分离器设计说明书1概要

目录TOC\o"1-5"\h\z1绪论 12设计选材及结构 3\o"CurrentDocument"材料选择 3\o"CurrentDocument"筒体及封头的选择 33设计计算 4\o"CurrentDocument"确定罐体的工艺尺寸 4\o"CurrentDocument"设计主要技术参数的确定 4设计压力 4设计温度 5厚度及厚度附加量 5焊接接头系数 7许用应力 7\o"CurrentDocument"筒体厚度设计 8\o"CurrentDocument"封头壁厚设计 10\o"CurrentDocument"水压试验及强度校核 104附件的选择 12\o"CurrentDocument"人孔的选择 12\o"CurrentDocument"人孔补强的计算 13补强判别 14开孔所需补强面积 14补强圈的设计 17接管选择 17液面计的设计 18\o"CurrentDocument"压力计的设计 19安全阀的设计 20容器支座的选择 204.8.2鞍座的选择 214.8.1承载核算 21\o"CurrentDocument"密封装置的设计 22\o"CurrentDocument"视镜的选择 24\o"CurrentDocument"溢流堰板的设计 24筒体的弯矩 255筒体和封头的强度及稳定性校核 25剪力 26.筒体应力计算及校核 26圆筒轴向应力及校核 26筒体和封头切向应力及校核 28支座截面处圆筒体的周向应力及校核 296容器制造工艺 30下料 30戈谶 30坡口加工 30成形 30纵缝施焊 30筒节复圆 31纵缝无损检测 32筒体组装 32\o"CurrentDocument"筒节环缝施焊 32\o"CurrentDocument"筒节环缝无损检测 32\o"CurrentDocument"划线开孔 32\o"CurrentDocument"筒体封头总装 33\o"CurrentDocument"设备附件组焊 33完工总检 33压力试验 33结论 35\o"CurrentDocument"致谢 36\o"CurrentDocument"参考文献 37附录 381绪论压力容器是一种密闭的承压容器，通常是由板、壳组合而成的焊接结构。其应用广泛且用量大，但又比较容易发生事故且事故往往是严重的。压力容器的设计一般有筒体、封头、密封装置、支座、接口管、人孔及安全附件等组成。与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或改进的工程系统和装置进行创新和优化， 以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制、结构细节、制造工艺、检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准⑴0本储罐是石油工业中必不可少的分离容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体及封头的强度设计、确定支座,人孔及接管、开孔补强的情况以及焊接形式的设计与选取。在设计过程中要综合考虑经济性、实用性和安全可靠性。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，则选择合适的非标准设备。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。此次设计主要原理来自《过程设备设计》一书以及相关的标准及规范［2］。。原油经过电脱盐后的颜色是由石油中含有的其它物质所形成的。原油相对密度一般在0.75—0.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.9—1.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。原油粘度变化较大，一般在1—100mPa.s之间，粘度大的原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。一般来说，粘度大的原油密度也较大。原油的凝固点大约在-50C—35C之间。凝固点的高低与石油中的组分含量有关，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，尤其是石蜡含量高，凝固点就高。原油很难溶于水中，但却能溶于普通的有机溶剂，如苯、氯仿、酒精、乙醚、四氯化碳等。虽然原油几乎完全不能和水相溶解，但仍有少量水分会“包溶”于原油中，一定条件下可自然析出。设计一台具体的化工设备或容器，必须全面考虑设计对象的工况条件，使其有：总体结构合理、符合工艺要求，高效、可靠、经济；保证受压元件强度、刚度和稳定性，密封良好，使用期内具有安全寿命；力求制造、运输、安装、维修简便，易于实现质量监检与控制；符合国家设计规定和标准，符合劳动部门法规。设计概要强度、稳定性设计1）根据设计条件及所造的结构、材料进行强度、稳定性及密封计算，以确定设备或容器的机械尺寸。通过计算，常会对结构加以修改，使之更加合理。2）施工图设计根据设计计算的结果，绘制施工图，确定制造技术要求，提出各零件质量及设备总重、材料、品种、规格、用量及标准件、外构件等。编写技术文件1）计算书2）设计说明书内容应包含技术经济分析，并表明技术经济指标生产能力与消耗系数；材料消耗与生产；维护管理费用3）设计图纸设计任务设计一个容积为50.0m3卧式储罐。设计数据表如表1-1所列：表1-1设计数据表序号项目数值单位备注1名称初顶回流油罐2用途初顶油分离3工作压力0.05MPa4工作温度40C5全容积50M36物料名称油水7装量系数0.82设计选材及结构材料选择根据初顶油的物性选择罐体材料，碳钢对初顶油有良好的耐蚀性，腐蚀率在0.1伽/年以下，储罐可选用一般钢材，根据储罐的工作压力、工作温度和介质的性质可知该设备为一低压设备，介质对碳钢的腐蚀作用很小。故选材料时，主要考虑的强度指标（指（Ts和g）和塑性指标适合的材料，内罐贮存中温初顶油，可以考虑 Q245Q235这两种钢种。Q235的特点是，塑性好，适合于制作各种型材，如板材、角钢、槽钢、工字钢等；同时它的焊接性能优良，适合于制造各种焊接结构。所以初选 Q235B][5]O筒体及封头的选择压力容器封头的种类较多，分为凸形封头、锥壳、变径段、平盖及紧缩口等，其中凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠形封头。可参阅文献 [1]126页。常见容器凸形封头形式如下图示[1]图2-1常见容器凸形封头头勺形式从受力与制造方面分析来看，球形士寸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，采用椭圆形封头较为合理 ⑹。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。3设计计算确定罐体的工艺尺寸根据工艺要求，初顶油储罐可设计罐身为圆筒形，两端均用标准椭圆形封头的卧式容器⑸。根据《化工设备标准手册》标准GB9019-88中的表1压力容器的公称直径，筒体的容积、面积及质量查标准GB9019-88表1。表3-1筒体用钢板卷制时，容器的公称直径表300 350 400 450 500 550 600 650 700 7508009001000110012001300140015001600170018001900200021002200230024002500260028003000320034003500360038004000420044004500460048005000520054005500560058006000由于容器设计压力为0.25Mpa,容积50立方米，根据HG3154-1985-7卧式椭圆形封头储罐系列，得：初选筒体内径D=2800伽，设罐身的长度为L,贝设L=7200伽对容积的核算[11]:筒体体积V1:V1=2.823.14“7.八44.31m3封头体积V2：经查表得到V2=3.12m3总体积V:V二M2V2=44.3123.1A50.55m3>Vs=50m3式中 Vs—设计容积，m3。所以取筒体：Di=2800mmL=7200mm。设计主要技术参数的确定压力容器设计技术参数主要有设计压力、设计温度、厚度及其附加量、焊接接头系数和许用应力等。设计压力设计压力为压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力。而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。 设计压力应视内压或外压容器分别取值。当内压容器上装有安全泄放装置时，其设计压力应根据不同形式的安全泄放装置确定。装设安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不应低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的 1.05-1.10倍；装设爆破片时，设计压力不得低于爆破片的爆破压力对于盛装气液共存的容器，由于容器内介质压力为气体的饱和蒸汽压，在规定的装量系数范围内，与体积无关，仅取决于温度的变化，故设计压力与周围的大气环境温度密切相关。此外，还要考虑容器外壁有否保冷设施，可靠的保冷设施能有效地保证容器内温度不受大气环境温度的影响，即设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。计算压力是指在相应设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱静压力。通常情况下，计算压力等于设计压力加上液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%a计压力2.5时，可忽略不计。本设计的工作状态为真空，工程上常取倍的大气压为设计压力，因此可取设计压力Pc=025MPa可参阅文献[1]114页。2.5322设计温度设计温度也为压力容器的设计载荷条件之一，它是指容器在正常情况下，设定元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。当元件金属温度不低于0c时，设计温度不得低于元件金属可能达到的最高温度；当元件金属温度低于 0c时，其值不得高于元件金属可能达到的最低温度。GB150规定设计温度等于或等于-20°C的容器属于低温容器。元件的金属温度可以通过传热计算或实测得到，也可按内部介质的最高（最低）温度确定，或在此基础上增加（或减少）一定数值。设计温度与设计压力存在对应关系。当压力容器遇有不同的操作工况时，应按最苛刻的压力与温度的组合设定容器的设计条件， 而不能按其在不同工况下各自的最苛刻条件确定设计温度和设计压力。可参阅文献[1]114页。由于本设计的工作温度是40c，而操作工况与启动工况或停车工况时压力差别大，而且四季变换也会有温度波动，所以设计温度相应比最高工作温度要高些，故取设计温度为 60c。3.2.3厚度及厚度附加量由公式所给出的厚度为计算厚度，并未包括厚度附加量。设计时要考虑的厚度附加量C由钢材的厚度负偏差C1和腐蚀裕量C2组成，即C=Ci+C2,不包括加工减薄量C3o加工减薄量一般根据具体制造工艺和板材的实际厚度由制造厂而并非由设计人员确定。因此，出厂时的实际厚度可能和图样厚度不完全一样。计算厚度（S）是按有关公式采用计算压力得到的厚度。必要时还用计入其他载荷对厚度的影响。设计厚度心d）系计算厚度与腐蚀裕量之和。名义厚度^n）指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，及标注在图样上的厚度有效厚度（Se）为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材负偏差。成形后厚度指制造厂考虑加工减薄量并按钢板厚度规格第二次向上圆整得到的坯板厚度，再减去实际加工减薄量后的厚度，也为出厂时容器的实际厚度。一般情况下，只要成形后厚度大于设计厚度就可满足强度要求。详见文献[1]115页图4-5。厚度负偏差G「 「二葆二次厚 度圆整破 I It I JLU二加工减薄.…董二次I厚度圆整值—内― J™加工减薄.腐蚀裕量匚2图3-1各种厚度间的关系钢板或钢管厚度负偏差Ci应按相应钢材标准的规定选取。当钢材的厚度负偏差不大于0.25伽，且不超过名义厚度的6%时，可取Ci=0。由于GB6654《压力容器用钢板》和GB3531《低温压力容器用低合金钢钢板》规定压力容器专用钢板的厚度负偏差不大于0.25伽，一次使用该标准中钢板厚度超过5伽时（如20R、16MnR和16MnDR等），可取6=0;常用钢板（如20g、Q235-A以及0Cr18Ni9等）的厚度负偏差见表3-2。表3-2常用钢板的厚度负偏差 C1值钢板标准GB/T3274GB/T3280GB/T4237GB/T4238钢板厚度>5.5—7.5>7.5—25>25-30>30-34负偏差C10.60.80.91.0钢板厚度>34-40>40-50>50-60>60-80负偏差C11.11.21.31.8腐蚀余量主要是防止容器受压元件由于均匀腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄。与腐蚀介质直接接触的筒体、封头、接管等受压元件，均应考虑材料的腐蚀裕量。腐蚀裕量一般可根据钢材在介质中的均匀腐蚀速率和容器设计寿命确定。在无特殊腐蚀情况下，对于碳素钢和低合金钢，C2不小于1伽；对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，可取C2=0。但腐蚀裕量只对防止发生均匀腐蚀破坏有意义；对于应力腐蚀、氢脆和缝隙腐蚀等非均匀腐蚀，用增加腐蚀裕量的办法来防止腐蚀效果不佳，此时应着重于选择腐蚀材料或进行适当的防腐蚀处理。本设计取Ci=0.8mm,C2=2mm，可参阅文献[1]115~116页。3.2.4焊接接头系数通过焊接制成的容器，焊缝中可能存在夹渣、未熔透、裂纹、气孔等焊接缺陷，且

在焊缝的热影响区很容易形成粗大晶粒而使目的材料的强度或塑性有所降低， 因此焊缝往往成为容器强度比较薄弱的环节。为弥补焊缝对容器整体强度的削弱，在强度计算中需引入焊接接头系数。焊接接头系数表示焊缝金属与目的材料强度的比值，反映容器强度受削弱的程度。可参阅文献[1]116页。影响焊接接头系数大小的因素较多，但主要与焊接接头形式和焊缝无损检测的要求及长度比例有关。中国钢制压力容器的焊接接头系数可按表 3-3选取。表3-3钢制压力容器的焊接接头系数值焊接接头形式无损检测比例©值焊接接头形式无损检测比例$值双面焊对接接头和相当于双面焊的全熔透对接接头100%1.00单面焊对接接头（沿焊接根部全长又紧贴基本金属的垫板）100%0.90局部0.85局部0.80本设计的筒体及封头焊接接头采用双面焊局部无损检测，故取 =0.853.2.5许用应力许用应力是容器壳体、封头等受压元件的材料许用强度，取材料强度失效判据的极限值与相应的材料设计系数（又称安全系数）之比。设计时必须合理地选择材料的许用应力，采用过小的许用应力，会使设计的部件过分笨重而浪费材料，反之则使部件过于单薄而容易破损。作为压力容器受压元件设计时的许用应力，即按下式取值h】=min匡,*吗[nbnsnsJ也就是说在设计受压元件时，以抗拉强度和屈服点同时来控制许用应力。GB150给出了钢板、钢管、锻件以及螺栓材料在设计温度下的许用应力值，同时也列出了确定钢材许用应力的依据，表3-4所示为钢材（除螺栓材料外）许用应力的确定依据。可参阅文献[1]116~117页。表3-4钢制压力容器用材料许用应力的取值方法材料许用应力取下列各值中的最小值/MPa碳素钢、低合金钢、铁素体高合金钢t t t°b，s，s，D，n3.0，1.6，1.6，1.5，1.0奥氏体高合金钢°b，s(%.3s(%.3D，n????3.0 1.5 1.5 1.51.03.3筒体厚度设计初顶回流油罐通常置于室外，罐内的温度和压力直接受到大气温度的影响，在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。储罐在夏季最高温度可达到55C。由于在操作过程中有气体析出，《压力容器安全监察规程》规定液化气体储罐必须安装安全阀，设计压力通常可取最大操作压力的 1.05~1.10倍。设计压力故取p=1.10.25=0.275MPa设计压力由于液柱静压力所以在设计温度p=设计压力由于液柱静压力所以在设计温度5%p=0.050.275=0.014MPaP-「gh=0.99.82800=0.025MPa_5%ppc=0.025+0.275=0.3MPa60C，估计筒体的厚度在6~16伽范围内，为安全取许用应力l>t=115MPa,焊接接头采用V坡口双面焊接，采用局部无损检测，其焊接接头系数由焊接接头系数表查得 =0.85⑴R］。根据GB150-2011标准，Q235B的特性如下：表3-5Q235B的许用应力表钢号板厚/伽在下列温度（C）下的许用应力/MPa<201001502002503003~16116113108998881Q235B16~36116108102948275取匕1=115Mpa筒体厚度计算：由于Pc=0.3MPa乞0.4 1=0.41150.85=39.lMPa0.32800 =4.3伽「-P21150.85-0.3c(3-1)式中、：一筒体计算厚度，伽;Pc一计算压力，MPa0.32800 =4.3伽「-P21150.85-0.3c(3-1)式中、：一筒体计算厚度，伽;Pc一计算压力，MPa；I.Cf—许用应力，MPa；'一焊缝街头系数;Di一筒体内径，伽。在《钢制压力容器》中，取G=0.8mm,平面腐裕量取C2=2mmon二、；式中•C=4.3■2+0.8=7.1mm一名义厚度，伽。根据钢板厚度规格，圆整后取名义厚度…，确定选用：n=8mm的Q235B钢板。可参阅文献[1]117页。0.32800^一2・8=80.92MPa28-2.8=1150.85=97.75MPa(3-2)现已知圆筒尺寸D、“，需对圆筒进行强度校核，其应力强度判别按下式进行式中飞一一有效厚度，飞=“-C，伽；-nC名义厚度，伽;-nC名义厚度，伽;厚度附加量，伽;二t一一设计温度下圆筒的计算应力，MPa。满足强度条件。因此，圆筒的最大允许工作压力〔pw1为0.36MPa>0.25MPa2800 8-2.8Di、eT2AA1*2旧80.36MPa>0.25MPa2800 8-2.8Di、e式中 〔Pw1一一圆筒的最大允许工作压力，MPa。满足条件。根据HG3154-1985-7,圆整后选取厚度8伽Q235B钢板。筒体尺寸表如表所示:表3-6筒体尺寸表公称直径Di一米高的容积V(m3)米何的内表面积FB(tf)名义厚度§「(m)一米高筒节钢板质量(kg)28006.1548.79289093.4圭寸头壁厚设计PcDjPcDj2I-05Pc0.3汉280021150.85-0.50.3=4.30伽(3-4)采用标准椭圆形封头，各参数与筒体相同式中=0.85设计厚度-p二C2=4.30-2=6.30mm从制造和受力角度考虑，一般与筒体厚度一致，取名义厚度m的Q235B钢板。椭圆形封头的最大允许工作压力按下式确定RTl-PwRTl-Pw-26eb” 2汇(8—2.8〃115汉0.850.363MPaxD0.5、1.028000.5 8-2.8ie0.25MPa…、（3-5）所以封头也符合设计条件。可参阅文献[1]127页。表3-7封头尺寸表公称直径Dg曲面昌度h1直边高度容积V（m3）内表面积F（tf名义厚度6（™）质里（眩）2800700403.128.8212834.03.5水压试验及强度校核根据公式，试验压力内=p\ rrJ （3-6）式中pT——试验压力，MPa；――耐压试验压力系数，一般取=1.25；p------设计压力，MPa；「I――材料许用应力，当容器各元件（筒体、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，应取各元件材料许用应力比 「1/卜1的最小值；&J――设计温度下材料的许用应力， MPa。先按公式确定水压试验时的压力PT为：F=1.25P[CT=]1.250.31.0=0.375MPa，Tc[力水压试验时应力校核⑴⑵:计算水压试验时应力

Cw"J22Cw"J228-2.828008一心101.15MPa(3-7)Q235B钢板的钢材屈服极限6=235MPa,在常温水压试验时的许用应力0.9；二=0.92350.85=179.78MPa0.9s',故筒体厚度满足水压试验时的强度要求4附件的选择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、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，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。选择使用上有较大的灵活性。常见的人孔形状有圆形和椭圆形两种，为使操作人员在能够自由出入，圆形人孔的直径至少应为400伽，椭圆形人孔的尺寸一般为350伽450伽⑴⑺。容器上开设人孔规定当Di>1000时至少设一个人孔，本设计初选一个圆形人孔。根据储罐的工作温度及最高工作压力为0.25MPa人孔的标准按公称压力为0.25MPa等级选取，查标准选回转盖板式平焊法兰人孔（HG/T21516-2005），人孔筒节轴线垂直安装。公称直径500伽，凸法兰密封面（C型），采用U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。法兰标准号为HGJ50〜53-91，垫片标准号为HGJ69〜72-91,法兰盖标准HGJ61〜65-91材料为20R，螺柱螺母标准HGJ75-91螺柱材料35CrMoA螺母材料30CrMo，吊环转臂的材料为Q235-A-F，垫圈标准为GB95-85,材料100HV，螺母标准GB41-86，吊钩环材料为Q235-A-F，支承板材料为20R。人孔尺寸表如下表⑻[9]o4-1回转盖板式平焊法兰人孔尺寸表密封面形式PN/MPaDNdsuw°dDD1H1H2bb1b2Ado螺柱螺母螺柱总质量kg数量直径无长度突面（RF型）0.6500530汇5006600230106322355202040M20汉115117人孔补强的计算由于各种工艺和结构上的要求，不可避免地要在容器上开孔并安装接管。开孔以后，除削弱器壁的强度外，在壳体和接管的连接处，因结构的连续性被破坏，会产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来隐患，因此压力容器设计必须充分考虑开孔的补强。压力容器开孔补强的计算方法有多种，为了计算方便，采用等面积补强法，即壳体截面因开孔被削弱的承载面积，必须由补强材料予以等面积的补偿。当补强材料与被削弱壳体的材料相同时，则补强面积等于削弱的面积⑴⑺。补强材料采用Q235B。压力容器接管补强结构通常采用局部补强结构，主要有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强三种形式，如图4-1所示。（b）胡强捶管护（b）胡强捶管护:|口够殷件»强图4-1补强元件的基本类型1）补强圈补强这是中低压容器使用最为广泛的补强结构，补强圈贴焊在壳体与接管连接处，如图4-2（2）所示。它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠、使用经验丰富等优点。但补强圈与壳体金属之间不能完全贴合，传热效果差，在中温以上使用时，二者存在较大的热膨胀差，因而使补强区域产生较大的热应力；另外，补强圈与壳体采用搭接连接，难以与壳体形成整体，所以抗疲劳性能差。这种补强结构一般使用在静载、常温、中低压、材料的标准抗拉强度低于 540MPa、补强圈厚度小于或等于1.5n、壳体名义厚度-n不大于38mm的场合。2）厚壁接管补强即在开孔处焊上一段厚壁接管，如图4-2（8所示。由于接管的加厚部分正处于最大应力区域内，故比补强圈更能有效地降低应力集中系数。接管补强结构简单，焊缝少，焊接质量容易检查，因此补强效果较好。高强度低合金钢制压力容器由于材料缺口敏感性较高，一般都采用该结构，但必须保证焊缝全熔透。3）整锻件补强该补强结构是接管和部分壳体连同补强部分做成整体锻件，再与壳体和接管焊接，如图4-2（。所示。此补强只在重要压力容器中应用，如核容器，材料屈服点在500MPa以上的容器开孔及受低温、高温、疲劳载荷容器的大直径开孔等。可参考文献[1]160~164页。421补强判别GB150规定，当在设计压力小于或等于2.5MPa的壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）大于两孔直径之和的两倍，且接管公称直径小于或等于89伽时，只要接管最小厚度满足下表要求，就可不另行补强。由文献[1]161页表4-15表4-2不另行补强的接管最小厚度 单位：mm接管公称外径253238454857657689最小厚度3.54.05.06.0根据表4-2,允许不另行补强的最大接管外径为 89m。本开孔外径等于500m股需另行考虑其补强。可参考文献[1]160页。等面积补强允许开孔的范围GB150对开孔最大直径作了如下限制。11）圆筒上开孔的限制，当其内径Di乞1500m时，开孔最大直径-D/且1d-520m;当其内径Di>1500m时，开孔最大直径d"口了且d_1000m；i i31d兰一Dj2）凸形封头或球壳上开孔最大直径2；13）锥壳（或锥形壳体）上开孔最大直径dm-Di，Di为开孔中心处的锥壳内直i3i径；4）在椭圆形或蝶形封头过渡部分开孔时，其孔的中心线宜垂直于封头表面。椭圆形或蝶形封头上开孔的孔边或外加补强元件的边缘与封头边缘间的投影距离不 0.1耳。本设计所选用的人孔筒节内径为dj=535m，壁厚、；nt=6m。故补强圈尺寸如下：查HG/T21515-2005得人孔的筒体尺寸为:J530X6，由标准查得补强圈内径di=535m，外径d。=840m。开孔直径d=di2A=51822.8=523.6m式中 d――开孔直径，圆形孔等于接管内直径加2倍厚度附加量，椭圆形或长圆形孔取所考虑平面上的尺寸（弦长，包括厚度附加量），mo本筒体开孔直径d=523.6m<Di3=933mm,且满足d乞1000m，满足等面积法开孔补强计算的使用条件，故可用等面积法进行开孔补强。可参考文献 [1]161页。4.2.2开孔所需补强面积筒体计算厚度：=4.3mm式中：一一筒体计算厚度，m开孔所需补强面积按下式计算A=d、2、、.戎1-fr=523.64.324.341-1=2244.6mm2 (4-1)式中A――开孔削弱所需要的补强面积，m2；d--开孔直径，圆形孔等于接管内直径加2倍厚度附加量，椭圆形或长圆形孔取所考虑平面上的尺寸(弦长，包括厚度附加量)，伽；一一壳体开孔处的计算厚度，伽；、：et接管有效厚度，：产wC，m；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，当该值大于1.0时，取fr=1.0。有效宽度范围：有效宽度B按一下公式确定B=2d=2523.6=1047.2伽 (4-2)B=d2、n2、nt=523.62826=551.6m取最大值B=1044m式中B 补强有效宽度，伽；「二一一壳体名义厚度，伽；网一一接管名义厚度，伽。-nt有效高度h:外侧有效高度g按下式确定TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"523.65.2=56m (4-3)0-•d-：nt-'■A=230m(实际外伸高度)两者取较小值，故h=56m内侧有效高度h2按下式确定\o"CurrentDocument"h2二厂玳二.523.6一5.2二56m (4-4)h2=106m(实际内伸高度)两者取较小值h2=56m有效补强面积：.筒体多余金属面积筒体多余金属面积A1按下式计算A=(B-d)(、e-)-2'etCei)(1一f) (4-5)e etCe=(1044-523.6)(5.2-4.3)-24(5.2-4.3)(1-1)=887.4mm2式中；e――筒体有效厚度，飞=r-C=8-2.8=5.2mm；fr――选择与筒体相同的材料(Q235B)进行补偿，故fr=1.接管多余金属面积0.3x51821150.85-0.3二0.8伽接管计算厚度接管多余金属面积A2按下式计算A?=2怜(七-)f2h2(、et-Cjf (4-6)=256 4-0.8 12564-2 1-582.4Y.接管区焊缝面积(焊脚取10.0伽)22A3=210.010.0=100.0伽.有效补强面积A代=人A2人=887.4582.4100=1569.8mm2因为Ae：：：人，所以需要补强所需另行补强截面积A4A4=A-Ae=2244.6-1569.8=674.8mm 2拟采用补强圈补强⑴⑹采用补强圈搭焊结构进行补强时应遵循下列规定：(1)钢材的常温抗拉强度沅乞540MPa;(2)补强圈的厚度不得超过1.5n；(3)壳体名义厚度＜38mm。图4-2有效补强范围示意图补强圈的设计⑴内径Dj根据接管公称直径DN500选补强圈，参照HG21506-92取补强圈外径D0内径Dj=535伽。因B=1044伽〉D0,补强圈在有效补强范围内。补强圈厚度 为:A4 6748 2.2伽 （4-7）D。一耳840-535考虑钢板负偏差并圆整，实取补强厚度4伽，补强材料与壳体材料相同。补强圈标记为：标准号 JB-T4736-2002规格 补强圈DN5006-D材质Q235-B接管选择[10][15]一般输用液体用无缝钢管时按GB8163-87用普通碳素钢、优质碳素钢和合金结构钢制造。无缝钢管按外径和壁厚供货，分为冷拔和热轧两种。冷拔管外径 6~200伽，壁厚0.2~14伽。热轧管外径32~630伽，壁厚2.5~75伽。冷拔管的最大公称直径为200伽，热轧管最大外径为630伽。在管道工程中，管径超过57伽时，常用热轧管，57mm以内时，常用冷拔管。本设计选用材料为Q235-B。本设计选择结构：接管伸进设备内切成45度，可避免物料沿设备内壁流动使液流集中，减少物料对壁的磨损与腐蚀，对减少产生静电也有好处。接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。本设计的接管选择按ISO4200规定系列1的标准选择。表4-3管子最小壁厚材料公称直径<100150~200250~300>350碳素钢、低合金钢2.43.24.04.8高合金钢、奥氏体不锈钢1.52.3由已知条件：进口流量：30m3/匕抽出液流量：25m3/h，罐顶不凝性：3m3/h，罐底含硫污油：2m3/h。查化工原理上册第18页得管道内径d「弘，表1-1查得流速v=3m/s。带入数据得：进料管-.,360A59.5mm同理出料管d=54.3mm罐顶d=18.8mm排污管d=15.4mm1）初顶油进料管查设备设计161页采用无缝钢管65X5伽（管壁加厚，具有补强作用）。管长2100伽,根据表4-15根据表4-15允许不另行补强的最大接管外径为89伽。本开孔外径等于65mm,故距左端环焊缝200mm,配用平焊管法兰PN0.25DN65GB/T9112-2000。不需另行考虑其补强。2）初顶油出料管采用无缝钢管管57X5伽，伸入到罐内离罐底约100m，距右端环焊缝150mm，配用平焊管法兰（GB/T9112-2000），凸面管法兰盖 GB9119.8-1988）和石棉橡胶垫片（（GB/T519）。出料管的补强同初顶油进料管。3）排污管在离右鞍座的左侧1000伽处最底部设个排污管，规格是25X4 配用平焊管法兰PN0.25DN25GB/T9112-2000。排污管的补强同初顶油进料管。4）罐顶排气管采用25X4伽无缝钢管，距右端环焊缝300mm，管法兰PN0.25DN25GB/T9112-2000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20X4伽的无缝钢管，距右端环焊缝500mm,管法兰PN0.25DN20GB/T9112-2000。液面计接管选用玻璃管液面计HG21592-1995，尺寸为©20X4m。压力表接口管压力表接口管一般都是带法兰接管并附带法兰盖，由最大工作压力决定。因此选用与壳体连接的接管为无缝钢管GB8163-2008热轧钢管，尺寸为©50X4m，距右端环焊缝800mm,管法兰采用PN0.25DN50GB/T9112-2000。各接管外伸高度都是200m。4.5液面计的设计⑹⑺网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的有玻璃板液面计和玻璃管液面计。它们都是外购的标准件，只需要选用。玻璃管液面计适用工作压力小于1.6MPa,玻璃板液面计适用于1.6Mpa以上。并且：•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。.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。.当容器高度大于3m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。油水为较干净的物料，不会出现严重的堵塞现象所以根据选用表选用：在此选用玻璃管液面计，标准号HG21592-1995。由储罐公称直径2800选择长度为1400伽液面计两支，保温型，液面计接管为无缝钢管。液面计的标准系列如下表 4-4。表4-4液面计标准系列名称公称压力MPa使用温度C允许工作压力MPa公称长度mm结构型式标准号玻璃管液面计1.60~200<1.6500,600,800，1000，1200,1400普通型保温型HG21592.1-95HG21592.2-95法兰形式及其代号C型（长颈对焊突面管法兰」3"4703-2000），液面计公称压力PN1.6,使用温度0-200"液面计的主题材料代号：锻钢（16Mn），结构形式及其代号：普通型（无代号），公称长度为1400伽，排污口结构：V（排污口配螺塞）。液面计标记为：AG1.6-1W-14004.6压力计的设计[11]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 1.5〜3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 60〜70%。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2.45MPa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2.45MPa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不应小于 100mm，如果压力表装得较高或离岗位较远，表盘直径还应增大。就地压力指示，当压力在 0.25到0.3MPa时，可选用普通压力表，又油体腐蚀性不是很大，所以综合考虑选用弹簧管压力表。技术指标为：精度等级：（2.5）公称直径：①50接头螺纹：1.5G1测量范围：0-0.6Mpa4.7安全阀的设计网由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定安全阀的使用温度范围，所以由本设计的温度、压力、介质等基本参数可以查得标准型号A21H-40,公称通径DN取20伽。与安全阀和接管连接的法兰选择平焊管法兰JB/T4701-2000。安装在离石封头切线1000mm处。4.8容器支座的选择⑴压力容器靠支座支承并固定在基础上，圆筒形容器和球形容器的支座不同。随安装位置不同，圆筒形容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种；卧式容器支座有鞍座，圈座和支腿三种。而球形容器多采用柱式或裙式支座。鞍座是应用最广泛的一种卧式支座，鞍座普遍使用双鞍座支承。从应力分析看，承受同样载荷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矫形的相对刚性等等，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。所以一般卧式储罐最好采用双鞍座支承。圈座一般用于大直径薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座简称支腿，因这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力，故只适合用于小型设备（ DN<1600，L<5m）。综上考虑在此选择双个鞍座作为储罐的支座，一个S型，一个F型⑵。另外，由材料力学可知，对于双支座上受均布载荷的简支梁，若梁的全长为 L,则当外伸长度为A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸0.2L值，为此中国现行标准JB4731《钢制卧式容器》规定取A-0.2L，A值最大不得超过0.25L。否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。其中A为封头切线至支座中心线之距离，L为两封头切线间之距离，此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于支座处圆筒的抗弯刚度具有局部的加强作用⑴[12】。图4-3鞍式支座总体图4.8.1承载核算先粗略计算鞍座负荷。贮罐总质量：m=m什m2+m3+m4式中mi-罐体质量；m2-封头质量；m3-初顶油质量；m4-附件质量。(1)罐体质量mi筒节DN=2800mm，：n=8伽的筒节，每米质量为909刈。所以m=909汇7.2=6544.驰(2)封头质量m2椭圆形封头DN=2800m，r=8mm，直边高度h=40m，q2=870.4醺。所以m2=2q2=2X870.4=1740.8Kg(3)充水质量m3m3=V亍=501000=50000kg(4)附件质量m4人孔约117Kg，补强圈约10Kg其它接管总和按100Kg计，m4=227Kg设备总重量⑴⑺m=m1+m2+m3+m4=6544.8+1740.8+50000+227=58512.6kg=576.9KN4.8.2鞍座的选择⑴曲】每个鞍座承约受288.5KNV445KN负荷，选用包角为120°的鞍座，轻型带垫板焊制⑵。即：JB/T4712.1-2007鞍座A2800—Fh=250 =10|=40JB/T4712.1-2007鞍座A2800—Sh=250—=10I=40表4-5鞍座尺寸表m图4-4鞍式支座结构图4.9密封装置的设计⑴压力容器的可拆密封装置形式很多，如中低压容器中的螺纹连接、承插式连接和螺栓法兰连接等，其中以结构简单、装配比较方便的螺栓法兰连接用得最普遍。螺栓法兰连接主要有法兰、螺栓和垫片组成。螺栓的作用有两个：一是提供预紧力实现初始密封，并承担内压产生的轴向力；二是使螺栓法兰连接变为可拆连接。垫片装在两个法兰中间，作用是防止容器发生泄漏。法兰上由螺栓孔，以容纳螺栓。螺栓法兰连接设计的一般目的是：对于已知的垫片特性，确定安全、经济的法兰和螺栓尺寸，使接头的泄漏率在工艺和环境允许范围内，使接头内的应力在材料允许范围内，即确保密封性和结构完整性。；二是法兰螺栓法兰连接设计关键要解决两个问题：一是保证连接处“紧密不漏”；二是法兰应具有足够的强度，不致因受力而破坏。实际应用中，螺栓法兰连接很少因强度不足而破坏，大多因密封性能不良而导致泄漏。因此密封设计是螺栓法兰连接中的重要环节，而密封性能的优劣又与压紧面和垫片有关⑴［13］01•法兰压紧面的选择压紧面主要应根据工艺条件、密封口径以及垫片等进行选择。常用的压紧面形式有全平面［图4-5(第］、突面［图4-5(b)］、凹凸面［图4-5(C)、榫槽面［图4-5(d)及环连接面(或称T形槽)［图4-5(e)］等，其中以突面、凹凸面、榫槽面最为常用。本设计管法兰压紧面全部选择突面。图4-5压紧面的形式2•垫片的选择垫片是螺栓法兰连接的核心，密封效果的好坏主要取决于垫片的密封性能。设计时，主要应根据介质特性、压力、温度和压紧面的形状来选择垫片的结构形式、材料和尺寸，通常兼顾价格、制造和更换是否方便等因素。基本要求是制作垫片的材料不污染工作介质、耐腐蚀、具有良好的变形能力和回弹能力，以及在工作温度下不易变质硬化或软化等。对于化工、石油、轻工、食品等生产中常用的介质，可以参阅设备设计 143页垫片选用表4-11选用垫片，查得结果如下表。可参考文献［1］143~144页。表4-6垫片选用表介质法兰公称压力MPa工作温度C密封面垫片形式材料油水0.25<200突耐油垫耐油橡胶石棉板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PN0.25MPa0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa,在较小范围内(DN300伽~2000伽)适用温度范围为-20C~300&。乙型平焊法兰用于PN0.25MPa~4.0MPa压力等级中较大的直径范围，适用的全部直径范围为 DN300伽~3000伽，适用温度范围为-20C〜350c。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(PN0.6MPa〜6.4MPa)适用温度范围为-20C〜45°C。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。可参考文献⑸209〜227页。管法兰设计时，参照GB9112〜9125-2000的规定。故本设计选用平焊管法兰，标准号GB/T9112-2000;密封面的形式为突面密封，代号RF”］。视镜的选择根据HG20583-1998钢制化工容器结构设计规定，选择视镜时应尽量不选用带颈视镜，本设计需要观察设备内部情况，故选用两个带灯视镜。查标准 HG/T21575-1994,选择B型带灯有冲洗孔视镜，公称直径为100mm，公称压力为0.6MPa。溢流堰板的设计由于本设计为低压油气水分离，工程上在40C时的滞留时间一般为5〜15min，本设计取12min。初步选定溢流堰板设置在距右筒体环焊缝 1000mm处，则此溢流堰板距左端环焊缝的距离：L0=7.2-1=6.2m设溢流堰板的高度为八。,由已知条件进料口的流量为30m3/h，则在滞留时间内的累积体积为：V=3012^60=6m3则溢流堰板以左空间所能囤积的原油量必须大于 V0,解不等式A板L0-V0得h0-0.64m取h°=0.7m。所以溢流堰板所受最大压力为；P0二PcTgh=0.30.99.80.7^1000=0.306MPa:0.31MPa,由公式3-1得：-=4.3mm取与筒体一致厚度，则“二8mm。5筒体和封头的强度及稳定性校核5.1筒体的弯矩(5-1)重量载荷作用的总长度：设储罐总重沿长度方向均匀分布，则作用在总长度上的单位长度均布载荷为2F2Fq二(5-2)mL(5-2)LLH3由静力平衡条件，对称配置的双鞍座中每个支座的反力就是 F,或写成4q(LH)TOC\o"1-5"\h\z2— (5-3).筒体在支座跨中截面处的弯矩一 工侃2打)二HqUl+F，-ALqOYLl\o"CurrentDocument"M1 4R 23q2 2q2 4 (5-4)整理得Mi二FGL-A (5-5)俗和］;7式中414HF――卧式储罐负荷，KN；L 双鞍座卧式储罐简化长度，伽；A——鞍座位置，A=0.075L=0.0757200二540伽；H——封头的曲面高度，伽；、 2Fq-----单位长度均布载荷，q二. fFL L4H；3R 筒体半径，伽；M1为正值时，表示上半部圆筒受压缩，下半部圆筒受拉伸。F=m+2m鞍座=58512.6+2324=591606=579773.88NR-DAA-2800 2-8=1408mm1+2IL；止7200J八7200JjCi=r4h41十——I3L4〔+4竺〕V37200JM1=579773.880.237200-0.0757200=6.47108Nmm2.圆筒在支座截面处的弯矩0.23—qA'AI2JM2=4R2-H2FACA小R小M2= ct_LC3匚C2整理得式中 C2=1+4+R2HC32RL(5-7)C2=1+4HR2H2c C32RLM2一般为负值，十4M37200=1.1314082-7002214087200=0.074表示圆筒上半部受拉伸，下半部受压缩M9=faM―C.虽-C2C2,LA3579773.88540= 1.13540 1408’“17200+0.074540-1.13=-3.34106Nmm5.2剪力这里只讨论支座截面上的剪力，因为对于承受均匀载荷的外伸简支梁，的剪力等于零，所以不予讨论。由于 A=54CK0.5尺=700,由217页得：剪力：V=F5.3.筒体应力计算及校核其跨距中点处截面《过程设备设计》5.3.1圆筒轴向应力及校核(1)两支座跨中截面的轴向应力最高点（压缩应力）sin2:

=R6PR M1 0.31408c 1nR2魂 2x5.2最低点(拉伸应力)PcR*Mi二2一1式中飞一一圆筒有效厚度⑵支座截面处圆筒的轴向应力0.314086.47108一……=20.6MPa140825.22二R2、。6e4710825.2r140825.2飞二-C=8-2.8=5.2伽。(5-8)=60.6MPa存在“扁塌”现象时绕不“扁塌”部分圆筒中性轴的惯性距为:sinco3*ef—(5-9)(5-10eA+SinAc0sA—2Ao/yAd2由于A=540mm0.5R=0.51400=700mm在不发生“扁塌”部分的上方即靠近圆筒中心轴处的圆筒为拉伸应力pRi「2esinMR Rjcos&•:R3QA+sincos就2：PRMo

22eK袒RQ2(5-11)所以本设计不存在“扁塌”现象。在圆筒最低点则为压缩应力□二PR』』PR口 c小2)n一'4=2、：e oq- 2e、 .sij｝八R3QA+sinCos2APR—2e人2M2R"-

e(5-⑵式中:sin90S一2空1片(5-13)sin2±sin：cos#「2——AJi(5-14)■■:——“有效截面”弧长对应的半圆心角，存在“扁塌”现象时，&乜3600+5二不存在“扁塌”现象时，么=二。“和’2为“扁塌”现象引起的抗弯截面模量减少系数，将么值代入相应的计算式，得到的M2 =0.3如408-=PR-3.34106M2 =0.3如408-=PR-3.34106WR2、e=25.21.0二14082=40.7MPa5.2PR十Mc0.3140825.2 1.0-3.34106140825.2=40.5MPa结果列于表5-1。表5-1系数心、心值条件鞍座包角0K1120°1.01.0A兰0.5R即封头对圆筒起加强作用，或鞍座处有加强圈的圆筒135°1.01.0150°1.01.0120°0.1070.192A>0.5R且圆筒无加强圈，或虽有加强圈，但加强圈不在鞍座处135°0.1320.234150°0.1610.279、由设计压力引起的轴向应力所以下PRe0.31408=40.6MPa(5-15)（3）轴向应力的校核最大轴向拉应力出现在筒体中间截面处最低处，查《过程设备设计》219页二2所以下PRe0.31408=40.6MPa(5-15)（3）轴向应力的校核最大轴向拉应力出现在筒体中间截面处最低处，查《过程设备设计》219页二2=60.6MPa许用轴向应力匚f-115MPa，而匚2「1"。所以设计厚度合格5.3.2筒体和封头切向应力及校核由《过程设备设计》表5-2查得二3=0.880,二4=0.401。由于A<0.5R,查《过程设备设计》第219页可知：1.圆筒中的切向切应力=3旦=0.880579773A=69.68MPa(5-16)R、e14085.2720082R、he579773.880.401 31.75MPa14085.23•切向应力校核圆筒中的切向切应力，应小于材料的许用应力=69.6_N.f-0.8= 0.8=1MPa720082R、he579773.880.401 31.75MPa14085.23•切向应力校核圆筒中的切向切应力，应小于材料的许用应力=69.6_N.f-0.8= 0.8=1MPa921.25U-；「h=1.25匕I-ApDN-1.25115-1.00.328°°=62.98MPa因h=31.75Mpa：：1.25"=62.98Mpa所以封头切应力合格。可参考文献[1]219~220页5.3.3支座截面处圆筒体的周向应力及校核查《过程设备设计》第221页可得KsFkb2、因为L：：：8R,所以鞍座边角处周向应力二6的计算公式为F12K6FRj4bL(5-16)所以25.2查《过程设备设计》第221页表5-3,得K5=0.760K6=0.013k=1.0b2=b1.56R"7二360g-0.761.、4088mn525.57(5-18)(5-19)Pab2 525.578120013579773881408=34.19MPaL、2校核:115=143.75MPa周向压应力S不得超过材料的许用应力，即囤Akl=115MPa二6-1.25「I115=143.75MPa即合格。6容器制造工艺6.1下料核对坯料材质、规格，应与图纸、工艺相符；进行外观检查，发现钢板有明显的划痕、夹杂、气泡等缺陷，在未经检验部门处理前不得下料用于生产。划线筒体的坯料划线尺寸：筒体展开长度x筒节高度(展开长度按中径计算，中径二内径+壁厚)，封头按展开尺寸划线。对角线误差：误差w3mm。坯料上必须有材料标记钢印，材料标记应与本设计所选用的材料相符。坡口加工筒体纵、环缝坡口由于本设计的筒体及封头厚度比较小，I型坡口就可满足要求。坡口清理除锈焊缝两侧用砂轮打磨除锈，范围应>20mm；打磨除锈后，应在当天施焊，否则须重新清理。6.2成形筒体成形、点固，钢板放入卷板机后，应使钢板边缘与卷辊轴线平行，避免偏斜。分几次调节上辊筒卷制，用R卡板随时测量，防止过卷。组对间隙按图纸60图6-1纵缝对口错边量b应符合规定：当Sn<12:时，b<1/4Sn；当Sn>12:时b<3，且不大于2mm,本设计A8mmo6.3纵缝施焊筒节上接产品试板和引熄弧板，不得在筒节其他部位随意引弧。产品试板坡口应与筒节纵缝坡口相同，并与筒节保持一致，焊接材料牌号也相同。压力容器受压部分的焊接接头分为ABCD四类，查[1]173页得封头与圆筒连接的环向接头采用 A类焊接接头。焊接方法：采用手工电弧焊，其原理是利用电弧热量融化焊条和母材，由融化的金属结晶凝固而形成接缝，焊接材料为碳钢、低合金钢、不锈钢，应用范围广，适用短小焊缝及全位置施焊，可适用在静止、冲击和振动载荷下工作的坚固密实的焊缝焊接，这种方法灵活方便，适应性强，设备简单，维修方便，生产率低，劳动强度高。封头与圆筒等厚采用对接焊接。平行长度任取。坡口形式为 V型坡口。根据Q235B的抗拉强度二b=115Mpa和屈服点匚s=235Mpa选择型号为E4303的焊条.该型号的焊条是碳钢焊条，适用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级较低的低合金钢结构，如Q23509MnV09Mn2等。施焊完毕，清除焊渣飞溅。焊工应在规定部位打焊工钢印，钢印深度不得大于0.5mm（对标准中规定不能打钢印设备用无氯无硫记号笔做焊工标记） ，并填写施焊记录及过程控制卡签名。焊接完毕割下引熄弧板；试板随筒体一起无损检测，合格后割下；切割处打磨平滑。焊缝外观检查：焊缝表面应无气孔、夹渣、焊瘤、飞溅、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷；焊缝咬边深度〉0.5伽咬边连续长度不得大于100伽，焊缝两侧咬边总长不得超过该焊缝长度10%;焊缝宽度为坡口宽度两侧各增加1—2伽。”■■■■一f ”■■■■一f -引弧板 筒节 试板熄弧板图6-26.4筒节复圆用卷板机对筒节复圆，对接纵缝处环向棱角度<300mm卡板一匚-E।（卜、0\ \-H &-1/长等于1/6Di且玄300mm的内外卡板检查。 f/1 I引弧板 ，简节 熄弧板E<0.1Sn+2mm,且E>5mm用弦卡板 E1/f q<300rri^k—H-D.———叶j———一一1~H一 । 〃\r «7L 运圆度要求:同一断面的最大内径与最小内径之差e<1%Di且〉25mm,非标设备〉30mm（对本储罐，e<01%口1且当DN>1200伽时，其值不大于7伽）。不得用铁榔头锤击焊缝。6.5纵缝无损检测无损检测必须在外观质量检查合格后进行。超声波或X射线检测，检测比例及合格级别按图纸及工艺要求，并应符合《容规》和JB4730标准。检测后出具无损检测报告。6.6筒体组装筒节长度为1800mm，对接处除锈去污，相邻筒节纵缝应错开，错开距离大于筒体厚度的3倍，且大于100伽。本筒体不带衬环对接，调整间隙（间隙b按图纸和焊接工艺要求，）后，点焊固定。b图6-4环缝对口错边量及形成的轴向棱角度应符合规定：对口错边量：b<1/45n且b<5轴向棱角度：EW0.15n+2mm且E〉5mm,用长度不少于300mm的检查尺检查。对接后筒体直线度△e<L/1000（L<30000）避免强行组装，钢板表面不得有外向锤痕，避免机械损伤，对较严重的尖锐伤痕进行修磨或补焊磨光，使其圆滑过度。筒节环缝施焊施焊按焊接工艺规程及焊接工艺卡，相关要求按6.3。焊缝外观检查，按6.3要求。筒节环缝无损检测按6.5要求。划线开孔按图样尺寸位置划接管中心十字线。经检验正确后方能切割。按图样规定制孔周边坡口，先切割，再修磨至要求坡口尺寸。清除筒体内氧化皮、铁屑等污物。筒体封头总装对接处除锈去污，调整间隙后，按焊接工艺点固。环缝对口错边量及形成的棱角度应符合如下规定：对口错边量：b<1/4Sn且b<5；棱角度：EW0.1Sn+2mm且E>5mm,用长度不小于300mm的检查尺检查。禁止强行组装。焊接按6.3要求。无损检测按按6.5要求，应在一端施焊及无损检测结束后进行另一端组装。设备附件组焊管与人孔从仓库领取相应无缝钢管及法兰，对照实物检查材质书及材料表面质量，管件切割后打磨切口，并进行标记移植。2接管与法兰组装保证法兰面与接管轴线垂直度，偏差W法兰外径且W 3伽人孔形式、材质及尺寸按相应标准HG/T21516—2005（见第四章）。3补强圈补强圈的选择详见4.3,无损检测按图纸及工艺要求4支座如前面第四章所选取。完工总检设备总长（高）偏差不大于设备设备总长（高）的L/1000;总直线度要求：任意3000长度筒体直线度偏差w3,当LV15000时，总偏差wL/1000;当L>15000时，总偏差w0.5L/1000+8。壳体内经偏差w1%Di外观总检：管口方位及尺寸正确，主要内件位置及尺寸正确，容器内外表面质量合格，名牌安装位置及托印图正确。压力试验压力容器的压力试验必须在确认产品组装完工及试压前各道工序检验合格后才能进行。压力试验应符合《容规》、GB150、JB/T4734和产品图样上的有关规定。1水压试