压力容器

目录

1.绪论…………………………………………………………… 1.1设计任务…………………………………………………… 1.2设计思想……………………………………………………… 1.3设计特点……………………………………………………… 2.储罐简介………………………………………………………… 2.1储罐的用途……………………………………………………. 2.2储罐的分类……………………………………………………. 3.材料及结构的选择……………………………………………… 3.1.材料选择……………………………………………………… 3.2.结构的选择…………………………………………………… 3.2.1.封头的选择………………………………………………… 3.2.2.法兰的选择………………………………………………… 3.3.鞍座的选择…………………………………………………… 4.结构设计………………………………………………………… 4.1.壁厚的确定…………………………………………………… 4.2.封头厚度设计………………………………………………… 4.2.1.计算封头厚度……………………………………………… 4.3.储罐零部件的选取…………………………………………… 4.3.1.储罐支座…………………………………………………… 4.3.2.接管的选取………………………………………………… 5强度校核…………………………………………………………. 5.1.筒体强度校核………………………………………………… 5.2.封头的强度校核……………………………………………… 5.3鞍座受载分析和强度校核……………………………………

1

5.3.1双鞍座的支座反力计算……………………………………… 5.3.2.筒体轴向弯矩的计算………………………………………… 5.3.3.筒体轴向应力的计算………………………………………… 5.3.4.筒体轴向应力的验算………………………………………… 5.4容器开孔补强……………………………………………………. 5.4.1.吹扫口补强…………………………………………………… 5.4.2.平衡口.物料进口.出口开孔补强……………………………. 5.4.3.液位指示口开孔补强………………………………………… 6.设计汇总…………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………… 符号说明……………………………………………………………… 总结……………………………………………………………………

摘要

本文扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。

参照GB150-1998及压力容器设计手册，综合考虑各种因素，结构设计需要选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、安装、运输等要求；而强度计算的内容包括储罐的的材料选择，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性等要求，根据设计压力确定壁厚，使储罐有足够的腐蚀裕度，从而使设计结果达到最优化组合。

设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。

关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强

2

1.绪论

1.1设计任务：

针对化工厂中的腐蚀性小的物料储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，并编写设计说明书。

1.2设计思想：

综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。

1.3设计特点：

容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。

各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计

2.储罐简介

2.1储罐的用途：

用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，钢制储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。我国的储油设施多以地上储罐为主，且以金属结构居多，故本网站将着重介绍在国内普遍使用的拱顶储罐、内浮顶储罐以及卧式储罐的一些基础知识。

2.2储罐的分类：

3

由于储存介质的不同，储罐的形式也是多种多样的. 按位置分类：可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。

按油品分类：可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等。按用途分类：可分为生产油罐、存储油罐等。 按形式分类：可分为立式储罐、卧式储罐等。

按结构分类：可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐等。

按大小分类： 100m3 以上为大型储罐，多为立式储罐； 100m 3 以下的为小型储罐，多为卧式储罐。

3.材料及结构的选择

3.1材料选择：

物料腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑Q345R这种钢板。如果纯粹从技术角度看，建议选用低碳钢板，Q345R钢板的价格虽比低碳钢板贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，Q345R钢板为比较经济，且Q345R机械加工性能、强度和塑性指标都比较好，所以在此选择Q345R钢板作为制造筒体和封头材料。

3.2结构选择：

3.2.1.封头的选择：

从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 3.2.2.法兰的选择：

法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。缺点是不能快速拆卸、制造成本较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。甲型平焊法兰有PN0.25 MPa 0.6 MPa 1.0 MPa1.6 MPa，在较

4

小范围内（DN300 mm ～2000 mm）适用温度范围为-20℃～300℃。乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa～1.6 MPa压力等级中较大的直径范围，适用的全部直径范围为DN300 mm ～3000 mm，适用温度范围为-20℃～350℃。 对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。用于更高压力的范围（PN0.6 MPa～6.4MPa）适用温度范围为-20℃～450℃。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。 法兰设计时，须注意以下二点：管法兰、钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照原化学工业部于1997年颁布的《钢制管法兰、垫片、紧固件》标准（HG20592～HG20635-1997）的规定。

3.3.鞍座的选择：

鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱内产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分布。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加，给容器的运行安全带来不利的影响。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。

在此选择鞍式双支座，一个S型，一个F型。

4. 结构设计

4.1壁厚的确定

根据壁厚公式??Pc?Di2??????Pct

在设计温度100C下,设计压力P=0.2 5 Mpa取设计及计算压力为Pc=0.276Mpa，容器的内径Di=1800mm，在设计温度下，材料的许用应力为

???=189Mpa筒体材料在实验温度下的屈服强度为?s?345Mpa，采用双面焊对

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0bnf.html