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文本内容:
设计任务书
一、设计题目13m3液氨贮罐的设计
二、设计任务设计一个容积为13m3液氨贮罐
三、设计条件
1.最高温度40℃,氨的饱和蒸汽压为
1.55Mpa
2.液氨的储量为13m3
四、设计步骤
1.确定容器的材质根据液氨贮罐的工作压力、工作温度和介质的性质可知该设备为一中压常温设备,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σs和σb)和塑性指标适合的材料有A3R、20g、16MnR、15MnVR为了节省金属,高压设备应优先选取普通低合金钢、中强度凡属强度计算为主要的中压设备亦以采用普通低合金钢为宜因为屈服强度分别为343MPa和392MPa的普通低合金钢,其材料__与碳素钢差不多,但强度比碳素钢约高30%-60%,采用该类钢材制造压力容器,可以有效地减少设备质量,降低成本,给设备的制造、运输、__带来很大的方便其中16MnR的机械__性能、强度和塑性指标都比较好,综合金属的强度、刚度、温度、抗腐蚀能力等方面考虑选用16MnR制作罐体和封头
2.确定罐体的形状及内径
(1)由于此容器为液氨贮存性容器,所以此容器选用罐身为圆筒形,两端均用标准椭圆形封头的卧式容器
(2)内径的确定根据《化工设备机械与基础》中的表8-1压力容器的公称直径,由于V=13m3液氨贮罐,试选用Di=1600mm设罐身的长度为L,则2×V1+V2×L=26m3V1——标准椭圆形封头的容积查表为
0.586m3V2——筒体每米的容积查表为
2.017m3求得L=
2.40m.由L/Di=
1.5符合L/Di=2-9所以次容器的罐身的长度L=2400mm,公称直径Di=1600mm
3.罐体壁厚设计设计壁厚δd根据公式计算40oC温度时,16MnR钢材的许用应力表钢材厚度δnmm许用应力[σ]tMPa屈服极限σsMPa<1617034516∽3616332536∽60157305负偏差查表钢材厚度δnmm6-78-2526-3032-34负偏差mm
0.
60.
80.
91.0式中P-设计压力本贮罐在夏季最高温度可达40℃,这时氨的饱和蒸气压为
1.55MPa(绝对压力,故取p=
1.1×
1.45=
1.6MPa表压;Di=1600mm;[]t=170MPa表8-7;=
1.O双面对接焊缝,100%探伤,表8-10;C2=1mm于是δd=+C2=+1=
8.6mm取C1=
0.8mm(见表8-11),圆整后取δ=12mm厚的16MnR钢板制作罐体δe=δn-Cl-C2=12-
1.0-
0.8=
10.2mm4.封头壁厚的设计采用标准椭圆形封头设计壁厚δd按8-8式计算δd=+C2=+1=
8.5mm式中=
1.0钢板最大宽度为
2.0m,该贮罐直径为
1.6m,故封头需将钢板并焊后冲压;其它符号如前 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量,圆整后取δn=12mm厚的16MnR钢板制作封头校核罐体与封头水压试验强度根据(15-2)式式中PT=
1.25p=
1.25×
1.6≈
2.0Mpaδe=n-C=12-
1.8=
10.2mms=345MPa(表8-7)T==
157.86Mpa
0.9σsMpa所以T〈
0.9σs水压试验符合强度要求5.鞍座首先粗略计算鞍座负荷贮罐总质量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
(1)罐体质量m1 DN=1600mm,n=12mm的筒节,每米质量为q1=477Kg/m(附表8-24),故m1=q1L=
4772.40=___
4.8Kg
(2)封头质量m2 DN=1600mm,n=12mm,直边高度h=25mm的椭圆形封头,其质量为q2=270Kg/m(参考书),故m2=2q2=2×270=540Kg
(3)充水质量m3m3=Vg,g-水的密度为1000Kg/m3V=V封+V筒=π×
1.6×
2.40+
0.___×2=
13.24m3 m3=13240Kg
(4)附件质量m4 人孔约重200Kg,其它接管的总和按300Kg计,故m4=500Kg设备总重量m=m1+m2+m3+m4=___
4.8+540+13240+500=15424Kg≈15t 每个鞍座只承约受180KN负荷,所以选用轻型带垫板,包角为120°的鞍座即 JB/T4712-92鞍座A2400一FJB/T4712-92鞍座A2400一S
6.人孔的确定根据贮罐是在常温及最高工作压力为1.6MPa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RFⅣ(A·G)450-
1.6其中RF指突面密封,Ⅳ指接管与法兰的材料为20R,A·G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
1.6Mpa7.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d=450mm,壁厚n=10mm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__应大于等于开孔减少的截__,补强圈的厚度按下式估算补===
16.76mm故补强圈取17mm厚8.接口管 本贮罐设有以下接口管1液氨进料管采用45×
3.5mm无缝钢管强度验算略去管的一端切成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SO50-
1.6RF16MnR因为壳体名义壁厚n=12mm10mm,接管公称直径小于或等于50mm,不需补强 2液氨出料管采用可拆的压出管25×3mm,将它用法兰套在接口管38×
3.5mm内罐体的接口管法兰采用法兰HG20592法兰SO32-
1.6RF16MnR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HG2SO32-
1.6RF16MnR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-
1.6RF16MnR这些小管都不必补强压出管伸入贮罐
2.5m 3排污管贮罐右端最底部安设排污管一个,管子规格是57×
3.5mm,管端焊有一与截止阀J41W一16相配的管法兰 HG20592法兰SO50-
1.6RF16MnR排污管与罐体联接处焊有一厚度为10mm的补强圈4液面计接管 本贮罐采用玻璃管液面计BIW PN
1.6,L=500mm,HG5-227-80两支 与液面计相配的接管尺寸为18×3mm,管法兰为HG20592法兰SO15-
1.6RF16MnR 5放空管接管 采用32×
3.5mm无缝钢管,法兰HG20592法兰SO25-
1.6RF16MnR 6安全阀接管安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定本贮罐选用32×
2.5mm的无缝钢管,法兰为HG20592法兰SO25-
1.6RF16MnR五.____
[1]董大勤主编.化工机械设备基础.北京:化学工业出版社
2002.12
[2]王非编著.化工压力容器设计.北京:化学工业出版社
2005.4
[3]陈国桓主编.化工机械设备基础.第二版.北京:化学工业出版社
2006.1
[4]潘红良郝俊文主编.过程设备机械设计.__:华东理工大学出版社
2006.7六.设计心得为期两周紧张而___课程设计马上结束了___时间总是过得很快,回想刚开始设计的时候无从下手,再到后来的得心应手,自己的收获确实很多在这整个设计期间,我对已经学过的《化工机械设备基础》书中的知识有了更深一步的了解,对液氨贮罐工作原理及其工作过程有了更全面的认识,同时也巩固加强了CAD制图方法,__到了CAD制图的方便与快捷顺利完成此次设计离不开老师和同学们的帮助和关心,自己的设计不可避免的存在很多错误跟问题,期待老师的批评指正!技术特性表液氨贮罐指标设计压力
1.55MPa工作温度≤40℃物料名称液氨容积13m3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Cl=
0.8mm腐蚀裕量:C2=1mm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、试验和验收 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=1.0 3.焊接采用电弧焊,焊条型号为E4303 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.管口方位按接管表接管表总图材料明细表22GB8163-87出料接管38×
3.5L=200101
0.5 21HB20592-95法兰SO32-
1.6RF16MnR1
1.6 20HB20592-95法兰内径35其它尺寸按SO32-
1.616MnR1
1.86 19GB8163-87压料接管25×3L=2750101
4.5 18HB20592-95法兰SO20-
1.6RF16MnR1
0.94 17GB8163-87排污接管57×
3.5L=210101
1.0 16HB20592-95法兰SO50-
1.6RF16MnR1
2.77 15JB/T4712-92JB/T4712-92鞍座A1600一FJB/T4712-92鞍座A1600一SQ235-A·F2420840 14HB20592-95法兰SO25-
1.6RF16MnR1
1.12 13GB8163-87放空管接管32×
3.5L=210101
0.58 12HB20592-95法兰SO25-
1.6RF16MnR1
1.12 11GB8163-87安全阀接管32×
3.5L=210101
0.58 10HB20592-95法兰SO50-
1.6RF16MnR1
2.27 9GB8163-87进料接管45×
3.5L=400101
1.85 8JB/T4736-95补强圈760/484=1016MnR1
33.9 7HG21523-95人孔RFⅡ(A·G)450-
1.6组合件1 178 6GB9019-88罐体DN1600×10L=235016MnR1 1863 5JB4737-95封头DN1600×10h=2516MnR2237474 4HG5-227-80玻璃管液面计BIWPN
1.6,L=500mm组合件
212.
625.2 3GB8163-87液面计接管18×3L=
2101020.
230.46 2HB20592-95法兰SO15-
1.6RF16MnR
40.
682.73 1GB8163-87液面计接管18×3L=
4001020.
440.88 序号图号或标准号名称材料数量单重总重备注重量Kg符号连接法兰标准密封面形式用途a1-2HG20592SO15-
1.6RF突面液面计接口管b1-2HG20592SO15-
1.6RF突面液面计接口管cHG20592SO450-
1.6RF突面人孔dHG20592SO32-
1.6RF突面出料口eHG20592SO45-
1.6RF突面进料口fHG20592SO25-
1.6RF突面安全阀接口管gHG20592SO25-
1.6RF突面放空口hHG20592SO50-
1.6RF突面排污口。