38m3液化石油储罐结构工艺及焊接工艺设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

38m3液化石油储罐结构工艺及焊接工艺设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

总深度 H /mm 内表面积 A/ 2m 容积 V封 / 3m 2300 615 图 21 椭圆形封头 洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 由 2V封 + 2D L/4=38 得 L=8303mm 圆整得 L=8400mm 则 L/D= 符合要求 . 则 V计 =2 V封 + 2D L/4= m3 35m3 且比较接近，所以结构设计合理。 人孔的选择 查《压力容器与化工设备实用手册》，因筒体长度 7600mm6000mm，需开两个人孔，可选回转盖带颈对焊法兰人孔。 由使用地为太原市室外， 确定人孔的公称直径 DN=500mm，以方便工作人员的进入检修。 配套法兰与上面的法兰类型相同，根 HG/T215182020《回转盖带颈对焊法兰人孔》，查表 31，由 PN= 选用凹凸面的密封形式 MFM，采用 级 35CrMoA 等长双头螺柱连接。 其明细尺寸见下表： 图 22 回转盖带颈对焊法兰人孔 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 表 22 人孔尺寸表 密封面形式 公称压力 公称直径 d S d D D1 H1 H2 b b1 b2 A B L d0 螺柱数量 螺母数量 螺柱尺寸 总质量 凹凸面 Mpa 500 530 12 500 730 660 270 134 48 54 55 405 200 300 30 20 40 M36 180 331 通用件的选用 接管和法兰 液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。 根据《压力容器与化工设备实用手册》 PN= 时，可选接管公称通径 DN=80mm。 根 据设计压力 PN=，查 HG/T 2059297《钢制管法兰》，选用 带颈平焊法兰（ SO），由介质特性和使用工况，查密封面型式的选用。 选择密封面型式为凹凸面（ MFM），压力等级为 ~，接管法兰材料选用 16MnR。 根据各接管公称通径，查得各法兰的尺寸 如下： 图 23 带颈平焊钢制管法兰 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 表 23 法兰尺寸 序号 名称 公称通径DN 钢管外径 B 连接尺寸 法兰厚度C 法兰高度H 法兰颈 法内兰径B1 坡口宽度b 法兰理论质量 Kg 法兰 外径 D D 螺栓孔中心圆直径 K 螺栓孔直径 L 螺栓孔数量 n 螺栓通径 a 液位计口 32 38 140 100 18 8 M16 18 30 60 39 5 b 放气管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 d 安全阀口 80 89 200 160 18 8 M16 4 40 118 91 6 e 排污口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 f 液相出口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 g 液相回流管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 h 液相进口 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 i 气相管 80 89 200 160 18 8 M16 24 40 118 91 6 j 压力表口 20 25 105 75 14 4 M12 16 26 45 26 4 k 温度计口 20 25 105 75 14 4 M12 16 26 45 26 4 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 图 24 筒体整体、接管、人孔分布图 接管外径的选用以 B 国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力≤PN≤25MPa 的接管，查《压力容器与化工设备实用手册》普通无缝钢管，选材料为 16MnR。 对应的管子尺寸如下表： 表 24 接管 尺寸 序号 名称 公称直径 管子外径 数量 管口伸出量 管子壁厚 伸长量质量（ kg） a 液位计管 32 38 2 100 b 放气管 80 89 1 150 4 d 安全阀 80 89 1 150 4 e 排污口 80 89 1 150 4 f 液相出口 80 89 1 150 4 g 液相回流管 80 89 1 150 4 h 液相进口 80 89 1 150 4 i 气相管 80 89 1 150 4 j 压力表口 20 25 1 100 3 k 温度计口 20 25 1 100 3 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 垫片 查《钢制管法兰、垫片、紧固件》， 知 凹凸面法 兰用 MFM 型垫片尺寸，根据设计压力为 Pc=，采用金属包覆垫片，选择法兰的密封面均采用 MFM（凹凸面密封）。 金属材料为纯铝板 L3，标准为 GB/T 3880，最高工作温度 200℃ ，最大硬度 40HB。 填充材料为非石棉纤维橡胶板，代号为 NAS，最高工作温度为 290℃。 得对应垫片尺寸如表： 图 25 凹凸面型垫片 表 25 垫片尺寸 符号 管口名称 公称直径DN(mm) 内径 D1(mm) 外径 D2(mm) 厚度 δ(mm) a 液位计口 32 82 3 b 放气管 80 120 142 3 c 人孔 500 530 575 3 d 安全阀 80 120 142 3 e 排污口 80 120 142 3 f 液相出口 80 120 142 3 g 液相回流管 80 120 142 3 h 液相进口 80 120 142 3 i 气相管口 20 61 3 j 压力表 20 61 3 k 温度计 20 61 3 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 螺栓（螺柱）的选择 根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。 计算螺栓直径与个数，按螺纹和螺 栓标准确定螺栓尺寸。 选择螺栓材料为 Q345。 查《钢制管法兰、垫片、紧固件》得螺柱的长度和平垫圈尺寸： 图 26 双头螺柱 图 27 螺母 表 26 螺栓及垫圈尺寸 名称 管口名称 公称直径 螺纹 螺柱长 紧固件用平垫圈 mm d1 d2 h a 液位计管 32 M16 85 17 30 3 b 放气管 80 M16 100 17 30 3 d 安全阀 80 M16 100 17 30 3 e 排污口 80 M16 100 17 30 3 f 液相出口 80 M16 100 17 30 3 g 液相回流管 80 M16 100 17 30 3 h 液相进口 80 M16 100 17 30 3 i 气相管 80 M16 100 17 30 3 j 压力表口 20 M12 75 13 24 k 温度计口 20 M12 75 13 24 洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 鞍座选型和结构设计 鞍座选型 该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为 20~48℃ ，按 JB/T 47312020 选择鞍座材料为 16MnR，使用温度为 20~250℃ ，许用应力为[σ]sa= 170MPa。 估算鞍座的负荷：计算储罐总重量 m=m1+2m2+m3+m4 （ 29） 其中： m1 为筒体质量：对于 16MnR 普通碳素钢，取 ρ=103kg/m3 L=πDLδρ= = （ 28） m2 为单个封头的质量：查标准 JB/T 47462020 《钢制压力容器用封头》中椭圆形封头质量，可知 m2= m3 为充液质量： ρ 液化石油气 ρ 水 故 m3（ ma x） =ρ 水 V=1000V== kg （ 210） m4 为附件质量：选取人孔后，查得人孔质量为 331 kg，其他接管质量总和估为 400 kg。 m=m1+2m2+m3+m4=≈134344kg （ 211） 每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2=134344由此查 JB 容器支座。 选取轻型，焊制 A，包角为 120176。 ，有垫板的鞍座，筋板数为 6。 查 JB 表 3 得鞍座尺寸如下： 表 27 鞍座支座结构尺寸 公称直径 DN 2300 腹板 δ2 10 垫板 b4 500 允许载荷 Q/kN 410 筋板 l3 255 δ4 10 鞍座高度 h 250 b2 208 e 100 底板 l1 1660 b3 290 螺栓间距 l2 1460 b1 240 δ3 8 螺孔 /孔长 D/l 24/40 δ1 14 弧长 2680 重量 kg 215 洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 鞍座的安装位置 因为当外伸长度 A= 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，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座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 A 不超过 值，为此中国现行标准 JB 4731 《钢制卧式容器》规定 A≤=（ L+2h），A 最大不超过 大。 由标准椭圆封头 2)(2 hHDi （ 212） 有 h=HDi / 4=6152300 / 4=40mm 故 A≤(L+2h)=(8400+240)=1696mm 由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。 此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚度具有局部的加强作用。 若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。 因此， JB 4731 还规定当满足 A≤ 时，最好使 A≤ m（ Rm=Ri+δn/2），即 Rm=1150+18/2=1159mm。 A≤ =1159= mm ,取 A=570 mm。 综上述： A=570 mm （ A 为封头切线至封头焊缝间距离， L 为筒体和两封头直边段的总长） 人孔补强圈设计 图 28 补强圈 洛阳理工学院毕业设计（论文） 16 查《压力容器与化工设备实用手册》，人孔接管直径为 500mm，选取补强圈外径 840mm，内径 510mm，补强圈厚度为 16mm,质量。 查《钢制管法兰、垫片、紧固件》得人孔法兰。 其他附件的设计 液面计的设计 储罐总高 H=h+D=40+2300=2340＜ 3000m，容器盛装液化石油气，物料没有结晶等易堵塞固体，所以选用玻璃管式液面计。 液面计通过法兰与设备连接在一起。 安全阀的设计 由操作压力 P=，工作温度为 20~48℃ ，盛放介质为液化石油气体。 选择安全阀的公称压力 PN=25kg/cm2，最高工温度为 150℃ ，材料为可锻铸件的弹簧微启式安全阀，型号为 A41H25。 公称直径 DN=80mm。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 17 第 3 章 应力校核 水压试验应力校核 试验压力 试验压力： PT= 1 8 ][ ][ ==tσσ MPa （ 31） 圆筒的薄膜应力： 55 3162 )1623 00(39 )(   e eiTT DP   MP。