遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）計(jì)算說(shuō)明書 目錄TOC\o"1-3"\h\u第1章緒論 第1章緒論在固定位置使用、以介質(zhì)儲(chǔ)存為目的的容器稱為儲(chǔ)罐，如加氫站用高壓氫氣儲(chǔ)罐、液化石油氣儲(chǔ)罐、戰(zhàn)略石油儲(chǔ)罐、天然氣接收站用液化天然氣儲(chǔ)罐等；儲(chǔ)罐有多種分類方法，按幾何形狀分為臥式圓柱形儲(chǔ)罐、立式平底筒形儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐；按溫度劃分為低溫儲(chǔ)罐(或稱為低溫儲(chǔ)槽)、常溫儲(chǔ)罐(＜90℃)和高溫儲(chǔ)罐(90～250℃)；按材料可劃分為非金屬儲(chǔ)罐、金屬儲(chǔ)罐和復(fù)合材料儲(chǔ)罐；按所處的位置又可分為地面儲(chǔ)罐、地下儲(chǔ)罐、半地下儲(chǔ)罐和海上儲(chǔ)罐等。單罐容積大于1000m3的可稱為大型儲(chǔ)罐。金屬制焊接式儲(chǔ)罐是應(yīng)用最多的一種儲(chǔ)存設(shè)備，目前國(guó)際上最大的金屬儲(chǔ)罐的容量已達(dá)到2×105m3。儲(chǔ)罐通常是由板、殼組合而成的焊接結(jié)構(gòu)。圓柱形筒體、球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭、球冠形封頭、錐形封頭和膨脹節(jié)所對(duì)應(yīng)的殼分別是圓柱殼、球殼、橢球殼、球冠+環(huán)殼、球冠、錐殼和環(huán)形板+環(huán)殼，而平蓋（或平封頭）、環(huán)形板、法蘭、管板等受壓元件分別對(duì)應(yīng)于圓平板、環(huán)形板(外半徑與內(nèi)半徑之差大10倍的板厚)、環(huán)(外半徑與內(nèi)半徑之差小于10倍的板厚）以及彈性基礎(chǔ)圓平板。上述7種殼和板可以組合成各種儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就構(gòu)成了一臺(tái)完整的儲(chǔ)罐。圖1.1為一臺(tái)臥式儲(chǔ)罐的總體結(jié)構(gòu)圖，下面結(jié)合該圖對(duì)儲(chǔ)罐的基本組成作簡(jiǎn)單介紹。圖1.1儲(chǔ)罐總體結(jié)構(gòu)(1)筒體筒體的作用是提供工藝所需的承壓空間，是儲(chǔ)罐最主要的受壓元件之一，其內(nèi)直徑和容積往往需由工藝計(jì)算確定。圓柱形筒體(即圓筒)和球形筒體是工程中最常用的筒體結(jié)構(gòu)。圓筒按其結(jié)構(gòu)可分為單層式和組合式兩大類。則，圓整得L=7800mm。符合設(shè)計(jì)要求＞5%符合設(shè)計(jì)要求綜上所述，筒體的公稱直徑為=2000mm，長(zhǎng)度L=7800mm。第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1筒體及封頭設(shè)計(jì)3.1.1材料的選擇考慮液氯的特性以及材料的綜合機(jī)械性能和使用的經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》選擇Q345R作為制造筒體和封頭的材料。Q345R為儲(chǔ)罐專用鋼板，50℃時(shí)的許用應(yīng)力（=6～16mm）。3.1.2筒體壁厚設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)壓力P液氯儲(chǔ)罐的工作溫度-10℃～50℃，故取設(shè)計(jì)溫度t=50℃。由《儲(chǔ)罐介質(zhì)手冊(cè)》查得該溫度下的絕對(duì)飽和蒸氣壓為1.401MPa。在本次設(shè)計(jì)中的液氯儲(chǔ)罐上裝有安全閥，通常認(rèn)為設(shè)計(jì)壓力為工作壓力的1.05～1.1倍，所以設(shè)計(jì)壓力P=1.1×（1.401－0.1）=1.432MPa。（2）液柱靜壓力計(jì)算壓力＜5%，可忽略液柱靜壓力影響，所以=P=1.432MPa。焊接接頭系數(shù)本次液氯儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)采用雙面焊對(duì)接接頭，100%無(wú)損檢測(cè)，焊接接頭系數(shù)取1。筒體計(jì)算厚度取厚度負(fù)偏差，腐蝕裕度；設(shè)計(jì)厚度查《鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格》，將其圓整為12mm；即名義厚度，有效厚度。檢查：在6～16mm范圍，故名義厚度取12mm合適。水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)時(shí)，液體的溫度不低于5℃，取20℃；Q345R：MPa，MPa。MPa水壓試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力：MPa水壓試驗(yàn)許用應(yīng)力：MPa＜故筒體滿足水壓試驗(yàn)要求。3.1.3封頭壁厚設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭形狀系數(shù)k=1。取厚度負(fù)偏差，腐蝕裕度；設(shè)計(jì)厚度查《鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格》，將其圓整為12mm與筒體相等；即名義厚度，有效厚度。檢查：在6～16mm范圍，故名義厚度取12mm合適。3.2接管的選取液氯儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置物料進(jìn)口，物料出口，安全閥口，排污口，進(jìn)氣口，放氣口，液位計(jì)口，壓力表口，人孔。根據(jù)MPa查《無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)》GB/T8163-2013，材料為20鋼時(shí)，各接管尺寸如表3-1。表3-1接管表名稱公稱直徑外徑×壁厚連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)理論質(zhì)量kg/m物料進(jìn)管50φ57×12HG20595-200912.48物料出管50φ57×12HG20595-200912.48安全閥管50φ57×12HG20595-200912.48排污管50φ57×12HG20595-200912.48進(jìn)氣管50φ57×12HG20595-200912.48放氣管50φ57×12HG20595-200912.48液位計(jì)管40φ45×10HG20595-200911.21壓力表管40φ45×10HG20595-200911.21人孔450φ480×12HG20595-20092653.3法蘭的選取查HG/T20592-2009《鋼制管法蘭》，=2.5MPa時(shí)，法蘭材料用20鋼。設(shè)計(jì)溫度為50℃時(shí)，最大允許工作壓力為2.25MPa，故公稱壓力選用2.5MPa。查HG/T20592-2009《鋼制管法蘭》，根據(jù)公稱壓力2.5MPa，公稱直徑50mm和40mm選擇法蘭，但考慮到連接面形式和劇毒介質(zhì)液氯的密封要求較高，綜合各種因素，故選用帶頸對(duì)焊法蘭，如圖3.1所示，密封面型式為FM。法蘭參數(shù)如表3-2所示。圖3.1帶頸對(duì)焊法蘭表3-2法蘭尺寸表管口名稱公稱直徑DN鋼管外徑A1法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺栓Th法蘭厚度C法蘭高度H法蘭頸法蘭理論質(zhì)量（kg）NSH1RBB物料進(jìn)管5057165125184M162048744853.11物料出管5057165125184M162048744853.11安全閥管5057165125184M162048744853.11排污管5057165125184M162048744853.11進(jìn)氣管5057165125184M162048744853.11放氣管5057165125184M162048744853.11液位計(jì)管4045150110184M161845642.6762.05壓力表管4045150110184M161845642.6762.053.4墊片的選取因?yàn)楣Q壓力為2.5MPa，而且工作溫度不是太高，液氯的腐蝕性可以忽略，該密封屬于靜密封，壓緊面安裝時(shí)易于對(duì)中，還能有效的防止金屬墊片被擠出壓緊面，所以墊片選用石棉橡膠墊片即可滿足要求，查HG/T20606-2009《鋼制管法蘭用非金屬平墊片》得墊片尺寸，如表3-3。墊片結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖3.2墊片結(jié)構(gòu)表3-3墊片尺寸表管口名稱公稱直徑DN(mm)內(nèi)徑D1(mm)外徑D2(mm)厚度δ(mm)物料進(jìn)管5061871.5物料出管5061871.5安全閥管5061871.5排污管5061871.5進(jìn)氣管5061871.5放氣管5061871.5液位計(jì)管4045751.5壓力表管4045751.53.5螺栓的選取根據(jù)密封所需壓緊力大小計(jì)算螺栓載荷，選擇合適的螺柱材料。計(jì)算螺栓直徑與個(gè)數(shù)，按螺紋和螺栓標(biāo)準(zhǔn)確定螺栓尺寸。選擇螺栓材料為Q235-A。查HG20613-2009《鋼制管法蘭用緊固件》的螺栓長(zhǎng)度和平墊片尺寸，如表3-4。表3-4螺栓及墊圈尺寸管口名稱公稱直徑螺紋螺柱長(zhǎng)緊固件用平墊圈mmd1d2h物料進(jìn)管50M169017303物料出管50M169017303安全閥管50M169017303排污管50M169017303進(jìn)氣管50M169017303放氣管50M169017303液位計(jì)管40M169017303壓力表管40M1690173033.6人孔的選取3.6.1人孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查《儲(chǔ)罐與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。人孔的公稱直徑=450mm，以方便工作人員的進(jìn)入檢修。配套法蘭與上面的法蘭類型相同，根據(jù)HG/T21518-2005《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔》，由=2.5MPa選用突面的密封形式RF型，采用8.8級(jí)35CrMoA等長(zhǎng)雙頭螺柱連接。人孔尺寸如表3-5，結(jié)構(gòu)如圖3.3。表3-5人孔尺寸結(jié)構(gòu)密封面型式公稱壓MPa公稱直徑dW×SdDD1RF2.5450480×12456670600H1H2bb1b2AB250121424146375175Ld0螺柱數(shù)量螺母數(shù)量螺柱尺寸總質(zhì)量kg回轉(zhuǎn)蓋250242040M33×2×165265帶頸對(duì)焊法蘭圖3.3人孔結(jié)構(gòu)示意圖3.6.2核算開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)根據(jù)GB150，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa時(shí)，在殼體上開(kāi)孔，兩相鄰開(kāi)孔中間的間距大于兩孔直徑之和的2.5倍，且接管公稱外徑不大于89mm時(shí)，接管厚度滿足要求，不另行補(bǔ)強(qiáng)。本次設(shè)計(jì)人孔的公稱外徑為450mm，大于89mm，所以進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。（1）補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別開(kāi)孔直徑滿足等面積開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的適用條件，故采用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。（2）開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積接管材料選用20號(hào)鋼，根據(jù)《材料許用應(yīng)力表》查得137 MPa；其中：殼體開(kāi)孔處計(jì)算厚度=8.4592mm。接管有效厚度強(qiáng)度削弱系數(shù)開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為mm2（3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍有效補(bǔ)強(qiáng)范圍的寬度B取二者中較大值，故B=909mm。有效補(bǔ)強(qiáng)范圍的外側(cè)高度取二者中較小值，故=73.85mm。有效補(bǔ)強(qiáng)范圍的內(nèi)側(cè)高度取二者中較小值，故=0mm。（4）補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)金屬面積殼體有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積。接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積。接管計(jì)算厚度有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫金屬截面積。由于本次設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐是存放有毒介質(zhì)的，所以選用D類接頭形式焊接;補(bǔ)強(qiáng)圈的選取因?yàn)锳，所以需另加補(bǔ)強(qiáng)，其補(bǔ)強(qiáng)面積為：查表JB/T4736-2012規(guī)定的補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸系列，應(yīng)選用的補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為10mm，補(bǔ)強(qiáng)材料與筒體材料相同，為Q345R。3.7安全閥、液位計(jì)和壓力表的選取（1）安全閥的選用安全閥的作用是通過(guò)閥的自動(dòng)開(kāi)啟排出氣體來(lái)降低容器內(nèi)過(guò)高的壓力。其優(yōu)點(diǎn)是僅排放容器內(nèi)高于規(guī)定值的部分壓力，當(dāng)容器內(nèi)的壓力降至稍低于正常操作壓力時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉，避免一旦容器超壓就把全部氣體排出而造成浪費(fèi)和中斷生產(chǎn)；可重復(fù)使用多次，安裝調(diào)整也比較容易。但密封性能較差，閥的開(kāi)啟有滯后現(xiàn)象，泄壓反應(yīng)較慢。

安全閥主要由閥座、閥瓣和加載機(jī)構(gòu)組成。閥瓣與閥座緊扣在一起形成一密封面，閥瓣上面是加載機(jī)構(gòu)。圖3.4為彈簧式安全閥。圖3.4彈簧式安全閥當(dāng)容器內(nèi)的壓力處于正常工作壓力時(shí)，容器內(nèi)介質(zhì)作用于閥瓣上的力小于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力，兩力之差在閥瓣與閥座之間構(gòu)成密封比壓，使閥瓣緊壓著閥座，容器內(nèi)的氣體無(wú)法排出；當(dāng)容器內(nèi)壓力超過(guò)額定的壓力并達(dá)到安全閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，介質(zhì)作用于閥瓣上的力大于加載機(jī)構(gòu)加在它上面的力，于是閥瓣離開(kāi)閥座，安全閥開(kāi)啟，容器內(nèi)的氣體通過(guò)閥座排出。如果容器的安全泄放量小于安全閥的額定排放量，經(jīng)一段時(shí)間泄放后，容器內(nèi)壓力會(huì)降到正常工作壓力以下(即回座壓力)，此時(shí)介質(zhì)作用于閥瓣上的力已低于加載機(jī)構(gòu)施加在它上面的力，閥瓣又回落到閥座上，安全閥停止排氣，容器可繼續(xù)工作。安全閥通過(guò)作用在閥瓣上的兩個(gè)力的不平衡作用，使其關(guān)閉或開(kāi)啟，達(dá)到自動(dòng)控制儲(chǔ)罐超壓的目的。

安全閥的選用應(yīng)綜合考慮儲(chǔ)罐的操作條件、介質(zhì)特性、載荷特點(diǎn)、容器的安全泄放量、防超壓動(dòng)作的要求(動(dòng)作特點(diǎn)、靈敏性、可靠性、密閉性)、生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)、安全技術(shù)要求，以及維修更換等因素。對(duì)于易燃、毒性程度為中度以上危害的介質(zhì)，必須選用封閉式安全閥，如需帶有手動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，須采用封閉式帶扳手的安全閥；對(duì)空氣或其他不會(huì)污染環(huán)境的非易燃?xì)怏w，可以選用敞開(kāi)式安全閥；高壓容器及安全泄放量較大而殼體的強(qiáng)度裕度又不太大的容器，應(yīng)選用全啟式安全閥；微啟式安全閥宜用于排量不大，要求不高的場(chǎng)合；高溫容器宜選用重錘杠桿式安全閥或帶散熱器的安全閥，不宜選用彈簧式安全閥。由于液氯屬于有毒介質(zhì)，高度危害，所以需要?dú)怏w全部通過(guò)排氣管排放，介質(zhì)不能向外泄漏故選用彈簧全啟全封閉安全閥。根據(jù)由本設(shè)計(jì)的溫度、壓力、介質(zhì)等基本參數(shù)，選擇型號(hào)為A42H-16C的安全閥。（2）液位計(jì)的選用本次設(shè)計(jì)選用磁性浮子液位計(jì)。由于工作溫度最低-10℃最高50℃，密度粘度也隨之變化，又根據(jù)簡(jiǎn)體內(nèi)徑=2000mm，公稱壓力=1.6MPa，所以選用此液位計(jì)。采用磁性浮子液位計(jì)，普通型，壓力等級(jí)為1.6MPa。根據(jù)實(shí)際要求，選用液位計(jì)的長(zhǎng)度為2400mm。標(biāo)記HG/T21584-1995UZ1.6M-2400-1.314BF321C。（3）壓力表的選擇壓力表是用來(lái)測(cè)量壓力的儀表，在儲(chǔ)罐上裝設(shè)壓力表后，可直接測(cè)出容器內(nèi)介質(zhì)的壓力值，以便一旦發(fā)生異常情況時(shí)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和作出處理。圖3.5為Y-B系列壓力表。圖3.5Y-B系列全不銹鋼壓力表壓力表的最大量程，即表盤刻度極限值應(yīng)與容器的工作壓力相適應(yīng)。壓力表的量程一般為容器最高工作壓力的1.5～3倍，最好取2倍。在穩(wěn)定壓力下，最高工作壓力不應(yīng)超過(guò)刻度極限的70%；在波動(dòng)壓力下，不應(yīng)超過(guò)60%。如果壓力表的量程與容器的工作壓力相比過(guò)大，則由于同樣精確度的壓力表，量程越大時(shí)，其允許誤差的絕對(duì)值和肉眼觀察的偏差就越大，會(huì)影響壓力讀數(shù)的準(zhǔn)確性。反之如果容器的工作壓力接近或等于壓力表刻度的極限值，則會(huì)使壓力表中的彈性元件長(zhǎng)期處于最大的變形狀態(tài)下，容易產(chǎn)生永久變形，引起壓力表的誤差較大和使用壽命降低。更值得注意的是，選擇量程過(guò)小的壓力表后，萬(wàn)一儲(chǔ)罐超壓運(yùn)行，壓力表指針轉(zhuǎn)一圈接近零位會(huì)誤認(rèn)為無(wú)壓力，從而造成不應(yīng)發(fā)生的事故。儲(chǔ)罐用壓力表必須具有足夠的精度，低壓容器上裝設(shè)的壓力表精度應(yīng)不低于2.5級(jí)，中、高壓和超高壓容器上應(yīng)不低于1.5級(jí)。根據(jù)《壓力表選型手冊(cè)》和經(jīng)濟(jì)耐用性原則，首先選用通用型壓力表，又由于工作地點(diǎn)在室外，容易腐蝕，所以選擇全不銹鋼壓力表。根據(jù)尺寸表和壓力值，故最后確定選用Y-60B型號(hào)的全不銹鋼壓力表。3.8容器支座的設(shè)計(jì)3.8.1支座的選擇

本臥式容器采用雙鞍式支座，材料選用Q235-A.F。

（1）估算鞍座的負(fù)荷:

儲(chǔ)罐總質(zhì)量：

筒體質(zhì)量：kg

單個(gè)封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002

《鋼制儲(chǔ)罐用封頭》，kg充液質(zhì)量：kg

附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為265kg，其他接管質(zhì)量總和估100kg，即=

365kg所以，kgN，每個(gè)鞍座承受的重量為200257N，查JB/T4712.1-2007《容器支座》，選取輕型，焊制為A，包角為120，有墊板的鞍座。鞍座尺寸如表3-6，結(jié)構(gòu)如圖3.6。表3-6鞍座結(jié)構(gòu)尺寸公稱直徑允許載荷鞍座高度底板腹板筋板DNQ/kNhl1b1δ1δ2l3b2b3δ32000300250142022012103301902608墊板螺栓配置鞍座質(zhì)量增加100mm高度增加的質(zhì)量kg弧長(zhǎng)b4δ4el2dl螺紋2330430108012602040M1616017圖3.6鞍式支座3.8.2鞍座位置的確定中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB/T4731-2005《鋼制臥式容器》規(guī)定A≤0.2(L+2h)，A最大不超過(guò)0.25L，否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過(guò)大。由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，mm故A≤0.2(L+2h)=0.2×(7800+2×25)=1750mm由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎剛度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此JB/T4731還規(guī)定當(dāng)滿足A≤0.2(L+2h)時(shí)，最好使A≤0.5，即A≤0.5×1000=500mm綜上所述：A=500mm鞍座標(biāo)記為：JB/T4712.1-2007支座A2000-FJB/T4712.1-2007支座A2000-S3.9總體布局液氯臥式儲(chǔ)罐總體布局如圖3.7所示。液氯進(jìn)口管外伸高度150mm，液氯出口管外伸高度150mm，排污管外伸高度150mm，進(jìn)/出氣管外伸高度150mm；安全閥管外伸高度150mm，壓力表管外伸高度150mm，液位計(jì)管外伸300mm，人孔外伸高度400mm。接管與接管間距700mm，接管與封頭間距900mm，接管與人孔間距1100mm，與焊縫距離不小于150mm，鞍座距封頭切線500mm。圖3.7臥式儲(chǔ)罐第4章強(qiáng)度計(jì)算4.1彎矩和剪力的計(jì)算雙鞍座臥式儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。圖4.1雙鞍座臥式儲(chǔ)罐鞍座的反力：N圓筒內(nèi)半徑：mm封頭曲面深度：H=500mm封頭切線間距離：L=7850mm鞍座離封頭切線距離：A=500mm（1）鞍座跨中截面處的彎矩N·mm（2）鞍座截面處的彎矩（3）鞍座截面處的剪力因?yàn)榘白x封頭切線距離，故鞍座截面處的剪力。剪力圖、彎矩圖如圖所示。圖4.2剪力圖圖4.3彎矩圖4.2圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算及校核4.2.1圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算（1）兩鞍座跨中截面處圓筒的軸向應(yīng)力跨中截面最高點(diǎn)MPa跨中截面最低點(diǎn)MPa（2）鞍座截面處圓筒的軸向應(yīng)力鞍座截面最高點(diǎn)MPa鞍座截面最底點(diǎn)MPa4.2.2圓筒軸向應(yīng)力校核在操作工況條件下，軸向拉應(yīng)力不得超過(guò)材料在設(shè)計(jì)溫度下的許永應(yīng)力，壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)軸向許用臨界應(yīng)力和材料的。，MPa，均小于，故滿足強(qiáng)度要求。4.3圓筒和封頭切應(yīng)力計(jì)算及校核（1）鞍座截面處無(wú)加強(qiáng)圈但被封頭加強(qiáng)的圓筒最大切應(yīng)力；MPa（2）封頭切應(yīng)力MPa（3）圓筒和封頭切應(yīng)力校核圓筒的切應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)溫度下的材料許永應(yīng)力的0.8倍，即滿足一般情況下，封頭與筒體材料均相同，其有效厚度往往小于筒體的有效厚度，故封頭中的切應(yīng)力不會(huì)超過(guò)筒體，所以不必單獨(dú)對(duì)封頭中的切應(yīng)力另行校核。故滿足強(qiáng)度要求。4.4鞍座截面處圓筒的周向應(yīng)力計(jì)算及校核（1）圓筒截面最低點(diǎn)處的周向壓應(yīng)力mmMPa（2）無(wú)加強(qiáng)圈圓筒鞍座處最大周向應(yīng)力①鞍座邊角處的最大周向應(yīng)力MPa②鞍座墊板邊緣處圓筒中周向應(yīng)力MPa（3）周向應(yīng)力的校核周向壓應(yīng)力不得超過(guò)材料的許用應(yīng)力，即；、應(yīng)不大于材料許用應(yīng)力的1.25倍，即，。故滿足強(qiáng)度要求。N·mmMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPaMPa綜上所述，本次設(shè)計(jì)的容器彎矩和剪力、圓筒軸向應(yīng)力、圓筒和封頭切應(yīng)力、鞍座截面處圓筒的周向應(yīng)力經(jīng)校核均滿足強(qiáng)度要求。第5章焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1焊接接頭設(shè)計(jì)由于筒體、封頭與筒體焊接為A類、B類，不允許采用搭接焊，所以采用對(duì)接接頭焊接。對(duì)接接頭焊接特點(diǎn)：受熱均勻、受力對(duì)稱、便于無(wú)損檢測(cè)，焊接質(zhì)量容易得到保證。該容器上的接管與殼體以及補(bǔ)強(qiáng)圈之間的焊接一般只能采用角接和搭接。綜合考慮各種因素，針對(duì)本次設(shè)計(jì)儲(chǔ)存的介質(zhì)是高毒性介質(zhì)，容器筒體，封頭與接管法蘭的厚度均在3~26mm的范圍內(nèi)，為了減小焊接變形和殘余應(yīng)力，因此可取接頭坡口為V型。而對(duì)于法蘭與殼體、接管連接的接頭，應(yīng)采用全焊透接頭。接管與筒體的焊接接頭坡口為。人孔處接管、補(bǔ)強(qiáng)圈的焊接采用角焊，坡口為。所以本次設(shè)計(jì)的殼體A、B類焊接接頭應(yīng)為X型的。對(duì)于人孔、補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體的接頭選用采用角接和搭接。各部位焊接詳圖如圖所示圖5.1殼體對(duì)接焊縫圖5.2接管與殼體焊接圖5.3內(nèi)伸式接管與殼體焊接圖5.4補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體、人孔焊接5.2焊條的選擇考慮母材力學(xué)性能與化學(xué)材料，構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與剛性和經(jīng)濟(jì)性，該容器所用焊條使用型號(hào)如下表：表5-1焊條型號(hào)及牌號(hào)接頭母材焊條型號(hào)焊條牌號(hào)Q345R+Q345RE5015J507碳鋼+Q345RE4315J427碳鋼+碳鋼E4315J427設(shè)計(jì)心得本次過(guò)程設(shè)備課程設(shè)計(jì)歷時(shí)三周，是學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)以來(lái)第三次獨(dú)立的設(shè)計(jì)。從剛開(kāi)始的茫然到逐漸摸清思路進(jìn)入狀態(tài)，我們通過(guò)唐老師的指導(dǎo)和獨(dú)自動(dòng)手思考，將幾年來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，既鍛煉了能力又溫故而知新，為我們更好的理解過(guò)程裝備控制工程中的“裝備”提供了實(shí)質(zhì)的幫助。過(guò)程設(shè)備課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們初步掌握化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)原則及方法；學(xué)會(huì)各種手冊(cè)的使用方法及物理性質(zhì)查找方法和技巧；掌握