卧式容器强度计算-Vn=2.5m
卧式容器资料重点
一、主 要变化
1、适用范围的变化
NB/T47024
JB/T4731-2005
二、材料
三、强度计算
双鞍座卧式容器可简化为对称分布的承受均布载荷的双铰支点外伸梁。当 外伸长度等于两支点间距离为0.207L时，其支座处和两支点间的中间点的 弯矩相等，故鞍座设置时要求A不宜大于0.2L。
加强圈靠近鞍座平面内时，对内加强圈σ8位于鞍座截面靠近水平线加 强圈内环处，对外加强圈σ8位于鞍座截面靠近水平线加强圈外环处，主 要影响因素：加强圈的形状及尺寸、筒体有效厚度δe；
“加强圈位于鞍座平面内”---加强圈位于图中所示“鞍座平面”两侧各 小于或等于b2/2的范围内，b2=b+1.56(Ra.δn)1/2,
加强圈靠近鞍座平面内时，对内加强圈σ7位于鞍座截面靠近水 平线加强圈外壁处，对外加强圈σ7位于鞍座截面靠近水平线筒体 内壁处，主要影响因素：加强圈的形状及尺寸、筒体有效厚度δe； σ8---加强圈在鞍座平面内时，对内加强圈σ8位于鞍座截面加强圈 内环处，对外加强圈σ8位于鞍座截面加强圈外环处，主要影响因 素：加强圈的形状及尺寸、筒体有效厚度δe；
3.圆筒周向应力
σ5---鞍座处圆筒横截面的最低点处，影响因素： L(A) 、鞍座包 角、鞍座轴向宽度和有效厚度δe ；
σ6---垫板不起加强作用时，在鞍座边角处，影响因素： L(A) 、 鞍座包角、鞍座轴向宽度、筒体有效厚度δe ；
σ6’---垫板起加强作用时，鞍座垫板边角处，影响因素：L(A) 、 筒体有效厚度δe、鞍座包角、鞍座轴向宽度、垫板厚度；
2.圆筒切向应力τ及封头应力τh
τ---圆筒切向剪应力：当圆筒未被封头加强时,当在鞍座平面有加强圈时， 其最大剪应力位于截面的水平中心线处A、B点，当在鞍座平面上无加强 圈或靠近座截面有加强圈时，其最大剪应力位于靠近鞍座边角处C、D点， 影响因素L（或A）和筒体有效厚度δe 及鞍座包角。
大型多支座蒸压釜强度计算及计算机程序
大型多支座蒸压釜强度计算及计算机程序胡家顺 Ξ武汉化工学院 武昌 430073摘要 推导出多支座卧式压力容器支座弯矩 、支座反力的计算公式 ,给出釜体应力的校核方法以及计算机程序 ,并附有计算实例 。
关键词 多支座 卧式压力容器 强度计算 计算机程序 蒸压釜是化工 、建材行业中应用较为广泛的 一种具有多支座的卧式压力容器 。
文献 1 对其 设计 、制造等提出了各种要求 ,但无多支座的计算方法 ;文献 2 ,4 也只给出对称布置的双支座和三 支座卧式容器的设计计算方法 。
故目前对多支座 卧式容器的计算尚无相应标准可循 。
为此 ,本文 根据材料力学中处理连续梁的三弯矩方程 ,比照 文献 3 ,4 的推导过程 ,导出多支座卧式容器支座 处弯矩及反力计算公式 ,按齐克法给出应力校核 式 ,并编制了计算机程序 。
集中载荷作用点到支座 0 的距离 , m m 。
设 G 0 为 釜盖部分重量 ,M h 为水压试验时施加于釜盖液体 压力的水平力矩 ,其值为2M h = - qR 2 / 4(3)i 式中 ,R i 为釜体内半径 ,mm 。
由式 (1) 可得支座 1 的三弯矩方程M 0 + 2M 1 (l ′+ l ) + M 2l = - q (l ′3+ l 3 ) / 4(4)式中 ,M 0 为支座 0 处截面上的轴向弯矩 , 可由各 力对点 s 取矩 (见图 1c ) 求得M 0 = qR 22 i / 4 - q a / 2 - G a (5)0 1 计算公式多支座卧式蒸压釜可简化为受均布载荷的外伸梁 ,见图 1a 。
在求解支座反 力 时 , 选 取 中 间 支 座梁的截面弯矩作为多余约束力 ,设想将连续梁 的中间支座截面切开 ,装以中间铰 ( 见图 1b ) 并由 支座截面处转角的连续条件 ,对每一支座可列出 三弯矩方程5M i - 1l j + 2M j (l i + l i + 1 ) + M i + 1l j + 1 = - q (l 3 + l 3) / 4 (1)i j + 1 图 1 多支座连续外伸梁受力图将式 (5) 代入式 (4) 并经整理得从而解出全部未知的支座截面弯矩 。
卧式容器(JB4731-2005)
式常压容器；强度计算中增加周向应力考虑鞍座垫板增强作用；鞍座
设计考虑地震载荷；制造技术条件；附录A有集中载荷时强度计算。
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
二 内容说明（下面按标准中章节顺序号） 1。范围 本标准适用于设计压力不大于35MPa 是指 ---。-------------------------。-------------------------。--------------------------。--------------------
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
2）地震及地震影响系数 考虑地震主要是为校核鞍座的强度。（请参见JB/T4731 P44 2节）
1）σ9 增加垫板起加强作用，此时由垫板承受部分Fs力（使鞍座腹板分开的）， 即分母改为 Hsbo+brδre
这里有几点说明：
-地震力不考虑垂直地震力，取水平地震力； -地震力对鞍座的作用，其作用力取筒体轴线方向，因鞍座该方向抗弯性差； -卧式容器按放位置一般不高，风载相对地震较小，计算中没考虑，但对于按放
σ8 是当有外加强圈时加强圈外表面处的应力，
当有内加强圈时加强圈内表面处的应力。 见 JB4735 图7—7
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
卧式容器的合理设计
一般的调节步骤：使A≤0.5Ra→增设鞍座垫板-→增加鞍座包角→增设加强圈。 1）A≤0.5Ra时封头对筒体有加强作用。 -M2抗弯断面为整圆。
对筒体的周向压缩力见图22.5.4-1a在边角处仍需考虑，即为F/4而产生的压缩应
力。第二项为周向弯矩产生的。当垫板起加强作用时，要考虑垫板的加强作用。 关于L/Ra>8时，抗弯有效断面长L=4Ra，W=2/3Raδe L/Ra<8时，抗弯有效断面长L=L/2 , W=Lδe/12
卧式容器及球罐体积标定计算
卧式容器及球罐体积标定计算摘要:介绍了利用VB6编程软件,快速准确地计算出具有任意椭圆形封头的卧式容器及球罐不同标高液位所对应体积的方法,该方法不受容器规格限制。
关键词:容器;球罐;体积;标定 在化工、医药、石油等行业的生产过程中,使用着大量球形储罐和如图1所示的卧式容器,用以储存各种液体物料。
随时了解和控制容器中物料储量的变化,对于合理安排生产,保证容器安全运行十分重要。
文献[1]第36条明确规定了各种常见介质的充装量,根据容器中液位的变化了解和控制物料储量的变化十分简便。
文献[2]给出了卧式容器直径为 600～ 6000mm 的计算系数,根据液位高度h 与容器内直径D 的比值,可以查表得到系数K t 和K f ,然后这2个将系数代入公式计算出标定体积。
在实际应用中往往需要知道标高与标定体积的对应值,按照文献[2],标高每变化1次就需计算1次h/D ,然后查表计算,工作量大,而且难免在查表和计算时产生错误。
笔者根据标高与对应体积的数学关系,利用VB6编制了程序,可得到标高与体积的对应值,现介绍如下。
图1 卧式容器示图1 程序设计计算程序流程框图见图2。
利用现在普遍使用的Micro soft Visual Basic 610编程软件[3],可以快图2 计算程序流程框图速、准确地计算并打印出每增加一定高度的不同标高的对应标定体积,这种方法没有容器直径范围的限定。
使用时只需输入筒体内直径D 、筒体长度L 、封头直边高度H 和封头曲面高度B 这4个参数。
它可以计算具有任意椭圆形封头的卧式容器和球罐不同标高对应的标定体积。
对球罐进行计算时,将筒体长度L 和封头直边高度H 值输入“0”,筒体内直径D ,封头曲面高度B 为球罐的内半径。
程序设计时在窗体上用TextBox 控件建立D 、L 、H 和B 这4个数据输入文本框,其名称属性分别定义为Txtinp ut1、Txtinp ut2、Txtinp ut3和Txtin 2p ut4,其Text 属性均为空格。
卧式油罐计算书
《机械设计基础》课程设计题目所在院（系）专业班级学号学生姓名指导教师完成时间此页为任务书，请同学将任务书放入目录1 设计总说明 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.2………………………………………………………………………………………………………...2 计算说明书........................................................................................................... 错误！未定义书签。
2.1设计原始数据 ......................................................................... 错误！未定义书签。
2.2 油罐尺寸确定......................................................................... 错误！未定义书签。
2.3油罐罐壁的设计计算 ............................................................. 错误！未定义书签。
2.3.1 油罐罐壁钢板的尺寸和排板确定...................................... 错误！未定义书签。
2.3.2 罐壁各层钢板厚度的计算.................................................. 错误！未定义书签。
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：2mgF =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 ii a 341211222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：ea e a c R M R p δδσ21114.32-=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：ea e a c R M R p δδσ21214.32+=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：ea e a c R K M R p δδσ212314.32-=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： ea e a c R K M R p δδσ212414.32+=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=[]tσ—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）：}[]tac σσσσσ≤4321,,,min式中：[]tac σ—设计温度下壳体材料的轴向许用压缩应力，取[]tσ、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。
Horiz1卧式容器PVelite强度计算书
Table of ContentsCover Sheet (3)Title Page (4)Warnings and Errors : (5)Input Echo : (6)XY Coordinate Calculations : (15)Internal Pressure Calculations : (16)External Pressure Calculations : (22)Element and Detail Weights : (27)Nozzle Flange MAWP : (30)Wind Load Calculation : (31)Earthquake Load Calculation : (34)Center of Gravity Calculation : (35)Horizontal Vessel Analysis (Ope.) : (36)Horizontal Vessel Analysis (Test) : (44)Nozzle Calcs. : 10 NOZ (51)Nozzle Calcs. : B (58)Nozzle Calcs. : 20 NOZ 2 (66)Nozzle Calcs. : Boot Nozzle (74)Nozzle Calcs. : 20 NOZ 4 (81)Nozzle Calcs. : boot_n1 (88)Nozzle Calcs. : 25 NOZ 1 (92)Nozzle Calcs. : 25 NOZ 2 (104)Nozzle Calcs. : sn (112)Nozzle Schedule : (116)Nozzle Summary : (118)MDMT Summary : (120)Vessel Design Summary : (122)DESIGN CALCULATIONIn Accordance with ASME Section VIII Division 1ASME Code Version : 1998, Addenda A-98Analysis Performed by : ZISHAN ENGINEERS (PVT.) LTD.Job File : D:\PVELITE 2015\EXAMPLES_BACKUP\HORIZ1.PVDB Date of Analysis : Aug 18,2016PV Elite 2015, January 2014Class From To : Basic Element Checks.==========================================================================Class From To: Check of Additional Element Data========================================================================== There were no geometry errors or warnings.PV Elite is a trademark of Intergraph CADWorx & Analysis Solutions, Inc. 2014PV Elite Vessel Analysis Program: Input DataDesign Internal Pressure (for Hydrotest) 300.00 psig Design Internal Temperature 450 FType of Hydrotest UG-99(c)Hydrotest Position HorizontalProjection of Nozzle from Vessel Top 0.0000 in. Projection of Nozzle from Vessel Bottom 0.0000 in. Minimum Design Metal Temperature 0 FType of Construction Resist. WeldedSpecial Service NonstationaryDegree of Radiography RT 4Miscellaneous Weight Percent 0.0Use Higher Longitudinal Stresses (Flag) YSelect t for Internal Pressure (Flag) YSelect t for External Pressure (Flag) NSelect t for Axial Stress (Flag) NSelect Location for Stiff. Rings (Flag) NConsider Vortex Shedding NPerform a Corroded Hydrotest NIs this a Heat Exchanger NoUser Defined Hydro. Press. (Used if > 0) 0.0000 psig User defined MAWP 0.0000 psigUser defined MAPnc 0.0000 psigLoad Case 1 NP+EW+WI+BWLoad Case 2 NP+EW+EQ+BSLoad Case 3 NP+OW+WI+BWLoad Case 4 NP+OW+EQ+BSLoad Case 5 NP+HW+HILoad Case 6 NP+HW+HELoad Case 7 IP+OW+WI+BWLoad Case 8 IP+OW+EQ+BSLoad Case 9 EP+OW+WI+BWLoad Case 10 EP+OW+EQ+BSLoad Case 11 HP+HW+HILoad Case 12 HP+HW+HEWind Design Code ASCE-7 95Basic Wind Speed [V] 70.000 mile/hr Surface Roughness Category C: Open TerrainImportance Factor 1.0Type of Surface Moderately SmoothBase Elevation 0.0000 ft.Percent Wind for Hydrotest 20.0Using User defined Wind Press. Vs Elev. NHeight of Hill or Escarpment H or Hh 0.0000 ft. Distance Upwind of Crest Lh 0.0000 ft. Distance from Crest to the Vessel x 0.0000 ft. Type of Terrain ( Hill, Escarpment ) FlatDamping Factor (Beta) for Wind (Ope) 0.0100Damping Factor (Beta) for Wind (Empty) 0.0200Damping Factor (Beta) for Wind (Filled) 0.0000Seismic Design Code ASCE 7-88Seismic Zone 0.000Importance Factor 1.000Soil Type S1Horizontal Force Factor 2.000Percent Seismic for Hydrotest 0.000Design Nozzle for Des. Press. + St. Head YConsider MAP New and Cold in Noz. Design NConsider External Loads for Nozzle Des. NUse ASME VIII-1 Appendix 1-9 NMaterial Database Year 1997 Configuration Directives:Do not use Nozzle MDMT Interpretation VIII-1 01-37 NoUse Table G instead of exact equation for "A" NoShell Head Joints are Tapered NoCompute "K" in corroded condition NoUse Code Case 2286 NoUse the MAWP to compute the MDMT NoUsing Metric Material Databases, ASME II D No Complete Listing of Vessel Elements and Details:Element From Node 10Element To Node 20Element Type EllipticalDescriptionDistance "FROM" to "TO" 0.2000 ft.Inside Diameter 48.000 in.Element Thickness 0.7500 in.Internal Corrosion Allowance 0.05000 in. Nominal Thickness 0.0000 in.External Corrosion Allowance 0.0000 in. Design Internal Pressure 300.00 psig Design Temperature Internal Pressure 450 FDesign External Pressure 15.000 psigDesign Temperature External Pressure 70 FEffective Diameter Multiplier 1.2Material Name SA283-AAllowable Stress, Ambient 11300. psiAllowable Stress, Operating 11300. psiAllowable Stress, Hydrotest 16950. psiMaterial Density 0.2830 lb./cu.in.P Number Thickness 1.2500 in.Yield Stress, Operating 36000. psiUCS-66 Chart Curve Designation BExternal Pressure Chart Name CS-1UNS NumberProduct Form PlateEfficiency, Longitudinal Seam 1.0Efficiency, Circumferential Seam 1.0Elliptical Head Factor 2.0Element From Node 10Detail Type LiquidDetail ID 10 LIQDist. from "FROM" Node / Offset dist 0.0000 ft.Height/Length of Liquid 3.0000 ft.Liquid Density 22.500 lb./cu.ft.Element From Node 10Detail Type NozzleDetail ID 10 NOZDist. from "FROM" Node / Offset dist 20.000 in.Nozzle Diameter 4.0 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class 300Layout Angle 0.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb.Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 B--------------------------------------------------------------------Element From Node 20Element To Node 30Element Type CylinderDescriptionDistance "FROM" to "TO" 8.0000 ft.Inside Diameter 48.000 in.Element Thickness 0.5000 in.Internal Corrosion Allowance 0.05000 in.Nominal Thickness 0.0000 in.External Corrosion Allowance 0.0000 in.Design Internal Pressure 300.00 psigDesign Temperature Internal Pressure 450 FDesign External Pressure 15.000 psigDesign Temperature External Pressure 70 FEffective Diameter Multiplier 1.2Material Name SA283-AEfficiency, Longitudinal Seam 1.0Efficiency, Circumferential Seam 1.0Element From Node 20Detail Type SaddleDetail ID SADDLE 1Dist. from "FROM" Node / Offset dist 1.0000 ft.Width of Saddle 4.0000 in.Height of Saddle at Bottom 40.000 in.Saddle Contact Angle 150.0Height of Composite Ring Stiffener 0.2500 in.Width of Wear Plate 5.0000 in.Thickness of Wear Plate 0.1250 in.Contact Angle, Wear Plate (degrees) 160.0Element From Node 20Detail Type SaddleDetail ID SADDLE 2Dist. from "FROM" Node / Offset dist 7.0000 ft.Width of Saddle 4.0000 in.Height of Saddle at Bottom 40.000 in.Saddle Contact Angle 150.0Height of Composite Ring Stiffener 0.2500 in.Width of Wear Plate 5.0000 in.Thickness of Wear Plate 0.1250 in.Contact Angle, Wear Plate (degrees) 160.0Element From Node 20Detail Type LiquidDetail ID 20 LIQDist. from "FROM" Node / Offset dist 0.0000 ft.Height/Length of Liquid 3.0000 ft.Liquid Density 22.500 lb./cu.ft.Element From Node 20Detail Type RingDetail ID RINGDist. from "FROM" Node / Offset dist 4.0000 ft.Inside Diameter of Ring 48.000 in.Thickness of Ring 2.0000 in.Outside Diameter of Ring 55.000 in.Material Name SA-516 70Height of Section Ring 0.0000 in.Using Custom Stiffener Section NoElement From Node 20Detail Type NozzleDetail ID BDist. from "FROM" Node / Offset dist 1.0000 ft. Nozzle Diameter 4.0 in.Nozzle Schedule 40Nozzle Class 300Layout Angle 0.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 100.00 lb. Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 BElement From Node 20Detail Type NozzleDetail ID 20 NOZ 2Dist. from "FROM" Node / Offset dist 3.5000 ft. Nozzle Diameter 4.0 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class 300Layout Angle 90.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb. Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 BElement From Node 20Detail Type NozzleDetail ID Boot NozzleDist. from "FROM" Node / Offset dist 5.5000 ft. Nozzle Diameter 8.0 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class NoneLayout Angle 180.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb. Grade of Attached Flange NoneNozzle Matl SA-106 BElement From Node 20Detail Type NozzleDetail ID 20 NOZ 4Dist. from "FROM" Node / Offset dist 7.0000 ft.Nozzle Diameter 10.0 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class 300Layout Angle 0.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb.Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 BElement From Node 20Detail Type NozzleDetail ID boot_n1Dist. from "FROM" Node / Offset dist 0.5000 ft.Nozzle Diameter 1.5 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class 300Layout Angle 180.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb.Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 BElement From Node 20Detail Type WeightDetail ID 20 WEIDist. from "FROM" Node / Offset dist 2.0000 ft.Miscellaneous Weight 10000. lb.Offset from Element Centerline 0.0000 in.Element From Node 20Detail Type For./Mom.Detail ID 20 FORDist. from "FROM" Node / Offset dist 6.0000 ft.Force in X Direction 10000. lb.Force in Y Direction 0.0000 lb.Force in Z Direction 0.0000 lb.Moment about X Axis 0.0000 ft.lb.Moment about Y Axis 0.0000 ft.lb.Moment about Z Axis 0.0000 ft.lb.Force/Moment Combination Method SRSS-------------------------------------------------------------------- Element From Node 30Element To Node 40Element Type EllipticalDescriptionDistance "FROM" to "TO" 0.2000 ft.Inside Diameter 48.000 in.Element Thickness 0.7500 in.Internal Corrosion Allowance 0.05000 in.Nominal Thickness 0.0000 in.External Corrosion Allowance 0.0000 in.Design Internal Pressure 300.00 psigDesign Temperature Internal Pressure 450 FDesign External Pressure 15.000 psigDesign Temperature External Pressure 70 FEffective Diameter Multiplier 1.2Material Name SA283-AEfficiency, Longitudinal Seam 1.0Efficiency, Circumferential Seam 1.0Elliptical Head Factor 2.0Element From Node 30Detail Type LiquidDetail ID 25 LIQDist. from "FROM" Node / Offset dist 0.0000 ft.Height/Length of Liquid 3.0000 ft.Liquid Density 22.500 lb./cu.ft.Element From Node 30Detail Type NozzleDetail ID 25 NOZ 1Dist. from "FROM" Node / Offset dist 10.000 in.Nozzle Diameter 6.0 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class 300Layout Angle 0.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb.Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA106-BElement From Node 30Detail Type NozzleDetail ID 25 NOZ 2Dist. from "FROM" Node / Offset dist 20.000 in.Nozzle Diameter 4.0 in.Nozzle Schedule 80Nozzle Class 300Layout Angle 150.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb.Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 B--------------------------------------------------------------------Element From Node 40Element To Node 50Element Type EllipticalDescription Boot headDistance "FROM" to "TO" 0.2000 ft.Inside Diameter 7.9810 in.Element Thickness 0.3220 in.Internal Corrosion Allowance 0.05000 in.Nominal Thickness 0.0000 in.External Corrosion Allowance 0.0000 in.Design Internal Pressure 300.00 psigDesign Temperature Internal Pressure 450 FDesign External Pressure 15.000 psigDesign Temperature External Pressure 70 FEffective Diameter Multiplier 1.2Material Name SA283-AEfficiency, Longitudinal Seam 1.0Efficiency, Circumferential Seam 1.0Elliptical Head Factor 2.0Element From Node 40Detail Type LiquidDetail ID SUMP LIQDist. from "FROM" Node / Offset dist -0.1663 ft.Height/Length of Liquid 0.3663 ft.Liquid Density 22.464 lb./cu.ft.Element From Node 40Detail Type NozzleDetail ID snDist. from "FROM" Node / Offset dist 0.0000 in.Nozzle Diameter 1.0 in.Nozzle Schedule 160Nozzle Class 300Layout Angle 0.0Blind Flange (Y/N) NWeight of Nozzle ( Used if > 0 ) 0.0000 lb.Grade of Attached Flange GR 1.1Nozzle Matl SA-106 BPV Elite is a trademark of Intergraph CADWorx & Analysis Solutions, Inc. 2014XY Coordinate Calculations| | | | | |From| To | X (Horiz.)| Y (Vert.) |DX (Horiz.)| DY (Vert.) | | | ft. | ft. | ft. | ft. |-------------------------------------------------------------- 10| 20| 0.20000 | ... | 0.20000 | ... |20| 30| 8.20000 | ... | 8.00000 | ... |30| 40| 8.40000 | ... | 0.20000 | ... |Boot head| 5.70000 | -2.83333 | ... | 0.20000 |PV Elite is a trademark of Intergraph CADWorx & Analysis Solutions, Inc. 2014Element Thickness, Pressure, Diameter and Allowable Stress :| | Int. Press | Nominal | Total Corr| Element | Allowable |From| To | + Liq. Hd | Thickness | Allowance | Diameter | Stress(SE)|| | psig | in. | in. | in. | psi |--------------------------------------------------------------------------- 10| 20| 300.469 | ... | 0.050000 | 48.0000 | 11300.0 |20| 30| 300.469 | ... | 0.050000 | 48.0000 | 17500.0 |30| 40| 300.469 | ... | 0.050000 | 48.0000 | 11300.0 |Boot head| 300.624 | ... | 0.050000 | 7.98100 | 11300.0 | Element Required Thickness and MAWP :| | Design | M.A.W.P. | M.A.P. | Minimum | Required |From| To | Pressure | Corroded | New & Cold | Thickness | Thickness || | psig | psig | psig | in. | in. |---------------------------------------------------------------------------- 10| 20| 300.000 | 322.784 | 352.025 | 0.75000 | 0.69120 |20| 30| 300.000 | 323.338 | 360.082 | 0.50000 | 0.46723 |30| 40| 300.000 | 322.784 | 352.025 | 0.75000 | 0.69120 |Boot head| 300.000 | 730.567 | 904.517 | 0.32200 | 0.15778 |Minimum 322.784 352.024MAWP: 322.784 psig, limited by: Elliptical Head.Internal Pressure Calculation Results :ASME Code, Section VIII, Division 1, 1998, Code A-98 AddendaElliptical Head From 10 To 20 SA283-A , UCS-66 Crv. B at 450 FRequired Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*D*K)/(2*S*E-0.2*P) Appendix 1-4(c)= (300.469*48.1000*1.000)/(2*11300.00*1.00-0.2*300.469)= 0.6412 + 0.0500 = 0.6912 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.469 psig= (2*S*E*t)/(K*D+0.2*t) per Appendix 1-4 (c)= (2*11300.00*1.00*0.7000)/(1.000*48.1000+0.2*0.7000)= 327.944 - 0.469 = 327.474 psigMaximum Allowable Pressure, New and Cold [MAPNC]:= (2*S*E*t)/(K*D+0.2*t) per Appendix 1-4 (c)= (2*11300.00*1.00*0.7500)/(1.000*48.0000+0.2*0.7500)= 352.025 psigActual stress at given pressure and thickness, corroded [Sact]:= (P*(K*D+0.2*t))/(2*E*t)= (300.469*(1.000*48.1000+0.2*0.7000))/(2*1.00*0.7000)= 10353.316 psiStraight Flange Required Thickness:= (P*R)/(S*E-0.6*P) + c per UG-27 (c)(1)= (300.469*24.0500)/(11300.00*1.00-0.6*300.469)+0.050= 0.700 in.Straight Flange Maximum Allowable Working Pressure:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.469 psig= (S*E*t)/(R+0.6*t) per UG-27 (c)(1)= (11300.00 * 1.00 * 0.7000 )/(24.0500 + 0.6 * 0.7000 )= 323.253 - 0.469 = 322.784 psigPercent Elong. per UCS-79, VIII-1-01-57 (75*tnom/Rf)*(1-Rf/Ro) 6.591 % Note: Please Check Requirements of UCS-79 as Elongation is > 5%.MDMT Calculations in the Knuckle Portion:Govrn. thk, tg = 0.750 , tr = 0.641 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.916 , Temp. Reduction = 8 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve B 16 FMin Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) 8 FMin Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FMDMT Calculations in the Head Straight Flange:Govrn. thk, tg = 0.750 , tr = 0.650 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.928 , Temp. Reduction = 7 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve B 16 FMin Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) 9 FMin Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FCylindrical Shell From 20 To 30 SA283-A , UCS-66 Crv. B at 450 FRequired Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*R)/(S*E-0.6*P) per UG-27 (c)(1)= (300.469*24.0500)/(17500.00*1.00-0.6*300.469)= 0.4172 + 0.0500 = 0.4672 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.469 psig= (S*E*t)/(R+0.6*t) per UG-27 (c)(1)= (17500.00*1.00*0.4500)/(24.0500+0.6*0.4500)= 323.808 - 0.469 = 323.338 psigMaximum Allowable Pressure, New and Cold [MAPNC]:= (S*E*t)/(R+0.6*t) per UG-27 (c)(1)= (17500.00*1.00*0.5000)/(24.0000+0.6*0.5000)= 360.082 psigActual stress at given pressure and thickness, corroded [Sact]:= (P*(R+0.6*t))/(E*t)= (300.469*(24.0500+0.6*0.4500))/(1.00*0.4500)= 16238.701 psiPercent Elongation per UCS-79 (50*tnom/Rf)*(1-Rf/Ro) 1.031 %Minimum Design Metal Temperature Results:Govrn. thk, tg = 0.500 , tr = 0.417 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.927 , Temp. Reduction = 7 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve B -6 F Min Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) -14 F Min Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FElliptical Head From 30 To 40 SA283-A , UCS-66 Crv. B at 450 FRequired Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*D*K)/(2*S*E-0.2*P) Appendix 1-4(c)= (300.469*48.1000*1.000)/(2*11300.00*1.00-0.2*300.469)= 0.6412 + 0.0500 = 0.6912 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.469 psig= (2*S*E*t)/(K*D+0.2*t) per Appendix 1-4 (c)= (2*11300.00*1.00*0.7000)/(1.000*48.1000+0.2*0.7000)= 327.944 - 0.469 = 327.474 psigMaximum Allowable Pressure, New and Cold [MAPNC]:= (2*S*E*t)/(K*D+0.2*t) per Appendix 1-4 (c)= (2*11300.00*1.00*0.7500)/(1.000*48.0000+0.2*0.7500)= 352.025 psigActual stress at given pressure and thickness, corroded [Sact]:= (P*(K*D+0.2*t))/(2*E*t)= (300.469*(1.000*48.1000+0.2*0.7000))/(2*1.00*0.7000)= 10353.316 psiStraight Flange Required Thickness:= (P*R)/(S*E-0.6*P) + c per UG-27 (c)(1)= (300.469*24.0500)/(11300.00*1.00-0.6*300.469)+0.050= 0.700 in.Straight Flange Maximum Allowable Working Pressure:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.469 psig= (S*E*t)/(R+0.6*t) per UG-27 (c)(1)= (11300.00 * 1.00 * 0.7000 )/(24.0500 + 0.6 * 0.7000 )= 323.253 - 0.469 = 322.784 psigPercent Elong. per UCS-79, VIII-1-01-57 (75*tnom/Rf)*(1-Rf/Ro) 6.591 % Note: Please Check Requirements of UCS-79 as Elongation is > 5%.MDMT Calculations in the Knuckle Portion:Govrn. thk, tg = 0.750 , tr = 0.641 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.916 , Temp. Reduction = 8 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve B 16 FMin Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) 8 FMin Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FMDMT Calculations in the Head Straight Flange:Govrn. thk, tg = 0.750 , tr = 0.650 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.928 , Temp. Reduction = 7 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve B 16 FMin Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) 9 FMin Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FElliptical Head From 40 To 50 SA283-A , UCS-66 Crv. A at 450 FBoot headRequired Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*D*K)/(2*S*E-0.2*P) Appendix 1-4(c)= (300.624*8.0810*1.000)/(2*11300.00*1.00-0.2*300.624)= 0.1078 + 0.0500 = 0.1578 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.624 psig= (2*S*E*t)/(K*D+0.2*t) per Appendix 1-4 (c)= (2*11300.00*1.00*0.2720)/(1.000*8.0810+0.2*0.2720)= 755.611 - 0.624 = 754.987 psigMaximum Allowable Pressure, New and Cold [MAPNC]:= (2*S*E*t)/(K*D+0.2*t) per Appendix 1-4 (c)= (2*11300.00*1.00*0.3220)/(1.000*7.9810+0.2*0.3220)= 904.517 psigActual stress at given pressure and thickness, corroded [Sact]:= (P*(K*D+0.2*t))/(2*E*t)= (300.624*(1.000*8.0810+0.2*0.2720))/(2*1.00*0.2720)= 4495.764 psiStraight Flange Required Thickness:= (P*R)/(S*E-0.6*P) + c per UG-27 (c)(1)= (300.624*4.0405)/(11300.00*1.00-0.6*300.624)+0.050= 0.159 in.Straight Flange Maximum Allowable Working Pressure:Less Operating Hydrostatic Head Pressure of 0.598 psig= (S*E*t)/(R+0.6*t) per UG-27 (c)(1)= (11300.00 * 1.00 * 0.2720 )/(4.0405 + 0.6 * 0.2720 )= 731.165 - 0.598 = 730.567 psigPercent Elong. per UCS-79, VIII-1-01-57 (75*tnom/Rf)*(1-Rf/Ro) 15.912 % Note: Please Check Requirements of UCS-79 as Elongation is > 5%.MDMT Calculations in the Knuckle Portion:Govrn. thk, tg = 0.322 , tr = 0.108 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.396 , Temp. Reduction = 110 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve A 18 FMin Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) -92 FMin Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FMDMT Calculations in the Head Straight Flange:Govrn. thk, tg = 0.322 , tr = 0.109 , c = 0.0500 in. , E* = 1.00Stress Ratio = tr * (E*)/(tg - c) = 0.402 , Temp. Reduction = 109 FMin Metal Temp. w/o impact per UCS-66, Curve A 18 FMin Metal Temp. at Required thickness (UCS 66.1) -55 FMin Metal Temp. w/o impact per UG-20(f) -20 FNote: Heads and Shells Exempted to -20F (-29C) by paragraph UG-20FHydrostatic Test Pressure Results:Pressure per UG99b = 1.5 * M.A.W.P. * Sa/S 484.175 psigPressure per UG99b[34] = 1.5 * Design Pres * Sa/S 450.000 psigPressure per UG99c = 1.5 * M.A.P. - Head(Hyd) 526.303 psigPressure per UG100 = 1.25* M.A.W.P. * Sa/S 403.479 psigPressure per PED = 1.43 * MAWP 461.580 psig Horizontal Test performed per: UG-99cPlease note that Nozzle, Shell, Head, Flange, etc MAWPs are all consideredwhen determining the hydrotest pressure for those test types that are basedon the MAWP of the vessel.Stresses on Elements due to Test Pressure:From To Stress Allowable Ratio Pressure---------------------------------------------------------------------- 10 20 16950.0 16950.0 1.000 528.0420 30 25662.5 26250.0 0.978 528.0430 40 16950.0 16950.0 1.000 528.04Boot head 6602.1 16950.0 0.390 528.47---------------------------------------------------------------------- Elements Suitable for Internal Pressure.PV Elite is a trademark of Intergraph CADWorx & Analysis Solutions, Inc. 2014External Pressure Calculation Results :ASME Code, Section VIII, Division 1, 1998, Code A-98 AddendaElliptical Head From 10 to 20 Ext. Chart: CS-1 at 70 FElastic Modulus from Chart: CS-1 at 70 F : 0.290E+08 psiResults for Maximum Allowable External Pressure (MAEP):Tca OD D/t Factor A B0.700 49.50 70.71 0.0019641 12667.00EMAP = B/(K0*D/t) = 12666.9951/(0.9000 *70.7143 ) = 199.0325 psigResults for Required Thickness (Tca):Tca OD D/t Factor A B0.128 49.50 386.22 0.0003596 5214.35EMAP = B/(K0*D/t) = 5214.3506/(0.9000 *386.2205 ) = 15.0011 psigCheck the requirements of UG-33(a)(1) using P = 1.67 * External Designpressure for this head.Required Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*D*K)/(2*S*E-0.2*P) Appendix 1-4(c)= (25.050*48.1000*1.000)/(2*11300.00*1.00-0.2*25.050)= 0.0533 + 0.0500 = 0.1033 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:= ((2*S*E*t)/(K*D+0.2*t))/1.67 per Appendix 1-4 (c)= ((2*11300.00*1.00*0.7000)/(1.000*48.1000+0.2*0.7000))/1.67= 196.373 psigMaximum Allowable External Pressure [MAEP]:= min( MAEP, MAWP )= min( 199.03 , 196.3734 )= 196.373 psigThickness requirements per UG-33(a)(1) do not govern the requiredthickness of this head.Cylindrical Shell From 20 to RING Ext. Chart: CS-2 at 70 FElastic Modulus from Chart: CS-2 at 70 F : 0.290E+08 psiResults for Maximum Allowable External Pressure (MAEP):Tca OD SLEN D/t L/D Factor A B0.450 49.00 54.40 108.89 1.1102 0.0010722 12677.89EMAP = (4*B)/(3*(D/t)) = (4*12677.8906)/(3*108.8889 ) = 155.2395 psigResults for Required Thickness (Tca):Tca OD SLEN D/t L/D Factor A B0.164 49.00 54.40 298.96 1.1102 0.0002320 3363.48EMAP = (4*B)/(3*(D/t)) = (4*3363.4810 )/(3*298.9610 ) = 15.0008 psigResults for Maximum Stiffened Length (Slen):Tca OD SLEN D/t L/D Factor A B0.450 49.00 1127.07 108.89 23.0015 0.0000928 1345.22EMAP = (4*B)/(3*(D/t)) = (4*1345.2207 )/(3*108.8889 ) = 16.4721 psig Cylindrical Shell From RING to 30 Ext. Chart: CS-2 at 70 FElastic Modulus from Chart: CS-2 at 70 F : 0.290E+08 psiResults for Maximum Allowable External Pressure (MAEP):Tca OD SLEN D/t L/D Factor A B0.450 49.00 54.40 108.89 1.1102 0.0010722 12677.89EMAP = (4*B)/(3*(D/t)) = (4*12677.8906)/(3*108.8889 ) = 155.2395 psigResults for Required Thickness (Tca):Tca OD SLEN D/t L/D Factor A B0.164 49.00 54.40 298.96 1.1102 0.0002320 3363.48EMAP = (4*B)/(3*(D/t)) = (4*3363.4807 )/(3*298.9610 ) = 15.0008 psigResults for Maximum Stiffened Length (Slen):Tca OD SLEN D/t L/D Factor A B0.450 49.00 1127.07 108.89 23.0015 0.0000928 1345.22EMAP = (4*B)/(3*(D/t)) = (4*1345.2207 )/(3*108.8889 ) = 16.4721 psig Elliptical Head From 30 to 40 Ext. Chart: CS-1 at 70 FElastic Modulus from Chart: CS-1 at 70 F : 0.290E+08 psiResults for Maximum Allowable External Pressure (MAEP):Tca OD D/t Factor A B0.700 49.50 70.71 0.0019641 12667.00EMAP = B/(K0*D/t) = 12666.9951/(0.9000 *70.7143 ) = 199.0325 psigResults for Required Thickness (Tca):Tca OD D/t Factor A B0.128 49.50 386.22 0.0003596 5214.35EMAP = B/(K0*D/t) = 5214.3506/(0.9000 *386.2205 ) = 15.0011 psigCheck the requirements of UG-33(a)(1) using P = 1.67 * External Designpressure for this head.Required Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*D*K)/(2*S*E-0.2*P) Appendix 1-4(c)= (25.050*48.1000*1.000)/(2*11300.00*1.00-0.2*25.050)= 0.0533 + 0.0500 = 0.1033 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:= ((2*S*E*t)/(K*D+0.2*t))/1.67 per Appendix 1-4 (c)= ((2*11300.00*1.00*0.7000)/(1.000*48.1000+0.2*0.7000))/1.67= 196.373 psigMaximum Allowable External Pressure [MAEP]:= min( MAEP, MAWP )= min( 199.03 , 196.3734 )= 196.373 psigThickness requirements per UG-33(a)(1) do not govern the requiredthickness of this head.Elliptical Head From 40 to 50 Ext. Chart: CS-1 at 70 FBoot headElastic Modulus from Chart: CS-1 at 70 F : 0.290E+08 psiResults for Maximum Allowable External Pressure (MAEP):Tca OD D/t Factor A B0.272 8.62 31.71 0.0043800 13730.76EMAP = B/(K0*D/t) = 13730.7637/(0.9000 *31.7096 ) = 481.1295 psigResults for Required Thickness (Tca):Tca OD D/t Factor A B0.022 8.62 386.22 0.0003596 5214.39EMAP = B/(K0*D/t) = 5214.3916/(0.9000 *386.2174 ) = 15.0013 psigCheck the requirements of UG-33(a)(1) using P = 1.67 * External Designpressure for this head.Required Thickness due to Internal Pressure [tr]:= (P*D*K)/(2*S*E-0.2*P) Appendix 1-4(c)= (25.050*8.0810*1.000)/(2*11300.00*1.00-0.2*25.050)= 0.0090 + 0.0500 = 0.0590 in.Max. Allowable Working Pressure at given Thickness, corroded [MAWP]:= ((2*S*E*t)/(K*D+0.2*t))/1.67 per Appendix 1-4 (c)= ((2*11300.00*1.00*0.2720)/(1.000*8.0810+0.2*0.2720))/1.67= 452.462 psig。
卧式容器强度计算公式
卧式容器强度计算一、主要参数设计压力 P0.6MPa计算压力 Pc0.6MPa圆筒材料封头材料鞍座材料圆筒材料常温许用应力[σ]170MPa封头材料常温许用应力[σ]h113MPa 圆筒材料设计温度下许用应力[σ]t170MPa圆筒内直径Di3800mm圆筒平均半径Ra1908mm圆筒名义厚度δn16mm圆筒有效厚度δe14mm封头名义厚度δhn20mm封头有效厚度δhe18mm鞍座垫板名义厚度δrn0mm鞍座垫板有效厚度δre0mm封头材料在设计温度下的许用应力[σ]t n113MPa 鞍座材料许用应力[σ]sa140MPa 圆筒材料常温屈服强度R eL345MPa圆筒材料常温弹性模量E5MPa圆筒材料设计温度下弹性模量E’5MPa圆筒材料密度γs7.85E-06kg/mm3封头材料密度γh5kg/mm3操作时物料密度γ0 6.21E-07kg/mm3物料充装系数υ00.85液压试验介质密度γT0.000001kg/mm3鞍座腹板名义厚度b05mm两封头切线间距离L11900mm圆筒长度L c11900mm封头曲面深度h i950mm鞍座轴向宽度b450mm鞍座包角θ120（°）鞍座底板中心至封头切线距离A950mm焊接接头系数υ1设计温度60℃试验压力P T0.75MPa 二、支座反力计算筒体质量m117918.2kg单个封头质量m22483.45kg附件质量m32496kg封头容积V H7.183E+09mm3容器容积V 1.493E+11mm3容器内充液质量m4：（1）操作时 m4=78821.2kg （2）液压或气压试验时 m’4=149325kg隔热层质量m50kg总质量m（1）操作时 m=104202kg （2）压力试验 m’=174706kg支座反力 F（1）操作时 F’=511217N （2）压力试验 F”=857108.2N （3）F=max（F’，F”）=857108.2N 三、圆筒轴向弯矩计算圆筒中间处横截面上的弯矩M1，M T1（1）操作时 M1=942054981N mm (2) 压力试验 M T1= 1.579E+09N mm 支座处横截面上弯矩M2, M T2（1）操作时 M2=-28609414N mm(2) 压力试验 M T2=-47966683N mm四、圆筒轴向应力计算系数K1、K2由 Ra/2=954mm A=950mmθ=120（°）查表7-1得K1=1K2=1操作状态（1）σ1=35.0MPa （2）σ2=46.77MPa （3）σ3=40.95MPa （4）σ4=40.71MPa 水压实验状态充满水末加压状态（1）σT1=-9.869MPa （2）σT3=0.2996MPa加压状态（1）σT2=60.97MPa（1）σT4=35.57MPa应力校核一、许用压缩应力［σ］ac⑴A=0.0006926（根据圆筒材料，按GB150求B值）⑵操作时B=90.68MPa圆筒材料设计温度下许用应力[σ]t170MPa［σ］t ac=min（[σt]，B）=90.68MPa⑶充满水末加压状态B0=90.68MPa0.9×R eL=310.5［σ］0ac=min（0.9×ReL，B0）=90.68MPa二、操作状态max（σ1，σ2，σ3，σ4）=46.77MPamin（σ1，σ2，σ3，σ4）=35.00MPa| min（σ1，σ2，σ3，σ4）|=35.00MPaυ[σ]t=170MPa操作状态下应力校核条件：max（σ1，σ2，σ3，σ4）≤υ[σ]t| min（σ1，σ2，σ3，σ4）|≤［σ］t ac 圆筒轴向应力校核合格三、充满水未加压状态min（σT1，σT3）=-9.87MPa|min（σT1，σT3|=9.87MPa充满水未加压状态下应力校核条件：|min（σT1，σT3|≤［σ］0ac圆筒轴向应力校核合格四、加压状态max（σT2，σT4）=60.97MPa0.9υR eL=310.5MPa加压状态下应力校核条件：max（σT2，σT4）≤0.9υR eL圆筒轴向应力校核合格五、切向剪应力计算系数K3、K4由 Ra/2=954mmA=θ=查表7-2得K3=0.879904K4=0.401056（1）A＞Ra/2时τ=-4.07MPa （1）A≤Ra/2时筒体中：τ=28.23MPa 封头中：τh=10.009MPa 应力校核0.8[σ]t=136MPa （1）筒体应力校核条件：τ≤0.8[σ]t圆筒轴向应力校核合格（2）封头椭圆形查GB150得形状系数K=1σh=63.3MPa 碟形球面部分半径R h=5mm 查GB150得形状系数M=2σh=0.1666667MPa 半球形σh=31.666667MPa 椭圆形：1.25[σ]t-σh=149.16667MPa 碟形：1.25[σ]t-σh=212.33333MPa 半球形：1.25[σ]t-σh=180.83333MPa 封头应力校核条件：τh≤1.25[σ]t-σh椭圆形封头应力校核合格碟形封头应力校核合格半球形封头应力校核合格六、鞍座处圆筒周向应力计算Ⅰ、无加强圈圆筒（1）系数K5，K6由θ=A/Ra=0.4979036查表7-3得K5=0.760258K6=0.1365（2）圆筒的有效厚度b2=722.6mm(3)无垫板或垫板不起加强作用①在横截面最低点处当容器不焊在支座上时k=1，当容器焊在支座上时k=0.1k=0.1σ5=-6.442MPa ②在鞍座边角处当L/Ra≥8时σ6=-916.5541MPa 当L/Ra＜8时σ6=-1169.7MPa （4）垫板起加强作用时①鞍座垫板厚度δre=0mm鞍座垫板包角≥θ+12°=132（°）②横截面最低点处的周向应力σ5=-6.441549MPa ③鞍座边角处的周向应力当L/Ra≥8时σ6=-916.5541MPa 当L/Ra＜8时σ6=-1169.666MPa ④鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力由鞍座包角θ+12°=132（°）查表7-3得系数K6=0.0132129当L/Ra≥8时σ'6=-107.9MPa 当L/Ra＜8时σ'6=-132.4MPa 应力校核(1)无垫板或垫板不起加强作用情况下①在横截面最低点处的应力校核条件：|σ5|≤[σ]t|σ5|= 6.4415489MPa应力校核合格②在鞍座边角处当L/Ra≥8时|σ6|=916.55409MPa当L/Ra＜8时|σ6|=1169.6661.25[σ]t=212.5MPa 在鞍座边角处的应力校核条件：|σ6|≤1.25[σ]t当L/Ra≥8时应力校核不合格当L/Ra＜8时应力校核不合格(2)垫板起加强作用情况下①在横截面最低点处的周向应力|σ5|= 6.4415489MPa 在横截面最低点处的周向应力校核条件：|σ5|≤[σ]t应力校核合格②在鞍座边角处周向应力当L/Ra≥8时|σ6|=916.55409MPa当L/Ra＜8时|σ6|=1169.666MPa 在鞍座边角处周向应力校核条件：|σ6|≤1.25[σ]t当L/Ra≥8时应力校核不合格当L/Ra＜8时应力校核不合格③鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力当L/Ra≥8时|σ'6|=107.85215MPa当L/Ra＜8时|σ'6|=132.35283MPa 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力校核条件|σ'6|≤1.25[σ]t当L/Ra≥8时应力校核合格当L/Ra＜8时应力校核合格Ⅱ、有加强圈圆筒⑴加强圈参数材料e=45mmd=10mm加强圈数量n=10个组合截面总面积A0=5mm2组合截面总惯性矩I0=12mm4设计温度下许用应力[σ]r t=500MPa ⑵加强圈结构参照图7-8，图7-9选用由θ=及加强圈位置查表7-4得C4=5C5=9K7=8K8=8⑶加强圈位于鞍座平面上①在鞍座边角处圆筒内表面或外表面的周向应力σ7= 2.453E+11MPa②在鞍座边角处加强圈内缘或外缘表面的周向应力σ8=9.812E+10MPa应力校核1.25[σ]r t=625MPa|σ7|= 2.453E+11MPa|σ8|=9.812E+10MPa应力校核条件为：|σ7|≤1.25[σ]t应力校核不合格|σ8|≤1.25[σ]r t应力校核不合格（4）加强圈靠近鞍座由θ=及加强圈位置查表7-4得C4=5C5=9K7=8K8=8①横截面最低点周向应力无垫板时（或垫板不起加强作用）：σ5=-6.441549MPa|σ5|= 6.4415489MPa应力校核应力校核条件为：|σ5|≤[σ]t应力校核合格采用垫板时（垫板起加强作用）：σ5=-6.441549MPa|σ5|= 6.4415489MPa应力校核应力校核条件为：|σ5|≤[σ]t应力校核合格②在横截面上靠近水平中心线的圆筒的周向应力σ7= 2.453E+11MPa|σ7|= 2.453E+11MPa应力校核应力校核条件为：|σ7|≤1.25[σ]t应力校核不合格③在横截面上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘或外缘的周向应力σ8= 4.415E+11MPa |σ8|= 4.415E+11MPa 应力校核应力校核条件为：|σ8|≤1.25[σ]r t应力校核不合格④鞍座边角处的周向应力K6按表7-3中A/Ra≤0.5情况查取，K6=2MPa 无垫板时或垫板不起加强作用：当L/Ra≥8时σ6=-13140.19MPa |σ6|=13140.185MPa 应力校核应力校核条件为：|σ6|≤1.25[σ]t应力校核不合格当L/Ra＜8时σ6=-235607.6MPa |σ6|=235607.61MPa 应力校核应力校核条件为：|σ6|≤1.25[σ]t应力校核不合格垫板起加强作用：当L/Ra≥8时σ6=-183687.2MPa |σ6|=183687.23MPa 应力校核应力校核条件为：|σ6|≤1.25[σ]t应力校核不合格当L/Ra＜8时σ6=-235607.6MPa |σ6|=235607.61MPa 应力校核应力校核条件为：|σ6|≤1.25[σ]t应力校核不合格七、鞍座应力计算（1）水平分力由包角θ=查表7-5得：K9=0.203522Fs=K9F=174440N （2）腹板水平拉应力①计算高度Hs1/3Ra=636mm鞍座实际高度H=254mmHs=min（H，1/3Ra）254mm ②鞍座腹板厚度b0=25mm 鞍座垫板实际宽度b4=0mm③圆筒有效宽度b2=b+1.56（R aδn）1/2=722.6mm④鞍座垫板有效宽度br=b2=24261.84mm⑤无垫板或垫板不起加强作用σ9=27.4709MPa2/3[σ]sa=93.333333MPa 应力校核应力校核条件为：σ9≤2/3[σ]sa应力校核合格⑥垫板起加强作用σ9=27.470926MPa 应力校核应力校核条件为：σ9≤2/3[σ]sa应力校核合格（3）腹板与筋板组合截面轴向弯曲应力由地震引起的支座轴向弯曲强度计算①基本参数圆筒中心至基础表面距离Hv=2170mm 鞍座高度H=254mm 腹板与筋板（小端）组合截面积Asa=105180mm2腹板与筋板（小端）组合截面积Zr=3890000mm2地震烈度及设计基本地震加速度α1=0.23995m/s2②轴向地震力F EV水平地震力F EV=α1mg=245333N当F EV≤mgf时：σsa=-13.38MPa K0[σ]sa=168MPa 应力校核应力校核条件为：σsa≤K0[σ]sa应力校核合格当F EV＞mgf时：σsa=-12.9909MPa 应力校核应力校核条件为：σsa≤K0[σ]sa应力校核合格（4）筒体温差引起的支座腹板与筋板组合截面内的压应力σt sa=-14.87MPa 应力校核应力校核条件为：σt sa≤[σ]sa应力校核合格(5）地震引起的地脚螺栓应力①倾覆力矩M EV0-0=532372257MPa ②拉应力n=2l1=2500mmd=31.655mmA bt=787mm2σbt=135MPa 应力校核应力校核条件为：取[σbt]=147MPaK0[σbt]=176.4MPaσbt≤K0[σbt]应力校核合格③剪应力n'=4τbt=77.9MPa0.8[σbt]=118MPa 应力校核应力校核条件为：τbt≤0.8[σbt]应力校核合格，按GB150求B值）3，σ4）|≤［σ］t ac的周向应力。
卧式容器计算书
无垫板或垫板不起加强作用
L/Rm≥8时,
MPa
无垫板或垫板不起加强作用
L/Rm<8时,
MPa
采用垫板时，（垫板起加强作用）
L/Rm≥8时,
MPa
采用垫板时，（垫板起加强作用）
L/Rm<8时,
MPa
应力校核
|5|<[]t=合格
|6|<1.25[]t=合格
|7|<1.25[]t=
应力校核
|5|<[]t=144.4合格
|6|<1.25[]t=180.5合格
|’6|<1.25[]t=180.5合格
MPa
有加强圈圆筒
加强圈参数
加强圈材料,
e=
mm
d=
mm
加强圈数量,n=
个
组合总截面积,A0=
mm2
组合截面总惯性矩,I0=
mm4
设计温度下许用应力
MPa
加强圈位于
鞍座平面上
在鞍座边角处圆筒的周向应力：
mm
鞍座垫板名义厚度
14
mm
鞍座垫板有效厚度
14
mm
鞍座轴向宽度b
420
mm
鞍座包角θ
150
°
鞍座底板中心至封头切线距离A
750
mm
封头曲面高度
1125
mm
试验压力pT
0.141101
MPa
鞍座高度H
200
mm
腹板与筋板组合截面积
0
mm2
腹板与筋板组合截面断面系数
0
mm3
地震烈度
<7
圆筒平均半径Ra
0
卧式容器计算表
0第1页共11页01020304050607080910111213141516171819202122232425262728a 29r 30r 31323334常温许用应力材料密度材料数据地脚螺栓材料许用应力地震设防烈度试验压力焊接接头系数9本文件内容为北京石油化工设计院技术成果，未经本院许可，不得转让或复制给第三方。
T h i s d o c u m e n t i s t h e p r o p e r t y o f B P D I . U n a u t h o r i z e d d i s c l o s u r e t o a n y t h i r d p a r t y o r d u p l i c a t i o n i s n o t p e r m i t t e d .许用应力1400设计基本地震加速度计算条件（一）设计温度 版 次计算压力100设计压力0.85校 核审 定审 核例题设备图号13.001工程名称设备位号卧式容器计算表（JB/T4731-2005）容委会详细设计设计阶段V111E511编 制170设计温度下的弹性模量7850材料密度度0.125-0.1-0.10.40g0.323452.05E+052.05E+05设计温度下的许用应力常温屈服强度0.1基本数据17016MnR圆筒材料常温弹性模量常温许用应力7140厚度附加量椭圆封头103尺寸数据一名义厚度半球形封头鞍座封头封头类型有效厚度材料碟形封头封头材料设计温度下的许用应力16MnRQ235-A.FQ235-A170n ny 0封头曲面深度6501707850[]tσ[]σ1αφTp c p pTeL R EtE sγMPa MPa MPaC ︒MPa MPa MPa MPa MPaMPa MPa[]h σ[]t hσhγMPa []saσmm mm mm mmmmheδhδhC MPa []btσ3/m kg 3/m kg ih mm。
卧式容器
7、强度计算
各项应力并进行校核。
计算步骤 (1)先按GB150设计压力(内压、外压、常压)或最小壁厚选取原则，求出圆筒体 、封头等壁厚。 (2计算 1 ~ 9， ， h， sa 各项应力并进行校核。
进行强度或稳定性校核，需要确定危险工况、危险截面上的最大应力的 位置与大小。
筒体的轴向应力
应根据操作和非操作时(指无操作压力装满物料或无试验压力装满水的情 、 况)等不同工况，找出危险工况下可能产生的最大应力。
、
对于正压操作的容器，在盛满物料而未升压时，其压应力最大值，故取这种工况 对稳定性应进行校核。又如对有加强的筒体M-M截面)，当个截面都要校核。
中
华
人
民
共
和
国
行
业
标
准
NB/T47042-2014（JB/T4731)
修改说明
标准修订 的 主要内容
卧式容器
——1.范围
不再局限于钢制， 增加有色金属，
与GB150.1一致
新增
新增
与GB150有区别， 但与原标准相比， 更明确
应 考 虑 比 GB150.1 增加
需 要 时 考 虑
更加明确材料、 使用温度
鞍座卧式容器的合理化设计 一个设计，首先要满足工艺及结构强度要求，同时又要结构合理、节省材料 。在初定结构参数后要审查各应力是否合理或超标，依应力情况可调整各结构 参数。
卧式容器的合理设计一般的调节步骤：使A≤0.5Ra→增设鞍座垫板-→增加鞍 座包角→增设加强圈。 1）A≤0.5Ra时封头对筒体有加强作用。 -M2抗弯断面为整圆。 -筒体被封头加强时，τ公式中 的k3比无加强圈时为小。 -周向应力σ6 ，σ‘6公式中k6 当 A /Ra ≤0.5 时 k6= k7/4 1 ＞A/Ra≥0.5 时 k6= （1.5A/ Ra-0.5）k7
卧式容器
卧式容器第一节 概述卧式容器的设计，除按常规计算圆筒、封头外，还应验算支座处的局部应力。
此局部应力的计算取决于支座的结构型式。
卧室容器的支座型式有鞍式支座、圈座和支腿式支座。
一般对于大直径的薄壁容器和真空操作的卧式容器或支承点多于两个时可采用圈座。
支腿式支座结构虽简单，但由于支承反力集中于局部壳体上，故只适用于较轻的小型卧式容器。
对于较重的大设备，通常采用鞍式支座。
目前应用的鞍式支座，大多是双鞍座式。
从受力情况来分析，支座越多其容器内产生的应力越小，但由于地基不均匀的沉陷、基础水平度的误差或筒体不直、不圆等因素造成支座反力分布不均，反而使局部应力增大，因此一般都采用双支座。
对于此类卧式容器，其受力分析和强度设计都以齐克（L.P.Zick ）提出的理论为基础，即将卧式容器当作受均布载荷的双支点的外伸简支梁来分析的，但这种近似分析所求得的各项应力与通过实验测定的各应力值并不完全相同，所以在应力计算式中进行了修正，并按应力的性质对各应力值进行了控制。
我国及其他不少国家都以此理论为依据制订卧式容器的设计规范。
第二节 卧式容器计算一、设计规范1、GB150《钢制压力容器》——国家标准适用范围：（1）鞍式支座（或圈座）支承的薄壁容器；（2）几何形状对称、载荷均布的容器；（3）承受非交变性载荷作用的容器；（4）两支座，且鞍座形心到封头切线之间的距离A ≤0.2L ；（5）鞍座包角θ在120°≤θ≤150°范围内。
2、HGJ16《钢制化工容器强度计算规定》——化工部标准适用范围：三鞍座卧式容器的设计和计算。
二、受力分析1、受力分析图、弯矩图和剪力图（见图1）2、外载荷（1） 设计压力p （内压或外压）（2）（2）均布载荷q容器的质量作用于假想的简支梁（即卧式容器）上，容器质量包括容器自身质量、充满水或所容介质的质量、所有附件及保温层等质量。
简支梁的长度为筒体L 加上两个封头的折算长度，封头折算长度2/3h i ；得单位长度载荷q 。
卧式容器强度计算
kK F 在横截面最低 5 5 -64.2 点处 eb2 无垫 板或 L/Ra≥8 时, 垫板 F 3K6 F 6 不起 4eb2 2e2 在鞍座 -122.853 加强 边角处 作用 L/Ra<8 时, 时 12K 6 FRa F 6 4 e b2 L e2
MPa
6
4e re b2
F
F
2 2e2 re
3K6 F
-45.289
MPa
6
4e re b2
2 Le2 re
12 K6 FRm
MPa
L/Ra≥8 时,
6 鞍座垫板边 6 4 e b2 2 e2 -122.853272
圆筒中间处截 面上的弯矩
压力试验
F L 1 2 Ra2 hi2 / L2 4 A = 5.5842e+08 MT1 4h 4 L 1 i 3L
N·mm
操作工况：
A Ra2 hi2 1 L 2 AL -3.15646411e+06 M 2 F A1 4 h 1 i 3L
MPa
MPa
全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站
3
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-2011
封头 应力校核 圆筒 封头 圆筒, 封头, 鞍 圆筒的有效宽度 无 加 强 圈 圆 筒
椭圆形封头, KPc Di h 2 he 65.672 MP c Rh 碟形封头, h 2 he 半球形封头, Pc Di h 4 he [] = 0.8 [ ] = 112
压力容器强度计算公式及说明
压力容器壁厚计算及说明一、压力容器的概念同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。
1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9.8×106Pa ，不包括液体静压力；2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa;3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。
二、强度计算公式1、受内压的薄壁圆筒当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式，δ理＝PPD －σ][2 考虑实际因素，δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜；D — 圆筒内径，㎜；P — 设计压力，㎜；[σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ；φ— 焊缝系数，0.6～1.0；C — 壁厚附加量,㎜。
2、受内压P 的厚壁圆筒①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。
径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22r b ） 环向应力σθ＝+-1(222ab Pa 22r b ） 轴向应力σz =222a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜；②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为：σ1＝σθ＝P K K 1122-+ σ2=σz =P K 112-σ3=σr =-P第一强度理论推导处如下设计公式σ1＝P K K 1122-+≤[σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式σ1－σ3＝P K K 1122-+≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式：P K K 132-≤[σ] 式中，K ＝a/b3、受外压P 的厚壁圆筒径向应力σr ＝－--1(222a b Pb 22r a ） 环向应力σθ＝－+-1(222ab Pb 22r a ） 4、一般形状回转壳体的应力计算经向应力 σz =sP 22ρ 环向应力 sP t z =+21ρσρσ 式中，P —内压力，MPa ；ρ1—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（纬）ρ2—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（经）s —壳体壁厚，㎜。
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/Q345R2 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 MpaP 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[]2172.60.85 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 。
压力容器的强度计算.
第11章压力容器的强度计算本章重点要讲解内容：（1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则；（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差；（3）掌握内压圆筒的厚度设计；（4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。
（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。
第一节设计参数的确定1、我国压力容器标准与适用范围我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。
该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。
JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。
其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。
2、容器直径（diameter of vessel）考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。
对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。
表1 压力容器的公称直径（mm）如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。
表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）3、设计压力（design pressure）（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）✧工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。
①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同；②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。
③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。
卧式容器计算书
计 设计压力 设计温度 筒体材料名称 封头材料名称 封头型式 筒体内直径 Di 筒体长度 算 条 件 计算单位
SW6-98
压力容器专用计算软件 ?
简 MPa ℃ 图
p t
0.1 80 TA2 TA2 椭圆形 4500 3670
mm mm
L
筒体名义厚度
n
支座垫板名义厚度 rn 筒体厚度附加量 C 腐蚀裕量 C1 筒体焊接接头系数 封头名义厚度 封头厚度附加量 鞍座材料名称 鞍座宽度 鞍座包角 鞍座高度 H 地震烈度 b θ A
hn
Ch
支座形心至封头切线距离
16 14 0.8 0 0.85 16 0.8 Q235-A 420 150 750 200 低于7
mm mm mm mm mm mm mm ° mm mm 度
全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站
1
过 程 设 备 强 度 计 算 书
内压圆筒校核 计算条件
q mg 241.342 4 L hi 3 1 F mg 633523 2
单位长度载荷
q
F
m g 178.921 4 L hi 3
N/mm
支座反力
F max F , F 633523
筒 体 弯
1 mg 469668 2
N
矩
计
2 3 3 3
n
C
Ch
0.8 0.85 16 0.8 3750 14 14 420 150 750 1125 0.141101 200 0 0 <7 2258 1 1 0 0 0
卧式储罐设计
安徽工程大学课程设计说明书题目名称：卧式储罐设计专业班级：食品122班学生姓名：***指导教师：***完成日期： 2015-09-24目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1设计任务： (4)1.2设计思想： (4)1.3设计特点： (4)第二章材料及结构的选择与论证 (5)2.1材料选择 (5)2.2结构选择与论证 (5)2.2.1 封头的选择 (5)2.2.2容器支座的选择 (5)2.3法兰型式 (6)2.4液面计的选择 (6)第三章结构设计 (7)3.1壁厚的确定 (7)3.2封头厚度设计 (7)3.2.1计算封头厚度 (7)3.2.2水压试验及强度校核 (8)3.3储罐零部件的选取 (8)3.3.1储罐支座 (8)3.3.2 罐体质量 (8)3.3.3封头质量 (9)3.3.4液氨质量 (9)3.3.5附件质量 (9)第四章接管的选取 (10)4.1液氨进料管 (10)4.2平衡口管 (10)4.3液位指示口管 (10)4.4放空口管 (10)4.5液体进口管 (11)4.6液体出口管 (11)第五章压力计选择 (12)符号说明 (13)总结 (14)摘要本说明书为《1.2m3液氨储罐设计说明书》。
扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。
本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。
关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强第一章绪论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。
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开孔补强强度计算
1 计算压力 2 管子外径 3 管子名义厚度 4 管子内径 5 材料 6 设计温度下钢材基本许用应力 7 焊接接头系数 8 设计温度下管子的计算壁厚 9 接管厚度负偏差 10 接管腐蚀余量 11 接管附加壁厚 12 开孔直径 13 开孔削弱系数 14 壳体开孔处计算厚度 15 补强圈有效补强范围 16 壳体开孔处有效厚度 17 接管有效厚度 18 接管有效加强外侧高度 19 接管有效加强内侧高度 20 圆筒开孔所需补强截面积 21 在有效截面积内可做补强的面积 壳体有效厚度减去计算厚度以外 22 的多余面积 接管有效厚度减去计ห้องสมุดไป่ตู้厚度以外 23 的多余面积 [σ ]t1 φ δ t C1 C2 C d fr δ B δ δ
e
进接管 1.10 219.00 8.00 203.00
PC dO δ
nt
MPa mm mm mm
同筒体
di
设计取定20/GB/T8163 MPa 查表6 按表GB150第3.7条 mm mm mm mm mm
20 131 1 0.86 0.00 1.00 1.00 205.00
pc di 2 [ ] t1 pc
按GB150中3.5.5.1取（按钢材标准） 按GB150中3.5.5.2取 C=C1+C2 d=di+2C [σ ] /[σ ]
t1 t
（对于安放式接管fr=1）
0.716 3.55
mm mm mm mm mm
0 0 . . 5 5
取
B＝2d B=d+2δn+2δnt
中的较大者
442.00 5.00
et
δ et=δ nt-C 取
5 5 k × 1 1 2
8.00 或实际外伸高度的较小值
× / [ 8 σ 8 ] 1 = . 0 5 / 1 1 3
h1 h2 A Ae A1 A2
dnt
. b 0 7
40.50 10.00 743.55 915.86 337.43 514.43
mm mm2 mm2 mm2 mm2
取
dnt
p
或实际内伸高度的较小值
A＝dδ +2δ δ et(1-fr) Ae＝A1+A2+A3 A1=（B-d)(δ e-δ )-2δ et(δ e-δ )(1-fr) A2=2h1(δ et-δ t)fr+2h2(δ et-C2)fr
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