为：壳体名义厚度壳体计算厚度开孔处的减弱的截面积：补强圈宽度：补 强区外 侧高度 ：补强区内侧高度：补强区有效补强金属面积:人孔处补强计算：(1) 承受内压时，容器壳体设计计算厚度之外多余的金属面积：(2) 承受内压时，计算厚度以外多余的金属截面积：(3) 有效补强区范围内焊接的有效截面积为如下图焊

6、缝横截面积为：梯形三角形 矩形由于开孔处的减弱的截面积：即：所以不需要补强。三、水压试验校核水压试验测试压力为水压试验压力： 最大应力：Q345 屈服极限为及所以校验合格。四、鞍座的选取及校核4.1 鞍座的选取在进展水压试验时鞍座承受最大压力，包括水的 重量、筒体的重量和管道、法兰以及人孔等的重量。其中水的密度为,注水后，水的总重为鞍座承受的总重为(各局部的重量见装配图)鞍座的支座反力为：依据JB/T47122022 选取公称直径为1100 的轻型鞍座 F、S 型各一个，材料为 Q235-AF，其具体参数如下：允许载荷：Q=145KN鞍座中心至封头的距离 A=275mm鞍座宽度：b=170mm

7、腹板厚度：b =6mm0鞍座包角：安装高度 200mm4.2 鞍座的校核设计压力设计温度水的密度筒体： 内径， 长度，公称厚度，壁厚附加量，计算厚度。封头：深度 H=300mm，直边高度 h=25mm，公称高度， 壁厚附加量，容器与封头的材料为 Q345，=170MPa鞍座材料为 Q235-AF,4.2.1 弯矩计算筒体在支座跨中截面的弯矩计算公式为：筒体在支座截面处的弯矩计算公式为：式中系数、 和 按=2740/1500=4.98 和H/=0.55 计算由教科书中图-图 13-18 查得，故跨中截面弯矩为：4.2.2 跨中截面处的轴向应力因，,故仅需校核跨中截面的轴向力，且因正压操作，危急工况一是在非操作状态下，及容器布满物料而无压力时，在筒体最高点有最大压应力：二是水压试验下，筒体最低处有最大拉应力：因轴向许用临界压力由查外压圆筒和球壳壁厚计算图可得， 即，故：，验算合格。4.2.3 筒体和封头的切向应力因， 故由公式：和可得：封头内压引起的应力计算公式为：， 所以：因此：4.2.4 筒体的轴向应力鞍座截面筒体最低处的轴向应力计算公式为：因，所以：鞍座边角处筒体的轴向应力计算公式：因此验算合格。4.2.5 鞍座腹板应力鞍座腹板厚度 b =6mm ， 垫板离地高度为0200mm ， 此值大于， 因此实际高度，故：因此因此验算合格。