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
2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表
件号标准号名称数量材料尺寸/mm
1 GB/T
713--2008 筒节 1 Q345R dw=480*12
δ=3
b1=39,
b2=44
M33*2*175
M33
Do=36
2 HG20592 法兰 1 16Mn（锻
件）
3 HG20592 垫片 1 石棉橡胶板
4 HG20592 法兰片 1 Q345R
5 HG20613 螺栓20 35CrMoA
6 HG20613 螺母40 30CrMo
7 吊环 1 Q235-A.F
8 转臂 1 Q235-A.F
9 GB/T 95-- 垫圈20 1 100HV
10 GB/T
6170--2000
螺母M20 2 5级
11 吊钩 1 Q235-A.F
12 环 1 Q235-A.F
13 GB/T
8163--2008
无缝钢管 1 20
14 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
液氯卧式储罐设计
目录 第1章绪论 (1) 第2章工艺设计 (3) 2.1 储罐存储量 (3) 2.2 储罐设备的选型 (3) 第3章结构设计 (5) 3.1 筒体及封头设计 (5) 3.1.1材料的选择 (5) 3.1.2 筒体壁厚设计 (5) 3.1.3 封头壁厚设计 (6) 3.2 接管的选取 (6) 3.3 法兰的选取 (7) 3.4 垫片的选取 (8) 3.5 螺栓的选取 (8) 3.6 人孔的选取 (9) 3.6.1 人孔的结构设计 (9) 3.6.2 核算开孔补强 (10) 3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (12) 3.8 容器支座的设计 (14) 3.8.1 支座的选择 (14) 3.8.2 鞍座位置的确定 (15) 3.9 总体布局 (16) 第4章强度计算 (17) 4.1 弯矩和剪力的计算 (17) 4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (19) 4.2.1 圆筒轴向应力计算 (19) 4.2.2 圆筒轴向应力校核 (19) 4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (19) 4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (20) 第5章焊接结构设计 (22) 5.1 焊接接头设计 (22) 5.2 焊条的选择 (24) 设计心得 (24) 参考文献 (25)
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。上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。图1.1为一台卧式储罐的总体结构图，下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。 图1.1储罐总体结构 (1) 筒体 筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是储罐最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒) 和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。
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：王飞腾 指导教师：季长路 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
储罐课程设计
目录 摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................. I I 第一章绪论 (1) 1.1液化石油气储罐的用途与分类 (1) 1.2液化石油气特点 (1) 1.3液化石油气储罐的设计特点 (2) 第二章工艺计算 (3) 2.1设计题目 (3) 2.2设计数据 (3) 2.3设计压力、温度 (3) 2.4主要元件材料的选择 (4) 第三章结构设计与材料选择 (5) 3.1筒体与封头的壁厚计算 (5) 3.2筒体和封头的结构设计 (6) 3.3鞍座选型和结构设计 (7) 3.4接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (10) 3.5人孔的选择 (15) 3.6安全阀的设计 (15) 第四章设计强度的校核 (19) 4.1水压试验应力校核 (19) 4.2筒体轴向弯矩计算 (20) 4.3筒体轴向应力计算及校核 (20) 4.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 (21) 4.5封头中附加拉伸应力 (22) 4.6筒体的周向应力计算与校核 (22) 4.7鞍座应力计算与校核 (23) 第五章开孔补强设计 (26) 5.1补强设计方法判别 (26) 5.2有效补强范围 (26) 5.3有效补强面积 (27) 5.4.补强面积 (28)
《压力容器与管道安全》课程设计.
湖南大学 《压力容器与管道安全》课程设计 专业安全工程 姓名刘恶 学号023412229 课程名称压力容器与管道安全 指导教师杨有豪马莲 市政与环境工程学院 2019年12月
目录 1. 目的与任务 (2) 2. 储罐的设计要求 (2) 2.1 设计题目 (2) 2.2 设计要求 (2) 3. 卧式液氨储罐的结构设计 (3) 3.1储罐主要结构的设计 (3) 3.1.1筒体和封头的结构选择 (3) 3.1.2用方案一计算筒体和封头的厚度 (4) 3.1.3用方案二计算筒体和封头的厚度 (5) 3.1.4两种方案的比较 (6) 3.2计算鞍座反力 (7) 3.3支座及其位置选取 (8) 3.3.1鞍座数量的确定 (8) 3.3.2鞍座安装位置的确定 (8) 3.3.3鞍座标准的选用 (10) 3.4储罐应力校核 (10) 3.4.1筒体轴向应力校核 (10) 3.4.2筒体和封头切向剪应力校核 (12) 3.4.3筒体周向应力校核 (12) 3.4.4鞍座有效断面的平均应力校核 (13) 3.5 入孔设计 (13) 3.6开孔补强计算 (14) 3.7接管与法兰联结设计 (16) 参考文献 (19)
1. 目的与任务 本课程设计是在学完《压力容器与管道安全》之后综合利用所学知识完成一个压力容器设计。该课程设计的主要任务 1.是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对压力容器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际设计方案的分析比较，设计计算，元件选择等环节，初步掌握工程中压力容器设计方法。 4.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 2. 储罐的设计要求 2.1 设计题目 某厂需添置一台液氨贮罐，设计原始数据：设计压力P=1.9Mpa，设计温度T=43℃，容器内径D=1230mm,容积V=3.1m3，设备充装系数0.9。采用鞍式支座。试设计该设备。 2.2 设计要求 根据已知的条件，按照以下顺序进行设计： 1.主要结构设计—筒体、封头、接管、法兰密封、鞍座及其位置。 2.主要材料—焊缝和探伤 3.筒体和封头的厚度计算 4.计算鞍座反力
卧式储罐设计
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 确定罐体的内径及长度 (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 . 664m kg，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。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。1.3 设计特点 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零部件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
中北大学--玻璃钢卧式储罐课程设计
概述 在当前已经开发的复合材料制品中，玻璃纤维增强树脂基复合材料（俗称玻璃钢）的贮罐占有相当的比重。玻璃钢贮罐有较好的耐腐蚀性和承载能力，与金属贮罐相比，制造工艺比较简单且容易修补，所以，在石油，化工等部门已有逐步替代金属贮罐的趋势。近几年来，我国生产的玻璃钢贮罐已由中小吨位向大吨位发展，最大的玻璃钢贮罐容积已达到3 m 1500。 目前玻璃钢贮罐的设计方法有两种，一种是以强度为标准，在已经的安全系数下，使贮罐的应力小于材料的许用应力；另一种是以变形为标准，使贮罐的应变不超过规定值。在实际产品设计中，由于材料强度极限的数据积累较充分，而且能方便的使用最大应力失效准则及相应的设计标准，所以第一种方法较通用，而应变设计方法在变形需严格控制时才使用。 玻璃贮罐按使用功能与放置场地的不同，可以有多种结构形式。按使用压力不同，有压力贮罐和常压贮罐之分；按形状不同有圆柱形、球形、箱形等结构形式；按置于地面或运输车上有静置贮罐和运输贮罐之分。 由于玻璃钢贮罐具有耐腐蚀性、质量轻、强度高、易制造、运输安装费用低等特点，已广泛应用与化工、石油，造纸、医药、食品、冶金、粮食、饲料等领域。 （1）玻璃钢贮罐化学应用：贮存酸、碱、盐及各类化学用品。 （2）玻璃钢地下油罐：用于汽车加油站代替钢油罐。 （3）玻璃钢运输贮罐：分为汽车运输和火车运输贮罐两种。 & 本文着重讨论了卧式玻璃钢贮罐的造型设计、性能设计、结构设计、工艺设计、安装、及检 验等各方面。 {
2.性能设计 原材料的选择原则 （）比强度，比刚度高的原则 （）材料与结构的使用环境相适应的原则 】 （）满足结构特殊性能的原则 （）满足工艺要求的原则 （）成本低效益高的原则 树脂基体的选择 树脂的选择按如下要求选取： （）要求基体材料能在结构使用温度范围内正常工作； （）要求基体材料具有一定的力学性能； （）要求基体材料的断裂伸长率大于或者接近纤维的断裂伸长率； ( （）要求基体材料具有满足使用要求的物理、化学性能； （）要求基体材料具有一定的公益性。 玻璃钢制品所用的树脂原料有：聚酯、环氧、酚醛、呋喃树脂及改性树脂等。目前可供选择的的树脂主要有两类：一类为热固性树脂，其中包括环氧树脂、聚酰亚胺是指、酚醛树脂和聚酯树脂。连一类为热塑性树脂，如聚醚醚酮、尼龙、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺等。 目前树脂基复合材料中用得较多的基体是热固性树脂，它们有较高的力学性能，但工作温度低。对于需耐高温的复合材料，主要是用聚酰亚胺作为基体材料，目前较新的树脂基体有双马来酰胺、聚醚醚酮等，能满足一般高温的要求，且韧性好，有较大的复合材料强度许用值。 贮罐储存质量分数的硫酸，根据耐酸性，力学性能和经济效益综合考虑，可选用酚醛树脂。 增强材料的选择 目前已有多种纤维可作为复合材料的增强材料，如加各种玻璃纤维、凯夫拉纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳纤维等，有些纤维已经有多种不同性能的品种。 选择纤维类别，是根据结构的功能选取能满足一定的力学、物理和化学性能的纤维。
压力容器卧式储罐设计
目录摘要I Abstract II 第一章绪论1 液化石油气贮罐的分类1 液化石油气特点1 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1 设计题目1 设计数据1 设计压力、温度2 主要元件材料的选择2 第三章设备的结构设计3 圆筒、封头厚度的设计3 筒体和封头的结构设计4 鞍座选型和结构设计4 接管，法兰，垫片和螺栓的选择6 人孔的选择8 安全阀的设计8 第四章设计强度的校核11 水压试验应力校核11 筒体轴向弯矩计算11 筒体轴向应力计算及校核12 筒体和封头中的切向剪应力计算与校核12 封头中附加拉伸应力13 筒体的周向应力计算与校核13 鞍座应力计算与校核13 第五章开孔补强设计15 补强设计方法判别15 有效补强范围16 有效补强面积16 .补强面积16 第六章储罐的焊接设计17 焊接的基本要求17 焊接的工艺设计18 设计小结20 致谢20 参考文献21
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。 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。 本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接管所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进行筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算人孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接管的总质量选择支座，最后进行安全阀的选型和校核。 关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计
卧式液氨储罐课程设计
目录 一、前言 (3) 二、摘要 (4) 三、绪论 (5) 3.1 设计任务： (5) 3.2设计思想： (5) 3.3 设计特点： (5) 四、设备材料及结构的选择 (6) 4.1材料选择 (6) 4.2结构选择 (6) 4.2.1 封头的选择 (6) 4.2.2容器支座的选择 (6) 4.3法兰型式 (6) 4.4液面计的选择 (7) 4.4.1 (7) 4.4.2 (7) 4.4.3 (7) 五、结构计算 (8) 5.1罐体壁厚设计 (8) 5.2封头厚度设计 (9) 5.2.1计算封头厚度 (9) 5.2.2校核罐体与封头水压实验强度 (9) 5.3选择人孔并核算开孔补强 (10) 5.4储罐零部件的选取 (12) 5.4.1储罐支座 (12) 5.4.2罐体质量 (12) 5.4.3封头质量 (12) 5.4.4液氨质量 (13) 5.4.5附件质量 (13) 六、接管的选取 (14) 6.1液氨进料管 (14) 6.1.1接管的计算厚度为： (14) 6.1.2开孔有效补强宽度B，有效补强高度的确定 (14) 6.1.3需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积的计算 (14) 6.2 平衡口管 (14) 6.3 液位指示口管 (15) 6.4 放空口管 (15) 6.5 液体进口管 (15) 6.6 液体出口管 (15) 七、压力计选择 (16) 八、符号说明 (17) 九、致谢 (18)
十、参考文献 (19)
一、前言 压力容器是一种密闭的承压容器，通常是由板、壳组合而成的焊接结构。其应用广泛且用量大，但又比较容易发生事故且事故往往是严重的。压力容器的设计一般有筒体、封头、密封装置、支座、接口管、人孔及安全附件等组成。与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制﹑结构细节﹑制造工艺﹑检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。 液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体壁厚设计、封头壁厚设计、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及焊接形式的设计与选取。在设计过程中要综合考虑经济性、实用性和安全可靠性。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。此次设计主要原理来自《化工设备机械基础》一书以及其他参考资料。 本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。分子式 NH3，分子7.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时，在无水乙醇中溶解度10%，在甲醇中溶解度16%，溶于氯仿、乙醚，它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品，橡胶和涂层。遇热、明火，难以点燃而危险性较低；但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。 本次设计的所有参数都严格按照国家标准，让设计有章可循。但由于知识水平有限，又是第一次做关于化工设备机械基础的设计，难免会有很多缺陷和不足，还请老师给予批评和指正，最后感谢老师能在百忙之中抽出时间进行评阅 兰亚军2014年1月5日
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 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。
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。 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。
储罐 课程设计
茂名学院课程设计 目录 一、绪论 (1) 1．1设计任务、设计思想、设计特点 (1) 1．2主要设计参数的确定记说明 (1) 二、材料及结构的选择与论证 (2) 2．1 材料选择与论证 (2) 2．2 结构选择与论证 (3) 2．2．1 封头形式的确定 (3) 2．2．2 人孔的选择 (3) 2．2．3 法兰的选择 (3) 2．2．4 液面计的选择 (4) 2．2．5 鞍式支座的选择与确定 (4) 三、设计计算 (5) 3．1筒体厚度的计算 (5) 3．2封头壁厚的计算 (5) 3．3水压试验压力及其强度的计算 (6) 3．4人孔的选择及核算开孔补强 (6) 3．5鞍座的选择及核算承载能力 (8) 3．6液位计的选择 (9) 3．7选配工艺接管 (9) 四．设备总装备图（附录） (10) 五．小结 (10) 六．设计参考书目 (10)
液氨储罐机械设计 一. 绪论 1. 1 设计任务、设计思想、设计特点 （1）设计任务 按要求设计一压力容器，液氨储罐的公称直径为1400mm，罐体的公称容积为20m3，制造地点：广东省广州市。 （2）设计思想 液氨储罐通常由卧式圆柱形圆筒和两端椭圆封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口，出料口，放空口，排污口，压力表，安全阀和液面计等，为了检修方便开设人孔，用鞍式支座支撑于混凝土基座上。 综合运用化工过程设备机械基础及所学的知识，联系实际，进而巩固加深和发展所学的知识，提高分析实际问题和解决问题的能力。 （3）设计特点 液氨对钢材的腐蚀作用很小，但是，至于室外的液氨储罐，其工作温度为环境温度，其工作压力为该环境温度下的饱和蒸汽压，随着气温的变化，液氨储罐的操作温度和操作压力也会变化，所以其材料的钢材必须应能承受这种变化，在我国的北方严寒地区，冬季气温很低，普通钢材就可能出现低温脆性，所以选用低温设备用钢。 ①壁厚分类———薄壁容器 工程上的容器外径和内径的比值K=D0/D i小于等于1.2的压力容器称为薄壁容器。 ②受压状况的分类——内压容器 容器器壁承受的拉应力，通过强度条件计算壁厚。 ③安装方式分类——卧式容器 在自重和内部充满液体等载荷作用下在壳体一些特殊部位产生各种局部应力，加以考虑。 ④容器工作温度的确定——常温容器 设计温度在－200C～2000C的压力容器，根据本次设计的容器的工作温度为－400C～400C，确定为常温容器。 ⑤设计压力的分类——中压容器 压力1.6MPa到10MPa的容器为中压容器，本次设计的容器工作的压力为1.55MPa，设计压力稍大于工作压力，所以为中压容器。 ⑥容器在生产中的用途和分类——贮存容器 ⑦按《压力容器安全技术监察视程》分类——第二类容器 1. 2主要设计参数的确定和说明 （1）工作温度的确定 贮罐常至于室外，在夏天经过太阳的曝晒，温度可达400C，所以工作温度应低于400C （2）工作压力的确定
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。缺点是不能快速拆卸、制造成本较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙
液化石油气卧式储罐课程设计精编版
液化石油气卧式储罐课 程设计精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
前言 随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。 液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～ 300倍。液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。 目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大。所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站内地方受限制等）才选用立式。 本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。 目录
(整理)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)
液化石油气卧式储罐课程设计报告书
前言 随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。 液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～ 300倍。液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。 目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大。所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站地方受限制等）才选用立式。 本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。主要容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
液氨储罐设计
液氨储罐设计 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
第一章绪论 1. 1设计任务 设计一液氨贮罐。工艺条件：温度为40℃，氨饱和蒸气压MPa .1， 55 容积为20m3, 使用年限15年。 设计要求及成果 1. 确定容器材质； 2. 确定罐体形状及名义厚度； 3. 确定封头形状及名义厚度； 4. 确定支座，人孔及接管，以及开孔补强情况 5. 编制设计说明书以及绘制设备装配图1张（A1）。 技术要求 （一）本设备按GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和验收 （二）焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸可按GB985-80中规定(设计焊接接头系数0.1 φ) = （三）焊接采用电弧焊，焊条型号为E4303 （四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为100％
第二章 设计参数确定 设计温度 题目中给出设计温度取40C O 设计压力 在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温的变化，储罐的操作压力也在不断变化。通过查阅资料可知包头最高气温为℃，通过查表可知，在40℃ 时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为，密度为580kg/m3，而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 此液氨储罐采用安全法，依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力w P 的1.105.1-倍，取设计压力 w P P 05.1=（已知MPa P w 55.1=表压）所以 MPa P P w 6.105.1==。 腐蚀余量 查《腐蚀数据手册》16MnR 耐氨腐蚀，其y mm /1.0<λ，若设计寿命为15年，则m m 5.11.0152=?==αλC 焊缝系数
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
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： 学 专 题 院： 业：
詹锋
学 号： 0603044238 材料科学与工程学院 复合材料与工程
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： 指导教师： 陈剑楠
曹 杨
职称: 职称: 讲 师 讲 师
2009 年
12 月 31 日
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中北大学
课程设计任务书
学年第 一 学期
学 专
院： 业：
材料科学与工程学院 复合材料与工程 学 号：
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学 生 姓 名：
课程设计题目：容积为 60m 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： 指 导 教 师： 系 主 任： 中北大学材料科学与工程学院 陈剑楠 曹 杨
李迎春
下达任务书日期: 2009 年 12 月 18 日
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课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过复合材料玻璃钢产品课程设计，强化学生课堂上学习到的复合材料产品设计的 知识，加深学生对复合材料设计思路的理解，培养学生独立设计复合材料产品的能力， 使学生熟练掌握 Auto CAD 等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作 打下良好的基础。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
（1）卧式玻璃钢贮罐，容积为 60m3； （2）贮存质量分数为 37%的硝酸； （3）使用温度为常温，采用蝶形封头设计； （4） 设计内容包括卧式玻璃钢贮罐装配图一张及铺层表， 全部非标准件零件图及铺层表， 并打印设计说明书。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
本次课程设计的工作内容包括以下几个部分： （1）产品设计图纸一张，要求写明技术要求以及所用原材料； （2）产品设计图（零号图纸）一张； （3）产品零件图（除标准件） ； （4）复合材料产品结构计算说明书一本。
注：以上各项内容均要求打印。
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卧式储罐焊接结构和工艺设计word资料13页
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 10m。结构设计为筒体和椭圆封头。 本次设计的容器为卧式压力容器，其容积为3 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: 由此可求得mm 。 D6000 由以上尺寸将筒体分为三段式，其中每一段的长度为m 0.4，筒体为两瓣组焊而成。2.2容器壁厚的计算
卧式液氨储罐课程设计说明书
卧式液氨储罐课程设计说明书 3.1 设计任务： 针对化工厂中常见的卧式液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计， =1000mm，罐体（不包括绘制总装配图。本次设计的卧式液氨储罐的工艺尺寸为：储罐径D i 封头）长度L=1200mm，使用地点：新疆。 3.2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。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。 3.3 设计特点： 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。 四、设备材料及结构的选择 4.1材料选择 根据本次课程设计的安排和要求，本次设计采用Q235-C号钢。所以在此选择Q235-C钢板作为制造筒体和封头材料。 4.2结构选择 4.2.1 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。 4.2.2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）。综上考虑在此选择鞍式支座作为储罐的支座。 4.3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。缺点是不能快速拆卸、制造成本较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。甲型平焊法兰有PN0.25 MPa 0.6 MPa1.0 MPa1.6 MPa，在较小围（DN300 mm -2000 mm）适用温度围为-20o C-30o C。乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa-1.6 MPa压力等级中较大的直径围，适用的全部直径围为DN300 mm -3000 mm，适用温度围为-20o C-350o C。对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。用于更高压力的围（PN0.6 MPa-6.4MPa）适用温度围为 -20o C-45o C。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。 法兰设计时，须注意以下二点：管法兰钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照 HG20592~HG20635的规定。 4.4液面计的选择 液面计是用以指示容器物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。在中低压容器中常用前两种。玻璃板液面计有透光式和反射式两种结构，其适用温度一般在0~250o C。但透光式适用工作压力较反射