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压缩空气储气罐规划说明书

  发布时间:2021-08-31 10:03:05 | 来源:bob官方网站登录入口 作者:bob综合客户端app

  焊接结构与工艺课程规划 校园:山西大同大学煤炭工程学院 名字: 专业: 班级: 学号: 标题: 陈芳 资料成型及控制工程 资料一班 2 压缩空气储罐规划 时刻: 2015 年 12 月 15 日 至 1 月 2 日 指导教师: 魏 雷 大同大学煤炭工程学院 前语 1、任务说明 规划一个压缩空气储罐, 选用惯例规划办法, 归纳考虑环境条件等要素并参阅相关规范, 按工艺规划、设备结构规划、设备强度核算的规划次序,别离对储罐的筒体、封头、人孔、 接收进行规划,然后选用 SW6-1998 对其进行强度校核,最终构成合理的规划方案。 本规划是针对 《焊接结构》 这门课程所组织的一次课程规划, 是对这门课程的一次总结, 要归纳运用所学的常识并查阅相关书本完结规划。 规划根本思路:本规划归纳考虑环境条件、介质的理化性质等要素,结合给定的工艺参 数,机械按容器的选材、壁厚核算、强度核算、附件挑选、焊缝规范的规划次序,别离对储 罐的筒体、封头、人孔接收、人孔补强、接收、管法兰、液位计、鞍座、焊接办法进行了设 计和挑选。设备的挑选大都有相应的履行规范,规划时能够直接选用契合规划条件的规范设 备零部件,也有一些设备没有相应规范,则挑选适宜的非标设备。 各项规划参数都正确参阅了职业运用规范或国家规范,这样让规划有章可循,并考虑到 结构方面的要求,合理地进行规划 2、压缩空气的性质 中文称号:压缩空气 首要成分:氮气、氧气等 外观与性状:无色无味 沸点(℃)-192℃ 相对密度(水=1) :0.9 健康损害:无 环境损害:无 风险特性:高温常压贮存,高温剧烈轰动易爆 特性总结:压缩空气是明晰通明的,运送便利,没有特别的有害功能,没有起火损害, 不怕超负荷,能在许多晦气环境下作业,空气在地面上处处都有,取之不尽。 来历:大气中的空气常压为 0.1MPa,经过空气压缩机加压后到达抱负的压力 效果或用处:压缩空气是仅次于电力的第二大动力动力,其运用规模广泛石油,化工, 机械,轻工,纺织,国防,科研等职业和部分。 -1- 大同大学煤炭工程学院 目 第一章 1.1 1.2 1.3 录 参数的确认............................................................3 规划压力.............................................................3 规划温度 ............................ ................................3 首要元件资料的挑选 ................................................. 3 第二章 压力容器结构规划.....................................................5 2.1 筒体壁厚核算.......................................................... 5 2.2 封头壁厚核算 ......................................................... 5 2.3 压力实验 ............................................................. 7 第三章 附件的挑选............................................................8 3.1 人孔的挑选.............................................................8 3.2 人孔补强的核算 .......................................... .............8 3.3 压力计的挑选..........................................................10 3.4 选配工艺接收 ........................................................ 11 3.5 鞍座的挑选 .......................................................... 12 3.5.1 鞍座结构和资料的选取............................................12 3.5.2 容器载荷核算................................................... 13 3.5.3 鞍座选取规范................................................... 13 3.5.4 鞍座强度校核 ....................................................14 第四章 容器焊缝规范........................................................16 4.1 压力容器焊接结构规划要求 ............................................ 16 4.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 ............................................ 16 4.3 管法兰与接收的焊接接头 .............................................. 16 4.4 接收与壳体的焊接接头 ................................................ 17 第五章 第六章 压缩空气储气罐焊.....................................................17 总结...................................................................21 参阅文献......................................................................22 -2 大同大学煤炭工程学院 第一章 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 项 名 用 称 途 目 数 参数的确认 表 1-1:规划参数表 值 单 位 压缩空气储气罐 贮存压缩空气 0.909 -20~100 15 1200 1.0 压缩空气(无损害) 室内 空气 100%无损检测 MPa ℃ m 3 备 注 最高作业压力 作业温度 公称容积(Vg) 公称直径 焊接系数(φ V) 作业介质 运用地址 作业介质 其它要求 由介质温度确认 mm 1.1 规划压力 规划压力为压力容器的规划载荷条件之一,其值不得低于最高作业压力,一般可取最高 作业压力的 1.05~1.1 倍。经过查 咱们取规划压力为 1.0Mpa。 1.2 规划温度 规划温度也是压力容器的规划载荷条件之一,指容器在正常作业状况下,设定元件的金 属温度。 当元件金属温度不低于 0℃时, 规划温度不得低于元件或许到达的最高温度;当元件 金属温度低于 0℃时,其值不得高于元件金属或许到达的最高温度。所以规划温度挑选为 50℃。 1.3 首要元件资料的挑选 1.筒体资料的挑选: 依据压缩空气的物理性质挑选罐体资料,能够考虑 20R 和 16MnR 这两种钢材。假如朴实 从技能视点看,主张选用 20R 类的低碳钢板, 16MnR 钢板的价格虽比 20R 贵,但在制造费 用方面,平等分量设备的计价,16MnR 钢板为比较经济。所以在此挑选 16MnR 钢板作为制造 筒体和封头资料。 2.筒体结构的挑选: 筒体结构规划为圆筒形。由于作为容器主体的圆柱形筒体,制造简略,装置内件便利, 而且承压才干较好,这类容器运用最广。钢板规范 GB6645,查表可知 50℃时的许用应力 ?? ?t ? 170MPa 。 3.封头的结构及选材: 封头有多种办法,半球形封头就单位容积的外表积来说为最小,需求的厚度是相同直径 圆筒的二分之一,从受力来看,球形封头是最抱负的结构办法,但缺陷是深度大,直径小时, 全体冲压困难,大直径选用分瓣冲压其拼焊作业量也较大。椭圆形封头的应力状况不如半球 形封头均匀,但关于规范椭圆形封头与厚度持平的筒体衔接时,能够到达与筒体等强度。它 -3- 大同大学煤炭工程学院 吸取了蝶形封头深度浅的长处,用冲压法易于成形,制造比球形封头简略,所以挑选椭圆形 封头,结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。封头取与筒体相同资料。 4.钢管资料的挑选: 依据 JB/T4731,钢管的资料选用 20 号钢,其许用应力 ? ? ? 1 3 7 M P a ? s a -4 大同大学煤炭工程学院 第二章 2.1 筒体厚度的核算 压力容器结构规划 查《压力容器资料运用手册-碳钢及合金钢》 得 16MnR 的密度为 7.85t/m3, 熔点为 1430℃, 许用应力 ?? ? 列于下表: t 表 2-1 钢号 板厚/㎜ 6~16 16~36 36~60 60~100 ≤20 170 163 157 153 16MnR 许用应力 300 144 134 125 116 在下列温度(℃)下的许用应力/ Mpa 100 150 200 250 170 163 157 153 170 163 157 150 170 159 150 141 156 147 138 128 16MnR 图 2-1 筒体简图 筒体的公称直径 Di 有规范挑选,而它的长度 L 能够依据容积要求来决议。 π 2 依据公式 D i L ?15m3 (1+5%) 4 取 L/D=4 i? 1 . 6 9 将 L/D=4 代入得: D m。 i ? 1 7 0 0 m m 圆整后, D 由中径公式 ? ? pc Di m m 可得筒体的核算厚度 5.015mm 负差错 C1 ? 0 ,腐蚀余量 C , 2 ?2 2[? ]t ? pc 故筒体的名义厚度为?n=8mm 2.2 封头厚度的核算 选用规范椭圆封头,查规范 JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表 1, 3 N = D = 1 7 0 0 m m 得公称直径 D ,封头深度 H=450mm,容积为 0.6999 m 。 i 依据 ? ? ? 1 . 0 5 V V V 筒 封 g -5- 大同大学煤炭工程学院 π2 D iL ? 0 . 6 9 9 921 ?? 51 ? . 0 5 4 得L ,圆整得 L ?6 .3 m ?6 3 0 0mm 筒 筒 6 3 0 0 ? ?3 .7 0 6 1 7 0 0 D g L 在 3~6 之间 3 ? 1 4 . 3 0 m V? D L 4 筒 g 筒 ? 2 ? 2 ? 1 5 . 6 9 9 8 m VV 3 筒 封 核算压力 P c : 由于贮存压缩空气,Pc=P=1.0MPa 图 2-2 封头简图 该容器需 100%探伤,所以取其焊接系数为 ? ?1.0 。 由椭圆厚度核算公式可得 ?? 2?? ? ? ? 0.5Pc t PcDi ? 5.008m m m m 腐蚀裕度 C ,钢板负差错 C1 ? 0 2 ?2 故圆整后取名义厚度 ? n ? 8mm 有用厚度 ? e ? ? n ? C1 ? C2 ? 8 ? 2 ? 6mm 表 2-2 序号 公称直径 DN\ mm 1200 1700 EHA 椭圆形封头 内外表积 A\ m m 325 450 2 总深度 H\mm 容积 V\ m m 3 质量 m\kg 102.2 200.7 17 22 1.6552 3.2662 0.2545 0.6999 -6 大同大学煤炭工程学院 2.3 压力实验 水压实验,液体的温度不得低于 5℃; 实验办法:实验时容器顶部应设排气口,充液时应将容器内的空气排尽,实验进程中, 应坚持容器外外表的枯燥。实验时压力应缓慢上升,到达规则实验压力后,保压时刻一般不 少于 30min。然后将压力降至规则实验压力的 80%,并坚持满意长的时刻以便对一切焊接接 头和衔接部位进行查看。如有渗漏,修补后从头实验。 先按公式确认水压实验时的压力 Pt 为: [? ] ? ? 1.25 ? 1.0 ? 1.25MPa ? Pt ? 1.25Pc [? ]t ? ? ? Pt ? Pc ? 0.10 ? 1.0 ? 0.10 ? 1..10MPa 选取两者中压力较大值作为水压实验压力,即取 Pt ? 1.25MPa , 水压实验时的应力为 ?t ? Pt ( Di ? ? e ) 1.25? [1700? (8 ? 0 ? 2)] ? ? 177.7MPa 2? e? 2 ? (8 ? 0 ? 2) ? 1 查表得厚度为 16mm 的 16MnR 钢板的钢材屈从极限 ? s ? 345MPa 故在常温水压实验时的许用应力为 0.9? s ? 0.9 ? 345 ? 310.5MPa 故 ? t ? 0.9? s 因而满意水压实验要求 -7- 大同大学煤炭工程学院 第三章 3.1 人孔挑选 附件的挑选 人孔的效果:为了查看压力容器在运用进程中是否发生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。 人孔的结构:既有接受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件,也有 安顿与启闭端盖所需求的轴、销、耳、把手等非受压件。 人孔类型:从是否承压来看有常压人孔和承压人孔。从人孔所用法兰类型来看,承压人 孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔,在人孔法兰与人孔盖之间 的密封面,依据人孔承压的凹凸、介质的性质,能够选用突面、凹凸面、榫槽面或环衔接面。 从人孔盖的敞开办法及敞开后人孔盖的所在方位看,人孔又可分为反转盖人孔、笔直吊盖人 孔和水平吊盖人孔三种。 人孔规范 GH21524-2004 规则 PN≥1.0Mpa 时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法兰人 孔。 容器上开设人孔规则当 Di1000 时至少设一个人孔,压力容器上的开孔最好是圆形的, 人孔公称直径最小尺度为 ? 400m m。 3.2 人孔补强的核算 表 3-1 人孔的根本参数 H1 H2 螺 柱 螺 母 螺柱 直径 ? 长度 M33 ? 2 ? 160 单位:mm 总 质 量 \kg 195 公称压 力 PN\MPa 400 密封面 办法 dw ? s d D A 数量\个 426 ? 12 402 620 350 240 120 16 32 突面 (RF) 表 3-2 零件称号 资料 筒节 16MnR 法兰 16MnR 人孔首要零件资料挑选 支撑板 16MnR 等长双头 螺柱 8.8 级 螺母 8级 垫片 金属环垫 法兰盖 16MnR 开孔补强结构:压力容器开孔补强常用的办法可分为补强圈补强、厚壁管补强、全体锻 件补强三种。 补强圈补强是运用最为广泛的结构办法,它具有结构简略、制造便利、原资料易处理、 安全、牢靠等长处。在一般用处、条件不严苛的条件下,可选用补强圈补强办法。但有必要满 足规则的条件。 压力容器开孔补强的核算办法有多种,为了核算便利,选用等面积补强法,即壳体截面 因开孔被削弱的承载面积,有必要由补强资料予以等面积的补偿。当补强资料与被削弱壳体的 资料相一起,则补强面积等于削弱的面积。补强资料选用 16MnR。 (1) 筒体的核算壁厚: ? ? 2?? ? ? PC t PC Di ? 5.015mm (2) 核算开孔所需补强的面积 A: -8 大同大学煤炭工程学院 按 HG/T 21518-2005,选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。 开孔直径 d ? d ? 24 C ? 0 0 ? 2 ? 2 ? 4 0 4 m m i 2 D 1 7 0 0 d ? i? ? 8 5 0 m m 2 2 选用等面积法进行开孔补强核算。 接收资料选用 20 号钢,其许用应力 ? ? 1 3 7 M P a ?? t 依据 GB150-1998, A = d ? ? 2 ? ? e t ( 1 ? f ) r 其间:壳体开孔处的核算厚度 ? ? 5.008 mm 接收的有用厚度 e t n t 1 2 ? ? ? ? C ? C ? 1 3 ? 2 ? 1 1 m m t [ ? ] 1 3 7 强度削弱系数 fr ? n ? ? 0 . 8 0 6 r [ ? ] 1 7 0 所以开孔所需补强面积为 .144 m m2 A ? d? ? 2?? et (1 ? f r ) ? 404? 8 ? 2 ? 8 ? 11? (1 ? 0.806) ? 3266 (3)有用宽度 B 的确认 按 B2 ? d ? 2? n ? 2? nt ? 404? 2 ? 8 ? 2 ?13 ? 446mmGB150 中式 8-7,得: Bd ?? 22 ? 4 0 4 ? 8 0 8 m m 1 B ? m a x (, B B )8 ? 0 8 m m 1 2 (4) 有用高度的确认 a.外侧有用高度 h 1 的确认 依据 GB150,得: h ? d ? 4 0 4 ? 1 3 ? 7 2 . 4 7 m m 1 n t ? h ? 接 管 实 际 外 伸 高 度 ? H ? 2 4 0 m m 1 1 h ? m i n ( h , h )7 ? 2 . 4 7 m m 1 1 1 b.内侧有用高度 h 2 的确认 ? d ? 4 0 4 ? 1 3 ? 7 2 . 4 7 m m 依据 GB150-1998,得: h 2 n t ? h2 ? 0 h ? m i n ( hh ,2 ) ? 0 2 2 (5)筒体剩余面积 A1: -9- 大同大学煤炭工程学院 筒体剩余面积 A 1 A1 ? ( B ? d )(? n ? ? ) ? 2? et (? n ? ? )(1 ? f r ) ? (808? 404)(8 ? 5.008) ? 2 ? 11? (8 ? 5.008)(1 ? 0.806) ? 1196mm2 1.00 ? 400 ? 1.18m m2 2 ? 170? 1 ? 0.5 ? 1.00 (6)接收剩余金属的截面积 A2: 接收厚度: ? t ? 2?? ? ? ? 0.5Pc t PcDi ? A2 ? 2h1 (? nt ? ? t ) f r ? 2h2 (? et ? C2 ) f r ? 2 ? 72.47? (13 ? 1.18) ? 0.806? 0 ? 1380 .83mm2 (7)补强区内焊缝截面积 A3: 焊缝金属截面积 焊角取 6.0mm 1 A3 ? 2 ? ?10 ?10 ? 100 mm 2 2 (8)有用补强面积 Ae: 依据 GB150, 别离核算如下: A A ? A ? A e? 1 2 3 Ae ? A1 ? A2 ? A3 ? 1196? 1380 .83 ? 36 ? 2612 .83mm2 由于 Ae < A ? 3266.144 m m2 ,所以开孔需另行补强 (9)所需补强面积: 所需另行补强面积: A ? A ? A1 ? A2 ? A3 ? 3266 .144? 1196? 1380 .83 ? 36 ? 635.314mm2 (10)补强圈规划: 补强圈规划:依据 DN400 取补强圈外径 D’=680mm 强圈内径 d’=428mm 补强圈厚度: ? = A4 635 .314 ? 2.521mm 2 ? D ? d 680 ? 428 。由于 BD’ ,所以在有用补强规模。补 考虑钢板负差错并圆整,实取补强厚度 5mm,补强资料与壳体资料相同,制造时为便于 备材,且补强圈耗材也不多,规划时可选用与壳体相同的板厚,即取 ? ? 8mm 3.3 压力计的挑选 压力计是装在锅炉、压力容器上的压力表,其最大量程(表盘上刻度极限值)应与设备 的作业压力相适应。压力表的量程一般为设备作业压力的 1.5~3 倍,最好取 2 倍。若选用 的压力表量程过大,由于相同精度的压力表,量程越大,答应差错的绝对值和肉眼调查的偏 差就越大,则会影响压力读数的精确性;反之,若选用的压力表量程过小,设备的作业压力 等于或挨近压力表的刻度极限,则会使压力表中的弹性元件长时间处于最大的变形状况,易产 生永久变形,引起压力表的差错增大和运用寿命下降。别的,压力表的量程过小,万一超压 运转,指针跳过最大量程挨近零位,而使操作人员发生幻觉,构成更大的事端。因而,压力 表的运用压力规模,应不超越刻度极限的 60~70%。 丈量精度压力表的精度是以答应差错占表盘刻度极限值的百分数来表明的。 精度等级一 - 10 大同大学煤炭工程学院 般都标在表盘上,选用压力表时,应依据设备的压力等级和实践作业需求来确认精度。额外 蒸汽压力小于 2.45MPa 的锅炉和低压容器所用的压力表,其精度不该低于 2.5 级;额外蒸汽 压力大于 2.45MPa 的锅炉和中、高压容器的压力表,精度不该低于 1.5 级。 表盘直径为了使操作人员能精确地看清压力值,压力表的表盘直径不该过小。在一般情 况下,锅炉和压力容器所用压力表的表盘直径不该小于 100mm,假如压力表装得较高或离岗 位较远,表盘直径还应增大。 隔阂压力表, 技能指标为: 精度等级: (1.6) 公称直径: ? 50 接头螺纹: 1.5G1 丈量规模: 0 ~ 2.4 MPa 3.4 选配工艺接收 压缩空气储罐要开设空气进口管、安全阀口、空气出口管、压力表接口、并依据各接口 的巨细挑选相对应的法兰及垫片。 表 3-3 公称直径 安全阀 人孔 空气进口 管 空气出口 管 压力表接 口 50 400 50 50 50 钢管外径 57 426 57 57 57 依据管口公称直径挑选相应的法兰,2.5MPa 时选用带颈对焊法兰,首要参数如下: 图 3-1 板式平焊钢制管法兰 - 11 - 大同大学煤炭工程学院 表 3-4 公称尺 寸 DN 管子外 径 A1 法兰外 径D 140 螺栓孔 中心圆 直径 K 110 PN2.5 板式平焊钢制管法兰 螺栓孔 直径 L 14 螺栓孔 数量 n\ 个 4 螺 栓 (Th) M12 法兰厚 度C 法兰内 径 B1 单位: mm 质 量 \kg 衔接尺度 50 57 14 59 1.5 单位:mm 质量\kg 表 3-5 公称尺度 DN 衔接尺度 法兰外径 D 140 螺栓孔中 心圆直径 K 110 螺栓孔直 径L 14 PN2.5 钢制管法兰盖 螺栓孔数 量 n\个 4 法兰厚度 C 螺栓(Th) 50 M12 14 1.5 表 3-6 突面法兰用 RF 和 RF-E 型垫片尺度 公称 尺 寸 DN 50 垫片 内 径 D1 2.5 61 96 6 96 10 107 垫片外径 D2 公称压力 PN\MPa 16 107 25 107 40 107 63 113 1.5 3 垫片 厚 度T 包 边宽 度b 1.空气进气管 选用 20 号钢无缝钢管 ? 50×4mm ,配用凸面式平焊管法兰 HG 5010-58 Pg16Dg25,外伸 高度 150mm。 2.空气出气管 选用 20 号钢无缝钢管 ? 50×4mm ,配用凸面式平焊管法兰 HG 5010-58 Pg16Dg25,外伸 高度 150mm。 3.排污管 在罐的右端最底部设个排污管,规范是 ? 76×4mm,管端焊有与截止阀般配的管法兰 HG 5010-58 Pg16Dg70。排污管与罐体衔接处焊有一厚度为 10mm 的补强圈. 4.安全阀接口管 选用 20 号钢无缝钢管 ? 50×4mm ,配用凸面式平焊管法兰 HG 5010-58 Pg16Dg25,外伸 高度 150mm。 5.压力表接口管 选用 20 号钢无缝钢管 ? 50×4mm ,配用凸面式平焊管法兰 HG 5010-58 Pg16Dg25,外伸 高度 150mm。 3.5 鞍座的挑选 3.5.1 鞍座结构和资料的选取 - 12 大同大学煤炭工程学院 卧式容器的支座有三种办法:鞍座、圈座、和支腿,常见的卧式容器和大型卧式储罐、 换热器等多选用鞍座,它是运用得最为广泛的一种卧式容器支座。置于支座上的卧式容器, 其状况和梁类似,有资料力学剖析可知,梁曲折发生的应力与支点的数目和方位有关。当尺 寸和载荷一守时多支点在梁内发生的应力较小,因而支座数目好像应该多些好。但关于大型 卧式容器而言,当选用多支座时,假如各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀,或壳体 不直不圆等细小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同, 是支座反力难认为个支点 均匀分摊,导致课题应力增大,因而表现不出多制造的长处,故一般状况选用双支座。 选用双支座时选取的准则如下: ① 双鞍座卧式容器的受力状况可简化为受均布载荷的外伸梁,由资料力学知,当外伸 长度 A=0.207L 时,跨度中心的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值持平,所以一般近似 取 A ? 0.2L ,其间 L 取两封头切线间间隔,A 为鞍座中心线至封头切线间间隔。 ② 当鞍座附近封头时,则封头对支座处筒体有加强刚性的效果。为了充分使用这一加 强效应,在满意 A ? 0.2L 下应尽量使 A ? 0.5R0 . 此外,卧式容器由于温度或载荷变化时都会发生轴向的弹性,因而容器两头的支座不能 都固定在根底上,有必要有一端能在根底上滑动,以防止发生过大的附加应力。一般的做法是 将一个支座上的地脚螺栓孔做成长圆形,而且螺母不上紧,使其成为活动支座,而另一支座 仍为固定支座。所以本规划就选用这种支座结构。依据设备的公称直径和容器的分量参照鞍 座规范 JB/T4712-1992 选取鞍座结构及尺度。鞍座的资料(除加强垫板在外)为 Q235-A·F, 加强垫板的资料应与设备壳体资料相同为 16MnR。 3.5.2 容器载荷核算 首要大略核算鞍座负荷 储罐总质量: m ? m1 ? 2m2 ? m3 ? m4 ,式中 m1 —筒体的质量,kg m2 —单个封头的质量,kg m3 —水压实验时水的质量,Kg m4 —附件的质量,Kg 1. 筒体质量 m1 : 筒体质量: m1 ? ?DL? ? ? ? 3.14?1.7 ? 6.3 ? 8 ?10?3 ? 5.015?103 ? 1349 .21kg 2. 单个封头的质量 m2 : 查规范 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, m 2 5 1 . 6 k g 2? 3. 水压实验时水的质量 m3 - 13 - 大同大学煤炭工程学院 ?? ? m3 ? ?gh ? 1000? ? ? 1.7 2 ? 6.3 ? 2 ? 0.6999? ? 15692 .3kg ?4 ? 4. 其他附件质量 m4 : m 4 ——附件质量:人孔质量为 300kg,其他接收质量总和估 100kg,即 m 4 0 0 k g 4? 5.设备总质量 m: 综上所述, m ? m1 ? 2m2 ? m3 ? m4 ? 17946 kg 3.5.3 鞍座选取规范 一般取尺度 A 不超越 0.2L 值, 我国现行规范 JB 4731 《钢制卧式容器》 规则 A≤0.2L=0.2 (L+2h) ,A 最大不超越 0.25L.不然由于容器外伸端的效果将使支座截面处的应力过大。 DN1700、120°包角轻型带垫板鞍式支座根本参数 公称 直径 DN 允 许 载 荷 Q\KN 鞍 座 高 度 h 250 底板 腹 板 筋板 垫板 螺栓 距离 鞍 座 质 量 \kg 122 l1 1200 b1 200 ?1 12 ?2 8 l3 275 b2 170 b3 240 ?3 8 弧长 b4 390 ?4 8 e l2 1040 1700 275 1990 70 由规范椭圆封头 D i D i ? 2 , 有 h = H - ? 2 5 m m 2 ( H ? h ) 4 故A ? 0 . 2 ( L ? 2 h ) ? 0 . 2 ( 6 3 0 0 ? 2 ? 2 5 ) ? 1 2 7 2 m m 由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度, 故封头关于圆筒的抗弯钢度具有部分的加强 效果。 若支座接近封头, 则可充分使用罐体封头对支座处圆筒截面的加强效果。 因而, JB 4731 还规则当满意 A≤0.2L 时,最好使 A≤0.5R m( R m ?R i ? 1 7 0 0? R ? ? n? 8 5 5 m m m 2 2 ,取 A=420mm A ?? 0 . 5 R m 0 . 5 ? 8 5 5 ? 4 2 7 . 5 m m 综上有:A=420mm。 ?n ),即 2 3.5.4 鞍座强度校核 鞍座腹板的水平分力: FS ? K 9 F 查得鞍座包角 120°对应系数 K 9 ? 0.204 支座反力: F ? mg ? 88 kN 2 - 14 大同大学煤炭工程学院 鞍座腹板有用界面内的水平方向平拉应力: ? 9 ? FS H S b0 ? br ? re H S ? 核算高度,取鞍座实践高度和 b0 ? 鞍座腹板厚度,12 mm Rm 3 两者中的较小值,250 mm br ? 鞍座腹板有用宽度,取垫板宽度 b 4 与圆筒体的有用宽度 b2 ? b ? 1.56 Rm? e 两者中的较 小值,200 mm ? re ? 鞍座垫板有用厚度,12 mm 则 ?9 ? Fs 0.204? 88 ? ? 33.2Mpa H Sb0 ? br ? re 250? 12 ? 200? 12 2 ?? ?sa ? 83.333 Mpa 3 应力校核:鞍座资料 Q235-A·F 的许用应力 ?? ?sa ? 125Mpa ,则 ?9 ? 2 ?? ?sa [3] 3 - 15 - 大同大学煤炭工程学院 第四章 4.1 压力容器焊接结构规划要求 容器焊缝规范 容器各受压元件的拼装一般选用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称,焊 缝是焊接接头的首要部分。 焊接接头的办法和坡口办法的规划直接影响到焊接的质量与容器 的安全。 焊缝涣散准则;防止焊缝多条相交准则;对称质心安置准则;避开应力杂乱区或应力峰 值去准则;对接钢板的等厚衔接准则;接头规划的开敞性准则;焊接坡口的规划准则(焊缝 填充金属尽量少;防止发生缺陷;焊缝坡口对称;有利于焊接防护;焊工操作便利;复合钢 板的坡口应有利于削减过渡层焊缝金属的稀释率) 。 16MnR 具有细微的淬硬倾向, 焊接性较好。 焊接性实验证明:板厚 30mm 以下的对接接头,焊前不需预热,焊后亦不用做消除应力处理。 图 5 纵环焊缝、接收的焊接示意图 , 4.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 压力容器受压部分的焊接接头分为 A、B、C、D 四类,查得封头与圆筒衔接的环向接头 选用 A 类焊缝。 焊接办法:选用手艺电弧焊,其原理是使用电弧热量消融焊条和母材,由消融的金属结 晶凝结而构成接缝,焊接资料为碳钢、低合金钢、不锈钢,运用规模广,适用矮小焊缝及全 方位施焊,可适用在停止、冲击和振荡载荷下作业的巩固密实的焊缝焊接,这种办法灵敏方 便,适应性强,设备简略,修理便利,生产率低,劳作强度高。 封头与圆筒等厚选用对接焊接。平行长度任取。坡口办法为 I 型坡口。 ?b ≥ 依据 16MnR 的抗拉强度 ? b =490Mpa 和屈从点 ? s =325Mpa 挑选 E50 系列 (强度要求: 490Mpa; ? s ≥400Mpa)的焊条,类型为 E5014.该类型的焊条是铁粉钛型药皮(药皮成分: 氧化钛 30%,加铁粉) ,适用于全方位焊接,熔敷功率较高,脱渣性较好,焊缝外表润滑,焊 波规整,角焊缝略凸,能焊接一般的碳钢结构。 4.3 管法兰与接收的焊接接头 管法兰与接收焊接接头办法和尺度参照规范 HG20605-97,依据公称通经 DN 80 挑选坡口 宽度 b=6 mm,如附图中的部分扩大图所示。 - 16 大同大学煤炭工程学院 4.4 接收与壳体的焊接接头 所设的接收都是不带补强圈的刺进式接收,接收刺进壳体,接收与壳体间的焊接有全焊 透和部分焊头两种,它们的焊接接头均属 T 形或角接接头。挑选 HG20583-1998 规范中代号 为 G2 的接头办法,根本尺度为 ? ? 50? ? 5? ; b ? 2 ? 0.5 ; p ? 1 ? 0.5 ; k ? 1 ? t ,且 k ? 6 , 3 1 它适用于 ? s ? 4~25, ? t ? ? s ,由于所选接收的厚度都为壳体厚度的一半,壳体的厚度为 2 24 mm,所以契合要求。挑选全焊透工艺,可用于交变载荷,低温及有较大温度梯度工况。 如附图中的部分扩大图所示[4,5]。 第五章 核算压力 Pc 规划温度 t 内径 Di 资料 实验温度许用应力 ??? 规划温度许用应力 ??? 实验温度下屈从点 ?s 钢板负差错 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 ? t 压缩空气储气罐焊接工艺卡 内压圆筒 1.64 50.00 1700.00 16MnR(正火) 170.00 170.00 345.00 0.00 2.00 1.00 MPa ?C mm ( 板材 ) MPa MPa MPa mm mm 筒体简图 厚度及分量核算 核算厚度 Pc Di mm ? = 2[ ? ] ? ? Pc 有用厚度 ?e =?n - C1- C2= 6 t =6.45 mm - 17 - 大同大学煤炭工程学院 焊 接 工 艺 卡1 坡 口 型 式 V型 焊接部位 相焊件号 工艺鉴定编号 焊 接 方 法 焊 接 位 置 焊工资历代号 预 热 温 度 层 间 温 度 后 热 处 理 母 材 焊 材 焊 接 规 范 说 类组别号 I 钢号 Q235-A 规范δ =14/10mm 与 类组别号 I 钢号 Q235-A 规范δ =14/10mm 相焊 焊 条 : A102(E308L-16) 规 格 Ф3.2 烘 干 350-4000C 1 小时 焊接方 法 手弧焊 焊材 商标 J507 规范 φ4 电源品种 及 极 性 直流反接 清 根 类 工 方 检 热 别 艺 法 查 √ 01 焊条电弧焊 水平固定 SMAW-Ⅲ-6G-10/114-F3J GTAW-Ⅲ-6G-3/60-02 筒体纵向和环焊缝焊接以及筒体和封头焊缝的焊接 钢 印 标 记 焊 接 记 录 层次 2 焊接电流 (A) 160~180 电 压 (V) 24~26 焊接速度 (cm/min) 8-15 备 注 1、焊接遵循本工艺要求履行。焊缝探伤按产品焊接工艺说明书要求履行。 2、焊缝及热影响区外表不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见夹渣等缺陷。 3、焊缝咬边深度不得大于 0.5mm,接连咬肉长度≯100mm,两头咬边总长不得大于该焊缝总长 10% (或不得有咬边) 。焊缝熔渣及飞溅物有必要整理洁净。 4、用打磨办法(或焊补打磨)消除焊缝缺陷时,修磨后的厚度不得小于母材厚度减钢厚度负差错。 明 备 焊接层次依据现场焊工实践操作状况拟定。 注 审阅: 年 月 日 - 18 编制:陈芳 2015 年 01 月 03 日 大同大学煤炭工程学院 焊 接 工 艺 卡2 坡 口 型 式 T型 焊接部位 相焊件号 工艺鉴定编号 焊 接 方 法 焊 接 位 置 焊工资历代号 预 热 温 度 层 间 温 度 后 热 处 理 母 材 焊 材 焊 接 规 范 类组别号 1 钢号 Q235-A 规范δ =14mm 类组别号 2 钢号 2 规范δ =10mm 相焊 0 底板+腹板,肋板+腹板,翼板+牛腹腿板 95-16 手 全 / / / 0 0 0 弧 焊 位 置 D2-26 C C C / / 小时 热 类 工 方 检 别 艺 法 查 与 清 根 打 √ / √ 电 压 (V) 24~26 磨 焊条:商标 J507 规范φ 4 烘干 350~400 C 2 小时 焊丝:商标 / 规范 / 焊剂:商标 / 烘干 / 0C / 小时 层次 焊接办法 手弧焊 焊材 商标 J507 规范 φ4 电源品种 及 极 性 直流反接 钢 印 标 记 焊 接 记 录 焊接电流 (A) 160~180 焊接速度 (cm/min) 8~15 备 注 说 1、焊接遵循本工艺要求履行。焊缝探伤按产品焊接工艺说明书要求履行。 2、焊缝及热影响区外表不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见夹渣等缺陷。 3、焊缝咬边深度不得大于 0.5mm,接连咬肉长度≯100mm,两头咬边总长不得大于该焊缝总长 10% (或不得有咬边) 。焊缝熔渣及飞溅物有必要整理洁净。 4、用打磨办法(或焊补打磨)消除焊缝缺陷时,修磨后的厚度不得小于母材厚度减钢厚度负差错。 明 备 焊接层次依据现场焊工实践操作状况拟定。 注 审阅: 年 月 日 - 19 - 编制:陈芳 2015 年 01 月 03 日 大同大学煤炭工程学院 焊接工艺卡 3 坡 口 型 式 单边 V 型 焊接部位 相焊件号 工艺鉴定编号 焊 接 方 法 焊 接 位 置 焊工资历代号 预 热 温 度 层 间 温 度 后 热 处 理 母 材 焊 材 焊 接 规 范 类组别号 1 钢号 Q235-A 规范δ =14mm 与 类组别号 2 钢号 Q235-A 规范δ =10mm 相焊 焊条:商标 J507 规范φ 4 烘干 350~400 C 2 小时 焊丝:商标 / 规范 / 焊剂:商标 / 烘干 / 0C / 小时 层次 焊接办法 手弧焊 焊材 商标 J507 规范 φ4 电源品种 及 极 性 直流反接 0 底板+腹板,接收+椭圆封头,接收+筒体 95-16 手 全 / / / 0 0 0 弧 焊 位 置 D2-26 C C C / / 小时 热 类 工 方 检 别 艺 法 查 清根 打 √ / √ 电 压 (V) 24~26 磨 钢 印 标 记 焊 接 记 录 焊接电流 (A) 160~180 焊接速度 (cm/min) 8~15 备 注 说 明 1、焊接遵循本工艺要求履行。焊缝探伤按产品焊接工艺说明书要求履行。 2、焊缝及热影响区外表不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见夹渣等缺陷。 3、焊缝咬边深度不得大于 0.5mm,接连咬肉长度≯100mm,两头咬边总长不得大于该焊缝总长 10% (或不得有咬边) 。焊缝熔渣及飞溅物有必要整理洁净。 4、用打磨办法(或焊补打磨)消除焊缝缺陷时,修磨后的厚度不得小于母材厚度减钢厚度负差错。 备 焊接层次依据现场焊工实践操作状况拟定。 注 审阅: 年 月 日 - 20 编制:陈芳 2015 年 01 月 03 日 大同大学煤炭工程学院 第六章 总结 本次课程规划, 我完结了的压缩空气储罐的规划, 并选用 SW6-1998 对其进行强度校核, 最终构成合理的规划方案。 经过这次课程规划,让我对化工设备机械根底这门课有了进一步的知道。这次课设是对 这门课程的一个总结,对化工机械常识的运用。 规划时要有一个清晰的思路, 要考虑多种要素包含环境条件和介质的性质等再挑选适宜 的规划参数,对罐体的资料和结构确认之后还要进行一系列校核核算,包含筒体、封头的应 力校核,以及鞍座的载荷和应力校核。校核合格之后才干确认所选设备型契合要求。 经过这次规划对咱们单独处理问题的才干也有所提高。在整个进程中,我查阅了相关书 籍及文献,取其相关常识关键运用到课设中,而且其间有许多相关设备选取规范能够直接选 取,这样规划出来的设备愈加契合要求。在规划的最终附有 CAD 设备图,在绘图的整个进程 中,我对制图软件的操作愈加了解。 这次课程规划的书写中对格局的要求也很严厉, 在教师的指导下咱们依照毕业规划的格 式要求完结课设。这就为咱们做毕业规划打下了根底 经过此次课程规划,增强了我把常识运用到实践的才干,加深了对讲义常识的了解。使 用国家压力容器规范、规范进行规划,把握了压缩空气储罐规划的全进程;而且训练了查阅 和归纳剖析文献资料的才干,进行规划办法和规划方案的可行性研究和证明。 由于的常识有限,所做出的规划存在许多缺陷和缺乏,请教师做出批判和纠正。最终感 谢教师对这次课设的评阅。 - 21 - 大同大学煤炭工程学院 参阅文献 [1]王国璋, 《压力容器规划实用手册》 ,我国石化出版社,2013 年 5 月 1 日 [2]我国机械工程学会焊接学会, 《焊接手册:焊接结构》 ,机械工业出版社,2008 [3] 国家质量技能监督局,GB150-1998《钢制压力容器》 ,我国规范出版社,1998 [4] 国家质量技能监督局, 《压力容器安全技能督查规程》 ,我国劳作社会保障出版社,1999 [5] 全国化工设备规划技能中心站, 《化工设备图样技能要求》 ,2000,11 [6] 郑津洋、董其伍、桑芝富, 《进程设备规划》 ,化学工业出版社,2001 [7] 黄振仁、魏新利, 《进程配备成套技能规划攻略》 ,化学工业出版社,2002 - 22

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