液氨储罐设计说明书.doc

内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古科技大学化学与化工学院 液 氨 储 罐 设 计 说 明书 内蒙古科技大学化学与化工学院 1 指导老师：张永强、韩晓星 设计人: 张继伟 朱溶坤 黄营野 王丽新 宋大朋 吴辉 时间： 2013 年 12 月 4 日 设计任务书 设计题目： 液氨储罐设计 已知工艺参数如下： 最高使用温度：t=40； 容积：18m3 公称直径：未知； 筒体长度（不含封头）：未知。 设计任务： 试设计一液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。 包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等； 设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附 cad 图。 设计人:张继伟 1166115107 朱溶坤 1166115201 吴辉 1166115117 王丽新 1166115232 内蒙古科技大学化学与化工学院 2 宋大朋 1166115124 黄营野 1166115227 任务下达时间：2013 年 11 月 25 日 完成截止时间：2013 年 12 月 4 日 目录目录 设计任务书.1 1 前言.5 2 设计选材及结构.6 2.1 工艺参数的设定 .6 2.1.1设计压力.6 2.1.2筒体的选材及结构.6 2.1.3封头的结构及选材.6 3 设计计算.7 3.1.公称直径 di和筒体长度 l 的计算.7 3.2 筒体壁厚计算 .7 3.3 封头壁厚计算8 内蒙古科技大学化学与化工学院 3 3.4 压力试验8 4 附件选择.9 4.1人孔选择.9 4.2人孔补强的计算.11 5 选择鞍座并核算承载能力14 6.选择液面计.15 7.选配工艺接管.16 8.参数校核17 8.1.筒体轴向应力校核.17 8.1.1.筒体轴向弯矩计算17 8.1.2.筒体轴向应力计算18 8.2 筒体封头切向应力校核19 8.3.筒体环向应力的计算和校核.19 8.3.1.环向应力的计算19 8.3.2.环向应力的校核20 8.4.鞍座有效断面平均压力.20 9耳式支座.21 9.2 封头质量m221 9.3 充液氨质量m321 10.人孔的确定.23 11人孔补强的确定.23 12接口管.23 12.1 液氨进料管：23 12.2 液氨出料管23 12.3 液面计接管24 内蒙古科技大学化学与化工学院 4 12.4 放空管接管24 13.结束语.24 14.液氨贮罐技术要求.24 15.参考文献.27 16附件.29 附件 1：设计压力29 附件 2：焊缝系数29 附件 3：无缝钢管的公称直径 dn 与外径 d。（mm） .30 附件 4：凸面受压封头的壁厚设计30 附件 5：系数 k1.31 附件 6：补强圈尺寸系列31 附件 7：支持式支座的形式特征32 附件 8：各种型号的鞍座结构特征32 附件 9：材料许用应力表33 附件 10：容器直径33 附件 11：奥氏体不锈钢无缝钢管尺寸和理论质量34 附件 12：尺寸表34 附件 13：椭圆形和蝶形封头的直边高度35 附件 14：安全阀压力35 附件 15：系数 a.36 附件 16：pn16 带颈对焊钢制管法兰.36 附件 17：耳式支座 6 种结构形式37 附件 18：板式平焊法尺寸37 内蒙古科技大学化学与化工学院 5 1 前言 本设计是针对化工设备机械基础这门课程所安排的一次课程设计，是对这门 课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。 本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广 泛。分子式 nh3，分子量 17.03，相对密度 0.7714g/l，熔点-77.7，沸点-33.35， 自燃点 651.11，蒸汽压 1013.08kpa(25.7)。蒸汽与空气混合物爆炸极限 1625%(最易引燃浓度 17%)。氨在 20水中溶解度 34%,25时,在无水乙醇中溶解度 10%,在甲醇中溶解度 16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液 呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较 低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性 物质存在,则危险性更高。 设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的 工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺 序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、 焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选 用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标 设备。 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。 内蒙古科技大学化学与化工学院 6 2 设计选材及结构 2.1 工艺参数的设定 2.1.1 设计压力 根据化学化工物性数据手册查得 40时氨的饱和蒸汽压为 1.55mpa，可以判 断设计的容器为储存内压压力容器，按压力容器安全技术监察规程规定，盛装液 化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气 40时的饱和蒸汽压力， 可取液氨容器的设计压力为 1.6 mpa，属于中压容器。而且查得当容器上装有安全阀时， 取 1.051.1 倍的最高工作压力作为设计压力；所以取 1.6 mpa 的压力合适。 属于中压容器。 pa10pm6 . 0mpa 设计温度为 40 摄氏度，在-20200条件下工作属于常温容器。 2.1.2 筒体的选材及结构 根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在 0.1/年以 下，且又属于中压储罐，可以考虑 20r 和 16mnr 这两种钢材。综合考虑：容器的操作 条件，如设计压力、设计温度、介质特性和操作压力等；材料的使用性能，如力学性 能、物理性能、化学性能；材料的加工工艺性能，如焊接性能、热处理性能等；经济 合理性及容器结构，如材料价格和使用寿命等。 如果纯粹从技术角度看，建议选用 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，同等重量设备的计价，16mnr 钢板为比较经济。所以在此选择 16mnr 钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为 gb6654-1996。 筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便， 而且承压能力较好，这类容器应用最广。 2.1.3 封头的结构及选材 封头有多种形式，半球形封头就单位容积的表面积来说为最小，需要的厚度是同 样直径圆筒的二分之一，从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺点是深度 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。椭圆形封 头的应力情况不如半球形封头均匀，但对于标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时， 内蒙古科技大学化学与化工学院 7 可以达到与筒体等强度。它吸取了蝶形封头深度浅的优点，用冲压法易于成形，制造 比球形封头容易，所以选择椭圆形封头，结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。查 椭圆形封头标准（jb/t4737-95） 表 2.1 椭圆封头标准 公称直径 dn曲面高度 h1直边高度 h2内表面积 fi/m2容积 v/m3 2200550255.41918 封头取与筒体相同材料。 3 设计计算 3.1.公称直径 di 和筒体长度 l 的计算 l= 2 4 2 di vnv 取 di=2000 di=2200 di=2400 经计算 当 di=2200 时，l=4001mm，此时， di/l=0.5498 所以取 di=2200mm 3.2 筒体壁厚计算 查 压力容器材料使用手册-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 3.1 16mnr 许用应力 在下列温度（）下的许用应力/ mpa 钢号板厚/ 20100150200250300 616 170170170170156144 1636 163163163159147134 3660 157157157150138125 16mn r 60100 153153150141128116 圆筒的计算压力为 1.6 mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双 面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为 1.0,全部无损探伤。取 许用应力为 170 mpa。 内蒙古科技大学化学与化工学院 8 壁厚： （3.1） 10.4 6 . 117012 22006 . 1 2 d c t ic p p 查材料腐蚀手册得 50下液氨对钢板的腐蚀速率小于 0.05/年，所以双面腐蚀 取腐蚀裕量。2c2 所以设计厚度为： 4 .12 2 c d 有钢板厚度负偏差查表得 c1=0.25,故名义厚度为： n=d+c1=12.4+0.25=12.65 圆整后取名义厚度 14。 3.3 封头壁厚计算 标准椭圆形封头 a:b=2:1 封头计算公式 ： 38.10 6 . 15 . 017012 22006 . 1 5 . 02 d c t ic p kp k=1/62+(di/2hi)2=1 设计厚度：d=+c2=10.38+2=12.38mm 名义厚度：n=d+c1=12.38+0.25=12.63mm 圆整后取：n=14mm 可见封头厚度近似等于筒体厚度，则取同样厚度。因为封头壁厚20则标准椭 圆形封头的直边高度.40h0 3.4 压力试验 水压试验，液体的温度不得低于 5； 试验方法：试验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排尽，试 验过程中，应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压 力后，保压时间一般不少于 30min。然后将压力降至规定试验压力的 80%，并保持 内蒙古科技大学化学与化工学院 9 足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新 试验。 水压试验时的压力 已知 p=1.6mpa = t=170mpa 试验压力： t p 25 . 1 pt 式中：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。 代入数据的 mpap t 00 . 2 6 . 125 . 1 25 . 1 pt 水压试验的应力校核： 水压试验时的应力： 其中有效厚度 e=n-c1-c2=14-0.25-2=11.75 故 mpa p e ei 23.188 75.112 75.11220000 . 2 2 d t t 校核强度 水压试验时的许用应力为 mpa s 5 . 31045300 . 1 9 . 09 . 0 故筒体满足水压试验时的强度要求。 st 0.9 由化工设备机械基础大连理工大学出版社附表 9-1 查得。 s 4 附件选择 4.1人孔选择 人孔的作用：为了检查压力容器在使用过程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。 人孔的结构：既有承受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件， 内蒙古科技大学化学与化工学院 10 也有安置与启闭端盖所需要的轴、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，根据人孔承压的高低、介质的性质，可以采用突面、凹凸面、 榫槽面或环连接面。从人孔盖的开启方式及开启后人孔盖的所处位置看，人孔又可分 为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种。 人孔标准 hg21524-95 规定 pn1.0mpa 时只能用带颈平焊法兰人孔或带颈对焊法 兰人孔。 容器上开设人孔规定当 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寸为 400。 综合考虑选择水平吊盖带颈对焊法兰人孔（hg21524-95）(由化工设备机械基础 化工工业出版社表 11-2 和 11-3 查得),公称压力 pn=1.6mpa、公称直径 dn400、h1=290mm 、rf 型密封面、采用类 20r 材料、垫片采用外环材料为低碳钢、 金属带为 0cr19ni9、非金属带为柔性石墨、c 型缠绕垫。标记为：人孔 rf（ag） 400-1.6 总质量为 144kg.法兰标准号为 hgj5053-91,垫片标准号为 hgj6972-91,法 兰盖标准 hgj6165-91 材料为 20r，螺柱螺母标准 hgj75-91 螺柱材料 40cr 螺母材料 45，吊环转臂和材料 q235-af,垫圈标准为 gb95-85 材料 100hv,螺母标准 gb41-86， 吊钩和环材料 q235-af，无缝钢管材料为 20，支承板材料为 20r。 尺寸表如下 表 4.1 水平吊盖带颈平焊法兰人孔（凸面）标准尺寸 公称压力 mpa公称直径 dwsdd1bb1b2ah1h2d0 1.64004261058052532303233529020036 内蒙古科技大学化学与化工学院 11 该水平吊盖带颈对焊法兰人孔的标记为：hg20593-95 人孔 rf v (ag) 400- 1.6 其中 rf 指凸面密封，v 指接管与法兰的材料为 16mnr，ag 是指普通石棉橡胶板， 400-1.6 是指公称直径为 400mm、公称压力为 1.6mpa。 表 4.1 人孔 pn1.6d400(hg20593-95)明细表 件号标准号名称数量材料尺寸/mm 1gb6654-96 筒节116mnr dws=42610,h1= 290 2hgj52-91 法兰 1 16mnr(锻件) 3hgj69-91 垫片 1 石棉橡胶板=3(代号 axb350) 4hgj63-91 法兰盖 116mnr b1=30，b2=32 5hgj75-91 螺柱 2035m272150 6hgj75-91 螺母4025m33 7 吊环 1q235-a.f 8 转臂 1q235-a.f d。=36 9gb95-85 垫圈 20 1100hv 10gb41-88 螺母 m20 1 4 级 11 吊钩 1q235-a.f 12 吊环 1q235-a.f 13 无缝钢 管 120 14 支撑板 116mnr 4.2人孔补强的计算 在开孔或安装接管处一般采取相应的补强措施。容器开孔后，在附近的局部地区 开，应力会达到很大的数值。这种局部的应力增长现象叫做“应力集中” 。在应力集中 区域的最大应力值，称为“应力峰值” ，通常用mix 表示。 内蒙古科技大学化学与化工学院 12 引起开孔附近应力集中现象的基本原因是结构的连续性被破坏。在开孔处，壳体 和接管的变形不一致。为了使二者连接之后的变形协调一致，连接处便产生了附加内 力，主要是附加弯矩。由此产生的附加弯曲应力，便形成了连接处局部地区的应力集 中。 补强的形式有：（1）内加强平齐接管；（2）外加强平齐接管；（3）对称加强凸 出接管；（4）密集补强。 由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。本设计所选用 的人孔筒节内径 di=400mm，壁厚 nt=10mm。据此差得补强圈尺寸（jb/t4736-2002） 为：外径 d2=680，内径 d1=400+2 10+14=434mm。 开孔补强的有关计算参数如下： （1）开孔所需补强面积 a 对于圆筒，壳体开口处的计算厚度为: =pcdi/(2-pc)=(1.6 2200)/(2 170 1-1.6)=10.4mm t 开孔直径：。由于接管材料与壳体材料都为404.525 . 2 20042cdd i 16mnr,故 fr=1，内压容器的圆筒开孔后所需的补强面积为： a=d*+2* et(1-fr) mm2 式中 d-开孔直径， -壳体开孔处的计算厚度，mm； et-接管有效厚度，mm; fr-强度削弱系数，等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比值。带 入数据得：开孔所需补强面积 a=404.5 10.85=4388.83mm (2)有效宽度 b b=2d=2404.5=809mm b=d+2n+2nt=404.5+214+210=452.5mm 二者中取较大值 b=809mm (3)有效高度 外侧高度 h1 内蒙古科技大学化学与化工学院 13 h1=63.60mm tn d10 5 . 404 h1=接管实际外伸高度=240mm 外侧高度 h2 h2=63.60ntd10 5 . 404 h2=接管实际外内伸高度=0mm 二者中取较小值 h2=0mm （4）补强面积 ae 在有效补强范围内，可作为补强的截面积按以下式计算 ae=a1+a2+a3 式中 ae补强面积，mm2 a1壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2 a2接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2 a3焊缝金属截面积，mm2 计算如下： a1=(b-d)( e- )-2 et(e - )(1-fr) 其中接管有效厚度为 et= nt-c1-c2=10-0.25-2=7.75mm，故 a1=(809-404.5)(11.75-10.85)-2 7.75 (11.75-10.85)(1-1)=364.05 a2=2h1( et- t)+2h2(et-c2)fr 其中接管计算厚度为 mm p dp c t ic t 051 . 2 6 . 111632 42061 2 a2=2 63.60 (7.75-2.051) 1+0=724.913mm2 焊缝金属截面积 a3=2 10 10=100mm2，故补强面积 ae为 2 1 ae=a1+a2+a3=364.05+724.913+100=1188.963mm2 由于 ae a，故开孔需另外加补强，其另外补强面积为m2,且 arm/2=759mm,故 最大轴向应力出现在跨中面，校核跨中面应力。 （1）由弯矩引起的轴向应力 筒体中间截面上最高点处： em r m 2 1 1 14 . 3 75.11225 . 0 14 21 cc ne 所以mpa821 . 0 75.11110714 . 3 1071 . 3 2 7 1 最低点处：mpa821 . 0 12 鞍座截面处最高点处： 3=-=-=0.079mpa e14 . 3 2 m1 2 rk m 11.7511071.03.14 103.55- 2 6 最低点处：4=-0.079mpa e 2 m1 2 14. 3rk m 11.7511071.03.14 103.55- 2 6 （2）由设计压力引起的轴向应力 由 p= 2 prm 所以 p=75.37mpa 75.112 11071.6 内蒙古科技大学化学与化工学院 19 (3)轴向应力组合与校核 最大轴向拉应力出现在筒体中间在截面最低处，所以 2=p+2，=75.37+0.821=76.191mpa，许用轴向拉压应力t=163mpa,而 2 2t合格。 最大轴向压应力出现在充满水时，在筒体中间截面最高处，1=- 1，=0.821mpa，轴向许用应力 a=0.001mpa ri e094 . 0 1100 75.111.6 根据 a 值查外压容器设计的材料温度线图得 b=180mpa，取许用压缩应力 ac=163mpa，|1|ac,合格。 8.2 筒体封头切向应力校核 因筒体被封头加强，筒体和封头中的切向剪应力分别按下列计算： （1）筒体封头切向应力计算 由化工机械工程手册查得 k3=0.880，k4=0.401。所以 mpa r fk em 086. 5 75.111107 75170880 . 0 3 （1） 封头切向应力计算 mpa r fk em h 318 . 2 75.111107 75170401 . 0 4 1.25 mpa dnpk e t h t 712.62 75.112 22006 . 11 17025 . 1 2 25 . 1 因为，所以合格。 h t h 25. 1 8.3.筒体环向应力的计算和校核 8.3.1.环向应力的计算 设垫片不起作用 （1）在鞍座处截面最低点 内蒙古科技大学化学与化工学院 20 2 5 5 b fkk e 式中 b2 筒体的有效宽度，mm。 由化工机械工程手册查的，k5=0.7603，k6=0.0132。式中 k=0.1，考虑容器焊 在鞍座上 b2=b+1.56 e rm 式中 b鞍座轴向宽度，mm 所以 b2=240+1.56917.41775.111107 所以 mpa164 . 1 917.41775.11 75170917.1771 . 0 5 (2)鞍座边角处轴向应力 因为 l/rm=4000/1107=3.628，且 2 6 2 6 2 3 4 ee fk b f 所以 mpa607.14 75.112 751700132 . 0 3 75.11917.4174 75170 2 6 8.3.2.环向应力的校核 5t=170mpa,合格 1.25t=1.25170=212.5mpa,合格 8.4.鞍座有效断面平均压力 鞍座承受的水平分力 fs=k9f 由化工机械工程手册查得，k9=0.204 所以 fs=0.20475170=15334.68 鞍座有效断面平均应力 0 9 bh f s s 式中 hs鞍座计算高度，mm 内蒙古科技大学化学与化工学院 21 b。鞍座的腹板厚度，mm 其中 hs 取鞍座实际高度（h=250mm）和 rm/3=1107/3=369mm 中的最小值，即 hs=250mm。腹板厚度 b。=-c1=8-0.25=7.75mm。 所以 mpa92 . 7 75 . 7 250 68.15334 9 应力校核，式中，鞍座材料 q235-mpa sa 33.93140 3 2 3 2 9 mpa sa 140 af 的许用应力。 以上是液氨储罐为卧式时的设计及计算，当液氨储罐为立式时，只有支座、人孔和 接口管和卧式储罐有差别，下面为立式储罐相关设计和计算： 9耳式支座 首先粗略计算支座负荷。 贮罐总质量：m=m1+m2+m3+m4 式中 m1-罐体质量； m2-封头质量； m3-液氨质量； m4-附件质量。 9.1 罐体质量m1 dn=2200mm，n=14mm 的筒节，每米质量为q1=720kg/m（见附录 7）故 m1=q1l=720 4.0012880.72(kg) 9.2 封头质量m2 dn=2200mm，n=14mm，直边高度h=40mm 的椭圆形封头，其质量为 q2=600kg/m（查附录），故 m2=2q2=26001200(kg) 9.3 充液氨质量m3 m3=v 式中 v-贮罐容积 14.0 m3，-水的密度为 1000kgm3。 m314.0100014000kg 9.4 附件质量 人孔约重 170kg，其它接管的总和按 350kg 计，故 m4=470kg 设备总重量 内蒙古科技大学化学与化工学院 22 m=m1+m2+m3+m4=2880.72+1200+10773+470=15323.7215.4t 假设使用允许载荷为 200 的支座，选用 b 型耳式支座根据化工设备机械基础 大连理工大学编表 13-6 查得相关数据 利用公式 3 0 4 10 ee e p hgsm gg q knnd 其中=1114+430+14- 0 231 2 e d sls 130=1428mm， 、m0=15323.72kg、g=9.81m/s2、k=1（三个支座） 、n=3、ge=10000n、取 h=700mm， ， 22 32221 2222() in ddbls =2840mm 22 (22002 142 14)(3002 14)2(430 130)d ac=0.45（地震系数对7度地震取0.23） 、fi=0.80（风压高度系数，距地面高度5米、 在房屋较稀疏的中小城镇取0.80） 、q0= 0.45kn/m2、d0=2228mm、h0=5209mm 省份地区10m 高处的风载荷 （n/m2） 包头市 450 内蒙古 呼和浩特市 500 可知地震载荷 0.5 0.45 15323.72 9.8=33788.8n 0 0.5 cc pa m g 水平风载 6 000 0.9510 wi pf q d h =0.95 0.80 450 2228 5209=3969.13 6 10 则 p=c=33788.8np 通过以上数据计算出 q 3 0 4 10 ee e p hgsm gg q knnd 内蒙古科技大学化学与化工学院 23 = 3 15323.72 9.81 100004 (33788.8 700 10000 1428) 10 1 33 2840 =71.25kn=200kn q 10.人孔的确定 根据贮罐是在常温及最高工作压力为 16mpa 的条件下工作，人孔标准应按 公称压力为 1.6mpa 的等级选取。从人孔类型系列标准可知，公称压力为 1.6mpa 的人 孔类型很多。本设计考虑人孔盖直径较大较重，故选用水平吊盖人孔。该人孔结构中 有吊钩和销轴，检修时只须松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不必 将盖板取下。 该人孔标记为： hg21523-95 人孔 rf （ag）450-1.6 其中 rf 指突面密封， 指接管与法兰的材料为 20r，ag 是指用普通石棉橡胶板垫片，450-1.6 是指公称直 径为 450mm、公称压力为 1.6 mpa。 11人孔补强的确定 由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。本设计所 选用的人孔筒节内径 d450mm，壁厚n10mm。故补强圈尺寸确定如下：补强圈内径 d=484mm，外径 d=760mm，根据补强的金属面积应大于等于开孔减少的截面积，补强圈 的厚度按下式估算： 补 =19.37mm 故补强圈取 20mm 厚。 dd ecd )2( 484760 11.75)2.52450( 12接口管 本贮罐设有以下接口管。 12.1 液氨进料管： 采用 573.5mm 无缝钢管(强度应验算，在此略去)。管的一端切成 45，伸入 贮罐内少许。配用具有突面密封的平焊管法兰，法兰标记：hg20592 法兰 so450-1.6 rf16mnr。 因为壳体名义壁厚 n12mm=12mm，接管公称直径小于或等于 50mm，不需 补强。 内蒙古科技大学化学与化工学院 24 12.2 液氨出料管 采用法兰套在接口管 573.5mm 内。 罐体的接口管法兰采用法兰：hg20592 法兰 so15-1.6 rf 16mnr。与该法兰相配并 焊接在压出管的法兰上，其连接尺寸和厚度与 hg20592 法兰 so15-1.6 rf 16mnr 相同， 但其内径为 25mm。 液氨压出管的端部法兰(与氨输送管相连)采用 hg20592 法兰 so20-1.6 rf 16mnr。这些小管都不必补强。压出管伸入贮罐 1.7m。 12.3 液面计接管 本贮罐采用玻璃管液面计 biw pn1.6，l1400mm，hg20592 法兰 so15-1.6 rf16mnr 两支。 与液面计相配的接管尺寸为183mm，管法兰为 hg20592 法兰 so15-1.6 rf 16mnr。 12.4 放空管接管 采用453.5mm 无缝钢管，法兰 hg20592 法兰 so32-1.6 rf 16mnr。 13.结束语 通过两周的化工机械设备基础课程设计，着实让人充分认识到课程设计的重要性， 当手中拿着自己设计完的液氨储罐时，心中满是丰收的喜悦。虽比不上专业人士的设 计，但在同组人的帮助下，错误已经避免了许多。 这次设计是我们对液氨贮罐工作原理及其工作过程有了更全面的理解，更增强了 我们的动手与思考能力，此次设计我们更加熟练的学会了使用 cad 制图。 14.液氨贮罐技术要求 1本设备按 gbl50-1998钢制压力容器进行制造、试验 2焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按 gb985-80 中规定(设计焊接接头系数 10) 3焊接采用电弧焊，焊条型号为 e4303 内蒙古科技大学化学与化工学院 25 4壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为 100 5设备制造完毕后，以 2mpa 表压进行水压试验 6管口方位按接管表 技术特性表 液氨储罐指标 设计压力 1.6mpa 工作温度 40 物料名称液氨 容积 18 3 m 其它：焊缝采用双面对接焊缝，100探伤，表 8-10 1.o 钢板负偏差： cl0.25mm 腐蚀裕量: c2=2mm 接管表接管表 接 管 表 符号连接法兰标准密封面形 式 用途 ahg2059 so15-1.6 rf 凸面出料口 b1-4hg2059 so15-1.6 rf 凸面液面计接管 口 chg2059 so450-1.6 rf 凸面进料口 dhg2059 so32-1.6 rf 凸面放空口 ehg2059 so50-1.6 rf 凸面备用口 内蒙古科技大学化学与化工学院 26 fhg2059 so25-1.6 rf 平面人孔 总明细表总明细表 总 图 材 料 明 细 表 重量(kg) 序 号 图号或标准 号 名称材料 数 量单重总重 1hb20592-95 法兰 so15-1.6 rf 16mnr40.682.73 2gb8163-87 液位计 接管 183 l=400 1040.440.88 3 螺栓 m1245 16 4 螺母 m12 16 5 石棉橡 胶垫 4 6hb20592-95 法兰 so50-1.6 rf 16mnr32.77 7gb8163-87 接管 573.5 l=400 1031.85 8hb20592-95 法兰 so50-1.6 rf 16mnr12.77 9gb8163-87 接管 453.5 1011.85 内蒙古科技大学化学与化工学院 27 l=400 10jb4737-95 椭圆封 头 dn 260016 h=40 16mnr29731950 11gb9019-88 筒体 dn 260