管道及储罐强度设计
管道及储罐强度设计
▲管道：管子、连接件、阀门等连接而成用于输送气液体和带固体颗粒流体的装置▲强度：金属材料在外力作用下，抵抗永久变形或断裂的能力 ▲地面敷设的优缺点优点：不影响土壤环境，且不受地下水位影响，检修方便发现和清除事故容易。缺点：管道直接设置在空气中，对于非常温管增加冷热能量的损失，限制了通道的高度，不美观。 ●失效机理： ①材料：a.塑性失稳b.断裂c.疲劳d.应力腐蚀开裂e.氢致开裂f.裂纹的动态扩展。 ②结构—丧失了稳定性 a.塑性失稳：由于变形引起的截面几何尺寸的改变而导致的丧失平衡的现象。图 b.断裂：由于裂纹的不稳定扩展造成的。产生原因：制造—焊缝，母材缺陷、夹渣、分层等；施工—机械损伤、表面划度、凹坑；运行—介质、腐蚀环境。 c.疲劳：材料在交变应力作用下的破坏。原因：内压变化—间歇输送、正反输送、输气；外力变化—风载荷、海底管跨的涡激振动、公路下未加套管的管道d.应力腐蚀开裂：基本条件：局部环境；敏感元件；应力条件e.氢致开S-酸性环境，腐蚀产生氢侵入钢内而产生的裂纹。f.裂纹的动态扩展：输气裂:H 2 管道特有的现象 ●管道的结构失稳:a 轴向载荷-轴向失稳b外压-径向失稳c弯曲-径向失稳 d联合载荷-径向失稳。 ●弹性敷设是利用管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形来改变管道的走向或适应高程的变化。 ●按工艺分，弯头可以分为预制弯管、冷弯弯管、热煨弯管 ●永久荷载：施加在管道上不变的，其变化与平均值相比可以忽略不计，其变化是单调的并且趋于限值的荷载。 ●可变载荷：施加在管道结构上由人群、物料、交通工具引起的使用或占用荷载●偶然荷载：设计使用期内偶然出现或不出现其数值很大，可持续时间很短的荷载。 ●环向应力是由管道输送介质的内压产生的。 ●地下管道产生轴向应力的原因是温度变化和环向应力的泊松效应。 ●管道热应力:在管道中由于温度变化产生的应力. ●管道出现温度变化的主要原因:管道在敷设施工时的温度由外部气温决定，而在运行过程中则由输送产品的温度决定，两者之间必然存在差别，不可避免在管道运行过程中产生应力或伸缩变形。 ●地下管道应力应变的特点:根据摩擦阻力与热伸缩力的大小，可以将埋地管道分成自由伸缩段、过渡段和嵌固段。在自由伸长段，土壤与管壁的摩擦力为零，也即在该截面处不受约束可以自由伸长，其变形量也大，随着管道向埋地段延伸时，土壤与管壁之间的摩擦阻力越来越大，管段受到周围土壤的约束，使管道变形量越来越小，这段称为过渡段。当这一变化达到某一长度时，摩擦阻力与热伸缩力相平衡，管段的伸缩完全被约束，即不会因温度的变化而产生伸缩变形，受到完全的强制补偿，此段称为嵌固阶段。 ◆管道发生下沉会在管道上产生两种新的应力：一是由于管道偏离原来的直线位置产生弯曲，从而产生新的弯曲应力；二是由于管道弯曲而使管道的长度有所增加而产生的拉伸应力。 ◆支墩的作用是限制管道的热伸长量。支墩按型式可以分为上托式支墩、预埋式支墩、卡式支墩 ◆应力增强系数：弯管内弧环向应力比直管环向应力增大的倍数。应力缩减系数：弯管内弧环向应力比直管环向应力减小的倍数
储罐设计
毕 业 设 计 容器施工图设计—导热油储罐 完成日期 2014 年 6 月 10 日 院系名称： 化学工程学院 专业名称： 过程装备与控制工程 学生姓名： 陈培培 学 号： 2010032306 指导教师： 邓春 企业指导： 马程鹤、武彦巧
容器施工图设计—导热油储罐 摘要 导热油是用于间接传递热量的一类热稳定性较好的专用油品，属于烃类有机物，导热油具有抗热裂化和化学氧化的性能，传热效率好，散热快等特性。钢制储罐作为重要的基础设施，广泛应用于石油化工行业，本毕业设计主要依据《钢制卧式容器》[1]进行导热油储罐的机械设计计算。计算部分包括：设备的选材和焊接的确定、强度及稳定性的设计计算和校核、支座和法兰的选用。最后，利用AutoCAD绘图软件绘制出满足机械强度设计计算要求的导热油储罐的设备总图。 关键词：导热油、储罐、机械设计
Design of h eat transfer oil storage tank Abstract Heat transfer oil is a type of special oil product with excellent thermal stability and is widely used indirect heat transfer .It belongs to the hydrocarbon organics . Heat transfer oil has good performance of thermal cracking and chemical oxidation , high heat transfer effect and fast heat dissipation .Steel storage tank as an important infrastructure ,is widely utilized in petrochemical industry .This paper aims to do the mechanical design of heat transfer oil storage tank on the basis of ―JB/T 4731-2005 Steel horizontal vessels on saddle supports ‖The design includes the selection of equipment material and determination of welding , design and examination of strength and stability ,selection of support and flange .Finally , software ,general drawing for the heat transfer oil storage tank is plotted via AutoCAD. Key words: h eat transfer oil . storage tank . mechanical design
储罐与管道强度设计
1、载荷的分类。1）.永久荷载2）.可变荷载3）.偶然荷载 2、厚壁管道和薄壁管道的选择。（如果D/错误!未找到引用源。<20 则按厚壁管考虑，油气管道多用薄壁管道考虑。） 3、管道许用应力的计算。错误!未找到引用源。=K错误!未找到引 用源。（K、强度设计系数。错误!未找到引用源。、焊缝系数错 误!未找到引用源。钢管的最低屈服强度。） 4、地下管道产生轴向应力的原因：1）温度变化2）环向应力的 泊松效应。 5、支墩受力平衡的校核条件：T错误!未找到引用源。K错误!未找 到引用源。P(K安全系数错误!未找到引用源。P管道作用 在支墩上的推力T支墩受到的土壤阻力) 6、当错误!未找到引用源。时弯管在内压作用下环向应力最小，当 错误!未找到引用源。时弯管在内压作用下环向应力的最大。在 弯曲的外缘为轴向拉应力，而在弯曲的内缘为轴向压应力。7、什么是简单管道弯曲，弹性管道弯曲的最小半径：指埋在土壤 中的管道相对于土壤既不能做轴向移动也不能做横向移动。错 误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。 8、弯管和直管的应力有什么区别壁厚有什么区别：1）弯管应力分 布式不均匀的，最大应力一般高于直管的最大应力。2）弯管和 直管一样，内环向应力的决定壁厚再用轴向应力校核。 9、管道的跨度计算，何种情况用刚度计算，何种情况用强度计算： 对于输油和输气管道用强度条件决定跨度即可，对于蒸汽管道
和其他对挠度有特殊限制要求的管道，应同时按强度条件和刚 度条件计算跨度选数值较小者。 10、应力增强系数：指弯管在弯矩作用下的最大弯曲应力和直管受 同样弯矩是的最大弯曲应力的比之。 11、埋地管道在地下所处的位置：一般情况下管顶覆土厚度 1~1.2m，热油管道深取1.2m穿越铁路和公路时管顶距铁轨底 不小于1.3m，距公路不小于1m。 12、固定支墩的的作用：可视为把过渡段缩减至零的措施，作用是 限制管道的热伸长量。 13:管道补强的规定 1：在主管上直接开孔焊接支管：当支管外径小于0.5倍主管外径时，可采用补强圈进行局部补强，也可增加主管和支管壁厚进行整体补强。 2：当相邻两支管中心线的间距小于两支管开孔直径之和，但大于或等于两支管直径之和的三分之二时，应进行联合补强或增大主管管壁厚度。当进行联合补强时，支管中心线之间的补强面积不得小于两开孔所需总补强面积的二分之一。当相邻两支管中心线的间距小于两支管直径之和的三分之二时，不得开孔。 3：当支管直径小于或等于50mm时，可不补强。 4：当支管外径等于或大于二分之一主管外径时，应采用三通或全包型补强。 5：开孔边缘距主管焊缝宜大于主管壁厚的5倍。
2015秋-管道与储罐强度思考题
管道与储罐强度（思考题） 引言 1、解释“强度”一词的含义。 2、怎样理解应变，正应变、剪应变的含义是什么？ 3、试举出几个管材机械性能参数的例子。 4、管壁中的一点的应力状态？ 5、怎样进行管道的强度设计。 第一章 1、埋地管道的设计中怎样进行载荷分类，为什么需要载荷分类。 2、怎样推导薄壁管道的环向应力公式？ 3、管道的环向应力计算公式有哪两种，适用条件，常用的是那种，写出其表达式。 4、为什么取设计系数，怎样选取输油管道的设计系数? 怎样选取输气管道的设计系数。 5、为什么划分输气管道的地区等级，怎样划分？ 6、什么是管道的规定最低屈服强度，举出几种强度级别管道钢的规定最低屈服极限，并说明其国际单位 制和英制的数值换算关系。 7、管道产生轴向应力或变形的原因是什么？怎样计算埋地直管段中的轴向应力？ 8、埋地管道中的固定支墩的作用是什么？从哪几个方面进行固定支墩的设计计算？ 9、怎样计算管道对固定支墩的推力？ 10、管道中弯曲应力与弯曲曲率的关系怎样？ 11、怎样计算管道下沉段的弯曲应力？ 12、什么是弯管的特征系数和柔性系数？ 13、怎样进行管道三通的补强设计？ 14、分析管道中一点的应力状态，说明每个应力分量产生的原因。 15、怎样进行管道中组合应力校核？ 16、埋地管道产生轴向屈曲的主要原因是什么？ 17、陆上埋地管道的稳定性验算时的安全系数一般取多少? 18、什么极限状态的定义？什么是失效概率的定义？在干涉理论中怎样计算失效概率？ 19、什么是分项安全系数？举例说明典型的分项安全系数设计方程。 20、简述在管道设计中考虑的极限状态。 第二章 1、地上管道的支承形式？ 2、怎样在管道系统中设置固定支架和活动支架？ 3、你能举出几种长输管道的跨越形式？ 4、地上管道的垂直载荷有哪些？ 5、地上管道的水平载荷是什么原因产生的？ 6、地上管道的轴向载荷有哪些？ 7、地上管道的跨度设计采用什么理论，需要考虑哪些条件？ 8、地上管道跨度设计的刚度条件中的位移限制值一般取多大？ 9、平面管道分析采用什么方法？各有什么特点？ 10、地上管道热应力补偿的几种方式？ 11、写出地上管道热应力补偿弯曲管段的简易校核的公式。 12、管道产生振动的原因有哪些？
液氨储罐设计概要
第一章绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压MPa .1，容积 55 为20m3, 使用年限15年。 1.2设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（A1）。 1.3技术要求 （一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 （二）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φ) 接头系数0.1 = （三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 （四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％ 第二章设计参数确定 2.1 设计温度 O 题目中给出设计温度取40C
2.2 设计压力 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。通过查阅资料可知包头最高气温为40.4℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为1.55MPa ，密度为580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍，取设计压力w P P 05.1=（已知 MPa P w 55.1=表压）所以 MPa P P w 6.105.1==。 2.3 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀，其y mm /1.0<λ，若设计寿命为15年，则mm 5.11.0152=?==αλC 2.4焊缝系数 该容器属中压贮存容器，技《压力容器安全技术监察规程》规定，氨属中度 毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以φ取0.1或85.0常见。φ得选取按下表选择: 表2.1 焊接接头系数 序号 焊接接头结构 焊接接头系数φ 全部无损探伤 局部无损探伤 1 双面焊或相当于双面焊的全焊透对接 焊接接头 1.0 0.85 2 单面焊的对接焊接接头，在焊接过程中沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的 垫板 0.9 0.85
管道及储罐强度设计题库
管道及储罐强度设计（第二次） 改动的地方:简答题第三题，计算题第一题，计算题第十一题 名词解释 1.工作压力 在正常操作条件下，容器可能达到的最高压力 2．材料强度 是指载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力。屈服点和抗拉强度是钢材常用的强度判据。 3．储罐的小呼吸 罐内储液(油品)在没有收、发作业静止储存情况下，随着环境气温、压力在一天内昼夜周期变化，罐内气相温度、储液(油品)的蒸发速度、蒸气(油气)浓度和蒸气压力也随着变化，这种排出或通过呼吸阀储液蒸气(油气)和吸入空气的过程叫做储罐的小呼吸 4.自限性 局部屈服或小量塑性变形就可以使变形连续条件得到局部或全部的满足，塑性变形不再继续发展并以此缓解以致完全消除产生这种应力的原因。 5．无力矩理论(薄膜理论)
假定壁厚与直径相比小得多，壳壁象薄膜一样，只能承受拉(压)应力弯曲内力的影响，而不能承受弯矩和弯曲应力，或者说，忽略这样计算得到的应力，称薄膜应力。 6．壳体中面 壳体厚度中点构成的曲面，中面与壳体内外表面等距离。 7．安全系数 考虑到材料性能、载荷条件、设计方法、加工制造和操作等方面的不确定因素而确定的质量保证系数。 8．容器最小壁厚 由刚度条件确定，且不包括腐蚀裕量的最小必须厚度。 (1)对碳素钢、低合金钢制容器： (2)对高合金钢制容器： 不小于2mm (3)对封头：
9.一次应力 一次应力:由于压力和其他机械荷载所引起与内力、内力矩平衡所产生的，法向或切向应力，随外力荷载的增加而增加。 10.储罐的小呼吸损耗 罐内储液(油品)在没有收、发作业静止储存情况下，随着环境气温、压力在一天内昼夜周期变化，罐内气相温度、储液(油品)的蒸发速度、蒸气(油气)浓度和蒸气压力也随着变化，这种排出或通过呼吸阀储液蒸气(油气)和吸入空气的过程所造成的储液(油品)损耗称作储罐小呼吸损耗 11耦联振动周期和波面晃动周期 耦联振动周期：罐内液体和储罐结合在一起的第一振动周期。 波面晃动周期：罐内储液的晃动一次的时间 12压力容器工艺设计 工艺设计 1.根据原始参数和工艺要求选择容器形式，要求能够完成生产任务、有较好的经济效益;
空气储罐设计
设计要求 1、设计题目：空气储罐的机械设计 2、最高工作压力：0.8 MP a 3、工作温度：常温 4、工作介质：空气 5、全容积：163 m 设计参数的选择： 设计压力：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。 筒体几何尺寸确定：按长径比为3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm 设计温度取50 因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！ 封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模具，是目前中低压容器应用较多的封头。 因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。 选材和筒体一致Q345R
接管设计3.4 接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。 由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择 20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管 3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。由于Q345R 为碳素钢，设计温度 50℃ <300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即 SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。 对于压力不高的场合，常用突台形压紧面。突面结构简单，加工方便，装卸容易，且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为 0.88MPa，空气无毒无害，可选择突面（RF）压紧面。 由于法兰钢件的质量较大，需要承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也较高，所以不用铸钢件，可以采用锻钢件。接管材料为 20 号钢，法兰材料选用 20Ⅱ锻钢。 3.6接管与法兰分配 3.6.6 N1、N2空气进、出口公称尺寸 DN250，接管尺寸? 273 x6 。接管采用无缝钢管，材料为 20 号钢。伸出长度为 150mm 。 选取 0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用 20Ⅱ，法兰标记为：SO300-2.5 RF3.6.2 N3排污口； 公称尺寸 DN40，接管采用 45 x3.5 无缝钢管，材料为 20 号钢，外伸长度为150mm。选取 0.88MPa 等级的带颈平焊突面法兰，材料选用 20Ⅱ，法兰标记为：SO40-1.6 RF 3.6.3 N4安全阀口公称尺寸 DN80，接管采用?89 x4 无缝钢管，材料为 20 号钢，外伸长度为 150mm。根据 GB12459-99，选用 90°弯头；弯头上方仍有一定
储罐焊接工艺设计的方案
目录 一工程概况 二现场焊接执行标准、规三坡口加工与接头形式四一般要求 五焊接施工要点 六防变形措施 七质量检验 八无损探伤程序 九安全技术措施
一、工程概述 上海孚宝漕泾罐储罐区共计47台储罐，详见储罐安装工艺方案： 二、现场焊接执行标准、规 1、 API650标准 2、《立式圆桶形钢制焊接油罐施工及验收规》GBJ128-90 三、坡口加工与接头形式 坡口加工与接头形式应符合施工图纸的要求，其中坡口、碳钢采用半自动氧烟切割机、不锈钢采用等离子切割机加工，加工后用角向磨光机打磨表面硬化层。碳钢用砂轮片不得与不锈钢混用。 四、一般要求： 1、焊工必须持有技术监督局颁发的焊工证（在有效期），并通过孚宝现场检验考试，取得孚宝发放的合格证书。焊工施焊的相应位置应与此次考试合格证的合格项目相符。上岗必须佩戴专用标识，并在焊缝附近用记号笔标出焊工编号。 2、焊接设备完好，接线牢固。 3、严格遵守所给定的工艺参数施焊，不得改变和随意突破。 4、储罐主体主要使用三种焊材 碳钢Q235-A采用J422酸性焊条（不需烘烤） 不锈钢304、304L采用A002焊条 碳钢+不锈钢（Q235-A+304L）采用 焊条的烘烤、发放、回收由我公司负责。焊条烘烤温度150℃，烘烤时间1小时。各焊工班组应于前一天下班提出焊条用量，并负责
领出新焊条，放入焊条烘箱，现场使用焊条（包括J422）必须采用保温筒携带，焊条放在保温筒最多6个小时。当天未用完的焊条应交回焊条库保管或复烘。 5、焊前应将坡口表面及其周边不小于20mm围的油、锈迹、漆、垢、水分、毛刺等清理干净，并检查确认其坡口角度、对口间隙、错边量等。 6、引弧、收弧均应在焊道上或用引弧板，禁止随意在母材上打火，试电流。 7、点固焊、工卡具焊接应采用与正式焊接相同的焊条和焊接工艺。工卡具及其他临时焊点拆除时，严禁用大锤强力打下，宜采用氧-乙炔焰切割或砂轮机打磨，避免损伤母材。 8、焊接环境出现下列任一情况时，无有效防护措施，禁止施焊： 风速大于8m/s； 相对湿度大于90%； 气温低于0℃； 雨、雪天气。 附：储罐WPS选用图（见图1） 储罐焊接用WPS
管道与储罐强度
中国石油大学函授生考试试卷 课程 管道与储罐强度 教师 李岩芳 2013 /2014 学年 第2学期 班级 13级油气储运 ____________ 成 绩_______ 一、填空题（2’×15=30’） 1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为 、 、 三大种油罐。 2、为满足强度要求，罐壁下节点处的轴向应力σ与其材料屈服极限s σ的关系为 。 3我国在设计油罐时，一般根据 原则来计算其直径和高度。一般说来，等壁厚油罐的公称容积不超 过 米3。 4如果在壁厚为t 的罐壁上开一直径为D 的人孔，需用截面积为 的金属来进行补强。当罐壁开孔接管的直径不超过 时，可不进行补强。 5、根据 原则，拱顶油罐的罐顶曲率半径约为 倍罐壁筒体直径。 6、我国将抗风圈一般设计在 的位置上。某地区的瞬时风速为60s m /，则在该地区建10,0003m 浮顶罐时，所用抗风圈的最小截面系数为 3cm 。一般说来，抗风圈与罐壁连接处上下各 倍壁板厚度能与抗风圈同时工作。 7、设计浮顶罐时，浮船外径比油罐内径小 毫米。 8、一般说来，管道的弹性截面系数W 与其塑性截面系数,W 的关系为 ，通常采用 截面系数来进行管路跨度设计，使其满足强度要求。 9、直角弯管的柔性要比相同直径相同壁厚曲管的柔性 。 10、Π型补偿器可采用 或 的办法来提高其补偿能力。 11、通常，管道的跨度可按管子的 和 两个条件来确定。 12、某水平铺设的管道其中间跨度计算值为10米，则其边跨的计算值为 米；若将该管道铺设在30度斜坡上，则其中间跨的计算值为 米。 13、柔性系数 ij δ是指 。
14、某平面管系按正常方法铺设于两固定约束端之间，在某一温差 t下，用弹性中心法求得约束端的作用力比值为P x/P y=5,若将温差改变为2 t，则P x/P y= 。 15、一般地，公称容积5万3m的浮顶罐，其直径约为m。 二、选择，将选择项画“√”。（20分） （1）、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的（高度直径壁厚）有关。（2）、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在（罐壁最下端罐壁最下端以上0.3m处不确定）。 （3）、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应（是P/2 是P/3 重新计算）。 （4）、罐底边缘板厚度与（油罐内径、板材强度、底圈罐壁厚度）有关。（5）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。 （6）、当拱顶罐呼吸阀中真空阀开启进气时，包边角钢内承受（拉应力、压应力）。（7）、一般埋地管线敷设在（地下水位线以上、地下水位线以下、冰冻线以上）。（8）、下列（罐壁设加强圈、罐顶设加强筋、罐顶设置呼吸阀）措施可增强拱顶罐的抗风能力。 （9）、平面管道热应力计算时，弹性中心法求出的弹性力的作用点在（管系的形心、固定支座处、管系的弹性中心）。 （10）、门型补偿器可采用（预先拉伸或预先压缩、预先弯曲、预先扭转）的办法来提高其补偿能力。 三、简答题(4’×5=20’) 1、设计油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关？ 2、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为
管道及储罐强度设计考试题(2020年九月整理).doc
管道及储罐强度设计考试题 年级: 专业: 姓名: 一、填空题（20分） 1．地下敷设管道的埋设深度的确定要综合考虑、、等因素。 2．输油管道的设计温度，当加热输送时应为；当不加热输送时，应。 3．弯头或弯管是整个管道系统的一个组成部分，其所能承受的温度和压力，应，以保证管道系统安全。 4．锚杆的锚固力，与、、、，以及等因素有关。 5．内管与外管的联结构造，其联结件包括、、、和等。 6．敷管船法敷设管线可细分为、、、、五种。 二、简答题（40分） 1．管道或管道附件的开孔补强应符合哪些规定？ 2．地上敷设管道的支承形式按管道跨越形式分类有哪些？ 3．简介迄今国内外用于管道维修补强的方法。 4．简介光壳球在外载荷作用下的临界荷载计算和设计厚度的方法。 三、计算题（40分） 1．管道外径237mm，管壁厚9mm，内压10MPa，分别按精确值和薄壁近似公式计算管道的轴向应力和管道横截面的截面稀疏，并比较两种计算方法的差别。（6分） 2．一条直径0.219m、壁厚8.2mm的支管接在一条直径0.400m、壁厚10mm的主管上，支管材料的屈服极限σs= 241MPa，主管材料的屈服极限σs=317MPa。该管道的工作压力为10MPa，工作温度52℃，管道运行地区为一级地区。试设计补强圈的厚度。（12分）
3．设油罐进出油管线为φ159×4.5 钢管，钢管材料的弹性模量为197.5GPa，热胀系数为 1.22×10-51/℃，操作温度为100℃，若安装温度为0℃，当管线在1点处固定时，求管 线的热应力和对油罐的推力。（10分） 4．已知有效波的高度H0=3.05m，有效波的周期T=10s，水深d=30.5m，波的方向和管子垂 直。其余参数为管子直径D=0.305m，海床坡度=0。假定海堤围年地图，摩擦系数μ=0.5。 是根据以上条件确定管道受到的动水作用力。（12分）
储罐设计
《化工容器设计》课程设计说明书 题目： 学号： 专业： 姓名： I 目录 1 设计 (1) 1.1工艺参数的设定 (1) 1.1.1设计压力 (1) 1.1.2筒体的选材及结构 (1) 1.1.3封头的结构及选材 (2) 1.2 设计计算 (2) 1.2.1 筒体壁厚计算 (2) 1.2.2 封头壁厚计算 (3)
1.3压力实验 (4) 1.3.1水压试验 (4) 1.3.2水压试验的应力校核： (4) 1.4附件选择 (4) 1.4.1 人孔选择及人孔补强 (4) 2.4.3 进出料接管的选择 (6) 1.4.4 液面计的设计 (8) 1.4.5 安全阀的选择 (8) 1.4.6 排污管的选择 (8) 1.4.7 鞍座的选择 (8) 1.4.8鞍座选取标准 (9) 1.4.9鞍座强度校核 (10) 1.4.10容器部分的焊接 (11) 1.5 筒体和封头的校核计算 (11) 1.5.1 筒体轴向应力校核 (11) 1.5.2 筒体和封头切向应力校核 (13) 2 液氨储罐的泄漏及处理方法............................................................. 错误!未定义书签。 2.1 液氨泄漏的危害 .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 泄漏的危害 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 .1 生产运行过程中危险性分析······································错误!未定义书签。 2.2.2 设备、设施危险性分析 ············································错误!未定义书签。 2.3液氨储罐泄漏事故的应急处置措施 .............................................. 错误!未定义书签。
管道与储罐强度
中国石油大学函授生考试试卷 课程管道与储罐强度教师李岩芳2013 /2014 学年第2学期 班级13级油气储运____________ 成绩_______ 一、填空题（2’×15=30’） 1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。 2、为满足强度要求，罐壁下节点处的轴向应力σ与其材料屈服极限 σ的关系 s 为。 3我国在设计油罐时，一般根据原则来计算其直径和高度。一般说来，等壁厚油罐的公称容积不超 过米3。 4如果在壁厚为t的罐壁上开一直径为D的人孔，需用截面积为的金属来进行补强。当罐壁开孔接管的直径不超过时，可不进行补强。 5、根据原则，拱顶油罐的罐顶曲率半径约为倍罐壁筒体直径。 6、我国将抗风圈一般设计在的位置上。某地区的瞬时风速为60s m浮顶罐时，所用抗风圈的最小 m/，则在该地区建10,0003 截面系数为3 cm。一般说来，抗风圈与罐壁连接处上下各倍壁板厚度能与抗风圈同时工作。 7、设计浮顶罐时，浮船外径比油罐内径小毫米。 8、一般说来，管道的弹性截面系数W与其塑性截面系数,W的关系为，通常采用截面系数来进行管路跨度设计，使其满足强度要求。 9、直角弯管的柔性要比相同直径相同壁厚曲管的柔性。 10、Π型补偿器可采用或的办法来提高其补偿能力。 11、通常，管道的跨度可按管子的和两个条件来确定。 12、某水平铺设的管道其中间跨度计算值为10米，则其边跨的计算值为米；若将该管道铺设在30度斜坡上，则其中间跨的计算值为米。 13、柔性系数ijδ是指。
14、某平面管系按正常方法铺设于两固定约束端之间，在某一温差 t下，用弹性中心法求得约束端的作用力比值为P x/P y=5,若将温差改变为2 t，则P x/P y= 。 15、一般地，公称容积5万3m的浮顶罐，其直径约为m。 二、选择，将选择项画“√”。（20分） （1）、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的（高度直径壁厚）有关。（2）、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在（罐壁最下端罐壁最下端以上0.3m处不确定）。 （3）、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应（是P/2 是P/3 重新计算）。 （4）、罐底边缘板厚度与（油罐内径、板材强度、底圈罐壁厚度）有关。（5）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。 （6）、当拱顶罐呼吸阀中真空阀开启进气时，包边角钢内承受（拉应力、压应力）。（7）、一般埋地管线敷设在（地下水位线以上、地下水位线以下、冰冻线以上）。（8）、下列（罐壁设加强圈、罐顶设加强筋、罐顶设置呼吸阀）措施可增强拱顶罐的抗风能力。 （9）、平面管道热应力计算时，弹性中心法求出的弹性力的作用点在（管系的形心、固定支座处、管系的弹性中心）。 （10）、门型补偿器可采用（预先拉伸或预先压缩、预先弯曲、预先扭转）的办法来提高其补偿能力。 三、简答题(4’×5=20’) 1、设计油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关？ 2、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为
管道与储罐强度设计-题
《油罐及管道强度设计》综合复习资料 一、 选择，将选择项画“√”。（10分） （1）、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的（高度 直径 壁厚）有关。 （2）、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在（罐壁最下端 罐壁最下端以上0.3m 处 不确定）。 （3）、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P ，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应（ 是P/2 是P/3 重新计算）。 （4）、罐底边缘板厚度与（油罐内径、板材强度、底圈罐壁厚度）有关。 （5）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。 （6）、当拱顶罐呼吸阀中真空阀开启进气时，包边角钢内承受（拉应力、压应力）。 （7）、罐壁下节点处的00θ与M 呈（线性、非线性）关系，而罐底下节点处的0M 与0θ呈（线性、非线性）关系。 （8）、对管道热应力进行判断的经验公式如果得到满足，则管道（1、不用校核其热应力；2、也要校核其热应力；3、不一定要校核其热应力）。 （9）、对于容积超过20003m 的油罐，其直径与高度的比值随容积的增大而（基本不变、增大、减小）。 （10）、罐底中幅板厚度与（油罐内径、地基状况、底圈罐壁厚度）有关。 （11）、一般埋地管线敷设在（地下水位线以上、地下水位线以下 、冰冻线以上）。 （12）、 下列（罐壁设加强圈、罐顶设加强筋、罐顶设置呼吸阀）措施可增强拱顶罐的抗风能力。 （13）、平面管道热应力计算时，弹性中心法求出的弹性力的作用点在（管系的形心、固定支座处、管系的弹性中心）。 （14）、门型补偿器可采用（预先拉伸或预先压缩、预先弯曲、预先扭转）的办法来提高其补偿能力。 （15）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。
管道及储罐强度设计题库
管道及储罐强度设计（第二次） 改动的地方：简答题第三题，计算题第一题，计算题第十一题 名词解释 1. 工作压力 在正常操作条件下，容器可能达到的最高压力 2. 材料强度 是指载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的能力。屈服点和抗拉强度 是钢材常用的强度判据。 3. 储罐的小呼吸 罐内储液（油品）在没有收、发作业静止储存情况下，随着环境气温、 压力在一天内昼夜周期变化，罐内气相温度、储液（油品）的蒸发速度、蒸气（油气）浓度和蒸气压力也随着变化，这种排出或通过呼吸阀储液蒸气（油气）和吸入空气的过程叫做储罐的小呼吸 4. 自限性 局部屈服或小量塑性变形就可以使变形连续条件得到局部或全部的 满足，塑性变形不再继续发展并以此缓解以致完全消除产生这种应力 的原因。 5. 无力矩理论（薄膜理论） 假定壁厚与直径相比小得多，壳壁象薄膜一样，只能承受拉（压）应力弯曲内力的影响，而不能承受弯矩和弯曲应力，或者说，忽略这样计算得到的应力，称薄膜应力。 6. 壳体中面
壳体厚度中点构成的曲面，中面与壳体内外表面等距离。 7. 安全系数 考虑到材料性能、载荷条件、设计方法、加工制造和操作等方面的不确定因素而确定的质量保证系数。 8容器最小壁厚 由刚度条件确定，且不包括腐蚀裕量的最小必须厚度。 （1）对碳素钢、低合金钢制容器： D芒3800mm时,8niil>20/1000,且不小于3mm Dj> 3800mm时，瓜俪按现场运输条件确定 （2）对高合金钢制容器： 不小于2mm （3）对封头： 6min>筒体最小壁厚］ 9. 一次应力 一次应力：由于压力和其他机械荷载所引起与内力、内力矩平衡所产生的，法向或切向应力，随外力荷载的增加而增加。 10. 储罐的小呼吸损耗
课程设计--卧式储罐工艺设计
1. 卧式储罐结构简介 液氮低温储罐是广泛应用于空分系统中的产品储罐，由于其特殊的工作环境，工作温度为-196℃，致使其结构及材料的应用必须满足超低温的要求，工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。设计温度为-20℃以下的压力容器被称为低温压力容器，对于低温压力容器首先要选用合适的材料，材料在使用温度下应具有良好的韧性。致使低于-196℃时可选用奥氏体不锈钢。罐体分内罐，外罐两层，因此内罐材质选用不锈钢为0Cr18Ni9，外罐材质选用碳钢为Q235-B。内外罐中间填充绝热材料，即内筒壁与外筒壁之间用珠光砂填充绝热。本储罐结构示意图见图1.1。 图1.1卧式储罐结构示意图
表1.1 设计数据 依据表1.1设计参数得出卧式储罐结构尺寸见表1.2。 封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。本储罐选择椭圆形封头，其内胆封头与外胆封头尺寸见表1.3。 表1.3 EHA椭圆形封头内表面积、容积 储罐还有人孔、支座以及各种接管组成。接管主要设有排污管、安全阀、压力表、温度计、进料口和出料口等。 根据HG/T21517-2005回转盖带颈平焊法兰人孔，查表3-3，选用凹凸面型，其明细尺寸见表1.4。
查JB4712.1-2007《容器支座》，选取轻型，焊制为BⅠ,包角为120°，有垫板的鞍座。设计鞍座结构尺寸如下表1.5。 接管的材料为0Cr18Ni9，长度根据实际情况选择，查得接口管口参数见表1.6。 表1.6 接口管口表
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表8.2.2-2 PN10带颈对焊焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸见表1.7。 表1.7 法兰表 密封垫片选择非金属软垫片系列中的石棉橡胶板。
2021年管道与储罐强度
中国石油大学函授生考试试卷 欧阳光明（2021.03.07） 课程管道与储罐强度教师李岩芳 2013 /2014 学年第2学期班级 13级油气储运姓名____________ 成绩_______ 一、填空题（2’×15=30’） 1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。 2、为满足强度要求，罐壁下节点处的轴向应力σ与其材料屈服极限sσ的关系为。 3我国在设计油罐时，一般根据原则来计算其直径和高度。一般说来，等壁厚油罐的公称容积不超 过米3。 4如果在壁厚为t的罐壁上开一直径为D的人孔，需用截面积为的金属来进行补强。当罐壁开孔接管的直径不超过时，可不进行补强。 5、根据原则，拱顶油罐的罐顶曲率半径约为倍罐壁筒体直径。 6、我国将抗风圈一般设计在的位置上。某地区的瞬时风速为 m/，则在该地区建10,0003m浮顶罐时，所用抗风圈的最小截面60s cm。一般说来，抗风圈与罐壁连接处上下各倍壁板厚度能系数为3 与抗风圈同时工作。 7、设计浮顶罐时，浮船外径比油罐内径小毫米。 8、一般说来，管道的弹性截面系数W与其塑性截面系数,W的关系
为，通常采用截面系数来进行管路跨度设计，使其满足强度要求。 9、直角弯管的柔性要比相同直径相同壁厚曲管的柔性。 10、Π型补偿器可采用或的办法来提高其补偿能力。 11、通常，管道的跨度可按管子的和两个条件来确定。 12、某水平铺设的管道其中间跨度计算值为10米，则其边跨的计算值为米；若将该管道铺设在30度斜坡上，则其中间跨的计算值为米。 13、柔性系数ij 是指。 14、某平面管系按正常方法铺设于两固定约束端之间，在某一温差t下，用弹性中心法求得约束端的作用力比值为P x/P y=5,若将温差改变为2t，则P x/P y= 。 15、一般地，公称容积5万3m的浮顶罐，其直径约为m。 二、选择，将选择项画“√”。（20分） （1）、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的（高度直径壁厚）有关。 （2）、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在（罐壁最下端罐壁最下端以上0.3m处不确定）。 （3）、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应（是P/2 是P/3 重新计算）。（4）、罐底边缘板厚度与（油罐内径、板材强度、底圈罐壁厚度）有关。 （5）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的
2017-管道与储罐强度思考题
管道与储罐强度（思考题） 第一章引言 1、解释“强度”一词的含义。 2、怎样理解应变，正应变、剪应变的含义？ 3、试举出几个管材机械性能参数的例子。 4、管壁中的一点的应力状态？ 5、怎样进行管道的强度设计。 第二章应力与柔性 6、管道的载荷形式。 7、怎样推导薄壁管道的环向应力公式？ 8、管道的环向应力计算公式有哪两种，适用条件，常用的是那种，写出其表达式。 9、力和力矩产生的应力的公式。 10、理想锚固管道的热应力？热应力的影响因素。 11、什么是持续应力和自限性应力？它们各自的特征。 12、怎样确定热膨胀应力的允许变化范围。 13、怎样利用导向悬臂梁公式计算平面管系的应力。 14、什么是弯管的特征，弯管的内压应力分布规律如何？ 15、弯管为什么会椭圆化，椭圆化的影响。弯管的柔性系数、特征系数和应力增强系数如何？ 16、管件处的力矩怎样分解？怎样确定管件的弯曲应力以及合成应力？ 第三章线路管道 17、土壤的颗粒组成？ 18、什么是土壤的内摩擦角？ 19、怎样认识土壤对管道的阻力？ 20、为什么输气管道划分地区等级，怎样划分？ 21、为什么取设计系数，怎样选取输油、输气管道的设计系数? 22、什么是管道的规定最低屈服强度，举出几种强度级别管道钢的规定最低屈服极限，并说明其国际单位 制和英制的数值换算关系。 23、管道产生轴向应力或变形的原因是什么？什么是埋地管道的过渡段？怎样确定过渡段的长度? 24、埋地管道中的固定支墩的作用是什么？从哪几个方面进行固定支墩的设计计算？ 25、怎样计算管道对固定支墩的推力？为什么需要对管道作用在固定墩上的推力进行折减。 26、管道中弯曲应力与弯曲曲率的关系怎样？ 27、怎样计算管道下沉段的弯曲应力？ 28、分析管道中一点的应力状态，说明每个应力分量产生的原因。 29、怎样进行管道组合应力校核？ 30、埋地管道产生轴向屈曲的主要原因是什么？ 31、陆上埋地管道的稳定性验算时的安全系数一般取多少? 32、什么极限状态的定义？ 33、什么是失效概率的定义？在干涉理论中怎样计算可靠性指标？ 34、什么是分项安全系数？举例说明典型的分项安全系数设计方程。
立方空气储罐设计资料
目录 任务书 (2) 第一章空气储罐产品概要 (3) 第二章空气储罐材料的选择 (4) 第三章空气储罐的结构设计 (4) 3.1圆筒厚度的设计 (5) 3.2封头厚度的计算 (5) 3.3接管的设计 (5) 3.4支座的设计 (6) 3.4.1支座选型 (5) 3.4.2鞍座定位 (5) 第四章强度计算 (6) 5.1水压试验应力校核 (5) 5.2工作应力计算及校核 (6) 5.2.1圆筒轴向应力计算及校核 (7) 5.2.3周向应力计算及校核 (8) 第五章空气储罐的制造工艺 (10) 5.1空气储罐的制造工艺流程 (10) 5.2空气储罐的焊接工艺 (11) 5.2.1接管焊接 (11) 5.2.2纵缝和环缝焊接 (12) 5.3空气储罐的焊接检验 (13) 5.3.1无损检测 (14) 5.3.2耐压试验 (14) 第六章课程设计心得体会 (15) 参考文献 (16)
任务书 2m3空气储罐的焊接工艺设计 设计参数 序号名称指标 1 设计压力P c（MPa） 1.0 2 设计温度（℃）100 3 最高工作压力（MPa）0.95 4 最高工作温度（℃）95 5 工作介质压缩空气 6 主要受压元件的材料Q235-B 7 焊接接头系数Φ0.9 8 腐蚀裕度C2（mm） 1.2 9 厚度负偏差（C1）0.8 9 全容积（） 2.0 10 容器类别第一类 设计要求 （1）更具给定的条件来选定容积的几何尺寸，即确定筒体的内径、长度、封头类型等，然后确定有关的参数，如容器材料、需用应力、壁厚附加量、焊缝系数等。 （2）设计筒体和封头壁厚；进行强度计算；焊接接头设计；附件设计等。 （3）撰写设计说明书：能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点、设计方案的优劣以及设计数据的合理性；按照设计步骤、进程，科学地编排设计说明书的格式与内容叙述简明。