容器设计过程装备课程设计书

容器设计过程装备课程设计书

第一章 设计思路

（1）设计特点

综合运用所学的过程设备设计的知识，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、实用性和安全可 靠性。各项设计参数都正确考虑了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并且考虑到了结构方面的要求，合理进行设计。

（2）设计特点

容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。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气罐的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。

第二章 主要材料、焊缝结构和探伤

（1）材料的选择

容器介质为空气，为无腐蚀介质，储罐选用碳素结构钢，且设计压力为MPa 6.0在MPa P MPa 6.11.0≤≤围，属于低压容器。所以选择235Q 系列的钢材可以满足要求。B Q -235钢板的适用围：

容器设计压力MPa P 6.1≤

钢板使用温度为C ︒350~0

用于壳体时，厚度不大于mm 20

所以B Q -235满足设计要求，则选择B Q -235钢板。查表知B Q -235的许用应力为[][]MPa t 113==σσ

（2）焊缝及探伤

焊接接头采用V 型坡口双面焊接，由于工作介质特性为无毒性、低腐蚀性，此处采用局部无损探伤，其焊接接头系数由焊接接头系数表（查教材过程装备设计表34-）查得由教材过程设备设计表24-取mm C 8.01=,由于介质特性为低腐蚀性，无毒，所以去平面腐蚀裕mm C 12=。

（3）焊接制造

（a ）焊接接头结构

所有焊接接头均要求全熔透。A,B 类对接接头：采用（HG 20583-1998）DU8，D 类焊接接头，接管不伸时采用G6

（b ）焊条选择

根据GB/T5117-1995《碳钢焊条的成分及性能要求》标准，碳钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流接管B 、D 与筒体，筒体与封头，人孔接管与筒体间焊条型号E4303，

药皮类型选钛钙型，电流种类为AC,DC ±。

第三章 设计参数

（1）设计压力P

设计压力为压力容器的设计载荷之一，其值不得低于最高工作压力，装有安全阀的容器通常可取最高工作压力的10.1~05.1倍，即w 1.10)P ~(1.05=P 。此处取,所以MPa P P w 66.06.010.110.1=⨯==。

（2）设计温度

C 05T ︒=

（3）工作介质

空气 无腐蚀

（4）筒体直径Di 长度L 及短轴h 取长径比

0.2D L

i = mm D

L o 12411030.214.34)(4D 393i v ≈⨯⨯⨯=⨯=π 圆整后取mm 1300D i =，mm 325413004D h i ===

封头结构:标准椭圆形封头，由半个椭球壳和一个高为h2的短筒节构成。封头的直边高度h2＝40mm

椭圆封头容积：

3232i 3i 34.004.03.1785.03.11309.0D 785.0D 1309.0v m h o

F =⨯⨯+⨯=+=

筒体高：

mm V V V V H F o F

o 2273)1034.02103(1300

14.34)(D 44

D 9922i

2i =⨯⨯-⨯⨯=-=-=ππ 圆整后得：mm H 2300= 第四章 筒体计算

（1）筒体厚度计算

计算厚度： []mm t 48.466

.085.01132130066.0P 2D P c i

c =-⨯⨯⨯=-=φσδ 设计厚度： mm C

d 48.5148.42=+=+=δδ

考虑到钢板厚度系列取名义厚度：mm n 6=δ

[]立没有变化，以上计算成许用应力因用δδmm n 6=

（2）水压试验及应力校核

（a ）试验压力

[][]MPa P P t c T 825.0166.025.125.1=⨯⨯==σσ

MPa P P T 76.00.166.01.0=+=+=

取最大试验压力 ：MPa P T 825.0=

(b)应力校核

筒体有效厚度：mm C C n e 2.4)18.0(6)(21=+-=+-=δδ

MPa D P e e i T T 70.15085.02.42)2.41300(825.02)(=⨯⨯+=+=φδδσ []MPa s T 78.17985.02359.09.0=⨯⨯==φσσ

[]T T σσ< 则满足水压试验要求。

第五章 封头计算

（1） 封头选择

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；椭圆封头深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。平板封头因直径和厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来看：球形封头用材最少，比椭圆封头节约，平板封头用材最多。但是，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）封头厚度计算

采用标准椭圆 则 k=1.0

计算厚度：

[]mm P D P c t i c 47.466.05.085.01132130066.05.02=⨯-⨯⨯⨯=-=φσδ

设计厚度：

mm C d 47.5147.42=+=+=δδ

考虑到钢板厚度系列取名义厚度：mm n 6=δ

[]立没有变化，以上计算成许用应力因用δδmm n 6=