二氧化碳储罐设计

1、第一第一章章 绪论绪论 .1 1.1概述概述 .1 1.2 二氧化碳的特点：二氧化碳的特点：.1 1.3 立式二氧化碳储罐设计的特点立式二氧化碳储罐设计的特点.2 1.4设计任务表设计任务表 .2 第二章第二章零部件的设计和选型零部件的设计和选型 .4 2.1 封头的设计封头的设计.4 2.2.1 封头的选择.4 2.1.2 封头材料的选择.4 2.1.3 封头的设计计算.5 2.2 人孔的设计人孔的设计.5 2.2.1 人孔的选择.5 2.2.2 人孔的选取.6 2.3 容器支座的设计容器支座的设计.6 2.3.1 支座材料的选择.6 2.3.2 支座选取.7 2.3.3 支座的设计.7 2

2、.3.4 支座的安装位置.8 2.4 筒体的材料的选择筒体的材料的选择.9 2.5接管、法兰、垫片和螺栓的形式和选择接管、法兰、垫片和螺栓的形式和选择 .10 2.5.1 接管的选取.10 2.5.2 法兰的选取.11 2.5.3 垫片的选取.11 2.5.4螺栓的选取.12 第三章第三章 强度设计与校核强度设计与校核.13 3.1 圆筒强度设计.13 3.2 封头强度设计.13 3.3 筒体长度校核.14 3.4 人孔补强设计.14 3.5水压试验校核 .16 结论结论.17 参考文献参考文献.18 第一章第一章绪论绪论 1.1 概述概述 压力储罐的用途十分广泛。它是在 石油化学工业 、能源

3、工业、科研和 军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力储罐一般由筒体、 封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外， 还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、 承压及介质等原因，容易发生 爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安 全及污染环境的事故。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国 家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。 贮罐按其形状可分为方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器（立式、卧 式）。 按其承压性质可分为内压和外压，内压容器又可分为低压、中压、高压、 超高压 4 个压力等级。 按其工作

4、的温度环境可分为低温、常温、中温、高温容器。 按制造器的材料可分为金属制和非金属制两类。 按其应用情况可分为反应压力容器（R）、换热压力容器（E）、分离压力 容器（S）、储存压力容器（C）等。 目前我国普遍采用常温压力储罐，常温储罐一般有两种形式：球形储罐和 圆筒形储罐。球形储罐和圆筒形储罐相比：前者具有投资少，金属耗量少，占 地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。 一般储存总量大于 3 m500或单罐容积大于 3 m200时选用球形储罐比较经济，而 圆筒形储罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面 积大, 所以在总储量小于 3 m500或单

5、罐容积小于 3 m100时选用圆筒形储罐比较 经济。圆筒形储罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石 油气站内大多选用卧式圆筒形储罐， 只有某些特殊情况下（站内地方受限制等) 才选用立式。但本说明书主要讨论立式圆筒形二氧化碳储罐的设计。 1.2 二氧化碳的特点二氧化碳的特点： 二氧化碳,化学式为 CO2，碳氧化物之一，是一种无机物，常温下是一种无 色无味气体，密度比空气略大，微溶于水，并生成碳酸。（碳酸饮料基本原理） 可以使澄清的石灰水变浑浊，做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都 可以用到。 固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工 降雨，也常在舞美

6、中用于制造烟雾。 二氧化碳不参与燃烧，密度比空气略大，所以也被用作灭火剂。 二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作肥料。 空气中含有约 0.03%二氧化碳，但由于人类活动（如化石燃料燃烧）影响， 近年来二氧化碳含量猛增，导致温室效应，全球气候变暖，冰川融化，海平面 升高.旨在遏止二氧化碳过量排放的京都议定书已经生效，有望通过国 际合作遏止温室效应。二氧化碳在焊接领域应用广泛，如：二氧化碳气体保护 焊，是目前生产中应用最多的方法。 1.3 立式二氧化碳储罐设计的特点立式二氧化碳储罐设计的特点 立式储罐，危险性大，容易发生火灾和爆炸事故，必须按照有关规定，建 立防火、防爆制

7、度，经常进行防火巡查，严格进行消防安全管理，确保消防安 全。国家劳动部门把这类设备作为受安全监察的一种特殊设备，并在技术上进 行了严格、系统和强制性的管理，制定了一系列地强制性或推荐性地规范标准 和技术法规，对压力容器的设计、材料、制造、安装、检验、使用和维修提出 了相应的要求，同时为确保其安全可靠，实施了持证设计、制造和检验制度。 储罐区防火防爆应按 GB50183，GB50074 规定。低倍数空气泡沫灭火系统应按 GB50151 规定。此类容器接受劳动部颁发压力容器安全技术监察规程(简称 容规) 的监督，因此设计必须严格按照标准进行。 立式二氧化碳储罐，此次设计针对的是第一类压力容器的设计

8、。储罐主要 由筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。储罐上设有进料管、出料管、 排污管以及安全阀、压力表等。 1.4设计任务表设计任务表 表表 1.11.1 任务表任务表 序号名称指标 1 设计压力 MPa 1.9 2 设计温度 0C 150 3 最高工作压力 MPa 1.8 4 工作温度 0C 120 5 工作介质二氧化碳气体 6 主要受压元件材料 16MnR 7 焊接接头系数 0.85 8 腐蚀余量 mm 1.0 9 全容积 m3 2.7 10 容器内别第一类 图图 1-11-1 储罐装配图储罐装配图 表表 1.21.2 管口表管口表 第二章第二章零部件的设计和选型零部件的设计和选型 2

9、.1 封头的设计封头的设计 2.2.12.2.1 封头的选择封头的选择 从受力与制造方面分析来看，半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。椭圆形封头深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。从钢材耗用量来看，球形封头用材最少，比 椭圆形封头节约，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。 2.1.22.1.2 封头材料的选择封头材料的选择 介质CO2具无毒性，压力容器的使用工况（如温度、压力、介质特性和操 作特点等）差别很大，制造压力容

10、器所用的钢种类很多，既有碳素钢、低合金 高强度钢和低温钢，也有中温抗氢钢、不锈钢和耐热钢，还有复合钢板。 一般中低压设备可采用采用屈服极限为 245Mpa345Mpa 级的钢材；直径较 大、压力较高的设备，均应采用普通低碳钢，强度级别宜用 400Mpa 级或以上； 如果容器的操作温度超过 4000C，还需考虑材料的蠕变强度和持久强度。 16MnR 钢是屈服强度 350Mpa 级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力 学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。在焊接压力容器时采用碱性 焊条（J507） 2 ，15MnVR 钢和 18MnMoNbR 钢是屈服强度分别为 400、500Mpa 级

11、普通低合金高强度钢，虽然有较高的强度，但韧性、塑性都较 C-Mn 钢低，且有 较高的缺口敏感性和时效敏感性。并且这两类钢均较 16MnR 钢昂贵。 因此选用 16MnR 钢既符合工艺要求也节约资源，以便获得更好的经济价值 ，所以筒体与封头材料均选用低合金钢板MnR16（钢板标准为 GB 6654，使用 状态为热轧、正火）。参照 GB 150-1998 表 4-1，根据设计压力MPa9 . 1，设计 温度150，筒体壁厚在mm166范围内，选得材料的许用应力 MPa170 t ， 屈服极限MPa345 s 。又由于介质无毒无污染，又考虑到压力容器焊接结构 的设计原则，容器的所有焊缝（包括角焊缝）

12、没必要都采用全焊透结构，焊接 接头系数为 0.85。 2.1.32.1.3 封头的设计计算封头的设计计算 由2h2D ii ，得mmDh ii 300412004 封头的其他参数：查标准 JB/T 4746-2002钢制压力容器用封头中表 B.1 EHA 和 B.2 EHA 表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见下表 2.和下图 2- 1。 图图 2-12-1 封头封头 封头尺寸表封头尺寸表 2.12.1 2.2 人孔的设计人孔的设计 2.2.12.2.1 人孔的选择人孔的选择 压力容器设置人孔是作为工作人员进出设备以进行检验和维修之用，而且 能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而

13、发生事故，还 能起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置 。因此，人孔的位置应适当， 人孔直径必须保证工作人员能携带工具进出设备方便。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。公称直径则指其筒节的 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。通常可以根据操作需要选择，在这选用 回转盖带颈对焊法兰人孔。 公称直 径 DN/mm 总深度 H/mm 内表面 积 A/ 2 m 容积 V/ 3 m 质量 /Kg 12003251.65520.254

14、5128.3 2.2.22.2.2 人孔的选取人孔的选取 由于贮罐是在 120 度温及最高压力为 1.8MPa 下工作，人孔标准按公称压 力 2.5MPa 的压力等级选取。又人孔盖直径较大且质量较重，选用回转盖带颈平 焊法兰人孔。下表 2.2 各部件材料表： 人孔各部件的材料表人孔各部件的材料表 2.22.2 标准名称材料 GB/T 95 垫圈 100HV 筒节 16MnR 吊环 Q235-AF 支承板 16MnR 转臂 Q235-AF HG 20595 法兰16Mn（锻） GB/T 41 螺母4 级 30CrMo HG 20610 垫片缠绕式垫吊钩 Q235-AF HG 20601 法兰盖

15、16MnR 吊耳 Q235-AF HG 20613 等长双头螺柱8.8 级 35CrMoA 环 Q235-AF HG 20613 螺母8 级 30CrMo无缝钢管 20 选用凹凸面的法兰，其尺寸见下表 2.3： 人孔尺寸表人孔尺寸表 2.32.3 密封面形式凹凸面 MFM 公称压力 PN 2.5MPa 公称直径 DN 450mm Sdw 48012 d 456mmD670mm 1 D 600mm1 H 320mm2 H 211mm b 42mm1 b 41mm2 b 46mm A380mmo d 36mm 螺柱数 20 螺母数 40 螺柱规格M332165 总质量 258kg 该人孔标记为：H

16、G/T21518-2005 人孔 MFM（A.G）450-1.6 2.3 容器支座的设计容器支座的设计 2.3.12.3.1 支座材料的选择支座材料的选择 根据 JB/T4712.4,支撑式支座选用材料为 10 号刚管，地板选材为 Q235A， 垫板选材 OCr18Ni19（钢管标准为 GB 9948,使用状态为热轧）。在表 6-11、12 中，选择其许用应力 MPa t 112，屈服极限MPa s 205。 2.3.22.3.2 支座选取支座选取 支座用来支撑容器的重量、固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。 立式圆筒形容器的支座分为支承式支座、群座、腿式支座三类。由于立式支座 承压能力较

17、好且对筒体产生的局部应力较小，故此设计中选用支承式支座。 支承式座分为 A 型（轻型）和 B 型（重型）两类。由于在此设计中，贮罐 体积较小且长径比较小，由于是立式容器，故采用三 A 型支承式支座。 2.3.32.3.3 支座的设计支座的设计 首先估算计算支座的负荷。 贮罐总质量： 4321 mmmmm 式中：m1为筒体质量（kg），m2为封头质量（kg），m3为二氧化碳质量 （kg），m4为附件质量（kg）。 筒体质量 m1 mmDN1200，mm n 10的筒节，每米质量为 q1=300kg， 故 m1= q1L=300*2=600kg 封头质量 m2 mmDN1200，mm n 10直边

18、高度 h=25mm 的标准椭圆形封头，其质量为 q2=128.3kg， 故 m2=2q2=256.6kg 二氧化碳质量 m3 充气质量： co2 水 ，水压试验充满水，故取介质密度为 3 mkg1000水， 32 7698 . 2 545.20222 . 1 4 2mVVV 封头筒体 则充液质量为kg 8 . 27697698 . 2 10001 3 Vm 水 式中：为装料系数，取 1 附件质量 人孔约重 258kg，其它接口管法兰重约 13kg， 故 m4=271kg。 则设备总质量：kg 4 . 89732712769.8 6 . 256600 4321 mmmmm NNQk5 . 9 6

19、 . 9548 4 8 . 93897.4 4 mg 由于每个支座承受约 8.21kN 负荷，故选用支承式支座 A JB/T 4712.4- 2007 查 JB4724-92 容器支座支承式支座中表 1，首先优先选择钢板焊制，带垫 板 A 型支座。 查 JB4724-92 容器支座支承式支座中表 2 得到支撑式支座尺寸如下表 2.4 支承式支座座尺寸表支承式支座座尺寸表 2.42.4 公称直径 DN1200 4 b 240 允许载荷 Q/KN40 3 l 180 4 10 支座高度 h420 2 b 140 垫板 e 50 1 l 1703 10 螺栓间距 2 l 420 1 b 120 筋板

20、 支座质量 kg15.8 底板 1 10 螺栓 直径 dM20 2.3.42.3.4 支座的安装位置支座的安装位置 支座的安装位置图下图 2-2： 图图 2-22-2 支座安装位置支座安装位置 根据 JB/T 4724-92 附录 C 规定，知 A 支座安装高度 420mm（即封头与筒体 连接处到地面的距离）。 2.4 筒体的材料的选择筒体的材料的选择 介质CO2具无毒性，压力容器的使用工况（如温度、压力、介质特性和操 作特点等）差别很大，制造压力容器所用的钢种类很多，既有碳素钢、低合金 高强度钢和低温钢，也有中温抗氢钢、不锈钢和耐热钢，还有复合钢板。 一般中低压设备可采用采用屈服极限为 24

21、5Mpa345Mpa 级的钢材；直径较 大、压力较高的设备，均应采用普通低碳钢，强度级别宜用 400Mpa 级或以上； 如果容器的操作温度超过 4000C，还需考虑材料的蠕变强度和持久强度。 16MnR 钢是屈服强度 350Mpa 级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力 学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。在焊接压力容器时采用碱性 焊条（J507） 2 ，15MnVR 钢和 18MnMoNbR 钢是屈服强度分别为 400、500Mpa 级 普通低合金高强度钢，虽然有较高的强度，但韧性、塑性都较 C-Mn 钢低，且有 较高的缺口敏感性和时效敏感性。并且这两类钢均较 16MnR 钢昂贵。

22、 因此选用 16MnR 钢既符合工艺要求也节约资源，以便获得更好的经济价值 ，所以筒体与封头材料均选用低合金钢板MnR16（钢板标准为 GB 6654，使用 状态为热轧、正火）。参照 GB 150-1998 表 4-1，根据设计压力MPa9 . 1，设计 温度150，筒体壁厚在mm166范围内，选得材料的许用应力 MPa170 t ， 屈服极限MPa345 s 。又由于介质无毒无污染，又考虑到压力容器焊接结构 的设计原则，容器的所有焊缝（包括角焊缝）没必要都采用全焊透结构，焊接 接头系数为 0.85。 2.5接管、法兰、垫片和螺栓的形式和选择接管、法兰、垫片和螺栓的形式和选择 2.5.12.5

23、.1 接管的选取接管的选取 二氧化碳进气管二氧化碳进气管 进料管伸进设备内部并将管的一端切成 450，为的是避免物料沿设备内壁流 动以减少磨蚀和腐蚀。为了在短时间内将物料注满容器。 采用无缝钢管 YB231-654mm ,管的一端伸入罐切成 45,管长 305 mm。 配用凸面式对焊管法兰 HG 20592-97 Pg16Dg25 二氧化碳出气管二氧化碳出气管 在化工生产中，需要将液体介质运送到与容器平行的或较高的设备中去， 并且获得纯净无杂质的物料。 采用可拆的压出管654mm,配用凸面板式对焊管法兰（HG 5010-58） 排污管排污管 在清洗贮罐式，为了能够将废液完全排除贮罐外，液氨介质

24、会腐蚀罐壁而 出现沉淀，故需在筒体底部安设排污管一个。 在罐的最底部设个排污管，规格是254mm，管端焊有与截止阀相配的管 法兰 HG 5010-58。 压力表接管压力表接管 压力表接口管由最大工作压力决定, ,因此选用采用153.5mm 无缝钢管, 管法兰采用 HG 5010-58。各接管外伸高度都是 150mm。 安全阀接口管安全阀接口管 安全阀是通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。为了操作 的安全，因此安设一安全阀。安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用574mm 的无缝钢管, 管法兰 HG 5010-58 Pg16Dg70 接口管中，其选择的条均在不需要补强的条件

25、之内，因此，以上接口管在 筒体上的开孔不需要补强。 2.5.22.5.2 法兰的选取法兰的选取 如图 2-3：带劲对焊钢制管法兰： 图图 2-32-3 带颈对焊钢制管法兰带颈对焊钢制管法兰 查 HG/T 20592-2009钢制管法兰中表 8.2.1-1 至 8.2.1-5 PN 带颈平焊 钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。 查 HG/T 20592-2009钢制管法兰中附录 D 中表 D-5,得各法兰的质量。 查 HG/T 20592-2009钢制管法兰中表 3.2.2，法兰的密封面均采用 RF（突面密封）。 得求得法兰尺寸表见附表 2.5.32.5.3 垫片的选取垫片的选取

26、 查 HG/T 20607-2009钢制管法兰用聚四氟乙烯覆垫片，垫片尺寸见表 2.5： 垫片尺寸表垫片尺寸表 2.52.5（mmmm） 符号管口名称公称直径包覆层内径 D1包覆层内径 D3垫片外径 D4 a 人孔 450480528528 b 压力表口 15224044 c 进气口 6577110116 d 安全阀口 50619296 e 出气口 6577110116 f 排污口 25346064 注：1：聚四氟乙烯包覆层材料应符合 QB/T 3625 中规定的 FSB-2 和 QB/T 3626 的规定 2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。 3：垫片厚度除人孔垫片厚度为 4 外，其他均为

27、3 2.5.42.5.4螺栓的选取螺栓的选取 地脚螺栓选用 Q235-A（钢材标准 GB 700），选得材料的许用应力 MPa78 t ，屈服极限MPa235 s 查 HG/T 20613-2009钢制管法兰用紧固件中表 5.0.7-9 和附录中表 A.0.1，得螺柱的长度和平垫圈尺寸见下表 2.6。 六角头螺栓螺柱及垫片六角头螺栓螺柱及垫片( (未注明单位：未注明单位：mm)mm)表表 2.62.6 紧固件用平垫圈 mm 公称直 径 螺纹六角头螺栓螺柱长 1 d 2 d H b15M12 7050 ZRSR LL 13242.5 c65M16 8560 ZRSR LL 17303 d50M1

28、6 8560 ZRSR LL 17303 e65M16 8560 ZRSR LL 17303 f25M12 7555 ZRSR LL 13242.5 a450 注：1.紧固件质量为每 1000 件的近似质量； 2.紧固件长度未计入垫片厚度。 第三章第三章 强度设计与校核强度设计与校核 3.1 圆筒强度设计圆筒强度设计 该容器无需 100%探伤，焊缝不用都全焊透结构，所以取其焊接系数为 85 . 0 。材料的许用应力 MPa170 t ，屈服极限MPa345 s 。根据 GB/T 9019-2001 选得容器公称直径为mmDDN i 1200。设计压力MPapc9 . 1， 利用中径公式计算筒体

29、壁厚： mm p Dp c t ic 7 . 6 9 . 185 . 0 1702 12009 . 1 2 查标准 HG 20580-1998钢制化工容器设计基础规定表 7-2 知，钢板厚 度负偏差为mmC6 . 0 1 查标准 HG 20580-1998钢制化工容器设计基础规定表 7-5 知，对于有 轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量mm1C2。 筒体设计厚度：mmC d 7 . 717 . 6 2 筒体名义厚度：mmCC n 3 . 816 . 07 . 6 21 ，由于钢板厚度范围 为mm166，圆整后保守取mm n 10。 筒体的有效厚度mmCC ne 4 . 816 . 010 21 。 3.

30、2 封头强度设计封头强度设计 查标准 JB/T 4746-2002钢制压力容器用封头中表 1，选取公称直径 mmDDN i 1200，选用标准椭圆形封头，型号代号为 EHA，取2h2D ii ，查标准 JB/T 4746-2002钢制压力容器用封头中表 2，取直边长mm25h 。 该容器取其焊接系数为85. 0。材料的许用应力 MPa170 t ，屈服极限 MPa345 s 。根据 GB 150-1998 中椭圆形封头计算中式 7-1 计算： mm p Dp c t ic 7 . 6 9 . 15 . 085 . 0 1702 12009 . 1 5 . 02 查标准 HG 20580-199

31、8钢制化工容器设计基础规定表 7-1 知，钢板厚 度负偏差为mmC6 . 0 1 。 查标准 HG 20580-1998钢制化工容器设计基础规定表 7-5 知，对于有 轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量mm1C2。 封头设计厚度：mmC d 7 . 717 . 6 2 封头名义厚度：mmCC n 3 . 816 . 07 . 6 21 ，由于钢板厚度范 围为mm166，圆整后取与筒体相同的名义厚度mm n 10 。 筒体的有效厚度mmCC ne 4 . 816 . 010 21 。 封头记做：EHA MnR16101200 4746T/JB 。 3.3 筒体长度校核筒体长度校核 容器总容积：VLD V

32、oi 2 41 2 总 充装系数为 1，则容器总容积为：VLD V oi 2 41 2 总 则可由2545 . 0 22 . 1 41 7 . 2 2 o L 求得筒体内长：mLo94 . 1 ，圆整后取mLo2 筒体长度和直径比 )21 (6 . 1 2 . 1 2 D L ,所以设计合理。 3.4 人孔补强设计人孔补强设计 为了满足各种工艺和结构上的要求，不可避免的要在容器的筒体或封头上 开孔并安装接管。开孔后，壳壁因除去了一部分承载的金属材料而被削弱，而 出现应力集中现象。为保证容器安全运行，对开孔必须采取适当的措施加以补 强，以降低峰值应力。这里采用补强圈补强，因其结构简单、制造方便、

33、使用 经验丰富。另外,还要考虑人孔补强,确定补强圈尺寸,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为 mmdi450,壁厚 m =10mm 查表得人孔的筒体尺寸为4808，由标准查得补强圈尺寸为： 内径 Di=484 外径 Do=760 开孔补强的有关计算参数如下： 筒体的计算壁厚： mm p Dp c t ic 7 . 6 9 . 185 . 0 1702 12009 . 1 2 计算开孔所需补强的面积 A： 开孔直径：mmCdid 2 . 453) 16 . 0(24502 补强的面积： 2 44.30367 . 6 2 . 453mmdA 有效

34、宽度： mmdB 4 . 906 2 . 45322 mmmndB 2 . 493102102 2 . 45322 取最大值 B=906.4mm 有效高度： 外侧高度mmdh m 32.6710 2 . 453 1 或mm250 1 接管实际外伸高度h 两者取较小值mmh32.67 1 内侧高度mmdh m 32.6710 2 . 453 2 或mmh0 2 接管实际内伸高度 两者取较小值 0mm 筒体多余面积 A1： 筒体有效厚度：mmC ne 4 . 86 . 110 选择与筒体相同的材料（Q235-A）进行补偿，故 r f=1，所以 )1)(2)( 1 fdBA eme 2 2 . 67

35、9 ) 11)(7 . 62 . 8(102)7 . 62 . 8)( 2 . 453 4 . 906( mm 接管多余金属的截面积 A2： 接管计算厚度 mm p Dp c t ic 7 . 6 9 . 185 . 0 1702 12009 . 1 2 fChfhA ettet )(2)(2 2212 0)(2 1 fCh tm 2 1131 )6 . 110(32.672 mm 补强区内焊缝截面积 A3： 2 3 1001010 2 1 2mmA 有效补强面积 Ae： 2 321 2 . 19101001131 2 . 679mmAAAAe 因为AAe，所以需要补强 所需补强截面积 A4:

36、 2 4 24.1126 2 . 191044.3036mmAAA e 补强圈厚度：（补强圈内径484 i D，外径760 o D） mm DD A io 08 . 4 484760 24.1126 4 考虑钢板负偏差并圆整，实取补强厚度 6mm，补强材料与壳体材料相同。 不需补强的最大开孔直径不需补强的最大开孔直径 由于钢板具有一定的规格，壳体的壁厚往往超过实际强度的需要，厚 度增加，使最大应力降低，相当于容器已被整体加强，并且容器的开孔总有接 管相连，其接管多于实际需要的壁厚也起补强作用。同时由于容器材料具有一 定的塑性储备，允许承受不大的局部应力。故当孔径不超过一定数值时，可不 进行补强

37、。 不需要补强的条件: 设计压力小于或等于 2.5MPa； 两相邻开孔中心的间距应不小于两孔径之和的两倍； 接管公称外径小于或等于 89mm； 接管最小壁厚满足下表 3.1 的要求。 表 3.1 接管最小壁厚（4-6） 接管公称直径 2 5 3 2 3 8 4 5 4 8 5 7 6 5 7 6 8 9 最小壁厚 3.54.05.06. 0 注:接管的腐蚀裕量为 1mm 3.5水压试验校核水压试验校核 根据压力容器水压校核公式 s e eT t Di P 9 . 0 2 )( ， 式中:PT=1.25Pc=1.25*1.9=2.375MPa， mm4 . 86 . 110 ne C， a345

38、 s MP ， 则a 5 . 3103459 . 0a201 85 . 0 4 . 82 )4 . 81200(375 . 2 MPMP T ， 故符合工艺条件的要求。 结论结论 压力介质的封闭的容器称压力容器，它的设计要求有安全可靠、满足过程 要求、易于操作、维护和控制、综合经济好等。 我的设计题目是二氧化碳气体储罐设计，设计压力为 1.9MPa，设计温度为 150 0C 首先我根据设计压力、设计温度、介质特性在结合经济性选择了筒体和 封头的材料 16MnR，然后进行筒体和封头的强度设计与校核，然后根据 GB/150- 1998、JB/T4712-92 鞍座 B1800-4、HG 21523