18立方米卧式储油罐设计说明书

少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库1一设计产品概要：1.1产品概要金属油罐是采用钢板材料焊成的容器。普通金属油罐采用的板材是一种代号叫A3F的平炉沸腾钢；寒冷地区采用的是A3平炉镇静钢；对于超过10000m3的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。常见的金属油罐形状，一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套顶罐和浮顶罐等，其中最常用的是拱顶罐和浮顶罐。拱顶罐结构比较简单，常用来储存原料油、成品油和芳烃产品。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐两种，罐内有钢浮顶浮在油面上，随着油面升降。浮顶不仅降低了油品的消耗，而且减少了发生火灾的危险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐，蒸发损耗较小，可以减少空气对油品的氧化，保证储存油品的质量，对消防比较有利。前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的轻质油品，是一种被推广应用的储油罐。卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多，占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用，如放空罐和计量罐等。球形油罐具有耐压、节约材料等特点，多用于石油液化气系统，也少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库1一设计产品概要：1.1产品概要金属油罐是采用钢板材料焊成的容器。普通金属油罐采用的板材是一种代号叫A3F的平炉沸腾钢；寒冷地区采用的是A3平炉镇静钢；对于超过10000m3的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。常见的金属油罐形状，一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套顶罐和浮顶罐等，其中最常用的是拱顶罐和浮顶罐。拱顶罐结构比较简单，常用来储存原料油、成品油和芳烃产品。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐两种，罐内有钢浮顶浮在油面上，随着油面升降。浮顶不仅降低了油品的消耗，而且减少了发生火灾的危险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐，蒸发损耗较小，可以减少空气对油品的氧化，保证储存油品的质量，对消防比较有利。前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的轻质油品，是一种被推广应用的储油罐。卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多，占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用，如放空罐和计量罐等。球形油罐具有耐压、节约材料等特点，多用于石油液化气系统，也用做压力较高的溶剂储罐。1.2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件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了卧式储罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。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，合理的进行设计。少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库21.3设计参数：产品主体尺寸：Ф2800×8×3200mm工作压力：常压主体材质：Q235-A设计温度：0~350℃设计寿命：15年焊接接头系数：0.85腐蚀裕量：1.5mm水压试验压力：盛水试漏装量系数：0.98操作介质：燃料油二产品结构分析：2.1材料的选择[5]：选择Q235-A碳钢钢板作为筒体焊接材料，是因为它具有适当的强度和塑性，工艺性能良好，价格低廉，因而被广泛用来制造一般的中低压容器。优质中碳钢的强度较高、韧性较好，但是焊接性能较差，不宜作接管用钢，由于接管要求焊接性能较好且塑性较好，故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。2.2力学分析[1]2.2.1厚度计算钢板厚度δ=8mm，则其厚度负偏差C=0.8mm1少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库21.3设计参数：产品主体尺寸：Ф2800×8×3200mm工作压力：常压主体材质：Q235-A设计温度：0~350℃设计寿命：15年焊接接头系数：0.85腐蚀裕量：1.5mm水压试验压力：盛水试漏装量系数：0.98操作介质：燃料油二产品结构分析：2.1材料的选择[5]：选择Q235-A碳钢钢板作为筒体焊接材料，是因为它具有适当的强度和塑性，工艺性能良好，价格低廉，因而被广泛用来制造一般的中低压容器。优质中碳钢的强度较高、韧性较好，但是焊接性能较差，不宜作接管用钢，由于接管要求焊接性能较好且塑性较好，故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。2.2力学分析[1]2.2.1厚度计算钢板厚度δ=8mm，则其厚度负偏差C=0.8mm1，腐蚀裕量C=1.5mm2，则其厚度附加量C=C1+C2+=2.3mm根据其设计数据可得计算厚度δ=PDi2[σ]t∅−P=2.1mm少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库3[σ]t为Q235-A钢板在最高设计温度下的许用应力值为77Mpa。则设计厚度ᵯd=δ+C2=4.6mm名义厚度ᵯn=ᵯd+C1=6mm有效厚度ᵯe=ᵯn−C=3.7mm2.2.2筒体与封头水压试验强度校核σt=PT(Di+δe)≤0.9σ2δe∅s式中PT=1.23P=0.125Mpa少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库3[σ]t为Q235-A钢板在最高设计温度下的许用应力值为77Mpa。则设计厚度ᵯd=δ+C2=4.6mm名义厚度ᵯn=ᵯd+C1=6mm有效厚度ᵯe=ᵯn−C=3.7mm2.2.2筒体与封头水压试验强度校核σt=PT(Di+δe)≤0.9σ2δe∅s式中PT=1.23P=0.125Mpa，ᵃᵅ为筒体公称直径2800mm，ᵰᵆ为Q235-A钢板的屈服强度为235Mpa。则有σt=0.125×(2800+3.7)=55.7Mpa2×3.7×0.85又有0.9σs=211.5Mpa所以水压试验满足强度要求。2.2.3筒体与封头应力校核（Q235-A的密度为7860kg/ᵂᵽ）筒体质量m1=ρV1=π·2.8×（0.9×2+0.8）×8×10−3×7860kg封头质量m2=ρV2=0.03926×7860kg=308.9kg附件质量m3=32.7kg少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库4则油罐总质量约为m=1779.5kg负荷Q=mg=1779.5×9.8=8719.55N≈8.72KN22则每个支座承受约4.36KN的负荷，均分载荷就为q=2F=2Q=2.84KN/m4hiL‘L+3则圆筒中间处的轴向弯矩106N·mm21.264AL]i3L4h1hi2）（2Ra21FL4[L2M1筒体上半部分受压缩，下半部受拉伸支座处的圆筒横截面上的轴向弯矩106N·mm1.24]3L4hi12AL1FA[1M2hi2Ra2LA最高点处的圆筒轴向应力少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库4则油罐总质量约为m=1779.5kg负荷Q=mg=1779.5×9.8=8719.55N≈8.72KN22则每个支座承受约4.36KN的负荷，均分载荷就为q=2F=2Q=2.84KN/m4hiL‘L+3则圆筒中间处的轴向弯矩106N·mm21.264AL]i3L4h1hi2）（2Ra21FL4[L2M1筒体上半部分受压缩，下半部受拉伸支座处的圆筒横截面上的轴向弯矩106N·mm1.24]3L4hi12AL1FA[1M2hi2Ra2LA最高点处的圆筒轴向应力18.39MPa12πRm2eMPRm2e1最低点处的圆筒轴向应力19.34MPa12πRm2eMPRm2e2最高点处支座的圆筒轴向应力（包角=120°，K1=1，K2=1）18.81MPa2πK1Rm2MPRme2e3少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库5最低点处支座的圆筒轴向应力18.92MPa2πK2Rm2eMPRm2e4又有{σ1，σ2，σ3，σ4}max=19.34Mpa[σ]T=77Mpa{σ1，σ2，σ3，σ4}max≤[σ]T2.3产品图（产品零件图见图纸，坡口形式及参数见焊接工艺卡）三工艺流程[2]：3.1筒体加工工艺过程检验：材料应符合国家标准要求的质量证书↓划线：号料、划线、筒体由三节组成↓切割下料：按划线尺寸切割下料↓少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库5最低点处支座的圆筒轴向应力18.92MPa2πK2Rm2eMPRm2e4又有{σ1，σ2，σ3，σ4}max=19.34Mpa[σ]T=77Mpa{σ1，σ2，σ3，σ4}max≤[σ]T2.3产品图（产品零件图见图纸，坡口形式及参数见焊接工艺卡）三工艺流程[2]：3.1筒体加工工艺过程检验：材料应符合国家标准要求的质量证书↓划线：号料、划线、筒体由三节组成↓切割下料：按划线尺寸切割下料↓刨边：按图样要求刨各筒节坡口↓成形：卷边成形↓焊接：焊缝和试板组对，出去坡口及其两侧的铁锈、油污等;按焊接工艺组焊纵缝和试板↓检验：纵焊缝外观合格，按JB4730-94标准进行局部射线探伤，达到Ⅱ级合少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库6格要求；试板符合要求↓校形：校圆：E≤2.8mm（E为棱角度）↓焊接：按焊接工艺组对环焊缝↓检验：环焊缝外观合格，按JB4730-94标准进行局部射线探伤，达到Ⅱ级合格要求3.2封头加工工艺过程检验：原材料应符合国家标准要求的质量证书↓划线：号料、划线、封头由整块钢板作胚料↓切割下料：按划线尺寸切割下料↓冲压成形：借助于冲压模具在水压机上完成成形（压制前先清除表面杂质和氧化皮）↓二次划线：号料、划线，划出封头余量↓封头余量切割：用氧气切割割去加工余量，同时加工出坡口↓热处理：热处理消去成形时的残余内应力↓少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库6格要求；试板符合要求↓校形：校圆：E≤2.8mm（E为棱角度）↓焊接：按焊接工艺组对环焊缝↓检验：环焊缝外观合格，按JB4730-94标准进行局部射线探伤，达到Ⅱ级合格要求3.2封头加工工艺过程检验：原材料应符合国家标准要求的质量证书↓划线：号料、划线、封头由整块钢板作胚料↓切割下料：按划线尺寸切割下料↓冲压成形：借助于冲压模具在水压机上完成成形（压制前先清除表面杂质和氧化皮）↓二次划线：号料、划线，划出封头余量↓封头余量切割：用氧气切割割去加工余量，同时加工出坡口↓热处理：热处理消去成形时的残余内应力↓检验：外观检验，尺寸检验，合格后才与筒体相装配四焊接工艺制定及论证[6]：少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库74.1TIG焊[3]薄板对接焊时，可采用填丝焊，当板厚为6~12mm时，应选用V型坡口。TIG焊对材料的表面质量要求比较高，因此，焊前必须严格清理工件和焊丝表面的油垢、污物及氧化皮等。8mm的Q235-A钢板在常压下不需预热便可进行焊接。焊接时，直流正接时焊缝较窄、熔深大，钨极不过热、损耗小，而直流反接时钨极损耗快、寿命短，电弧稳定性较差，一般很少使用。TIG焊用于根部层焊接时多选用2~2.5mm的焊丝，焊接薄工件时钨极的直径略大于焊丝直径，则取钨极直径为3mm。根据经验，电流一般为钨极直径的30~55倍，当钨极直径小于或接近3mm少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库74.1TIG焊[3]薄板对接焊时，可采用填丝焊，当板厚为6~12mm时，应选用V型坡口。TIG焊对材料的表面质量要求比较高，因此，焊前必须严格清理工件和焊丝表面的油垢、污物及氧化皮等。8mm的Q235-A钢板在常压下不需预热便可进行焊接。焊接时，直流正接时焊缝较窄、熔深大，钨极不过热、损耗小，而直流反接时钨极损耗快、寿命短，电弧稳定性较差，一般很少使用。TIG焊用于根部层焊接时多选用2~2.5mm的焊丝，焊接薄工件时钨极的直径略大于焊丝直径，则取钨极直径为3mm。根据经验，电流一般为钨极直径的30~55倍，当钨极直径小于或接近3mm时，从计算值中减去5~10A。电弧电压主要由弧长决定，弧长增加，电弧电压增大，焊缝宽度增加，熔深减小，但弧长太大易引起未焊透及咬边且保护效果也不好。电弧太短，不易操作，既看不清熔池，又容易引起短路，加大钨极烧损，容易夹钨。通常使弧长近似等于钨极直径，电弧电压在10~20V之间。查阅资料可知，当钨极直径取3mm时，速度选择范围为160~200mm/min，即10~12m/h。4.2CO气体保护焊2[4]当被焊工件板厚在2~12mm之间时，焊丝直径可取1.0~1.4mm。焊接时通常采用直流焊接电源，最常用直流反接性，此时电弧最稳定，熔滴由射滴过渡转变为射流过度，飞溅较小。实践经验表明，常被应用的CO2短路过渡的短弧焊接法，常以电流200~250A为限，可以进行全位置焊缝焊接。此时最佳电弧电压为21~25V，常用的焊接速度范围为20~60m/h。选用H08Mn2SiA作为焊丝，其中S、P杂质比普通的焊丝要低，焊接性能较好，也能防止CO2电弧的强氧化性使金属熔池金属氧化。4.3热处理压力容器的焊后消除应力热处理（PWHT）是保证压力容器内在质量的重要技术之一。其目的在于：消除焊接残余应力、冷变形应力和组装的拘束应力，软化淬硬区，改善组织，减少氢含量，尤其对合金钢，可以改善力学性能及耐蚀性，少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库8还可以稳定构件的几何尺寸。我国的《压力容器安全技术监察规程》明确规定：对于高压容器、中压反应器和储存容器、盛装混合液化石油气的卧式储罐、移动式压力容器等采用炉内整体热处理。①装炉时炉内温度不得高于400℃；②升温速度应是可控的，且不得超过200℃/h，最小可为50℃/h。升温期间，加热区间任意长度为5000mm内温差不应大于120℃。③保温期间，最高与最低温度之差不宜大于65℃。④降温速度不得超过260℃/h，最小可为50℃/h。⑤出炉时的炉温不得高于400℃，北方地区在冬季，可适当降低出炉温度。出炉后应在静止的空气中冷却。Q235-A少年易学老难成，一寸光阴不可轻-百度文库8还可以稳定构件的几何尺寸。我国的《压力容器安全技术监察规程》明确规定：对于高压容器、中压反应器和储存容器、盛装混合液化石油气的卧式储罐、移动式压力容器等采用炉内整体热处理。①装炉时炉内温度不得高于400℃；②升温速度应是可控的，且不得超过200℃/h，最小可为50℃/h。升温期间，加热区间任意长度为5000mm内温差不应大于120℃。③保温期间，最高与最低温度之差不宜大于65℃。④降温速度不得超过260℃/h，最小可为50℃/h。⑤出炉时的炉温不得高于400℃，北方地区在冬季，可适当降低出炉温度。出炉后应在静止的空气中冷却。Q235-A钢经电弧焊焊后热处理的温度为600~640℃，最短保温时间为25min。对于总装环焊缝只能采用环带加热局部热护理。局部热处理的加热温度和保温时间与进炉热处理相同。保温环带宽度从环缝的最大宽度边缘算起，每侧应不小于两倍筒体壁厚。加热带以外的的壳体延伸段应采用保温材料包覆起来，以控制纵向温度梯度。距保温温度环带边缘3倍壁厚处（外侧），壳壁的温度不宜低于环带边缘处实际温度的一半，封头则应进行应力解除热处理。五心得体会：这次课程设计的任务是储油罐的设计，设计之前首先要对储油罐的加工流程有一个系统的大概了解，包括材料的的选择，材料的加工，焊接分析、焊接过程及探伤检验都涉及到我们学过的专业知识，是对我们学过的这些知识的一个整体的的应用。在查阅资料的过程中，了解到我们平时在书本中学到的知识非常的有限，比