1【毕业设计论文】31M3液氨储罐设计说明书【有对应的CAD图】

XX 大学 毕业设计(论文) 毕业设计（论文）题目 所 在学 院 专业 班级 姓名 学号 指 导老 师 年月日 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本 设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了 谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年作者签名：日期：年 月月 日日 毕业设计版权使用授权书 本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院 保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕 业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的 毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。 保密保密在年解密后适用本授权书；在年解密后适用本授权书； 本设计属于：本设计属于： 不保密不保密。 （请在以上相应的方框内打（请在以上相应的方框内打“” ） 作者签名：日期：年月日作者签名：日期：年月日 指导教师签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日 毕业设计答辩小组成员名单 姓名职称单位备注 机械设计服务(有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组长 注：样稿，论文不完整，勿抄袭 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 化学与化工学院设计课程 液氨储罐设计说明书 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 前言 本说明书为31m3液氨储罐设计说明书 。本文采用分析设 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 1SW6- 1998 对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目录 附：设计任务书 .2 第一章 绪 论 .3 （一）设计任务 .3 （二）设计思想 .3 （三）设计特点 .3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第二章 材料及结构的选择与论证 3 （一）材料选择 3 （二）结构选择与论证 3 第三章 设计计算 5 （一）计算筒体的壁厚 5 （二）计算封头的壁厚 6 （三）水压试验及强度校核 6 （四）选择人孔并核算开孔补强 7 （五）核算承载能力并选择鞍座 9 （六）选择液面计 9 （七）选择压力计 .10 （八）选配工艺接管 .10 第四章 设计汇总 .11 第五章 结束语 .12 第六章 参考文献 13 第一章 绪论 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐， 完成主体设备的工艺设计和附属 设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。 （二）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。 （三）设计特点： 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组 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。 第二章 材料及结构的选择与论证 （一）材料选择： 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考 虑 2 0 R 、1 6 M n R这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用 2 0 R 类的低碳钢板， 1 6 M n R 钢板的价格虽比 2 0 R 贵，但在制造费用方面， 同等重量设备的计价，1 6 M n R 钢板为比较经济，且 1 6 M n R 机械加工性 能、强度和塑性指标都比较号，所以在此选择 1 6 M n R钢板作为制造筒 体和封头材料。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （二）结构选择与论证： 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。 2 . 人孔的选择： 压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备 的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有 两个手柄。选用时应综合考虑公称压力、公称直径( 人、手孔的公称 压力与法兰的公称压力概念类似。 公称直径则指其简节的公称直径) 、 工作温度以及人、手孔的结构和材料等诸方面的因素。人孔的类型很 多，选择使用上有较大的灵活性，其尺寸大小及位置以设备内件安装 和工人进出方便为原则。通常可以根据操作需要, 在这考虑到人孔盖 直径较大较重, 可选择回转盖对焊法兰人孔。 3 . 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P N 0 . 2 5 M P a 0 . 6 M P a 1 . 0 M P a 1 . 6 M P a ，在较小范围内（D N 3 0 0 m m 2 0 0 0 m m ）适用温 度范围为- 2 0 3 0 0 。乙型平焊法兰用于P N 0 . 2 5 M P a 1 . 6 M P a 压 力等级中较大的直径范围，适用的全部直径范围为D N 3 0 0 m m 3 0 0 0 m m ，适用温度范围为- 2 0 3 5 0 。 对焊法兰具有厚度更大的颈， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 进一步增大了刚性。用于更高压力的范围（P N 0 . 6 M P a 6 . 4 M P a ）适 用温度范围为- 2 0 4 5 。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 1 9 9 7 年颁布的钢制管法兰、垫片、 紧固件标准（H G 2 0 5 9 2 H G 2 0 6 3 5 - 1 9 9 7 ）的规定。 4 . 液面计的选择： 液面计是用以指示容器内物料液面的装置， 其类型很多， 大体上 可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液 面计。在中低压容器中常用前两种。 玻璃板液面计有透光式和反射式 两种结构，其适用温度一般在 0 2 5 0 。但透光式适用工作压力较 反射式高。玻璃管液面计适用工作压力小于 1 . 6 M P a ，介质温度在 0 2 5 0 的范围。液面计与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌 入连接，分别用于不同型式的液面计。液面计的选用： （1 ）玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料内没有结晶等堵 塞固体的场合。板式液面计承压能力强，但是比较笨重、成本较高。 （2 ）玻璃板液面计一般选易观察的透光式，只有当物料很干净时 才选反射式。 （3 ）当容器高度大于 3 m 时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面 观察效果受到限制，应改用其它适用的液面计。 液氨为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵塞现象，所以 在此选用玻璃管液面计。 4 . 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 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 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。 第三章 设计计算 （一）计算筒体的壁厚： 因为液氨的储量为 31m3，按原化工部 1985 年颁布实施的有关贮 罐尺寸和质量的行业标准 （ 卧式椭圆形封头贮罐系列 H G 5 - 1 5 8 0 - 8 5 ） , 取 Di=2700mm Pc 设计压力 储罐的最高工作温度为 40 ， 此时氨的饱和蒸汽压 为 1 . 5 5 M Pa ，取此压强的 1.10 倍作为设计压力，故 ac MPP705 . 1 55 . 1 10. 1= 在操作温度- 5 4 0 的范围内， 估计筒体壁厚大约为1 6 m m ， 在 常 用容器钢板（管）许用应力表中按设计温度 4 0 ，板厚 6 1 6 m m 间插值取得 a t MP75.200= 焊接接头采用 V 坡口双面焊接, 采用全部无损检测, 其焊接接头 系数由焊接接头系数表查得=1 . 0 0 钢板负偏差由钢板厚度负偏差表查得 C1= 0 . 8 m m ；液氨为轻 微腐蚀，腐蚀裕量由(壳体、封头腐蚀裕量表)查得 C2= 2 m m 。 液氨储罐是内压薄壁容器，按公式计算筒体的设计厚度为： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 mmC P DP c t ic d 515.132 00. 175.2002 2700705. 1 2 2 =+ =+ = 考虑到钢板负偏差，所以筒体厚度应再加上C1，即 1 3 . 5 1 5 + 0 . 8 = 1 4 . 3 1 5 根据钢板的厚度规格，查钢板的常用厚度表 ，圆整为n=1 6 m m （二）计算封头的壁厚： 采用标准椭圆形封头，各参数与筒体相同。 封头的设计厚度 mmC P DP c t ic d 515.132 00. 175.2002 2700705. 1 2 2 =+ =+ = 考虑到钢板负偏差，所以封头厚度应再加上C1， 即 1 2 . 5 1 5 + 0 . 8 = 1 4 . 3 1 5 m m 根据钢板的厚度规格，查钢板的常用厚度表 ，圆整为 n=1 6 m m ，可见跟筒体等厚。 （三）水压试验及强度校核： 先按公式确定水压试验时的压力 t P为： =+=+= = MPaPP MPaPP ct t ct 805. 110. 0705. 110.0 13. 2705. 125. 1 25. 1 选取两者中压力较大值作为水压试验压力，即取 at MPP13 . 2 =， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 水压试验时的应力为 a e eit t MP DP 91.218 1)28 . 016(2 )28 . 016(270013. 2 2 )( = + = + = 查表得厚度为 1 6 m m 的 1 6 M n R钢板的钢材屈服极限 as MP345= 故在常温水压试验时的许用应力为 as MP 5 . 3103459 . 09 . 0= 故 st 9 . 0 4 0 3 . 9 1 6 8 K n , 故其承载能力足够。标记 为： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 支座 D g 2 0 0 8 A J B / T 4 7 1 2 - 1 9 9 2 （六）选择液面计： 液氨储罐常用玻璃液面计, 由储罐公称直径 2 7 0 0选择长度为 2 0 0 0 m m 液面计二支，体材料(针形阀)为碳钢,体温型, 液面计接管为 无缝钢管，液面计相配的接口管尺寸为:mm5 . 332平焊管法兰 H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 2 5 液面计标记为：玻璃管液面计 A I D L - 1 2 0 0 H G 5 - 2 2 7 - 8 0 （七）选择压力计： 量程装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度 极限值） 应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设备工作 压力的 1.53 倍，最好取 2 倍。若选用的压力表量程过大，由于同 样精度的压力表，量程越大， 允许误差的绝对值和肉眼观察的偏差就 越大， 则会影响压力读数的准确性； 反之， 若选用的压力表量程过小， 设备的工作压力等于或接近压力表的刻度极限， 则会使压力表中的弹 性元件长期处于最大的变形状态，易产生永久变形，引起压力表的误 差增大和使用寿命降低。另外，压力表的量程过小，万一超压运行， 指针越过最大量程接近零位， 而使操作人员产生错觉，造成更大的事 故。因此，压力表的使用压力范围，应不超过刻度极限的6070。 测量精度压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分 数来表示的。精度等级一般都标在表盘上，选用压力表时，应根据设 备的压力等级和实际工作需要来确定精度。额定蒸汽压力小于 2 . 4 5 M P a的锅炉和低压容器所用的压力表，其精度不应低于2 . 5 级； 额定蒸汽压力大于 2 . 4 5 M P a的锅炉和中、高压容器的压力表，精度不 应低于 1 . 5 级。 表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值， 压力表的表盘直 径不应过小。在一般情况下， 锅炉和压力容器所用压力表的表盘直径 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 不应小于 1 0 0 m m ，如果压力表装得较高或离岗位较远，表盘直径还应 增大。 考虑到液氨有一定腐蚀性, 所以综合考虑选用隔膜压力表, 技术 指标为： 精度等级：)6 . 1 (公称直径：50 接头螺纹：15 . 1 G 测量范围：0MPa4 . 2 （八）选配工艺接管： 本储罐设有如下接口管 1 . 液氨进料管 采用无缝钢管 Y B 2 3 1 - 7 0 7 6 4 m m , 管的一端伸入罐切成 4 5 , 管长 4 0 0 m m 。配用凸面式平焊管法兰 H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 2 5 2 . 液氨出料管 采用可拆的压出管7 6 4 m m , 伸入到罐内离罐底约 1 0 0 m m , 外套 无缝钢管8 9 6 m m ( 管壁加厚，具有补强作用) , 都配用凸面板式平焊 管法兰（H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 2 5 ） ，凸面管法兰盖（G B 9 1 2 3 . 9 - 8 8 ）和 石棉橡胶垫片（G B 9 1 2 6 . 2 - 8 8 ） 。 3 . 排污管 在罐的右端最底部设个排污管，规格是7 6 4 m m ，管端焊有与 截止阀相配的管法兰 H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 7 0 。排污管与罐体连接处焊 有一厚度为 1 0 m m 的补强圈. 4 . 安全阀接口管 安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用7 6 4 m m 的 无缝钢管, 管法兰 H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 7 0 5 . 压力表接口管 压力表接口管由最大工作压力决定, , 因此选用采用5 7 3 . 5 m m 无缝钢管, 管法兰采用 H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 5 0 。各接管外伸高度都是 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 5 0 m m 。 第四章 设计汇总 技术特性表 名称 指标 设计压力 1 . 7 0 5 M P a 工作温度 40 物料名称 液氨 容积 3 1 . 3 9 6 m 3 接管表 符号 连接法兰标准 密封面形式 用途 a 1 - 2 H G 5 0 1 0 - 5 8 P g 1 6 D g 2 5 突面 液面计接口管 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 100