卧式容器计算
卧式容器计算
1.卧式容器的强度计算 1.1支座反力按下式计算：2
mg
F =
式中：F —每个支座的反力，N ；
m —容器质量（包括容器自身质量、充满水或充满介质的质量、所有附件质量及隔热层等质量），Kg ；
g —重力加速度，取g=9.812/s m 1.2圆筒轴向应力 1.2.1 圆筒轴向弯矩计算
圆筒轴向最大弯矩位于圆筒中间截面或鞍座平面上。
圆筒中间横截面上的轴向弯矩，按下式计算：?????
?
??????-+
-+=L A L h L h R FL M i i a 4341)(2142221
式中：1M —圆筒中间处的轴向弯矩，mm N ?； F —每个支座的反力，N ； L —封头切线间的距离，mm ； a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= i h —封头曲面深度，mm ；
A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm
鞍座平面上的轴向弯矩，按下式计算：????
?
???????+-+---=L h AL h R L A FA M i
i a 3412112
22
式中：2M —支座处圆筒的轴向弯矩，mm N ?； F —每个支座的反力，N ；
A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； L —封头切线间的距离，mm ；
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= i h —封头曲面深度，mm ； 1.2.2圆筒轴向应力计算
1.2.2.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下面两式计算： 1）最高点处：e
a e a c R M R p δδσ21
114.32-
=
式中：1σ—圆筒中间处横截面内最高点的轴向应力，MPa ； c p —计算压力，MPa ；
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ；
A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； 1M —圆筒中间处的轴向弯矩，mm N ?； 2）最低点处：e
a e a c R M R p δδσ21
214.32+
=
由上面可得： 1.2.2.2鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下面两式计算： 1）当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强（即2/a R A ≤）时，轴向应力3σ位于横截面最高点处；当圆筒未被加强时，3σ位于靠近水平中心线处：e
a e a c R K M R p δδσ2
12
314.32-=
式中：3σ—支座处圆筒横截面内最高点出的轴向应力，MPa ； c p —计算压力，MPa ；
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ；
2M —支座处圆筒的轴向弯矩，mm N ?；
1K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-1查得:1K =
1）在横截面最低点处的轴向应力4σ： e
a e a c R K M R p δδσ212
414.32+
=
由上面可得： 1.2.3圆筒轴向应力的校核 对于操作状态下应满足下条件：
1）计算得到41~σσ，取出最大拉应力（最大正值）： {}[]t σφσσσσ≤4321,,,m a x 式中：φ—焊缝接头系数，此处取φ=
[]t
σ—设计温度下壳体材料的许用应力，MPa ；
2）计算得到41~σσ，取出最大压应力（最小负值）：
}[]t
ac σσσσσ≤4321,,,min
式中：[]t
ac σ—设计温度下壳体材料的轴向许用压缩应力，取[]t
σ、B 中较小 者，MPa ； 对于操作状态下应满足下条件：
1) 充满水未加压时计算得到41~σσ，取出最大压应力（最小负值）： {}[]ac T T T T σσσσσ≤4321,,,min
式中：[]ac σ—常温下容器壳体材料的轴向许用压缩应力，取0.9)(2.0p el R R 、0B 中 较小者，MPa ；
2) 加压状态下计算得到41~σσ，取出最大拉应力（最大正值）： {})(9.0,,,m a x 2.04321P el T T T T R R φσσσσ≤ 式中：φ—焊缝接头系数，此处取φ=
)(2.0p el R R —圆筒材料在试验温度下的屈服强度或0.2%规定非比例延伸强 度，MPa ； 1.3切向剪应力
1.3.1圆筒切向剪应力计算
在圆筒支座处横截面上的剪应力，按下面两式计算。 1）圆筒未被封头加强（即2/a R A >）时：
圆筒在鞍座平面上由加强圈[]）如图7b -7，其最大剪应力τ位于截面的水平中心线
处A 、B 点[]）见图4a -7；在鞍座平面上无加强圈或靠近鞍座处有加强圈
[]）见图7c -7，其最大剪应力τ位于靠近鞍座边角处C 、D 点[]）见图4b -7。
?
?
????
?
?+-=
i e a h L A L R F K 3423δτ 式中：τ—圆筒切向剪应力，MPa ；
3K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-2查得:3K = F —每个支座的反力，N ；
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ； L —封头切线间的距离，mm ；
A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； i h —封头曲面深度，mm ；
2）圆筒被封头加强（即2/a R A ≤）时，其最大剪应力τ位于圆筒上靠近鞍座边角处C 、D 点[]）见图4b -7。 e
a R F
K δτ3=
由上面得： 1.3.2封头切向剪应力计算
圆筒被封头加强（即2/a R A ≤）时，封头的最大剪应力h τ按下式计算： he
a h R F
K δτ4=
式中：h τ—封头切向剪应力，MPa ；
44 F —每个支座的反力，N ；
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+=，mm ； he δ—封头有效厚度，mm ； 1.3.3切向剪应力的校核
圆筒的切向剪应力不应超过设计温度下材料许用应力的0.8倍，即[]t
στ8.0≤。
封头的切向剪应力，应满足下式的要求：[]n t h σστ-≤25.1 上式中：[]t
σ—设计温度下壳体材料的许用应力，MPa ；
h σ—由内压在封头中引起的应力（封头受外压，可不计算 h σ）。椭圆形封头按下式计算：he
i
c h D Kp δσ2=
上式中：K —椭圆形封头形状系数，K=??
?
??????? ??+i i h D 2261 c p —计算压力，MPa ； i D —筒体内直径，mm ； he δ—封头有效厚度，mm ； i h —封头曲面深度，mm ； 1.4圆筒圆周应力 1.4.1无加强圈圆筒
1.4.1.1无垫板或垫板不起加强作用时，其周向应力[]）见图a 77-，按下式计算：
1）在横截面的最低点处：2
55b F
kK e δσ-=
式中：5σ—支座处圆筒横截面最低点的周向应力，MPa ；
k —系数。当容器不焊在支座上时，取k=1；当容器焊在支座上时，取K=0.1；
55 F —每个支座的反力，N ；
e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 2）在鞍座边角处： 当8/≥a R L 时：2626234e
e F
K b F δδσ--= 当8/≤a R L 时：2
626124e
a
e L FR K b F δδσ--
= 式中：6σ—无加强圈时鞍座边缘处的圆筒周向应力，MPa ； F —每个支座的反力，N ；
e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 6K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:6K = a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+=，mm ； L —封头切线间距离，mm ；
1.4.1.2垫板起加强作用时，其周向应力[]）见图a 77-，按下面两式计算。
1）在横截面的最低点处：2
55)(b F
kK re e δδσ+-=
式中：5σ—支座处圆筒横截面最低点的周向应力，MPa ；
k —系数。当容器不焊在支座上时，取k=1；当容器焊在支座上时，取K=0.1；
5K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:5K = F —每个支座的反力，N ；
e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
re δ—鞍座垫板有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 2）在鞍座边角上： 当8/≥a R L 时：)(23)(422626re e re e F
K b F δδδδσ+-+-=
当8/≤a R L 时：)
(12)(422626re e a
re e L FR K b F δδδδσ+-+-
=
式中：6σ—无加强圈时鞍座边缘处的圆筒周向应力，MPa ； F —每个支座的反力，N ； e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
re δ—鞍座垫板有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 6K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:6K = a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+=，mm ； L —封头切线间距离，mm ；
3）鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力[]
）见图a 77-，按下面两式计算： 当8/≥a R L 时：262'
6234e
e F
K b F δδσ--
= 当8/≤a R L 时：2
62'
6124e
a
e L FR K b F δδσ--
= 式中：'
6σ—无加强圈时鞍垫板边缘处的圆筒周向应力，MPa ；
F —每个支座的反力，N ；
e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 6K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:6K =
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+=，mm ； L —封头切线间距离，mm ； 1.4.2有加强圈的圆筒
1.4.
2.1当加强圈位于鞍座平面[]
87b 77--）、图见图，在鞍座边角处的圆筒的周向应力按下式计算：0
74087I e
FR K C A F K a +-
=σ 式中：7σ—加强圈与圆筒组合截面上圆筒内表面或外表面的最大周向应力， MPa ；
8K —系数。由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:8K = F —每个支座的反力，N ；
0A —一个支座的所有加强圈与圆筒起加强作用有效段的组合截面积之 和，2
mm ；
4C —系数。由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:4C = 7K —系数。由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:7K = a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+=，mm ；
e —对内加强圈，为加强圈与圆筒组合截面形心距圆筒外表面
之距离，mm ； 对外加强圈，为加强圈与圆筒组合截面形心距圆筒内 表面之距离，mm ；系数8754K K C 、、、C 值由表7-4查取。 1.4.2.2当加强圈靠近鞍座平面时[]
97c 77--）、图见图，在横截面最低点的 周向应力5σ：
1）对无垫板或垫板不起加强作用的，按式2
55b F
kK e δσ-=计算。
式中：5σ—支座处圆筒横截面最低点的周向应力，MPa ；
k —系数。当容器不焊在支座上时，取k=1；当容器焊在支座上时，取 k=0.1；
5K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:5K = F —每个支座的反力，N ；
e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 2）对垫板起加强作用的，按式2
55)(b F
kK re e δδσ+-
=计算。
式中：5σ—支座处圆筒横截面最低点的周向应力，MPa ；
k —系数。当容器不焊在支座上时，取k=1；当容器焊在支座上时，取 k=0.1；
5K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:5K = F —每个支座的反力，N ； e δ—圆筒的有效厚度，mm ；
re δ—鞍座垫板有效厚度，mm ；
2b —圆筒的有效宽度，取n a R b b δ56.12+= ，mm ； 1.4.3周向应力校核 周向应力应满足下列条件： []t
σσ≤5
[]t
σσ25.16≤
[]t
σσ25.1'6≤
[]t
σσ25.17≤
[]t
r σσ25.18≤
2.鞍座设计
2.1腹板水平分力及强度校核
支座腹板的水平分力s F 按下式计算：F K F S 9=
式中：9K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-3查得:9K =
F —每个支座的反力，N ；
鞍座腹板有效截面内的水平方向平均拉应力按下面两式计算。
当无垫板或垫板不起加强作用时：0
9b H F s s
=σ
式中：9σ—鞍座腹板水品方向上的平均拉应力，MPa ；
当垫板起加强作用是：re
r s s
b b H F δσ+=09
式中：9σ—鞍座腹板水品方向上的平均拉应力，MPa ； s F —支座腹板的水平分力，N ；
s H —计算高度，取鞍座垫板地面至底板地面距离和3/a R 两者中的较小 值，mm ；
0b —鞍座腹板厚度，mm ；
r b —鞍座垫板有效宽度，取r b =2b ，mm ；
re δ—鞍座垫板有效厚度，mm ；
应力应按下式校核：[]sa σσ3
2
9≤
，许用应力[]sa σ按5.4选取。 2.2鞍座压缩应力及强度校核
2.2.1当地震载荷引起的水平地震力小于或等于鞍座底板与基础间静摩擦力（mgl F Ev ≤）时，在轴向弯矩及垂直载荷作用下，支座腹板与筋板组合截面内产生的压应力按下式计算：
)
2(2A L A H F Z H F A F sa v
Ev r Ev sa sa ----
=σ 2.2.2当地震载荷引起的水平地震力大于底板与基础的静摩擦力（mgl F Ev >）时，支座腹板与筋板组合截面内产生的压应力按下式计算：
)
2()(A L A H F Z H Ff F A F sa v
Ev r s Ev sa sa -----
=σ 式中：sa σ—由水平地震力引起的支座腹板与筋板组合截面的压应力，MPa ； F —每个支座的反力，N ；
sa A —腹板与筋板（小端）组合截面积，2
mm ； s f —鞍座底板对钢基础垫板的动摩擦系数，15.0=s f 。 H —圆筒最低表面至基础表面的距离，即鞍座高度，mm ； r Z —腹板与筋板（小端）组合截面的抗弯截面系数，3
mm ；
Ev F —考虑地震影响时，卧式容器产生的水平地震力，mg F Ev 1α=，N ； v H —圆筒中心至基础表面的距离，mm ； L —封头切线间距离，mm ；
A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ；
1α—水平地震影响系数，按表7-6选取；
2.2.3由温度变化引起圆筒体伸缩时产生的制作腹板与筋板组合截面的压应力，
按下式计算：r
sa t
sa Z FfH
A F --
=σ 式中：t
sa σ—由温度变化引起圆筒体伸缩时产生的支座腹板与筋板组合截面的压
应力，MPa ；
F —每个支座的反力，N ；
sa A —腹板与筋板（小端）组合截面积，2
mm ； f —鞍座底板与基础间静摩擦系数。
钢底板对刚基础垫板f =0.3；钢底板对水泥基础垫板的动摩擦系数f =0.4。 H —圆筒最低表面至基础表面的距离，即鞍座高度，mm ； r Z —腹板与筋板（小端）组合截面的抗弯截面系数，3
mm ； 2.2.4应按下式进行应力校核：
[]sa sa K σσ0≤
[]sa t sa σσ≤
2.3地震引起的地脚螺栓应力
2.3.1倾覆力矩按下式进行计算：v Ev Ev H F M =-0
式中：Ev F —考虑地震影响时，卧式容器产生的水平地震力，mg F Ev 1α=，N ； v H —圆筒中心至基础表面的距离，mm ； 2.3.2由倾覆力矩引起的地脚螺栓拉应力
1）地脚螺栓拉应力按下式进行计算：bt
Ev
bt nlA M 0
0-=σ
式中：n —承受倾覆力矩的地脚螺栓个数，个。 l —筒体轴线两侧的螺栓间距，mm ； bt A —每个地脚螺栓的横截面面积，2
mm ； 2）应力校核应满足：[]bt bt K σσ0≤ 2.3.3由地震力引起的地脚螺栓剪应力 1）地脚螺栓剪应力按下式进行计算：bt
Ev
bt A n F '=
τ 式中：'
n —承受剪应力的地脚螺栓个数，个。 bt A —每个地脚螺栓的横截面面积，2
mm ； 2）应力的校核应满足：[]bt bt στ8.0≤
椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算
2==i i h R c a 椭圆形封头卧式容器不同液面高度的容积计算 新疆工学院 孟永彪 在设计卧式容器时，常常要计算不同液面高度所对应的容积，有时还需列出容积—液位高度对照表或图。例如，在盛装有毒有害介质的卧式储罐设计中，要根据体积充装系数确定最高液面高度并加以标识。在一般资料中仅能查到容器的全容积计算公式，而要计算不同液面高度下的容积则需设计者自行推导公式计算。本文以标准椭圆形封头卧式容器为例介绍不同液面高度下的容积计算方法，并以液化石油气储罐为例编制了QUICK BASIC 程序，此法仅供大家参考。 1 卧式容器的组成 卧式容器是由筒体和两封头组焊而成（如图1），常用的封头为标准椭圆封头。 2 卧式容器 2.1 计算简图及说明 计算简图如图2。 L ———筒体长度（两封头切线间的距离，含直边段长度） D i ———封头及筒体内直径 h i ———封头曲面深度 2.2 不同液面高度下封头的容积计算 如图2，可假想将卧式容器两端的曲面部分合并，则形成一个完整的椭球面。 其中，a=b=R i
122 222=++c z a y x )(21222y x a z +-=dx y x a dy h a y a )(2222022+-=??--)323(23 331a h h a V +-=πa h arccos =θ 因此，椭球面的方程为： 推导出： 当容器内的液面高度为h 时（如图3所示）。 封头的容积公式推导： 对其积分得 从上式可看出，h 变化，V 1也随之变化。 2.3 不同液面高度筒体的容积计算 在计算筒体的容积时，忽略尺寸公差及制造误差等因素，可将其断面方程为 x 2+y 2=a 2的一圆柱体进行计算，那么如图3所示液面高度的筒体容积为： 令：y=acos θ dy=-asin θd θ 当 y=-a 时，θ=π；当y=h 时，代入公式积分得： dxdy y x a V s )(2122221+-=?? dx y x a dy h a y a y a )(2 122222 222+-=??----dy y a L V h a ?--=2222dy y a L h a ?--=222
卧式容器设计
目录 第一章绪论 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计思想 (2) 1.3设计特点 (2) 第二章储罐简介 (3) 2.1储罐的用途 (3) 2.2储罐的分类 (3) 第三章材料及结构的选择与论证 (4) 3.1材料选择 (4) 3.2结构选择与论证 (4) 3.2.1.封头的选择 (4) 3.2.2.法兰的选择 (4) 3.3.液面计的选择 (5) 3.4.鞍座的选择 (5) 第四章结构设计 (6) 4.1壁厚的确定 (6) 4.2 封头厚度设计 (7) 4.2.1 计算封头厚度 (7) 4.3储罐零部件的选取 (8) 4.3.1储罐支座 (8) 4.3.2人孔的选择 (10) 4.3.3接管和法兰的选择 (13) 第五章强度校核 (14) 5.1筒体强度校核 (14) 5.2封头强度校核 (14) 5.3鞍座受载分析和强度校核 (15) 5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15) 5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16) 5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17) 5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18) 5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19) 5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20) 5.4容器开孔补强 (20) 5.4.1补强设计方法判别 (21) 5.4.2有效补强范围 (21) 5.4.3有效补强面积 (22) 5.4.4补强面积 (22) 参考文献 (23)
第一章绪论 1.1设计任务 针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。 1.2设计思想 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。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。 1.3设计特点 容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 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，合理地进行设计
压力容器设计方法分析对比.docx
压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类：一类是常规设计标准，以GB150-2011《压力容器》标准为代表；另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论，认为结构中主要破坏应力为拉应力，限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值，当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力，对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算，如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论，认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则，对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如：总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等；同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa，及真空度高于。对于设计温度，GB150-2011规定为-269℃-900℃，是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa，及真空度高于。对于设计温度，JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011，采用统一的许用应力，如容器筒体，是采用“中径公式”进行应力校核，最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类，根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下： 一次应力
压力容器的设计步骤..
储气罐——压力容器的设计步骤 1.确定压力容器设备的各项参数：压力，介质，温度 最高工作压力为1.5MPa，工作温度为常温20℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3 确定压力容器的类型 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章中有详细的规定，主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分。 储气罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，应为第Ⅰ类容器。 2.确定设计参数 （1）确定设计压力 容器的最高工作压力为1.5MPa，设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。取1.05还是取1.10，取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。 介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则上限1.10。 介质为压缩空气，管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4 （2）确定设计温度 一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得。 如在室外在工作，无保温，容器工作温度为30℃，冬季环境温度最低可到－20℃，则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为－20℃。《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考。 假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。 （3）确定几何容积 按结构设计完成后的实际容积填写。 （4）确定腐蚀裕量 根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。 先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。 《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定，受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。 介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。
压力容器卧式储罐设计
目录摘要I Abstract II 第一章绪论1 液化石油气贮罐的分类1 液化石油气特点1 卧式液化石油气贮罐设计的特点1 第二章设计参数的选择1 设计题目1 设计数据1 设计压力、温度2 主要元件材料的选择2 第三章设备的结构设计3 圆筒、封头厚度的设计3 筒体和封头的结构设计4 鞍座选型和结构设计4 接管，法兰，垫片和螺栓的选择6 人孔的选择8 安全阀的设计8 第四章设计强度的校核11 水压试验应力校核11 筒体轴向弯矩计算11 筒体轴向应力计算及校核12 筒体和封头中的切向剪应力计算与校核12 封头中附加拉伸应力13 筒体的周向应力计算与校核13 鞍座应力计算与校核13 第五章开孔补强设计15 补强设计方法判别15 有效补强范围16 有效补强面积16 .补强面积16 第六章储罐的焊接设计17 焊接的基本要求17 焊接的工艺设计18 设计小结20 致谢20 参考文献21
摘要 本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。液化石油气是一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。丙烷加丁烷百分比的综合超过60%，低于这个比例就不能称为液化石油气。 液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压力容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业具有重要的现实意义。 本次设计的主要标准有：《固定式压力容器》、《压力容器安全技术监察规程》、JB4731-2005《钢制卧式容器》。各零部件标准主要有：JB/T 4736-2002《补强圈》、HG 20592-20614《钢制管法兰、垫片、紧固件》、JB/T 《鞍式支座》、HG205《钢制人孔和手孔》等。 本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算人孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接管的总质量选择支座，最后进行安全阀的选型和校核。 关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计
卧式压力容器课程设计样本
安徽理工大学课程设计（论文）任务书 机械院（部）过控教研室 6月
目录 一．筹划任务书--------------------------------------------------------------1二．目录-----------------------------------------------------------------------2三．概述-----------------------------------------------------------------------4 3.1容器分类---------------------------------------------4 3.2压力容器构造特点-------------------------------------5 3.3压力容器筒体构造型式---------------------------------5 四．总体构造设计-----------------------------------------------------------9 4.1设计技术参数-------------------------------------------9 4.2容器材料选取-----------------------------------------9 4.3筒体壁厚设计------------------------------------------10 4.4封头厚度设计------------------------------------------10 4.5鞍座构造设计------------------------------------------11 4.5.1容器总质量与支座反力计算---------------------------11 4.5.2鞍座选型-----------------------------------------12 4.5.3拟定鞍座安装位置-----------------------------------13 五．应力校核--------------------------------------------------------------13 5.1筒体轴向应力验算------------------------------------13 5.1.1轴向弯矩-------------------------------------------13 5.1.2轴向应力-------------------------------------------14 5.1.3轴向应力校核---------------------------------------15 5.2鞍座处切向剪应力------------------------------------15
卧式容器
JB/T4731-2005 <<钢制卧式容器>> 1.适用范围 JB/T 4731—2005《钢制卧式容器》相对于原来GB l50—1989第8章作了部分修订，如：取消圈座支承，增加鞍座轴向弯曲强度校核及附录A《有附加载荷作用时卧式容器的强度汁算》等。 JB/T 4731适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称的鞍式支座支承的常压及受压卧式容器，它不适用于： ——直接火焰加热及受核辐射作用的卧式容器； ——经常搬运的卧式容器； ——带夹套的卧式容器； 一一作疲劳分析的卧式容器：
卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性， 卧式容器设计还包括支座位置的确定及支座本身的设计。 2.术语和定义 .操作压力 .设计压力 .计算压力 .试验压力 设计温度 工作温度 试验温度 计算厚度 设计厚度
名义厚度 有效厚度 3设计的一般规定 3.1 设计压力的确定： （a）设计压力值应不低于操作压力； （b）装有超压泄放装置时，设计压力按GB150附录B确定设计压力； (c)液化气体，液化石油气的卧式容器，按《容规》规定确定设计压力； (d)真空容器的设计压力按承受外压考虑，当装用安全控制装置时，设计压力取1.25倍的最大内外压差或0.1Mpa两者的较低值；当无安全控制装置时，设计压力取0.1Mpa。 3．2设计温度的确定： (a)设计温度不低于元件金属在工作时可能达到的最高温度。对于0度以下的金属温度,设计温度不应高于元件金属在工作时可能达到的最低温度。铭牌上应标志设
外压容器的设计计算
外压容器的设计计算 哈尔滨市化工学校 徐 毅 李喜华 在外压容器设计时,筒体的壁厚计算按文献 〔1〕和〔3〕应采用图算法。图算法要先假设筒体 的壁厚,通过查图表后计算使P≤〔P〕且较接 近,则所设壁厚可用;否则应重新假设,直至满足 为止。为简化设计计算,本文将外压容器的解析法 与图算法结合,使外压容器的壁厚的假设一次完 成。 1 壁厚的计算 按文献〔2〕外压容器壁厚的计算公式 S≥D0( m pL 2.6ED0 )0.4+C(1) 式中S———外压容器筒体的壁厚,mm;D0———外压容器的外径,mm;L———外压容器的计算长度, mm;C———壁厚附加量, mm;m———稳定系数, m=3;P———设计压力, MPa;E———材料在设计温度时的弹性模量, MPa; 设壁厚为S,计算步骤如下: 1.计算壁厚S0=S-C,算出所要设计筒体的L/D0和D0/S0值; 2.按文献〔2〕在图6-10(文献〔2〕)的左侧纵坐标上找到L/D0值,由此点引水平线向右与相应D0/S0线相交。若L/D0>50,则按L/D0=50查图,由交点沿铅垂方向向下求得横坐标系数A(即ε); 3.根据筒体材料选用相应的材料温度线。文献〔2〕中的图6-12、6-13、6-14,在图的下方横坐标找到由2求得的系数A,若A在材料温度线的右方,则由此点沿铅垂上移,与材料温度线相交,再将此点沿水平方向向右求得纵坐标系数B; 4.按系数B用式〔P〕=BS0/D0〔2〕求得许用外压〔P〕; 5.比较设计外压P与许用外压〔P〕,若P≤〔P〕,则所假设的壁厚可用。 6.根据钢板规格,最后确定所用钢板厚度。2 计算实例 设计氨合成塔的内筒,已知筒体外径D0= 410mm,计算长度L=4m,材料为oCr18Ni19Ti,弹性模量E=1.58×105MPa,壁温为480℃,壁厚附加量C=0.8m m,所受外压P=0.5MPa,试确定其壁厚。 由(1)式得: S≥D0(m pL 2.6ED0 )0.4+C=410 ( 3×0.5×4×103 2.6×1.58×105×410 )0.4+0.8=7.6mm 假设壁厚S=7.6mm,计算S0=S-C=7.6-0.8 =6.8mm,L/D0=4/0.41=9.75D0/S0=410/6.8 =60.28 按文献〔2〕在图6-10查得A=0.00032 按文献〔2〕在图6-14查得B=34MPa 按文献〔2〕式〔P〕=BS0/D0=34×6.8/410 =0.57MPa 比较P<〔P〕,即0.5MPa<0.57MPa,即假设壁厚可用。 按文献〔4〕,最后确定所用钢板厚度为8mm。3 结语 筒体的壁厚计算是外压容器设计中重要的内容,但按文献〔1〕和〔3〕进行设计计算时,一般至少要试算3～5次,若运用本文的方法可使筒体的壁厚计算一次成功。 参考文献 1 钢制石油化工压力容器设计规定,全国压力容器标准化技术委员会, 1993 2 余国琼.化工容器的设备.化学工业出版社, 1980 3 全国压力容器标准化技术委员会.G B150-89钢制压力容器.学苑出版社, 1989 4 《化工设备设计手册》.上海人民出版社, 1993 (编辑 毛丽青) ? 7 1 ? 《机械工程师》 1997. 2
卧式容器鞍座布置几个问题讨论
- 29 - 第9期 卧式容器鞍座布置几个问题讨论 张志辉 （湖北省缘达化工工程有限公司， 湖北 武汉 430073） [摘 要] 鞍座是卧式容器最常用的支撑部件，其设计选型过程涉及力学、材料、焊接等多个方面。只有正确地进行结构设计和安装，才能保证卧式容器的安全运行。但是，对鞍座设计、安装还存在一些理解上的误区，这将直接影响设备的安全性，因此有必要引起足够重视。 [关键词] 卧式容器；鞍座；正确设计；常见问题 作者简介：张志辉（1984—），男，河北邢台人，2010年毕业于 武汉工程大学化工机械专业，硕士，工程师，注册动力工程师。现在湖北省缘达化工工程有限公司从事压力容器设计工作。 1 鞍座布置间距 卧式容器鞍座的位置直接与鞍座处的弯矩、剪力、周向应力等相关联，一般对于薄壁的卧式容器，应尽量使支座中心到封头切线的距离A 小于或等于0.5Rm （Rm 为圆筒的平均半径），以使封头对圆筒起到加强作用，在鞍座承受M2弯矩时，抗弯截面为整个圆截面。但是，对L/D 较大的长卧式容器，取A≤0.5Rm 时，可能使容器中间截面处弯矩M1偏大，这时应调整A ，使A 值接近0.2L ，当A=0.207L 时，M1与M2, 大致相等。 图1 鞍式支座支撑容器 2 固定式、滑动式鞍座布置 NB/T47065.1-2018《容器支座 第1部分：鞍式支座》把鞍座分为固定式（代号F ）和滑动式（代号S ）两种，这是因为设备随着温度的变化会产生热胀冷缩，如果不让设备有自由伸缩的可能性，则在容器壁中会产生热应力，钢制容器每1℃的温差将产生约2.5MPa 的应力。因此，在设计设备支座时总有一个是固定的，其余做成滑动的。 对于双鞍座支撑容器，一般把接管多或接 管公称直径较大的一端选为固定鞍座，另一端当成滑动端，当卧式容器上面带塔或其他重型设备时，应该把远离这些附件垂直中心线的一端作为滑动端。 若卧式容器是换热器或其他形式非常温设备，在确定设备哪一端作为固定端或滑动端时，应考虑与设备和管道连接时所受到的附加载荷，同时，设备热膨胀会使管道受力或产生位移，此时，应把设备条件提交给管道应力专业，与管道应力专业共同协商，计算确定固定端或滑动端。对于三鞍座支撑式容器，一般中间鞍座宜作为固定鞍座，两侧的鞍座作为滑动鞍座。需要注意的是，在安装滑动鞍座时，每个地脚螺栓都有两个螺母，第一个螺母拧紧后，倒退一圈，然后再用第二个螺母锁紧，使鞍座能在基础面上自由滑动。滑动鞍座底板下面必须安装基础垫板，基础底板必须保持平整光滑，这样才能保证在温度变化时自由伸缩。3 轻型、重型鞍座选用 NB/T47065.1-2018《容器支座 第1部分：鞍式支座》标准中鞍式支座分为轻型鞍座和重型鞍座，轻型支座可以满足一般小型设备的使用要求，重型支座可满足换热器、介质较重或长径比较大的设备使用要求，考虑到设备上通常会有管道、操作平台等一些附加载荷，实际选用时，一般会选择重型支座。4 鞍座包角
设备设计课程设计(卧式内压容器)
目录 第1章设计数据及设备简图------------------------------------------- 1第2章设计计算------------------------------------------------------ 3 2.1圆筒厚度的设计------------------------------------------------ 3 2.2封头厚度的计算------------------------------------------------ 4 第3章应力校核------------------------------------------------------ 5 3.1 计算容器的重量载荷与支座反力 --------------------------------- 5 3.2 计算筒体的轴向应力 ------------------------------------------- 5 3.3 鞍座切应力校核 ----------------------------------------------- 7 3.4 鞍座筒体的周向应力校核 --------------------------------------- 7 3.5 鞍座腹板应力校核 --------------------------------------------- 8 第4章设计结果汇总------------------------------------------------- 10参考文献------------------------------------------------------------ 12
卧式储罐设计
摘要关键词：
第一章绪论 1.1 设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并便携设计说明书。 1.2设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。 1.3 设计特点： 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，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。
第二章材料及结构的选择与论证 2.1材料选择 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、 16MnR.这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 2.2结构选择与论证 2.2.1 封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓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。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 2.2.2容器支座的选择 容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载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交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。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。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。圈座一般对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式支座作为储罐的支座。
卧式储罐不同液位下的容积计算
椭圆形封头卧式储罐图 参数： l：椭圆封头曲面高度（m）； l ：椭圆封头直边长度（m）； i L：卧罐圆柱体部分长度（m）； r：卧式储罐半径（d/2，m）； d：卧式储罐内径，（m） h：储液液位高度（m）； V：卧式储罐总体积（m3）； ρ：储液密度（kg/m3） V ：对应h高度卧罐内储液体积（m3）； h m ：对应h高度卧罐内储液重量（kg）； h 椭圆形封头卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成，去掉直段筒体，两侧封头可组成椭圆球体。简化模型图如下。
以储罐底部为起点的液高 卧式储罐内储液总体积计算公式： ()()()? ???????? ? ?++??? ??+=2----arcsin 3212 222πr h r r r h r r h Lr L r V h 若密度为ρ，则卧式储罐内储液总重量为： h h V m ρ= 表1 卧式储罐不同液位下容积（重量）
该计算公式推导过程如下 卧式储罐不同液位 下的容积简化计算公 椭圆形封头卧式储罐由直段筒体及两侧封头组焊而成，去掉直段筒体，两侧封头可组成椭圆球体。
以储罐中心为起点的液高 （1）椭圆球体部分 该椭圆球体符合椭圆球体公式： 2222221x y z a b c ++= 其中a=b=r ，则有222 221x y z a c ++= 垂直于y 轴分成无限小微元，任一微元面积为： 22()yi c S a y a π= - 当液面高度为h 时，椭圆球体内液氨容积为 V1=h yi a S dy -? 2 2 ()h a c a y dy a π-=-?33 2 2()33c h a a h a π=-+ （2）直段筒体部分： 筒体的纵断面方程为222x y a += 任一微元的面积为yj S = 则筒体部分容积为： 2h yj a V S -=?h a L -=?2 (arcsin )2 h La a π =+
圆筒容器设计计算的问题
圆筒容器设计计算的问题 摘要本文就近期所学内容，对长圆筒容器的设计和计算进行了进一步的归纳与总结，利用图解法和解析法对圆筒容器进行计算。 关键词长圆筒容器图解法解析法 1 引言 随着社会的发展，时代的进步，现代化工工业也发生了巨大的变化，大型设备新工艺的使用使其生产效率增加和能耗减少。然而层出不穷的化工企业事故也是人们日益关注。其中部分事故是由设计方面存在缺陷而引发的，而我们这里就浅谈长圆筒容器设计计算。 2 圆筒容器的计算 2.1参数设置 A——系数； B——系数； P——临界压力，MPa； cr E——弹性模量，MPa； D——圆筒或换热管外径； L——计算筒体长度，mm； m——安全系数，取3.0；
e δ——圆筒名义厚度 μ——材料泊松比，取0.3； 2.2失稳现】【象1 在外压作用下，突然发生的筒体失去原型，即突然失去原来形状稳定性的现象称为弹性失稳。保证壳体的稳定性是外压容器能够正常操作的必要条件。 外压圆筒侧向失稳后形状 2.3解析法公式推】【导2 对于钢制容器长圆筒μ取0.3则有 30e cr )/D 2.2E(P δ= ① 给①式带入安全系数m=3则可以得 []30 e cr )D 0.733E(m P P δ== ② 则[P]就为材料的临界周向压力。 对于钢制容器短圆筒有 )()(2.590 5 .20e cr D L D E P δ= ③ 2.4图解法公式推导 [P]=cr P /m ④ cr P =m[P] ⑤
E 2D ][m E 2D P E e 0e 0cr cr δδσεp === ⑥ 我们可以令B E m =ε2 则可得0e D B =[P]δ ⑦ 2.5举例计算 一台分馏塔内径i D =2000mm ，长6000mm 封头深h=500mm ，塔在400℃工作， 材料R M n 16钢板板，问厚度为14mm 能否满足。 计算塔的计算长度L ： )(63405003 126000312'mm h L L ≈??+=?+= 我们可以查表得到该材质钢板厚度负偏差1C =0.8mm ，腐蚀裕量2C =1mm ；则名义厚度e δ=12.2mm 。 I.解析法 判断长短圆筒：L D D L >?==12.28022e 00 cr 802217.11.17δ 故此为短圆筒。
2018 RQ-1压力容器设计习题
2018 RQ-1压力容器设计习题 一、单选题【本题型共63道题】 1.对于锥壳的大端，可以采用无折边结构，锥壳半顶角（）。 ?A．α≤30°? ?B．α≤45°? ?C．α≤60°? ?D．α≤75° 正确答案：[A] 用户答案：[A] ??得分：1.30 2.根据《压力容器封头》（GB/T25198-2010）和《压力容器》GB150.4-2011的规定，（）封头的拼接焊接接头不需要进行表面检测。 ?A．要求局部射线或超声检测的容器中先拼板后成形凸形封头上所有拼接接头? ?B．Q345R材料制，旋压（冷成形）封头拼接的焊接接头? ?C．复合钢板制封头的复合层焊接接头? ?D．标准抗拉强度下限值大于540MPA.钢板制封头缺陷的修磨处 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 3.等直径、等壁厚塔式容器的自振周期是将其简化成（）。 ?A．单自由度体系? ?B．双自由度体系? ?C．多自由度体系? ?D．弹性连续体 正确答案：[D] 用户答案：[D] ??得分：1.30 4.在下列管壳式换热器元件中，应考虑腐蚀裕量的元件为（）。 ?A．换热管?
?B．管板? ?C．折流板? ?D．支持板 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 5. 根据GB12337-2014《钢制球形储罐》的规定，铁磁性材料球罐内侧表面检测时，宜采用（）。 ?A．黑磁粉检测? ?B．荧光磁粉检测? ?C．渗透检测? ?D．射线检测 正确答案：[B] 用户答案：[B] ??得分：1.30 6.容器内的压力若有可能小于大气压力，该容器又不能承受此负压条件时，容器上应装设（）。 ?A．拱形防爆片? ?B．正拱形防爆片? ?C．防负压的泄放装置? ?D．非直接载荷式安全阀 正确答案：[C] 用户答案：[C] ??得分：1.30 7.Q235-B钢板制作压力容器，其设计压力P小于或等于（）Mpa；钢板的使用温度为（）；用于壳体时，钢板厚度不大于（）mm。 ? ?A.10 Mpa?????B.1.6 Mpa????? C.2.5 Mpa ? ?D.0-300℃????E.20-300℃???? F.16mm?????G.30mm ?A．Ｂ、E、F? ?B．C、E、F? ?C．Ｂ、D、F? ?D．Ｂ、E、G
卧式压力容器结构设计
卧式压力容器结构设计 概述 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的件。 3.1容器的分类 1.按压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级： (1)低压(代号L) 0.1MPa≤p<1.6MPa (2)中压(代号M) 1.6MPa≤p<10.0MPa (3)高压(代号H) 10.0MPa≤p<100.0MPa (4)超高压(代号U) p≥100.0MP a。 2.按工艺过程中的作用不同分为： （1）反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。 （2）换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。 （3）分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
（4）贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。 3.根据容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，综合地将容器分为三类。 属于下列情况之一者为一类容器: （1）非易燃或无毒介质的低压容器； （2）易燃或有毒介质的低压分离器的换热容器。 属于下列情况之一者为二类容器： （1）中压容器； （2）剧毒介质的低压容器； （3）易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器； 属于下列情形之一者为三类容器： （1）高压、超高压容器； （2）剧毒介质的中压容器 （3）易燃或有毒介质 （4）中压废热锅炉或径大于1米的低压废热锅炉。 3.2压力容器的结构特点 一般承受压的容器，除球形容器外，大多是由筒体和封头组成。筒体是圆筒形壳体，封头则有多种型式，高压容器多采用平板封头；中、低压容器的封头除平板和半球型外，还有半椭圆形封头，蝶形封头，锥形封头等。 3.3压力容器筒体的结构型式
卧式储罐设计
卧式储罐设计
摘要关键词：
第一章绪论 1.1 设计任务： 针对化工厂中常见的液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设 计，绘制总装配图，并便携设计说明书。 1.2设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。 在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参 考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求， 综合的进行设计。 1.3 设计特点： 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备 通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体， 封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，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。
第二章材料及结构的选择与论证 2.1材料选择 纯液氨腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,但由于压力较大,可以考虑20R、 16MnR.这两种钢种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。 2.2结构选择与论证 2.2.1 封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓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。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 2.2.2容器支座的选择 容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载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交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。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。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。圈座一般对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
卧式容器设计
卧式容器设计 张哲峰蒋润华 （中国石油工程建设公司新疆设计分公司、第一建设分公司） 摘要：本文通过一个具体事例，对卧式容器中内压圆筒容器的受力、计算、分析，及其双鞍式支座的受力、计算、分析，描述了内压圆筒容器的整个设计计算过程，计算过程描述比较详细，可为以后的相关设计人员提供参考。 关键词：卧式容器内压圆筒容器设计计算分析 1 主要设计参数 设计压力p= 1.298Mpa 设计温度t= 190 ℃ 壳体内径Di =3600mm 筒体长度L0 =6320mm 焊缝系数φ=0.85 腐蚀裕量C2 =2mm 物料密度ρ=908.8KG/m3 设备充装系数ψ0 = 0.9 鞍座JB/T 4712-2007 BⅠ3600-S δ4 =22 Q345R/Q345R 2 计算圆筒、封头材质及厚度 2.1 材质判断 根据常规容器的常规经验，一般情况下，容器内部H2S含量偏高的话可选用Q245R 钢板，H2S含量不高或没有的话可选用Q345R钢板，同时通过厚度计算，判断选用比较经济的钢材。 2.2 厚度计算 （1）采用Q345R板材时 由GB150补充文件“关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见”中钢板的许用应力表，利用插值法求得Q345R钢材厚度在16-36温度在190℃时的许用应力为[σ[t=172.6 Mpa。
0.4[σ]t φ = 0.4×172.6×0.85 = 58.684 Mpa P c = 1.298 Mpa< 0.4[σ]t ψ = 58.684Mpa, 按照GB150-1998中式（5-1）计算圆筒厚度： 计算厚度 1.2983600162[]217 2.60.85 1.298c i t c P D mm P δσφ??===-??- 最小厚度σmin = 2D i /1000 = 7.2 mm 由于最小厚度小于计算厚度，故设计厚度为 σd =σ+C 2 =16+2 = 18 mm 由《石油化工设备设计便查手册》中查得厚度为8-25的钢板的厚度负偏差为C 1 = 0.8，故名义厚度为： σn =σd +C 1 = 18+0.8 = 18.8 mm ，圆整至20 mm （2）采用Q245R 板材时 由GB150补充文件“关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见”中钢板的许用应力表，利用插值法求得Q245R 钢材厚度在16-36温度在190℃时的许用应力为[σ]t =125.8 Mpa 。 0.4[σ]t φ = 0.4×125.8×0.85 = 42.772 Mpa P c = 1.298Mpa < 0.4[σ]t ψ = 42.772Mpa, 按照GB150-1998中式（5-1）计算圆筒厚度： 计算厚度 1.298360021.982[]2125.80.85 1.298c i t c P D mm P δσφ??===-??- 最小厚度σmin = 2D i /1000 = 7.2 mm 由于最小厚度小于计算厚度，故设计厚度为
卧式容器计算
卧式容器计算 1.卧式容器的强度计算 1.1支座反力按下式计算：2 mg F = 式中：F —每个支座的反力，N ； m —容器质量（包括容器自身质量、充满水或充满介质的质量、所有附件质量及隔热层等质量），Kg ； g —重力加速度，取g=9.812/s m 1.2圆筒轴向应力 1.2.1 圆筒轴向弯矩计算 圆筒轴向最大弯矩位于圆筒中间截面或鞍座平面上。 圆筒中间横截面上的轴向弯矩，按下式计算：????? ? ??????-+ -+=L A L h L h R FL M i i a 4341)(2142221 式中：1M —圆筒中间处的轴向弯矩，mm N ?； F —每个支座的反力，N ； L —封头切线间的距离，mm ； a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= i h —封头曲面深度，mm ； A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm 鞍座平面上的轴向弯矩，按下式计算：???? ? ???????+-+---=L h AL h R L A FA M i i a 3412112 22 式中：2M —支座处圆筒的轴向弯矩，mm N ?； F —每个支座的反力，N ； A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； L —封头切线间的距离，mm ；
a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= i h —封头曲面深度，mm ； 1.2.2圆筒轴向应力计算 1.2.2.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下面两式计算： 1）最高点处：e a e a c R M R p δδσ21 114.32- = 式中：1σ—圆筒中间处横截面内最高点的轴向应力，MPa ； c p —计算压力，MPa ； a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ； A —鞍座底板中心线至封头切线的距离，mm ； 1M —圆筒中间处的轴向弯矩，mm N ?； 2）最低点处：e a e a c R M R p δδσ21 214.32+ = 由上面可得： 1.2.2.2鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下面两式计算： 1）当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强（即2/a R A ≤）时，轴向应力3σ位于横截面最高点处；当圆筒未被加强时，3σ位于靠近水平中心线处：e a e a c R K M R p δδσ2 12 314.32-= 式中：3σ—支座处圆筒横截面内最高点出的轴向应力，MPa ； c p —计算压力，MPa ； a R —圆筒的平均半径，2/n i a R R δ+= e δ—圆筒有效厚度，mm ； 2M —支座处圆筒的轴向弯矩，mm N ?； 1K —系数，由JB/T4731-2005钢制卧式容器表7-1查得:1K =