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

Hefei University (1)

《化工机械与设备》过程考核之二 (1)

——常用零部件设计 (1)

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= 760mm

2.2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：

[]mm

P D P e i e 1.2594.0117021200

594.02=-⨯⨯⨯=-=

φσσ

2. 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) = 4013.2mm2

6 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 -δt ) 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