卧式储罐人孔设计
完整版玻璃钢卧式储罐课程设计
中北大学课程设计说明书学生姓名：詹锋学号： 0603044238 学院：材料科学与工程学院专业：复合材料与工程题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸卧式玻璃钢储罐设计指导教师：陈剑楠曹杨职称: 讲师讲师2009年 12月 31日中北大学课程设计任务书学年第一学期学院：材料科学与工程学院专业：复合材料与工程学生姓名：学号：课程设计题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸卧式玻璃钢储罐设计起迄日期：2009年12月21日～2009年12月31日课程设计地点：中北大学材料科学与工程学院指导教师：陈剑楠曹杨系主任：李迎春下达任务书日期: 2009年12月18日课程设计任务书课程设计任务书目录1.前言 (1)2.造型设计 (2)2.1储罐构造尺寸确定 (2)2.2封头的选择 (2)2.3伸臂长度确定 (3)2.4支座及间距 (3)3.性能设计 (4)3.1基体材料性能及其特点介绍 (5)3.2增强材料介绍 (6)4.节构设计 (7)4.1储罐荷载计算和设计简图 (7)4.2由储罐的轴向应力计算壁厚 (8)4.3由储罐的剪力计算储罐的壁厚 (8)4.4由储罐的环形应力计算储罐壁厚 (8)4.5由蝶形封头设计壁厚 (10)4.6设计结果 (10)5.工艺设计 (11)5.1筒身设计 (11)5.2封头的制造工艺及模具制造方法 (12)6.玻璃钢卧式贮罐零部件设计 (14)6.1贮罐的开孔与补强 (14)6.2排气孔 (14)6.3贮罐进出口管和人孔设计 (14)6.4排液管 (16)6.5支座设计 (16)7.安装设计 (17)8.制品检验 (18)9.小结 (19)10.参考文献 (20)前言卧式玻璃纤维增强塑料贮罐主要用做化工贮罐、运输罐车、反应釜、喷雾洗涤器等。
与立式贮罐相比，卧式贮罐的容积较小，但具有搬运方便，可异地安装使用的特点。
玻璃钢容器、玻璃钢储罐耐化学腐蚀，使用寿命长，玻璃钢具有特殊的耐腐性能，在储存腐蚀性介质时，玻璃钢显示出其他材料所无法比拟的优越性，可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂[1]。
卧式储罐焊接结构和工艺设计
1 产品介绍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。
贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
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、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。
目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
为保证压力容器的安全使用，在制造时就必须按照有关标准、规范，对压力容器的原材料和加工制造过程进行严格的质量检验，因此，对投入运行的压力容器也需要进行定期检验。
压力容器的检验内容主要有：对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验；对焊接接头的各种性能检验；对压力容器各部分存在的各类缺陷的无损检测；用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验等。
质量检验在压力容器制造过程中占重要的地位。
在有些反应堆压力容器的生产周期中，有一半的时间都是用于质量检验。
筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件，它构成了完成化学反应或储存物所需的最大空间。
筒体一般是由钢板卷制或压制成型后组装焊接而成。
当筒体直径较小是，可采用无缝钢管制作。
对于即轴向尺寸较大的筒体，采用环焊缝将几个筒节拼焊制成。
根据筒体的承载要求和钢板厚度，其纵焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不坡口的对接接头。
对于承受高压的厚壁容器筒体，除了采用单层厚钢板制作外，也可以采用层板包扎、热套、绕带或绕板等工艺制作多层筒体结构。
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。
2 结构计算本次设计的容器为卧式压力容器，其容积为310m 。
结构设计为筒体和椭圆封头。
2.1筒体长度的计算设筒体直径为D ， 筒体长度为H=2D ， 选用标准椭圆封头， 则其体积可表示为:102224223321=+⨯+⨯=++=i h R D R DV V V V πππ由此可求得mm D 1800=。
卧室储罐课设详解
1.设备工艺设计1.1盛装液化石油气体的压力容器设计存储量存储量：t V Wρφ=式中：W ——储存量，t ；φ——装载系数；V ——压力容器容积；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t；根据设计条件t V W ρφ==0.9Χ32Χ1.30245=37.51056t1.2设备的初步选型及轮廓尺寸1.2.1设备的初步选型（1）封头选型：目前我国普遍采用常温压力储罐一般有两种形式，球形贮罐和圆筒形贮罐。
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）筒体选择：因为圆筒形贮罐加工制造安装简单，安装费用少，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于5003m ,单罐容积小于1003m 时选用卧式贮槽比较经济。
1.2.2设备的轮廓尺寸确定粗略计算内径： 32324πm L D i =一般63—=D L ，取4=DL得m D i 167704281.2=，圆整得：mm 21001.2==m D i选用EHA 椭圆封头，查《EHA 椭圆形封头内表面积及容积表》可得： 深度mm H525=，内表面积20443.5m A =，容积33508.1m V =封根据3封2封筒32242m V L D V V V i g =+=+=πmm D V V L i g 8458422封=-=π，圆整得:mm L 8500=32封2封筒计142.323508.125.81.24242m V L D V V V i =⨯+⨯⨯=+=+=ππ误差%443.03232-142.32%100计==⨯-g g V V V 3计工m 9278.28142.329.0=⨯==V V φL/D=8500/2100=4.0476,在范围内所以，筒体的公称直径mm D i 2100=,长度mm L8500=2设备的机械设计2.1 设计条件的确定2.1.1设计温度的确定根据《固定式压力容器安全技术检测规程》液氯储罐的工作温度-20℃—45℃，设计温度要大于最高工作温度，故选取设计温度t=50℃， 2.1.2设计压力的确定根据《固定式压力容器安全技术检测规程》 （1） 由上得液氯储罐的设计温度t=50℃，由本次的《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，该温度下液氯的绝对饱和蒸汽压为1.303MPa 。
课程设计----卧式储罐焊接结构和工艺设计
1结构计算本次设计的容器为卧式压力容器，其容积为3100m ，工作压力为MPa 2.3，工作温度为C 50︒，存放有腐蚀介质，结构设计为筒体和椭圆封头。
1.1筒体长度的计算设筒体直径为D ，筒体长度为H=4D ， 选用标准椭圆封头， 则其体积可表示为:由此可求得mm 2.3169=D 。
取=i D 3200mm由以上尺寸将筒体分为4段式，其中每一段的长度为m 2.3，筒体为两瓣组焊而成。
1.2容器壁厚的计算计算压力Mpa P P c 2.3== 板材厚度偏mm C 11= 腐蚀余量mm C 12=所用钢材为1Cr18Ni9Ti ，[]tσ为材料的许用应力[]Mpa 131t=σ作为本材料的许用应力。
双面含或相当于双面焊的全焊透对接焊缝 100%无损检测 φ=1.0 局部无损检测 φ=0.85 不做无损检测 φ=0.70单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部有紧贴的垫板 100%无损检测 φ=0.9 局部无损检测 φ=0.8 单面焊的环向对接焊缝（无垫板）100D 3==πV局部无损检测 φ=0.7 不做无损检测 φ=0.6此容器选择焊接方法为双面全焊透，100%无损检测，因此焊缝系数选择为1。
筒体壁厚计算公式为：=1δ[]mm C C P D P ctic 56.41112.31131232002.3221=++-⨯⨯⨯=++-Φσ取壁厚为42mm--1.3封头厚度计算椭圆封头壁厚计算公式为：[]mm C C p D Kp S ctic 32.411120.35.01131232002.315.02211=++⨯-⨯⨯⨯⨯=++-=φσ；实际厚度为：42=S 错误！未找到引用源。
1.4标准件的选择1.4.1椭圆封头的选取以内径为公称直径选取封头，由计算得到的封头的设计内径为D=3800mm ，根据JB/T 4712—92椭圆封头标准选取椭圆封头如下图：封头结构示意图（图1）其参数见下表：公称直径Di 厚度δ高度h1 高度h2 容积3200 42 850 50 4.69表（一）1.4.2支座的选择：卧式容器用支座支撑。
压力容器卧式储罐设计
工作温度为 ，设计温度取
主要元件材料的选择
筒体、封头材料的选择
根据GB150-1998表4-1，选用筒体、封头材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB-6654） 。Q345R适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大（ ）的压力容器，取腐蚀余量 ，钢板负偏差C1=。
Q345R
在下列温度（℃）下的许用应力（MPa）
100
150
200
250
185
185
153
143
130
鞍座材料的选择
根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-A，其许用应力
地脚螺栓的材料选择
地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力
第三章设备的结构设计
圆筒、封头厚度的设计
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。
液化石油气特点
气态的液化石油比空气重约倍，该气体的空气混合物爆炸范围是%~%，遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保安全。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温20℃时，液态丙烷的比重为，液态丁烷的比重为～，因此，液化石油气的液态比重大体可认为在左右，即为水的一半。
卧式储罐设计
1.1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。
1.2结构选择与论证1.2.1 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。
1.2.2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。
1.3法兰型式法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。
常压储罐附件设置标准
常压储罐附件设置标准
以下是常压卧式储罐的基本附件设置标准：
- 人孔：卧式储罐的人孔公称直径不应小于600mm。
筒体长度大于6m的卧式储罐，至少应设2个人孔。
- 接合管及人孔盖：卧式储罐的接合管及人孔盖应采用钢质材料。
- 液位测量装置和测量孔的检尺槽：应位于储罐正顶部的纵向轴线上，并宜设在人孔盖上。
- 储罐排水管：公称直径不应小于40mm。
排水管上的阀门应采用钢制闸阀或球阀。
- 通气管：
- 直径：应按储罐的最大进出流量确定，但不应小于50mm；当同种液体的多个储罐共用一根通气干管时，其通气干管的公称直径不应小于80mm。
- 坡度：通气管横管应坡向储罐，坡度应大于或等于5‰。
- 管口最小设置高度：应符合表6.4.13的规定。
气管上必须装设阻火器。
卧式储罐设计说明
卧式储罐设计卧式储罐设计 (1)一、绪论 (2)1.1 设计任务： (2)1.2 设计思想 (2)1.3 设计特点 (2)二、设计总论 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 材料及结构的选择与论证 (3)2.2.1 材料及结构的选择 (3)2.2.2 封头的选择 (3)2.2.3 容器支座的选择 (4)三、主体设计计算 (5)3.1 确定罐体的径及长度 (5)3.2 筒体厚度设计 (5)3.2.1 确定参数 (5)3.2.2 计算壁厚 (6)3.2.3 圆筒最大允许工作压力 (6)3.3 封头壁厚设计 (7)3.3.1 封头壁厚设计 (7)3.3.2 封头最大允许工作压力 (7)3.4 水压试验及强度校核 (7)四、零部件选配及设计 (8)4.1 人孔选择及补强计算 (8)4.1.1 人孔选择 (8)4.1.2 补强计算 (10)4.2 进出料接管的选择及管法兰选配 (10)4.2.1 进料管 (10)4.2.2 出料管 (11)4.2.3 排污管 (11)4.2.4 液面计接管 (11)4.2.5 放空管 (11)4.3 安全阀的选择 (12)4.4 鞍座的选择 (12)4.4.1 罐体质量 (12)4.4.2 封头质量 (12)4.4.3 二甲醚质量 (13)4.4.4 附件质量 (13)4.4.5 鞍座选择 (13)五、容器焊缝标准 (14)5.1 压力容器焊接结构设计要求 (14)5.2 筒体与椭圆封头的焊接接头 (14)5.3 管法兰与接管的焊接接头 (15)5.4 接管与壳体的焊接接头 (15)参考文献 (16)一、绪论1.1 设计任务：针对化工厂中的二甲醚储罐，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 设计思想本设计的液料为二甲醚，二甲醚又称甲醚，简称DME，甲醚在常压下是一种.664mkg，熔10无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。
相对密度（20℃）3/点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。
卧式油罐制作方案
卧式油罐制作方案公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]100m3常压卧式油罐制作方案一、单位工程概况1、工程概况、本工程为10×100m3罐组，现场制作工程量为20台。
原设计图纸油罐仅有外形尺寸，外径φ3216mm，总长度12800mm，需要深化设计。
建设单位要求：油罐封头厚度δ=10mm，筒体板厚8mm，钢板材质为Q235-A，人孔为DN600，高800mm。
2、油罐制作现场排版图：EHA 3以内径为基准的椭圆形封头数量：20个全部拼接焊接接头100%射线检测III级合格，（由甲方负责）出厂质量证明文件齐全DN600人孔接管焊接补强图包边角钢对接焊缝详图罐壁焊缝祥图（纵缝对称错开）C 向、E 向旋转角钢加强圈底部导油孔筒体下料展开图（Q235-A δ=8）整板不拼接二、施工方案1.施工前准备该油罐采用普通碳素结构钢Q235-A焊制，符合GB T709-2006 《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》及钢板质量应符合GB700—88《碳素结构钢》。
焊接材料为E4303，其质量应符合GB/T5117-1995《碳钢焊条》。
所有材料必须具备材料出厂质量证明书。
到货后要按材料质量证明书进行验收，对有怀疑的项目，要进行复检，不合格材料不得使用。
2.油罐制作制作程序：封头制作：封头不在现场制作，委托加工厂制作。
筒节的卷制2.3.1 卷板机应在设备精度和卷板能力范围内使用。
2.3.2 工量夹具有钢卷尺、钢直角尺、角磨砂轮、圆弧样板、校正用夹具及组对装置等。
钢卷尺、钢直角尺、圆弧样板须定期检定。
2.3.3 卷制前准备2.3.3.1 卷制前操作者应熟悉有关图样、标准和工艺文件。
2.3.3.2卷制前操作者应了解图纸中的有关要求并对钢板进行检查。
材质标记应放在外侧。
2.3.3.3筒体钢板的下料长度尺寸可按下列公式确定： L=πDp+δ1+δ2+δ3-δ4式中：L —筒体钢板的下料长度尺寸， Dp —筒体的平均直径，mm；δ1—气割加工余量，mm；δ2—机械加工余量，mm；δ3—预弯直段余量，mm；δ4—冷卷伸长量，一般 2～5mm。
氯乙烯卧式储罐设计
目录一、介质物性 (2)二、技术要求 (2)三、设计方案 (2)1）压力容器的容积 (2)2）容器的直径及长度 (3)3）压力容器筒体的厚度设计计算 (3)4）压力容器封头的厚度设计计算 (3)5）接管法兰及其密封（国标，厂标）（草图，尺寸） (4)6）选择支座 (5)7）选择人孔及其密封 (6)一、介质物性储存介质：氯乙烯颜色：常温下无色气体， 冷凝点为：－13.9℃， 临界温度：142℃， 临界压力：5.6MPa ，可燃性：易燃，与空气混合物的爆炸极限为4～27.7%，自燃点为472℃，与空气混合浓度在10%时的最大爆炸压力为0.68MPa 。
氯乙烯有毒，对人有麻醉作用，当浓度在1%时有麻感觉，达5%以上时，即可现出头晕、浑身无力、神志不清、呼吸由急变微，最后失去知觉。
500饱和蒸汽压：0.8MPa二、技术要求储存介质：乙烯含量：99.99%, 二氯甲烷、乙炔0.01% 容量：75m 3 充实系数：0.9 公称压力：0.8MPa接管：进口管DN50，出口管DN50，安全阀DN80，排污管DN25，压力表接管DN25。
液面计自选。
要求：1) 查物性参数。
确定设计参数 2) 选择材料3) 设计筒体和封头的壁厚4) 确定容器的公称直径（按充装系数0.9计）和公称压力 5) 选择配接管法兰（包括垫片） 6) 选择支座 7) 选择人孔 8) 画出容器草图三、 设计方案除用户有要求，一般取长径比为2-5，很多情况下取2-3就可以了。
1）压力容器的容积750.9eV V η===83.3m 3 （1）2）容器的直径及长度V=3.14(D/6+h)R 23.14*()6DV h R =+ 等于直径为Di 高度为Hi 的圆柱体体积的三分之二，再加上直边那段体积212V V V +=22(2)412vD h D bD V ππ+=+ （2） b —短轴长度v —长径比取长径比3.10，椭圆短轴为直径的1/2，椭圆形直边为100mm ，即0.1m 。
压力容器卧式储罐设计说明
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1液化石油气贮罐的分类 (1)1.2液化石油气特点 (1)1.3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 (2)2.1设计题目 (2)2.2设计数据 (2)2.3设计压力、温度 (2)2.4主要元件材料的选择 (3)第三章设备的结构设计 (3)3.1圆筒、封头厚度的设计 (4)3.2筒体和封头的结构设计 (4)3.3鞍座选型和结构设计 (5)3.4接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (6)3.5 人孔的选择 (9)3.6安全阀的设计 (10)第四章设计强度的校核 (12)4.1水压试验应力校核 (12)4.2筒体轴向弯矩计算 (13)4.3筒体轴向应力计算及校核 (13)4.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 (14)4.5封头中附加拉伸应力 (14)4.6筒体的周向应力计算与校核 (14)4.7鞍座应力计算与校核 (15)第五章开孔补强设计 (18)5.1 补强设计方法判别 (18)5.2有效补强围 (18)5.3 有效补强面积 (18)5.4.补强面积 (19)第六章储罐的焊接设计 (19)6.1焊接的基本要求 (20)6.2焊接的工艺设计 (20)设计小结 (23)致 (24)参考文献 (25)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。
卧式储罐人孔设计
Hefei University《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计题目： 2.5MPa卧式储罐人孔设计系别：化学材料与工程系班级：10化工（三）姓名：何文龙学号：1003023004队别：Team 5队员：朱广佳（队长）、吴凯、何文龙教师：胡科研日期：2011-12-02《化工机械与设备》过程考核之二 ............................................ 错误!未定义书签。
一前言 .. (3)1.1 设计人孔的目的 (3)1.2 人孔附图 (3)二人孔的机械设计 (5)2.1选择人孔 (5)2.2核算人孔补强 (5)2.3机械设计标准参数 (6)2.3.1.碳素钢、低合金钢类 (6)2.3.2 不锈钢类 (7)2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表 (8)三人孔工艺设计： (9)3.1人孔的功能类型： (9)3.2材料的选择 (9)3.3人孔种类的划分 (9)3.3.1、以通信管块容量划分 (9)3.3.2、以人孔的通向划分 (9)3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分 (9)3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸 (10)四总结 (10)五参考文献 (10)一前言1.1 设计人孔的目的人孔是安装在卧式储罐上部的安全应急装置。
通常与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。
具有方便维修，定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性良好、安全可靠等优点。
1.2 人孔附图图—1 人孔俯视图图2——人孔开关侧面图图3——人孔主视图设计条件：管经480mm×12；工作介质：水蒸气；表压：<2.5MPa二 人孔的机械设计2.1选择人孔根据储罐是在常温下及最高工作压力为 2.5MPa 条件下工作,人孔的标准按公称压力为 2.5 MPa 等级选取，考虑到人孔盖直径较大较重,故选用回转盖对焊法兰（GH21518-2005）,公称直径 450，榫槽面密封面（TG 型）和石棉橡胶板垫面。
液氯卧式储罐设计
目录第1章绪论 (1)第2章工艺设计 (4)2.1 储罐存储量 (4)2。
2 储罐设备的选型 (4)第3章结构设计 (7)3。
1 筒体及封头设计 (7)3。
1。
1材料的选择 (7)3。
1。
2 筒体壁厚设计 (7)3。
1.3 封头壁厚设计 (8)3。
2 接管的选取 (8)3。
3 法兰的选取 (9)3。
4 垫片的选取 (11)3.5 螺栓的选取 (12)3。
6 人孔的选取 (13)3.6.1 人孔的结构设计 (13)3。
6.2 核算开孔补强 (14)3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (17)3.8 容器支座的设计 (19)3。
8.1 支座的选择 (19)3.8。
2 鞍座位置的确定 (20)3。
9 总体布局 (21)第4章强度计算 (24)4。
2.1 圆筒轴向应力计算 (26)4.2。
2 圆筒轴向应力校核 (27)4。
3 圆筒和封头切应力计算及校核 (27)4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (27)第5章焊接结构设计 (32)5.1 焊接接头设计 (32)5。
2 焊条的选择 (34)设计心得 (34)参考文献 (36)第1章绪论在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐,如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等；储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐（或称为低温储槽）、常温储罐（＜90℃）和高温储罐（90～250℃ ）；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。
单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。
金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。
储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。
圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚）、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。
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Cmmm3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。
表1.4 人孔尺寸表单位：mm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。
表1.5 鞍式支座结构尺寸单位mm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。
2. 卧式储罐工艺审查2.1材料焊接性分析本次课程设计的母材为0Cr18Ni9和Q235B，根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB/T221-200）查得0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢。
卧式储罐人孔设计
Hefei University《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计题目： 2.5MPa卧式储罐人孔设计系别：化学材料与工程系班级：10化工（三）姓名：何文龙学号：1003023004队别：Team 5队员：朱广佳（队长）、吴凯、何文龙教师：胡科研日期：2011-12-02《化工机械与设备》过程考核之二 ............................................ 错误!未定义书签。
一前言 .. (3)1.1 设计人孔的目的 (3)1.2 人孔附图 (3)二人孔的机械设计 (5)2.1选择人孔 (5)2.2核算人孔补强 (5)2.3机械设计标准参数 (6)2.3.1.碳素钢、低合金钢类 (6)2.3.2 不锈钢类 (7)2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表 (8)三人孔工艺设计： (9)3.1人孔的功能类型： (9)3.2材料的选择 (9)3.3人孔种类的划分 (9)3.3.1、以通信管块容量划分 (9)3.3.2、以人孔的通向划分 (9)3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分 (9)3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸 (10)四总结 (10)五参考文献 (10)一前言1.1 设计人孔的目的人孔是安装在卧式储罐上部的安全应急装置。
通常与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。
具有方便维修，定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性良好、安全可靠等优点。
1.2 人孔附图图—1 人孔俯视图图2——人孔开关侧面图图3——人孔主视图设计条件：管经480mm×12；工作介质：水蒸气；表压：<2.5MPa二 人孔的机械设计2.1选择人孔根据储罐是在常温下及最高工作压力为 2.5MPa 条件下工作,人孔的标准按公称压力为 2.5 MPa 等级选取，考虑到人孔盖直径较大较重,故选用回转盖对焊法兰（GH21518-2005）,公称直径 450，榫槽面密封面（TG 型）和石棉橡胶板垫面。
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Hefei University《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计题目： 2.5MPa卧式储罐人孔设计系别：化学材料与工程系班级：10化工（三）姓名：何文龙学号：1003023004队别：Team 5队员：朱广佳（队长）、吴凯、何文龙教师：胡科研日期：2011-12-02《化工机械与设备》过程考核之二 ............................................ 错误!未定义书签。
一前言 .. (3)1.1 设计人孔的目的 (3)1.2 人孔附图 (3)二人孔的机械设计 (5)2.1选择人孔 (5)2.2核算人孔补强 (5)2.3机械设计标准参数 (6)2.3.1.碳素钢、低合金钢类 (6)2.3.2 不锈钢类 (7)2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表 (8)三人孔工艺设计： (9)3.1人孔的功能类型： (9)3.2材料的选择 (9)3.3人孔种类的划分 (9)3.3.1、以通信管块容量划分 (9)3.3.2、以人孔的通向划分 (9)3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分 (9)3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸 (10)四总结 (10)五参考文献 (10)一前言1.1 设计人孔的目的人孔是安装在卧式储罐上部的安全应急装置。
通常与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。
具有方便维修，定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性良好、安全可靠等优点。
1.2 人孔附图图—1 人孔俯视图图2——人孔开关侧面图图3——人孔主视图设计条件：管经480mm×12；工作介质：水蒸气；表压：<2.5MPa二 人孔的机械设计2.1选择人孔根据储罐是在常温下及最高工作压力为 2.5MPa 条件下工作,人孔的标准按公称压力为 2.5 MPa 等级选取，考虑到人孔盖直径较大较重,故选用回转盖对焊法兰（GH21518-2005）,公称直径 450，榫槽面密封面（TG 型）和石棉橡胶板垫面。
该人孔标记为：人孔 RF Ⅳ(A·G)450-2.5 GH21518-2005另外还要考虑人孔补强,确定补强圈尺寸,由于人孔的筒节不是采用无缝钢管,故不能直接选用补强圈标准。
本设计所选用的人孔筒节内径为 d i = 484mm ,壁 厚 δ m = 12mm立式储罐为腐蚀介质压力容器，故其所有焊缝（包括角焊缝）均采用全焊透结构。
查表得人孔的筒体尺寸为 Φ 480×12，由标准 JB/T 4736-2002 查得补强圈尺寸为：内径 Di= 490mm 外径 Do= 760mm2.2核算人孔补强补强圈坡口取D 型立式储罐设计说明书 开孔补强的有关计算参数如下： 1 筒体的计算壁厚：[]mmP D P e i e 1.2594.0117021200594.02=-⨯⨯⨯=-=φσσ2. 计算开孔所需补强的面积 A ： 开孔直径：d = di + 2C = 480 + 2 × (0.0 + 2.0) = 484mm 补强的面积： A = d - δ = 484 × 2.1 = 1016.4mm 2 3 有效宽度： B = 2 *d = 2 × 484 = 968mm B = d + 2 - δn + 2- δm = 484 + 2 × 12+ 2 × 12 = 1016mm 取最大值 B = 1016mm 4 有效高度：外侧高度 h1 = d -δ m = 484 × 12 = 58.04mm 或 h1 = 接管实际外伸高度 = 250mm 两者取较小值 h1 = 58.04mm 内侧高度 h2 = d - δ m = 484 × 12= 58.04mm h2 = 接管实际内伸高度 = 0mm 两者取较小值 h2 = 0mm 5筒体多余面积 A1：筒体有效厚度： δ e = δ n -C = 12- 2.0 = 10mm选择与筒体相同的材料（16MnR）进行补偿，故f r =1，所以Ai = ( B -d )(δ e -δ ) -2δ m (δ e -δ )(1 -f γ ) = (1016 -484)(10.0 -2.1) -2 × 12 ×(10.0 -2.1)(1 *1) = 4013.2mm26 接管多余金属的截面积A2：Pc -d 0.594 × 454 = = 0.80mm t 2[σ ] -Pc× 170 × 1 -0.594接管计算厚度δ t = A2 = 2 -h1 (δ et -δ t ) f γ + 2 -h2 (δ et -C 2 ) f γ 8立式储罐设计说明书= 2 -h1 (δ m -C -δ t ) f γ + 0 = 2 × 52.19 × (6 -2.0 -0.80) = 334.02mm2补强区内焊缝截面积A3：1 A3 = 2 × × 6 × 6 = 36mm2有效补强面积Ae：Ae = A1 + A2 + A3 = 862.6 + 334.02 + 36 = 1232.62mm2因为Ae > A ，所以不需要补强2.3机械设计标准参数2.3.1.碳素钢、低合金钢类2.3.2 不锈钢类2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表件号标准号名称数量材料尺寸/mm1 GB/T713--2008 筒节 1 Q345R dw=480*12δ=3b1=39,b2=44M33*2*175M33Do=362 HG20592 法兰 1 16Mn（锻件）3 HG20592 垫片 1 石棉橡胶板4 HG20592 法兰片 1 Q345R5 HG20613 螺栓20 35CrMoA6 HG20613 螺母40 30CrMo7 吊环 1 Q235-A.F8 转臂 1 Q235-A.F9 GB/T 95-- 垫圈20 1 100HV10 GB/T6170--2000螺母M20 2 5级11 吊钩 1 Q235-A.F12 环 1 Q235-A.F13 GB/T8163--2008无缝钢管 1 2014 支撑板 1 Q345三人孔工艺设计：3.1人孔的功能类型：人孔分为紧急泄压人孔、防爆阻火呼吸人孔、罐顶人孔、罐壁人孔和带芯人孔等。
3.2材料的选择根据提供的压力1MPa 温度200℃直径2000mm，根据前面的机械设计，可选择Q245R类型的钢板，其化学成分包括C Si Mn Cr Ni Nb V P S等。
其屈服强度一般为200左右，实验温度为200-400℃，故符合所给是数据要求。
3.3人孔种类的划分3.3.1、以通信管块容量划分按人孔可容纳规格为宽360mm、高250mm（标准的六孔管孔内径90mm水泥管块，简称标准块）的管道断面管块或单孔管道管孔内径90mm的数量，分为大、中、小三类。
通信管道所设置人孔的大小，应以通信管道的远期容量设置。
不应只考虑本期建设通信管道容量。
3.3.2、以人孔的通向划分以人孔的通向划分可分为直通人孔、三通人孔、四通人孔和斜通人孔，具体详见下表1。
其中，斜通人孔又分为15°、30°、45°、60°、75°共五种。
每种斜通人孔的角度，可适用于±7.5°范围以内。
3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分以人孔上覆承受负荷能力划分可分为汽-20级和汽-10级两种3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸人孔已有成型产品，直径通常为600mm。
人孔中心距地板一般为750mm。
便于工作人员在安装、清洗、维护时进出油罐和通风。
考虑到人孔盖直径较大较重,故选用回转盖对焊法兰人孔（GH21518-2005）,公称直径450 ，突面法兰密封面。
我们可选择储存液体为油类，做案例分析。
非金属油罐的人孔设在罐顶上，金属油罐的人孔设在罐壁最下圈板上。
大都为直径600mm的圆孔，其中心距底板750mm，为油罐清洗或维修人员进出油罐用，又称作道门。
检修清理油罐时刻利用人孔进行采光和通风。
立式油罐的容量在5000m³以下时设1~2个人孔，5000m³以上的设2个人孔。
人孔的安装应与进出油管线相隔不大于90°。
当只设一个人孔时，应将其置于罐顶透光孔的对面；当设2个人孔时，其中一个设在透光孔的对面，另一个应至少与第一个人孔相隔90°。
人孔应有一个设在进出油管右侧附近，并尽量使人孔正对罐室密闭门，以便人员进出、维修油罐和通风接管用。
由于人孔安装在油罐的最下层体圈上，防渗漏就显得特别重要。
要求两法兰结合面必须保证其平直度，无飘扭现象。
加强板和法兰应尽量在整块钢板上切割而不拼接。
法兰和盖板上加工有密封圈，在施工中要特别注意保护。
密封用3mm 厚石棉橡胶垫片，不允许有折裂。
安装人孔盖板上紧螺栓时，要成对角均与用力，以防孔盖变形。
3.5 人孔的安装及维护人孔因位于油罐下部，人孔承受很大的液体压力，为了防止渗漏，对人孔的安装质量必须严格要求。
法兰和盖板上加工有密封水线，在施工中要注意保护，以免在使用时发生渗油。
每次拆下人孔时要做标记，以免再装时错位，影响严密性。
安装人孔盖板上螺母时，要成对对角均匀用力，以防盖板变形或用力不均而造成的渗油。
四总结人孔的设计应根据具体的工艺设计方案，先进行工艺设计，在联系这个设备的设计参数，进行相应的机械设计，做到综合考虑。
特别要注意人孔补强的计算，否则会造成维修人员进入储罐类维修时的人身安全。
五参考文献【1】编《化工原理上册》天津大学出版社 2006.3【2】《化工设备机械基础》俞健良主编2009年7月第一版【3】《化工设备的选择与设计》刘道德等编著【4】《化工容器》金国淼等编【5】《工程力学》孟凡深主编。