立式空气储罐设计
大型立式圆筒形储罐的结构设计及焊接工艺设计毕业设计
内容摘要油品和各种液体化学品的储存设备—储罐，是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。
近几十年来，发展了各种形式的储罐，但最常用的还是立式圆筒形储罐。
本文设计的即为立式圆筒形储罐。
立式圆筒形储罐需在现场施工，并且外观及内部结构设计上要经济适用，另外在设计的过程中注意储罐所受的自然环境对储罐的影响，如增强储罐的防风、防雪、抗震等功能。
根据储存介质的要求来进行立式圆筒形储罐的选材，本文中储罐的介质为煤油，罐体采用Q235A 钢材。
罐壁结构采用不等厚罐壁，罐底采用设环形边缘板罐底，罐顶采用拱顶结构。
根据施工现场的环境要求及储罐钢材、罐身厚度等参数选择合适的焊接方法及焊接材料，采用埋弧焊及手工电弧焊结合的焊接方法，做到所使用的方法快速简便且耐用。
最后是对储罐整体进行检测。
本文参照压力容器、大型储罐等标准，结合设计经验，着重阐述了大型立式圆筒形储罐的结构设计及焊接工艺设计的要点。
关键词：立式储罐；埋弧焊；手工电弧焊；焊接结构；焊接工艺AbstractOil and various liquid chemicals storage equipment - tanks, chemical plant and oil storage and transportation facilities, an important component of the system. As the vertical cylindrical storage tanks need to site construction, which in appearance and structure design to achieve economical and pay attention to the natural environment of the storage tank storage tank suffered the impact of the design process to be enhanced, to reach wind, snow, earthquake, etc. role. This tank wall structure using ladder-type tank wall, tank bottom edge of plate with circular tank bottom set, tank top with dome structure.Storage medium according to the requirements of the selection of vertical cylindrical tanks, the media in this article for the kerosene tank, tank with Q235A steel. According to the construction site environmental requirements and tank steel, body thickness and other parameters can select the appropriate welding methods and welding materials, this paper combined with submerged arc welding and manual arc welding method, the method used to achieve fast and easy and durable. Finally, the iterative experiments on the overall test.This reference pressure vessels, large tanks and other standards, combined with design experience, focusing on the large vertical cylindrical storage tank structural design and welding process design elements.Keywords：Vertical Tank；SAW；Manual metal arc welding目录（）1 绪论 (1)1.1 立式圆筒形储罐的发展 (1)1.2 Q235A钢材 (2)1.3 埋弧焊 (2)1.4 手工电弧焊 (3)2 立式圆筒形储罐的罐壁设计 (4)2.1 储罐的整体设计 (4)2.2 储罐的强度计算 (4)2.2.1 储罐壁厚计算 (4)2.2.2 储罐的应力校核 (5)2.3 储罐的风力稳定计算 (5)2.4 储罐的抗震计算 (6)2.4.1 地震载荷的计算 (6)2.4.2 抗震验算 (8)2.4.3 液面晃动波高计算 (10)2.4.4 地震对储罐的破坏 (10)2.4.5 储罐抗震加固措施 (10)2.5 罐壁结构 (11)2.5.1 截面与连接形式 (15)2.5.2 罐壁的开孔补强 (17)2.5.3 壁板宽度 (17)3 立式圆筒形储罐的罐底设计 (18)3.1 罐底结构设计 (18)3.1.1 罐底的结构形式和特点 (18)3.1.2 罐底的排板形式与特点 (18)3.2 罐底的应力计算 (20)4 立式圆筒形储罐的罐顶设计 (18)4.1 拱顶结构及主要的几何尺寸 (18)4.2 扇形顶板尺寸 (19)4.3 包边角钢 (25)5 储罐的附件及其选用 (25)5.1 透光孔 (25)5.2 人孔 (25)5.3 通气孔 (27)5.4 量液孔 (27)5.5 储罐进出液口 (28)5.6 法兰和垫片 (28)5.7 盘梯 (28)6 备料工艺 (30)6.1 原材料储备 (30)6.2 钢材的预处理 (31)6.2.1 钢材的矫正 (31)6.2.2 钢材的表面清理 (32)6.3 放样、号料 (32)6.4 下料和边缘加工 (26)6.5 弯曲和成型 (26)7 装备工艺 (28)7.1 整体装配与焊接 (28)7.1.1 装配方法概述 (28)7.1.2 倒装法装配和焊接 (28)7.2 部件装配与焊接 (29)7.2.1 罐底的组装 (29)7.2.2 顶圈壁板的组装 (29)7.2.3 顶板的组装 (29)7.2.4 顶板的组装 (29)7.2.5 罐壁与罐底的连接 (37)7.3 罐壁板组对用卡具 (37)7.3.1 专用卡具的结构与工作原理 (37)7.3.2 操作顺序 (38)8 焊接工艺 (39)8.1 材料焊接性分析 (39)8.2 焊接方法 (39)8.3 焊接材料 (42)8.4 焊接设备··························错误！未定义书签。
压缩空气储罐计算书
[Pw]= =1.16051
MPa
设计温度下计算应力
t= =138.43
MPa
t
160.65
MPa
校核条件
t≥t
结论
合格
内筒上封头内压计算
计算单位
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
1.00
MPa
设计温度t
100.00
C
内径Di
2400.00
mm
曲面高度hi
600.00
mm
材料
Q345R (板材)
64
mm2
A1+A2+A3=1610mm2，小于A，需另加补强。
补强圈面积A4
2716
mm2
A-(A1+A2+A3)
1856
mm2
结论:补强满足要求。
2400.00
mm
材料
Q345R(板材)
试验温度许用应力
189.00
MPa
设计温度许用应力t
189.00
MPa
试验温度下屈服点s
345.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
1.00
mm
焊接接头系数
0.85
厚度及重量计算
计算厚度
= = 7.49
mm
有效厚度
e=n-C1- C2--C3=8.70
软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999
DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN
工程名：
PROJECT
设备位号：
ITEM
设备名称：压缩空气储罐
立式储罐标准
立式储罐标准立式储罐是一种用于存储液体或气体的容器，通常用于工业生产和储存领域。
为了确保立式储罐的安全使用和有效性，各国都制定了相应的标准来规范其设计、制造、安装和使用。
本文将介绍立式储罐的标准内容，以便相关行业人士了解和遵守相关规定。
首先，立式储罐的设计标准是非常重要的。
设计标准包括储罐的结构、材料、容量、压力等方面的要求。
设计标准的合理性直接影响着储罐的安全性和性能。
在设计阶段，需要考虑储罐的承载能力、抗震性能、防腐蚀措施等内容，以确保储罐在各种工况下都能够安全可靠地运行。
其次，制造标准也是立式储罐必须遵守的重要规定。
制造标准涉及到储罐的生产工艺、质量控制、检测要求等内容。
制造标准的严格执行可以保证储罐的质量符合设计要求，从而确保其在使用过程中不会出现质量问题。
另外，安装和使用标准也是立式储罐必须遵守的内容。
安装标准包括了储罐的基础、支撑、连接管道等方面的要求，以确保储罐在安装后能够稳定地运行。
使用标准包括了储罐的操作、维护、检修等方面的要求，以确保储罐在使用过程中能够安全可靠地工作。
除了上述内容外，立式储罐的标准还包括了防火、防爆、环保等方面的要求。
这些要求旨在保护储罐周围的环境和人员安全，是立式储罐使用过程中必须严格遵守的规定。
总的来说，立式储罐的标准内容涵盖了设计、制造、安装、使用以及安全保护等方方面面，是保证储罐安全运行的重要保障。
相关行业人士在进行立式储罐的设计、制造、安装和使用时，务必严格遵守相关标准要求，确保储罐在工业生产和储存中发挥其应有的作用，同时保障人员和环境的安全。
在实际操作中，制定和遵守立式储罐标准不仅是一种法律要求，更是对企业和从业人员的责任和担当。
只有严格遵守标准要求，才能保证储罐的安全性和可靠性，为工业生产和储存提供保障。
综上所述，立式储罐标准是确保储罐安全运行的重要保障，相关行业人士务必严格遵守相关规定，确保储罐在工业生产和储存中发挥其应有的作用，同时保障人员和环境的安全。
BS7777低温工作条件下立式平底圆筒型储罐 第四部分 储存液氧、液氮和液氩单容罐的设计和建造规范
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其它引用文件[1] 工程设备和材料用户协会：低温液化气体储罐设计和施工建议。
EEMUA 出版 147：1986。
[2] 美国国家标准学会/美国国家消防协会（ANSI/NFPA）：液化天然气（LNG）的生产、储存和处理标准。
立式储罐吊装方案
立式储罐吊装方案随着现代化工业的发展，立式储罐作为一种重要的储存设备，其吊装过程显得尤为重要。
本文将详细介绍立式储罐的吊装方案，以确保吊装过程的安全、顺利进行。
一、前期准备1.检查储罐：在吊装开始之前，必须对待吊装的立式储罐进行全面的检查。
检查包括储罐的整体结构、焊接质量、防腐措施以及操作装置的完好性等方面。
如发现任何问题，应及时修复或更换。
2.计算重心：准确计算立式储罐的重心位置是吊装过程中的重要环节。
根据储罐的几何形状和材料重量，通过重心计算方法（如几何法或数值计算法）确定重心位置。
3.选择吊装设备：根据储罐的重量和安装高度，选择适当的吊装设备（如起重机、吊车），确保其工作负荷能够满足吊装需求。
同时，检查吊装设备的工作状态、安全性以及操作人员的合格证书。
二、吊装方案1.确定吊装点：根据储罐的结构和重心位置，确定吊装点的具体位置。
吊装点应放置在储罐的上部结构中心位置，以确保吊装平稳。
2.安装吊装钢丝绳：将吊装钢丝绳连接到吊装点，并进行牢固的绑扎。
确保吊装钢丝绳处于拉直状态，避免发生扭曲或断裂。
3.提升储罐：在起重机或吊车的协调操作下，通过慢慢提升储罐，使其离开地面。
操作过程中，应保持吊装设备的平稳运行，且提升速度要适中，避免对储罐产生过大的震动。
4.水平移动：在提升到一定高度后，根据实际情况进行水平移动。
操作过程中，要特别小心，避免储罐与其他设备或障碍物发生碰撞，造成意外事故。
5.精确定位：当储罐接近预定位置时，停止提升并进行微调。
通过校准吊装设备的方向和高度，确保储罐能够准确安放在目标位置。
三、安装固定1.储罐下降：当储罐准确安放在目标位置后，通过逐渐降低提升速度，将储罐缓慢下降。
在下降过程中，要特别注意地基的稳定性和储罐的垂直度。
2.校正位置：当储罐接触地面后，将其调整到准确位置。
使用调整装置，比如液压千斤顶等，对储罐进行微调以确保其垂直度与水平度。
3.固定储罐：根据设计要求，使用固定装置（如螺栓、焊接等）将储罐与基础牢固地连接起来。
空气储罐设计手册-...[1]
![空气储罐设计手册-...[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/904511cd19e8b8f67c1cb9ef.png)
空气储罐设计手册1.设计参数设计常温空气储罐，23m，P=0.9MPa。
设计压力：取1.1倍的最高压力，为0.99MPa<1.6MPa属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为2.5，确定长L=2500mm,D=1000mm 设计温度：取50℃材料选择：因空气属于无毒无害气体，材料取Q235B设计参数表设计压力MPa 0.99 设计温度 ℃ 50 最高工作压力MPa 0.9工作温度 ℃常温介质名称 空气 设备主要材质 Q235B 介质性质无毒无害设备容积3m22.结构设计2.1 容器类别设计压力MPa p c 99.0=，设计温度t=50℃，介质性质无毒无害。
压力MPa p 6.11.0<≤的容器为低压容器，本储罐为低压容器，属于Ⅰ类压力容器。
2.2 筒体设计筒体材料选择Q235B ，许用应力为113MPa 。
选择用钢板卷焊的圆筒，焊缝为双面焊局部无损探伤，85.0=ϕ。
取钢板负偏差 C1=0.3mm ，腐蚀裕量C2=1mm 。
筒体壁厚： []mm 2.515.585.01132100099.02ti ≈=⨯⨯⨯==φσδD p c ，取mm7n =δ，则 mm 7.5-C -mm 2.612.521n e 2d ===+=+=C C δδδδ筒体总体尺寸：筒体公称直径D=1000mm ，长度L=2500mm ， 壁厚δ=7mm ， 质量G=435Kg 。
2.3 封头设计选择标准椭圆形封头，材料选择Q235B ，选择双面焊全部无损伤，即φ=1.0曲面深度h=250mm ，封头的直边高度25mmh 0=封头壁厚：[]mm 4.40.11132100099.02ti =⨯⨯⨯==φσδD p c 设计壁厚mm C t t d 4.514.42=+=+=mm C C t 7.53.014.421=++=++取圆整后名义厚度为mm t n 6=有效厚度mm C C t t n e 7.413.0621=--=--=封头壁厚选择6mm ，两个封头质量G=108Kg 。
各储罐标准尺寸
各储罐标准尺寸储罐是用于存储各种物质，如液体、气体或粉末的容器。
不同的储罐在设计和制造过程中，需要遵循特定的标准尺寸。
本文将介绍几种常见的储罐类型以及它们的标准尺寸。
I. 圆形储罐圆形储罐是最常见的储罐类型之一，它由一个圆筒形的容器和两个圆形盖子组成。
1. 直立式储罐直立式储罐通常用于存储液体或气体，其高度一般较大。
这种类型的储罐的直径通常在5至60米之间，高度可以超过40米。
常见的直立式储罐标准尺寸包括直径为10、15、20、25、30和40米，并且高度可以根据需要进行调整。
2. 横式储罐横式储罐通常用于存储液体，其形状类似于一个圆桶。
这种类型的储罐一般较矮胖，直径通常在10至30米之间，高度通常在5至15米之间。
常见的横式储罐标准尺寸包括直径为10、15、20和25米，高度可以根据需要进行调整。
II. 方形储罐方形储罐适用于某些特殊需求或场所，它具有矩形或正方形的外观。
1. 方形液体储罐方形液体储罐通常用于存储液体，特别适用于需要节省空间的场所。
这种类型的储罐可以根据具体需求，设计各种尺寸和容积。
常见的标准尺寸包括6×6、8×8、10×10和12×12米等。
2. 方形气体储罐方形气体储罐通常用于存储气体，其形状使得安装和操作更加方便。
这种类型的储罐可以根据具体需求，设计各种尺寸和容积。
常见的标准尺寸包括6×6、8×8、10×10和12×12米等。
III. 圆柱形储罐圆柱形储罐是一种特殊的储罐类型，它的形状类似于一个圆筒。
1. 圆柱形压缩储罐圆柱形压缩储罐通常用于存储压缩气体，例如液化石油气（LPG）或压缩空气。
这种类型的储罐通常具有较小的直径和较大的高度。
常见的圆柱形压缩储罐标准尺寸包括直径为2至12米，高度为5至40米。
2. 圆柱形储油罐圆柱形储油罐通常用于存储液体石油产品，例如原油或成品油。
这种类型的储罐通常具有较大的直径和较小的高度。
立式储罐课程设计说明书
立式贮罐设计前言玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用（贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂,由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。
玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。
机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工作条件需要,通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复合材料的显著特点。
由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。
储存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等［1］。
本设计为容积180，贮存质量分数为的硫酸，使用温度为90℃的立式贮罐，设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计,整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项,最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。
1．造型设计1.1设计要求立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温,拱形顶盖设计.1.2贮罐构造尺寸确定贮罐容积V140,取公称直径为D3800，则贮罐高度为 (式1。
1）初定贮罐结构尺寸为 D H1.3拱形顶盖尺寸设计与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式.为取得罐顶和罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。
即（式1.2）式中——拱顶球面曲率半径，;——贮罐内径，,等于.取罐顶高为h，r为转角曲率半径，r小则h 小，一般取此时［1］。
常压立式储罐氮封系统设计与研究
154在石化企业液体物料常压存储过程中，储存介质的挥发损耗、氧化变质现象尤为常见。
不仅浪费资源，还有安全隐患和环境污染等问题。
根据GB50160-2008石化企业防火标准[1]、SH/T3007-2014储运罐区设计规范[2]的要求，对甲B 、乙A 类的可燃液体储罐，应设置氮气密封保护系统，通过调节氮气量使之填充顶部空间，节能降耗的同时，隔离油品与外界接触以起到保护作用。
1 氮封系统适用工况 氮气密封系统的应用主要取决于罐的类型和存储介质的性质。
常适用于以下几种工况[1、2]：（1）采用内浮顶罐或固定顶罐储存沸点在45℃下，或37.8℃时的饱和蒸气压>88KPa的甲B 类液体时，应设置氮气密封保护系统；（2）采用内浮顶储罐常压储存沸点≥45℃、或37.8℃时饱和蒸气压≤88KPa的甲B 、乙A 类液体时，可设置氮气密封保护系统；另，当有特殊要求而选择固定顶、低压储罐或容量≤100m 3的卧式储罐时，应设置氮气密封保护系统；（3）当常压存储I、II级毒性的甲B 、乙A 类液体时，应设置氮气密封保护系统；（4）储存介质与空气接触，易发生氧化、聚合等反应，常压储存时，应设置氮封保护系统；（5）储存介质具有水溶性，并对其含水量有严格要求，常压储存时，应设置氮封保护系统。
2 氮封系统方案2.1 压力控制设计方案 此方案基本原理为：氮气密封系统的设置，旨在控制罐内气体压力维持在300 Pa（G）上下。
当储罐内气体压力上升≥500 Pa（G）时，关停氮气控制阀，暂停氮气的补充；当内压力≤200 Pa （G）时，氮气控制阀将打开以补充氮气，防止吸进空气形成易燃气体。
值得注意的是，氮气操作压力宜为0.5~0.6 MPa [3]。
2.2 氧含量控制设计方案此方案基本原理为：氮气密封系统的设计，旨在控制罐内气相空间氧气浓度不超过5%，从而阻断可造成爆炸的助燃条件。
（1）在罐内设置氧气浓度监测器进行监控，将高报与氮气管路控制阀进行联锁设计。
一种立式空气储罐[实用新型专利]
![一种立式空气储罐[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/40c20ae74a7302768f99391a.png)
专利名称：一种立式空气储罐
专利类型：实用新型专利
发明人：林向红,张志新,吕建龙,屠钫炜,钟达华申请号：CN201720489735.4
申请日：20170427
公开号：CN206890070U
公开日：
20180116
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种立式空气储罐，立式筒体上下底焊接有封头，下底封头上有支撑式支座、下底中心接管，立式筒体一侧安装有进风口和人孔，另一侧安装有出风口和第一接管，上底封头上设有吊耳、第二接管和第三接管，4根圆柱以下底中心为圆心的圆周上均匀分布，使罐体在使用时稳定耐用，不受操作时进出空气产生的震动影响，直杆下螺纹连接有中心杆，通过旋动六角旋钮抬起罐体，就可以在需要移动时推动转移罐体，罐体需要着地时用螺丝固定与地面相连的连接板，使用更加合理方便，本实用新型结构分布合理，圆柱分散受力均匀分布，减少震动影响，罐体既可以推动转移，也可以用螺丝固定，使用更加合理方便，使罐体稳定耐用，增加使用寿命。
申请人：绍兴金泰容器制造有限公司
地址：312300 浙江省绍兴市上虞区百官街道叶家埭五洲工业园区
国籍：CN
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立式储罐施工方案
立式储罐施工方案1. 引言本文档旨在介绍立式储罐施工方案，该方案适用于储存液体或气体的工业设施。
立式储罐采用垂直放置的设计，占地面积小，具有良好的密封性和稳定性。
本方案将从选址、基础施工、储罐组装以及测试与验收等方面进行详细阐述。
2. 选址储罐选址是施工方案中的重要环节，合理的选址能够确保储罐的稳定和安全运行。
选址应考虑以下几个因素：•稳定的地质条件，避免选址在地震、地滑等不稳定区域；•空气质量良好的区域，避免有害气体对储罐的腐蚀；•近水源，方便供水和消防用途；•远离居民区，以减少储罐的安全风险。
选址完成后，需要进行地勘工作，确保地质条件符合设计要求。
3. 基础施工储罐的基础是其稳定性的保证，基础施工关系到储罐的使用寿命和安全性。
基础施工需要完成以下几个步骤：1.清理选址区域，清除杂物和坚硬物体；2.进行地面平整和夯实，确保基础坚实；3.按照设计图纸进行基础浇筑，采用优质的混凝土；4.设置基础的排水系统，确保排水正常。
基础施工完成后，需进行质量验收，确保基础符合设计要求。
4. 储罐组装储罐组装是施工中的核心环节。
组装前需要做好安全措施，确保施工人员的安全。
储罐组装的具体步骤如下：1.将储罐的组件逐一运输至工地，并进行排列组合；2.使用吊车等设备将组件按照设计要求进行吊装；3.使用专业工具进行组件的连接和固定；4.完成主体结构的组装后，进行密封性测试，确保没有泄漏。
储罐组装完成后，需进行结构稳定性和密封性的测试及验收。
5. 测试与验收完成储罐组装后，需要进行测试与验收，确保其安全合格。
测试与验收包括以下方面：1.结构稳定性测试，使用压力等设备检测储罐的稳定性；2.密封性测试，使用专业仪器检测储罐的密封性；3.抗震性能测试，检测储罐在地震力作用下的表现；4.安全装置的调试和测试。
测试与验收完成后，需编制相应文件，包括测试报告和验收证书。
6. 安全措施在施工过程中，需要严格遵守安全规范，采取必要的安全措施。
二氧化碳立式储罐设计
过程设备设计课程设计说明书二氧化碳立式储罐设计学生姓名xx专业xxx学号xxx指导教师xxxx学院xxxxx二〇一四年六月过程设备课程设计任务书一、设计题目：二氧化碳立式储罐二、技术特性指标设计压力：1.71MPa 最高工作压力：1.5MPa 设计温度：162℃工作温度：≤120℃受压元件材料：16MnR 介质：二氧化碳气体腐蚀裕量：1.0mm 焊缝系数：0.85全容积：8m3 装料系数：0.9三、设计内容1、储罐的强度计算及校核2、选择合适的零部件材料3、焊接结构选择及设计4、安全阀和主要零部件的选型5、绘制装配图和主要零部件图四、设计说明书要求1、字数不少于5000字。
2、内容包括：设计参数的确定、结构分析、材料选择、强度计算及校核、焊接结构设计、标准零部件的选型、制造工艺及制造过程中的检验、设计体会、参考书目等。
3、设计说明书封面自行设计（计算机打印），要求有设计题目、班级、学生姓名、指导教师姓名、设计时间。
（全班统一）4、设计说明书用A4纸横订成册，封面和任务书在前。
目录第一章绪论 (1)1.1储罐的分类 (1)1.2立式二氧化碳储罐设计的特点 (2)1.3设计内容及设计思路 (2)第二章零部件的设计和选型 (4)2.1材料用钢的选取 (4)2.1.1容器用钢 (4)2.1.2附件用钢 (4)2.2封头的设计 (5)2.2.1封头的选择 (5)2.2.2封头的设计计算 (5)2.3筒体的设计 (6)2.4人孔的设计 (6)2.4.1人孔的选择 (6)2.4.2人孔的选取 (7)2.5容器支座的设计 (9)2.5.1支座选取 (9)2.5.2支座的设计 (9)2.5.3支座的安装位置 (10)2.6接管、法兰、垫片和螺栓的选取 (122)2.6.1接管的选取 (122)2.6.2法兰的选取 (122)2.6.3垫片的选取 (144)2.6.4螺栓的选取 (144)第三章强度设计与校核 (166)3.1圆筒强度设计 (166)3.2封头强度设计 (166)3.3人孔补强设计 (177)第四章试验校核 (200)4.1水压试验 (200)4.1.1试验目的 (200)4.1.2试验强度校核 (200)4.2气密性试验 (211)设计总结 (222)参考文献 (23)第一章绪论1.1 储罐的分类压力储罐的组成部分根据文献[1]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。
玻璃钢立式储罐课程设计
前言玻璃钢贮罐是树脂基复合材料制品中应用最广泛的产品之一，与传统的金属、钢筋混凝土贮罐相比，它具有耐腐蚀性能好、强度高、自重轻、隔热保温效果好、成型容易、维修方便、耐久性好及安装、运输方便的特点[1]。
由于玻璃钢贮罐具有这些特点，它已广泛用于化工、石油、造纸、医药、食品、冶金、粮食、饲料等领域。
我国玻璃钢贮罐的发展十分迅速，已经颁布了纤维增强塑料贮罐的标准，规定了贮罐用原材料、生产工艺、结构形式、产品性能和几何尺寸、验收条件等等，规范了玻璃钢产品市场，对提高玻璃钢贮罐产品质量起到了促进作用。
国产玻璃钢贮罐主要采用机械化缠绕成型工艺，手糊成型已基本淘汰。
工厂缠绕成型玻璃钢贮罐容积可达150；现场缠绕成型的贮罐直径达15m、容积可达2500玻璃钢贮罐向着抗渗漏性、多功能（阻燃性、防静电、结构强度）、复合化（热塑性内衬、玻璃钢结构层）低成本的方向发展。
玻璃钢贮罐设计要求适应这一发展方向，不断拓展玻璃钢贮罐的应用领域，根据使用条件和结构要求，合理选择材料，确定产品结构形式和制造工艺方法，达到降低成本，满足使用要求的目的[2]。
1.造型设计1.1贮罐的构造尺寸确定初取贮罐的直径3.6m，则贮罐高度H===11.8m，故可初选贮罐的结构尺寸为：D=3.6m；H=12m。
1.2贮罐顶盖的设计玻璃钢贮罐顶盖有平顶盖、锥形顶盖和椭圆形顶盖三种形式。
本设计采用拱形顶盖，与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。
为取得罐顶与罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。
即=（0.8。
1.3贮罐罐底设计立式贮罐罐底采用平底，罐体与罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。
尤其是立式贮罐底部受力较为复杂，应引起足够的重视。
一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38mm。
1.4支座设计常用立式贮罐支座有床式、悬挂式、角环支撑式和裙式4钟形式。
床式支座是将贮罐直接置于基础上，属于直接支撑形式。
立式储罐课程设计
II
过程设备设计课程设计
1.1 储罐的分类
第一章 绪论
压力储罐的组成部分根据文献[1]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。
立式储罐制作、安装
宽度AC、BD、EF
长度AB\CD 对角 线 直线 度 AD-BC AC、BD
e1
E1
边缘板对接接头间隙示意图
4105 4706
21150 1553
中幅板
边缘板
5000m3储罐罐底排版图
按排版图进行号料，号料时应按排版图进行编号，并做好标记及检查记录。 罐底边缘板应在两侧100mm范围内（AC、BD)进行UT检测，检查结果符合JB2730-92的Ⅱ级为合格； 罐底边缘板对接焊缝的坡口表面应进行MT或PT检测，检查结果符合JB2730-92的Ⅰ级为合格。 下料时用半自动火焰切割机切割下料。 下料后使用角向磨光机对切割边缘进行打磨处理。 罐底边缘板和中幅板尺寸允差应符合下表的要求。 罐底板的下表面应涂防腐涂料，边缘50mm范围内不刷。 防腐后底板应按规格摆放整齐，随用随取。 测量部位 允许偏差
四、拱顶罐的附件
1）、梯子、栏杆与平台 盘梯自上而下沿罐壁作逆时针方向盘旋，使工 作人员上梯时能右手扶栏杆。梯子坡度30-40º ， 踏步高度不超过25cm，踏板宽度20cm，梯宽 一般为0.65m。梯子外则设1m高的栏杆作扶手。 罐顶周围设0.8-1m高的栏杆，或至少在量油孔 和透光孔周围设栏杆。 2）、人孔： 人孔设在罐壁最下圈钢板上，直径600mm,人孔 中心距底板750mm。3000m3以下的油罐设1个 人孔，3000—5000m3的油罐设l—2个人孔； 5000m3以上的油罐设两个人孔。人孔的安装位 置应与进出口管线相隔不大于90°。如果设一 个人孔，则应置于罐顶透光孔的对面。如果设2 个人孔，则一个设在罐顶透光孔对面， 另一个 应至少与第一个人孔相隔90 ° 。
A E B
aHale Waihona Puke 宽度方向AC BD EF 长度方向AB CD 对角线差AD-BC 宽度方向 AC、BD 长度方向 AB、CD
环氧乙烷储罐安全技术
2.5m3立式环氧乙烷储罐设计及安全摘要环氧乙烷是一种易燃，高度危害的有机化合物，对其储存运输等需注意。
环氧乙烷储罐的设计需要很高的安全要求。
本文设计了一个2.5立方环氧乙烷立式储罐，其公称压力为0.8MPa，公称容积为2.5m3。
筒体公称直径为1200mm，壁厚为6mm。
封头厚度为6mm，并对筒体和封头进行了压力试验校核。
对人孔进行了开孔补强，补强圈厚度为6mm。
选择安全阀型号为A42H-1.6P，并进行了校核，结果符合要求。
选择支座类型为腿式A4-1100。
关键词：环氧乙烷，立式储罐，安全设计目录1 前言 (1)2 结构设计 (2)2.1 结构设计 (2)2.2 筒体直径与高度的确定 (2)3 强度计算 (4)3.1 筒体壁厚设计 (4)3.2 封头壁厚设计 (7)3.3 开孔补强 (7)4 零部件选择 (12)4.1 支座选择 (12)4.2 安全阀选型 (13)5 安全技术要求 (16)5.1 设计 (16)5.2 制造、安装 (17)5.3 使用、维护与保养 (19)5.4 定期检验 (20)6 总结 (22)参考文献 (23)1 前言环氧乙烷是一种工业上重要的有机化合物，易燃，高度危害，不易长途运输，因此有强烈的地域性。
其20摄氏度饱和蒸气压为145.91KPa，闪点一般小于-17.8摄氏度，引燃温度为429℃，爆炸下限为3.0%。
基于环氧乙烷的易燃性和高度危害性，一旦其发生泄露或是其他状况，很有可能造成危险性事故。
所以环氧乙烷储罐的设计是很有必要的。
其意义就在于保证环氧乙烷储存和运输的安全性，避免或减少事故的发生，并减少可能由此带来的经济损失。
本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔补强、接管、管法兰进行了选择和设计。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，主要有：GB150 钢制压力容器压力容器安全技术监察规程JBT 4736-2002 补强圈JBT 4746-2002 钢制压力容器用封头HG 20595-97 带颈对焊钢制管法兰。
空气储罐设计手册-...[1]
空气储罐设计手册1.设计参数设计常温空气储罐，23m，P=0.9MPa。
设计压力：取1.1倍的最高压力，为0.99MPa<1.6MPa属于低压容器。
筒体几何尺寸确定：按长径比为2.5，确定长L=2500mm,D=1000mm 设计温度：取50℃材料选择：因空气属于无毒无害气体，材料取Q235B设计参数表设计压力MPa 0.99 设计温度 ℃ 50 最高工作压力MPa 0.9工作温度 ℃常温介质名称 空气 设备主要材质 Q235B 介质性质无毒无害设备容积3m22.结构设计2.1 容器类别设计压力MPa p c 99.0=，设计温度t=50℃，介质性质无毒无害。
压力MPa p 6.11.0<≤的容器为低压容器，本储罐为低压容器，属于Ⅰ类压力容器。
2.2 筒体设计筒体材料选择Q235B ，许用应力为113MPa 。
选择用钢板卷焊的圆筒，焊缝为双面焊局部无损探伤，85.0=ϕ。
取钢板负偏差 C1=0.3mm ，腐蚀裕量C2=1mm 。
筒体壁厚： []mm 2.515.585.01132100099.02ti ≈=⨯⨯⨯==φσδD p c ，取mm7n =δ，则 mm 7.5-C -mm 2.612.521n e 2d ===+=+=C C δδδδ筒体总体尺寸：筒体公称直径D=1000mm ，长度L=2500mm ， 壁厚δ=7mm ， 质量G=435Kg 。
2.3 封头设计选择标准椭圆形封头，材料选择Q235B ，选择双面焊全部无损伤，即φ=1.0曲面深度h=250mm ，封头的直边高度25mmh 0=封头壁厚：[]mm 4.40.11132100099.02ti =⨯⨯⨯==φσδD p c 设计壁厚mm C t t d 4.514.42=+=+=mm C C t 7.53.014.421=++=++取圆整后名义厚度为mm t n 6=有效厚度mm C C t t n e 7.413.0621=--=--=封头壁厚选择6mm ，两个封头质量G=108Kg 。
立式圆筒形钢制焊接储罐设计标准(一)
立式圆筒形钢制焊接储罐设计标准(一)立式圆筒形钢制焊接储罐设计标准引言•大型工业设施中的储罐在承载和储存液体或气体、保护环境等方面起着至关重要的作用。
•立式圆柱形钢制焊接储罐作为一种常见的储存设备，其设计标准对于保障安全运行和防止泄漏有着重要意义。
储罐的基本要求1.结构强度要求：–确保储罐能够经受住内外压力的作用，例如内部液体压力、外部风压等。
–基于材料强度和设计参数，计算出储罐的最小壁厚和强度要求。
2.密封性要求：–防止储罐内部液体泄漏或外部空气进入。
–采用密封结构和密封材料，确保储罐具有良好的密封性能。
3.稳定性要求：–防止储罐因外力或自然因素引起倾覆或破坏。
–采用结构稳定的设计和适当的支撑装置，确保储罐具有良好的稳定性。
4.材料要求：–储罐的材料要具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性。
–选用合适的材料，并根据工况条件进行设计和检验。
设计标准的作用•设计标准是确保储罐设计合理、安全可靠的指导性文件。
•标准中规定了储罐的结构要求、安装要求、检验要求等内容，为储罐的设计、制造和使用提供了基本依据。
常见的设计标准1.《GB 》：焊接钢制储罐常压设计规范–此标准适用于体积大于等于30m³的立式、圆柱形、焊接钢制储罐的设计。
2.《API STANDARD 650》：Welded Tanks for Oil Storage–美国石油协会制定的储罐设计、建造和安装标准。
–适用于储罐的结构、材料、施工和防腐处理等各个方面。
3.《EN 14015》：Specification for the design andmanufacture of site built, vertical, cylindrical, flat-bottomed, above ground, welded, steel tanks for thestorage of liquids at ambient temperature and above–欧洲标准，适用于储罐的设计和制造。
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设计任务书设计题目：0.5m3的立式压缩空气储罐已知工艺参数如下：介质：空气设计压力：0.5MPa使用温度：0--100℃几何容积：0.5 m3规格：600*6*2050设计要求：（1）根据给定条件确定筒体内径、长度、封头类型等，然后确定有关参数（容器材料、许用应力、壁厚附加量、焊缝系数等）（2）进行焊接接头设计，附件设计等。
1、设计数据 (4)2、容器主要元件的设计 (5)2.1封头的设计2.2人孔的选择2.3接管和法兰3、强度设计 (8)3．1水压试验校核3.2圆筒轴向应力弯矩计算4、焊接结构分析 (10)4．1储气罐结构分析4.2零件工艺分析4.3焊缝位置的确定5、焊接材料与方法选择 (11)5.1母材选择5.2焊料选择5.3焊接工艺及技术要求6、焊接工艺工程 (12)6.1焊前准备6.2 储罐的安装施工顺序6.3装配与焊接6.4质量检验、修整处理、外观检查6.5 焊缝修补7、焊接工艺参数 (15)8、焊接工艺设计心得体会 (16)9、参考文献 (16)1.设计数据表1-1进出料接管的选择材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采 用无缝钢管标准GB8163-87。
材料为16MnR 。
结构：接管伸进设备内切成 45 度，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的 磨损与腐蚀。
接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、 加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。
一般情况下，管壁厚 不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部 分厚度的匹配。
不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满足下述全部要求时，可不另行补强。
① 设计压力小于或等于2.5Mpa 。
② 两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍。
③接管公称外径小于或等于89㎜。
④ 接管最小壁厚满足以下要求。
手孔的选择根据HG/T 21531-2005-1《回转盖带颈对焊法兰手孔》，查表3-3，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：表2-2 手孔尺寸表 单位：mm公称压力PN MPa 0.51D2502b28 螺柱数量 8公称直径DN2501H180 A 385 螺母数量 16w d s159 62H89.5 B 175 螺柱尺寸 M24*120d 146.4 b 28 L 250 总质量kg 34.1开孔补强结构：压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整 体锻件补强三种。
补强圈补强是使用最为广泛的结构形式，它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠等优点。
在一般用途、条件不苛刻的条件下，可采用补强圈补强形式。
2容器主要元件的设计 2.1封头的设计从受力与制造角度分析，球形封头是最理想的结构形式，但其缺点是深度大，冲压较困难；而椭圆形封头深度比半径小，易于冲压成型，是目前低压容器中用的较多的，故采用标准椭圆形封头，各参数与筒体相同,则封头的设计厚度也为6mm压缩空气气储罐应设置排污口，进气口，出气口，手孔，压力表口，安全阀口2.2接管设计1.1进气管φ273×6接管采用φ273×6的无缝钢管，伸出长度为200mm 。
本储罐的设计压力为1Mpa,设计温度为100℃，板式平焊法兰可满足此要求，由于设计压力为1Mpa，所以选2.5 Mpa等级的板式平焊凸面法兰。
法兰标记为：DN100-PN2.5 RF1.2 出气管φ108×5；采用φ108×5的无缝钢管，内伸长度为10mm，钢管弯制R100mm的圆弧。
配用板式平焊凸面法兰。
法兰标记：DN100-PN2.5 RF1.3 排污管φ38×3采用Q235A号钢无缝钢管，内伸10mm，弯制R100mm的圆弧。
配用板式平焊凸面法兰。
法兰标记：DN30-PN2.5RF1.4 安全阀接管157×5的无缝钢管。
安全阀尺寸由安全阀泄放量决定。
本贮罐选用，配用板式平焊凸面法兰。
接管伸出筒体外200mm。
法兰为标记：DN150-PN2.5 RF1.5 压力表接管，采用管螺纹接管。
配用凸面螺纹法兰。
法兰为：DN15-PN2.5 RF2.3接管和法兰压缩空气气储罐应设置排污口，进气口，出气口，手孔，，温度计口，压力表口，安全阀口。
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表8.2 3-3 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中附录D中表D-5,得各法兰的质量。
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。
表2-3 选择工艺接管外伸长度工称尺寸连接尺寸标准形用途或名称式200 100 PN1.6 DN200 HG20592-97 RF 出气口200 100 M16 1.5 YB231-70 RF 进气口150 40 PN1.6 DN32 HG20592-97 RF 安全阀口100 25 M20 1.5 YB231-70 RF 压力表口200 150 RF 手孔100 25 31 YB231-70 RF 排污口压力容器焊接接头的分类A类接头：圆柱形壳体筒节的纵向对接接头，球形容器和凸形封头瓜片之间的对接接头，球形容器的环向对接接头，与筒体封头之间的对接接头，大直径焊接三通支管与母管相接的对接接头。
B类接头：圆柱形、锥形筒节之间的环向对接接头，接管与筒节间及其与法兰相接的环向对接接头，除球形封头外的各种凸形封头与筒身相接的环形接头。
C类接头：法兰、平封头、端盖、管板与筒身、封头和接管相连的角接接头，内凹封头与筒身间的搭接接头以及多层包扎容器层板间纵向接头等。
D类管、人孔圈、手孔盖、加强圈、法兰与筒身及封头相连接的T形或角接接头。
Array3.强度设计3.1水压试验校核试验压力=1.25P=1.250.5=0.625Mpa (3-1) 圆筒的薄275=210.375 MPa即0.9>所以水压试验合格。
3.2圆筒轴向应力弯矩计算圆筒的平均半径=/2 +/2=600/2+4/2=302mm (3-3)鞍座反力F=mg/2=13.02kN。
(3-4)1圆筒中间截面上的轴向弯矩如图3-1：根据JB/T 4731-2005中式7-2，得：===1.47N(4-5) 2鞍座平面上的轴向弯矩根据JB/T 4731-2005中式7-3，得：==-21700220=-5.25N mm4焊接结构分析4．1储气罐结构分析储气罐属于一类压力容器，它是由钢制气瓶(以下简称钢瓶)、多孔性填料、溶剂、溶解乙炔及附件等组成。
钢瓶按照国家劳动部颁布的《气瓶安全监察规程》和GBS100 《钢质焊接气瓶设计、制造和检验》，在制造过程中对焊接质量的要求很高。
根据国家劳动部1993年颁布的《储气罐安全监察规程》及GBl1638-89《溶解乙炔气瓶》的规定．钢瓶主体材料必须采用平炉、电炉或氧气转炉抬炼的镇静钢，以获得良好的成形和焊接性能。
4．2 零件工艺分析如零件图所示，其结构不复杂，是大量生产，体积适中，应选用焊接。
焊接制造该零件的过程中，虽然零件结构简单，在焊接过程中，主要考虑是零件的氧化。
上、下封头拉伸成型后，因开口端变形大，冷变形强化严重，加上板材纤维组织的影响，在残余应力作用下很容易发生断裂。
为防止裂纹产生，拉伸后应进行再结晶退火。
为了减少焊接缺陷，焊件接缝附件必须严格清理铁锈、油污；为去除残余应力并改善焊接接头的组织与性能，瓶体焊接后应该进行整体正火处理，至少要进行去应力退火。
4．3 焊缝位置的确定有关锅炉、压力容器规程中对焊缝的数量和布置做了具体的规定（1）筒体拼接时，筒节的长度2000mm；每节筒体，纵向焊缝的数量：筒体内径Ｄi=600mm，拼接焊缝1条；相邻筒节的纵向焊缝应相互错开，两焊缝中心线间的外圆弧长不得小于钢板厚度的3倍，且不得小于100mm。
（2）封头应尽量用整块钢板制成。
封头、的内径Ｄi=600mm，拼接焊缝不多于1条；封头拼接焊缝离封头中心线距离应不超过0.3Ｄi，并不得通过扳边人孔，且不得布置在人孔扳边圆弧上；管板上整条拼接焊缝不得布置在扳边圆弧上，且不得通过扳边孔；由中心圆板和扇形板组成的凸形封头，焊缝的方向只允许是径向和环向的。
径向焊缝之间的最小距离应不小于壁厚的3倍，且不小于100mm。
（3）受压元件主要焊缝及其邻近区域，应避免焊接零件。
如不能避免时，焊接零件的焊缝可穿过主要焊缝，而不要在焊缝及其邻近区域中止。
（4）开孔、焊缝和转角要错开。
开孔边缘与焊缝的距离应不小于开孔处实际壁厚的3倍，且不小于100mm。
在凸形封头上开孔时，孔的边缘与封头周边间的投影距离应不小于封头外径的10％。
开孔及焊缝不允许布置在部件转角处或扳边圆弧上，并应离开一定距离。
5焊接材料与方法选择5.1母材选择根据容器的工作条件确定对材料和制造工艺的要求。
对于一般容器重量大小不是主要问题，所以用焊接性好的低碳钢或低合金结构钢。
本设计选用Q235-A,其化学成分和力学性能如下。
化学成分0 力学性能钢号板厚/mm抗拉强度σb/Mpa屈服强度σs/Mpa试验温度/℃缺口形式Q235-A 4 375 235 100 V5.2焊料选择焊接采用焊条电弧焊，焊条型号为J422，图中未标明焊接接头形式与尺寸按GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊逢坡口的基本形式与尺寸》进行选用。
所有角焊缝焊脚高度，除注明者外，均为两相焊较薄者的厚度，且须连续焊。
5.3焊接工艺及技术要求焊缝分散原则；避免焊缝多条相交原则；对称质心布置原则；避开应力复杂区或应力峰值去原则；对接钢板的等厚连接原则；接头设计的开敞性原则；焊接坡口的设计原则（焊缝填充金属尽量少；避免产生缺陷；焊缝坡口对称；有利于焊接防护；焊工操作方便；复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率）。
属结晶凝固而形成接缝，焊接材料为碳钢、低合金钢、不锈钢，应用范围广，适用短小焊缝及全位置施焊，可适用在静止、冲击和振动载荷下工作的坚固密实的焊缝焊接，这种方法灵活方便，适应性强，设备简单，维修方便，生产率低，劳动强度高。
封头与圆筒等厚采用对接焊接。
平行长度任取。
坡口形式为I型坡口。
6、焊接工艺工程6.1焊前准备焊前，坡口两侧各10mm范围内的铁锈，应打磨干净，露出金属光泽。
用丙酮清洗坡口附近的油污。
焊剂和焊条按规定烘干，300~350℃保温2h。
注意焊剂中不要混入铁屑、碎石等杂物。
不要强行组装，避免应力过大；引弧板要对齐焊缝，地线连接牢固。
上、下封头的焊接采用对接接头，为保证环焊缝开设60°的正面V形坡口，在钢瓶内部装上衬垫，用手工电弧焊完成封头的定位焊接和衬垫与筒体的连接，装配时间隙为0~1mm，如图7-1。