目录
任务书 (2)
第一章空气储罐产品概要 (3)
第二章空气储罐材料的选择 (4)
第三章空气储罐的结构设计 (4)
3.1圆筒厚度的设计 (5)
3.2封头厚度的计算 (5)
3.3接管的设计 (5)
3.4支座的设计 (6)
3.4.1支座选型 (6)
3.4.2鞍座定位 (6)
第四章强度计算 (6)
5.1水压试验应力校核 (6)
5.2工作应力计算及校核 (7)
5.2.1圆筒轴向应力计算及校核 (7)
5.2.3周向应力计算及校核 (8)
第五章空气储罐的制造工艺 (10)
5.1空气储罐的制造工艺流程 (10)
5.2空气储罐的焊接工艺 (11)
5.2.1接管焊接 (11)
5.2.2纵缝和环缝焊接 (12)
5.3空气储罐的焊接检验 (13)
5.3.1无损检测 (14)
5.3.2耐压试验 (14)
第六章课程设计心得体会 (15)
参考文献 (16)
任务书
2m3空气储罐的焊接工艺设计
设计参数
序号名称指标
1 设计压力P c（MPa） 1.0
2 设计温度（℃）100
3 最高工作压力（MPa）0.95
4 最高工作温度（℃）95
5 工作介质压缩空气
6 主要受压元件的材料Q235-B
7 焊接接头系数Φ0.9
8 腐蚀裕度C2（mm） 1.2
9 厚度负偏差（C1）0.8
9 全容积（） 2.0
10 容器类别第一类
设计要求
（1）更具给定的条件来选定容积的几何尺寸，即确定筒体的内径、长度、封
头类型等，然后确定有关的参数，如容器材料、需用应力、壁厚附加量、焊缝系数等。
（2）设计筒体和封头壁厚；进行强度计算；焊接接头设计；附件设计等。
（3）撰写设计说明书：能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点、设计方案的优劣以及设计数据的合理性；按照设计步骤、进程，科学地编排设计说明书的格式与内容叙述简明。
第一章空气储罐概要
空气储罐的特点
空气储罐主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐内的压力直接受温度影响，且介质往往易燃、易爆或有毒。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。
压力容器的外壳由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。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
主要介绍了储气罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
第二章 空气储罐材料的选择
2.1 材料选择原则
在选择压力容器用钢时，需根据容器的工作条件、工作压力、介质的腐蚀性、介质对钢的脆化影响选择具有合适的力学性能、物理性能和耐蚀性能的材料。同时考虑它的加工工艺性能、经济性。
2.2 材料确定
根据板厚和工作条件，选择Q235-B
表2-1 母材的化学成分及力学性能
化学成分 力学性能
C/%
Mn/%
Si/% S% P%
σ
b Mpa
σs Mpa
Q235-B 0.12-0.20 0.30-0.70 ≤0.30 ≤0.45/
≤0.045/
375 235
第三章 空气储罐的结构设计
3.1圆筒厚度的设计
由于该容器储存压缩空气，所以该容器的焊缝都要采用全焊透结构，需要对该储罐进行100%探伤，由于尺寸限制，不开人孔只能采取单面焊，所以取焊缝系数为Φ=0.9。
Q235-B 在100℃下，许用应力 =113MPa ：
利用中径公式 =
=5.93mm （3-1）
查标准GB6654－1996《压力容器用钢板》知，钢板厚度负偏差为0.8mm ，故取
。
设计任务说明书给定腐蚀裕量C 2=1.2mm,厚度附加量
C =C 1+C 2=0.8+1.2=2.0mm 。
则筒体的名义厚度 5.93+2.0=7.93mm
圆整后取为
=8.0mm
3.2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:
计算结果是与筒体等厚δn =8mm 由封头长短轴之比为2，即
22=i
i h D ，得mm mm D h i i 30041200
4==
= 表3-1 封头尺寸表
公称直径Di mm
总深度H mm
内表面积A 2m
容积3m
质量Kg
1200
325
1.6552
0.2545
106.7
图3-1 封头尺寸
3.3接管的设计
根据实际情况，开一个孔焊接接管同时作为进料孔出料孔，查询标准[7]，接管尺寸如下：
Di=50mm, H=60mm, δ=8mm
3.4支座的设计
3.4.1支座选型
该产品为卧式设备，采用鞍式支座，查[6]《鞍式支座标准》JB1167-81，得
表3-2 鞍座尺寸表
鞍座质量m 鞍座边角θ公称直径Di 鞍座长度L0 鞍座高度
H
1200m m 1080mm 200mm 40㎏
120°
3.4.2鞍座定位
应尽量使支座中心到封头切线的距离A 小于等于0.5a R ，当无法满足A 小于等于0.5a R 时，A 值不宜大于L 2.0。a R 为圆筒的平均内径。
mm D R n i a 60428212002δ2=+=+=
即mm R A a 3026045.05.0≤=?= 所以A=300mm
图3-2 鞍座安装位置
第四章 强度计算
4.1水压试验应力校核
试验压力Pt=1.25Pc=1.25Mpa 圆筒的薄膜应力为MPa D P e e i T T 625.1256
2)
61200(25.1δ2)δ(σ=?+?=+=
0.9φσs=169.2Mpa
即T s σφσ9.0>，所以水压试验合格
4.2工作应力计算及校核
由于该空气储罐壁厚8mm ，属于薄壁，只需计算校核轴向和周向应力。 圆筒的平均半径为mm D R n i a 6042
8212002δ2=+=+=
m=筒体质量+封头质量+空气质量+接管质量=594.77kg 鞍座反力为N mg F 35.297128.977.5942=?==
4.2.1圆筒轴向应力计算及校核
根据[2]中公式，计算圆筒截面轴向弯矩，公式（4-1）
5
1064.216003004-16003003411600)
300-604(214160035.29714-341)-(21422222
1∧?=??????????????+?+??=?????
??????
?++=
L A L h L h R FL M i i a
鞍座平面上的轴向弯矩，公式（4—2）
mm
N L h AL h R L A FA M i
i a ??=???
???
????????+
??+++??=?????
??????
?++
++
=6222
221094.1160033004116003002300-60416003001130035.2971341211 圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，最高点处：
MPa R M R p e
a e a c 97.473.6604.014.31064.23.62604101δπδ2σ2
5
6211=???+???=+= 最低点处：
MPa R M R p e
a e a c 96.473.6604.014.35^1094.13.62604100.1δπδ2σ262
22=???+???=+= 由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校核
鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下式计算： a).当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强（即2
a
R A ≤）时，
轴向应力3σ位于横截面最高点处.
MPa R K M R p e
a e a c 21.483.6604.0114.3101.943.62604100.1δπδ2σ2
6
62123=????+???=+= 取鞍座包角 120=θ，在[6]中查表7-1（JB/T4731-2005）得，0.1,0.121==K K .则
b).在横截面最低点处的轴向应力4σ：
MPa R K M R p e
a e a c 21.483.6604.0114.31094.13.62604101δπδ2σ2
6
62224=????+???=+=
圆筒轴向应力校核
4108.93
.6/604094
.0δ094.0-∧?===
e i R A
（5-3）
查表得，51086.1×=E ,则 MPa EA B 58.121)4(108.91086.13
2
325=-∧????==
[][]MPa 21.48σ,σ,σ,σσmax 4321max ==
[]MPa B ac 58.121σ==
满足条件[][]max σσ>ac 4.2.2 圆筒周向应力的计算和校核
在横截面的最低点处： 根据公式
()2
55δδσb F
kK re e +=
其中1.0=k （容器焊在支座上）
查表知，76.05=K 则()MPa
12.01406835
.297176.01.0σ5=?+??=
在鞍座边角处 由于873.3604
2250
<==
a R L ，根据公式: ()()
2
2626δδ12δδ4σre
e a re e L FR K b F
+++=
由于5.049.0604.03
.0<==
a R A
查表知，013.06=K ()()
MPa 12.886
81600604
35.2971013.01214068435.2971σ2
6=+????+?+?=
周向应力校核
[]MPa MPa t
113σ12.0σ5=<=
[]MPa MPa t
25.14111325.1σ25.188.12σ6=?=<=
故圆筒周向应力强度满足要求。
第五章空气储罐制造工艺5.1 2m3 空气储罐制造工艺流程
5.2 2m3空气储罐的焊接工艺分析
5.2.1 接管焊接
1、焊接方法
本次2m3空气储罐设计，考虑到结构尺寸限制，在接管焊接时，采用手工电弧焊。手工电弧焊是工业应用最广泛的焊接方法。它的原理是利用电弧放电产生的热量来熔化母材金属和焊条，从而获得牢固的焊接接头的过程。
手工电弧焊的特点：
（1）操作灵活。焊条电弧焊应用最广泛的主要原因是它的灵活性，它适用于各种空间位置各种接头形式构件的焊接。
（2）焊接接头装配要求低。由于人工操作，可以在焊接工程实时调整，以保证跟踪焊缝和均匀焊透。
（3）可焊金属材料广。焊条电弧焊可广泛应用与低碳钢、低合金钢的焊接。
（4）熔敷率低。焊条电弧焊因使用的电流密度小，每焊完一根焊条后必须换焊条以及清渣，熔敷率低，生产率低。
（5）依赖性强。焊接质量更多地取决于焊工的水平。
（6）劳动条件差。
2 、坡口制备
坡口设计主考虑接头壁厚、焊接方法、对接头质量的要求，如压力容器，选用手工电弧焊焊接筒体上的接管，厚度δ=8mm，为保证焊透，开单边V形坡口。
3、焊接材料
设计压力容器，为了保证焊缝的塑性和韧性，采用碱性焊条。根据母材是
Q235-B,焊条选用J421。
4、焊接参数
查[3]表4-7，可以得到需要的手工电弧焊参数。
表5-1接管手工电弧焊参数
5.2.2 纵缝和环缝的焊接
1、焊接方法
选择埋弧焊的主要原因：①采用单面焊双面成形工艺，在不能双面焊的条件下能达到熔透效果，达到产品使用要求。；②埋弧焊易于实现自动化及半自动化，人工成本低。
埋弧焊是利用焊剂层下燃烧的电弧热量，熔化焊丝、焊剂、母材和焊缝金属形成焊缝。其特点是：
（1）熔敷效率明显提高，具有深熔能力，厚度30mm以下的焊件对接接头可以不开坡口或浅开破口焊成全焊透的焊缝。
（2）焊接质量优异。
（3）接头坡口制备简易对于中薄板对接接头，无需加工坡口。
（4）改善焊接环境无弧光辐射，烟尘少，无飞溅，易实现自动化，焊工劳动强度低。
（5）焊接设备占地空间大，一次性投资费用高。
（6）每层焊道后必须清渣，费时。
（7）只能在平焊和横焊下焊接，倾斜度也有限制。
2、坡口制备
根据采用的单面焊双面成形埋弧焊焊接方法，厚度8mm的焊件，可以直边对接即I形坡口。
3、焊接材料
(1)焊丝焊丝主要作用是填充金属，并作为熔化电极传到电流。低碳钢选择与母材强度相同的焊丝H08A。
（2）焊剂埋弧焊使用的焊剂是颗粒状可熔化的物质，作用相当与焊条的涂料。对焊剂要求良好的冶金性能。与选用的焊丝相配合，通过适当的焊接工艺来保证焊缝金属获得所需的化学成分和力学性能以及抗热裂和冷裂的能力。同时要求焊剂具有良好的工艺性能，即要求有良好的稳弧、焊缝成形、脱渣的性能。选用高锰高硅低氟HJ433，粒度0.45-2.5,烘干条件250℃,2h。
HJ433 + H08A：电弧稳定性好，易脱渣，有利于多层连续焊接，焊缝成型好，易快速焊接，尤其焊薄板；配合相应焊丝，常用于压力容器焊接。
4、焊接参数
查[1]中埋弧焊，得到焊接工艺参数。
表5-2 埋弧焊单面焊双面成形焊接工艺参数
5.3 焊接检验
在现代焊接结构的生产中，焊件的最终质量检查，按产品的结构特点和技术要求，可分以下几种：
（1）焊件结构外形尺寸的检查。
（2）焊缝的外观检查。
（3）焊接接头的无损检测。
（4）焊接接头的密封性检验。
（5）结构整体耐压性能。
5.3.1 无损检测
焊接接头无损检测的作用，是探测目视检验不能或无法发现的各种缺陷，例如：焊接表层的微裂纹、夹渣，以及各种内部缺陷。对于各种不同的焊接结构，结构材料的特性，选择合理的无损检测方法。例如，奥氏体钢的外观缺陷，可选择渗透方法。射线检测对焊接对焊接裂纹、夹层检测能力差，而对气孔、夹渣之类缺陷相当灵敏；超声波检测则相反。
5.3.2 耐压试验
压力容器、储罐和管道等焊接结构，按相应的设计制造规程，最后应做耐压试验，以检验焊接接头的密封性和整体强度。通常采用液压试验，最常用的液压试验介质是工业用水。试验压力为设计压力的1.25倍，对于特殊规程设计的压力容器，应对耐压试验的应力进行校核：压力容器壳体最大一次薄膜应力值，不超过试验温度下材料屈服强度的90%。
液压试验的合格标准是：①无渗漏；②无可见的异常变形和残余变形；③无异常响声。
第六章心得体会
知识技能，只有在实践中，才会有深入地运用与体会。比如在本次课程设计，当我查阅大量资料、计算，一步步制定出方案和工艺的同时，也把我所学的知识在此加强了一遍。
课程设计的整个过程中，我可以与同学讨论，请老师指导，在不断地交流探讨中完善自己的设计方案。方案的实施责完全需要靠我自己做出决策，选择流程，查取资料，进行计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择
优选定最理想的方案和合理的设计。最后，用文字，图表组成的设计报告来展现自己的思想。
参考文献
[1] 史耀武.《焊接技术手册》
[2] 董大勤,袁凤隐.《压力容器设计手册》
[3] 化学工业出版社.《焊接工艺设计与实例分析》
[4] 陈裕川.《焊接结构设计及应用》
[5] HG20580-1998.《钢制化工容器设计基础规定》
[6] JB4712.1-2007.《鞍式支座》
[7] JB/T 4731-2005.《钢制卧式压力容器》
[8] JB/T4746-2002.《钢制压力容器用封头》
设计要求 1、设计题目：空气储罐的机械设计 2、最高工作压力：0.8 MP a 3、工作温度：常温 4、工作介质：空气 5、全容积：163m 设计参数的选择： 设计压力：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。 筒体几何尺寸确定：按长径比为 3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm 设计温度取50 因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！ 封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀；且椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易冲压成型，在实际生产中多有模
具，是目前中低压容器应用较多的封头。 因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。 选材和筒体一致Q345R
接管设计3.4 接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。 由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管 3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。由于Q345R 为碳素钢，设计温度50℃<300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。 对于压力不高的场合，常用突台形压紧面。突面结构简单，加工方便，装卸容易，且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为0.88MPa，空气无毒无害，可选择突面（RF）压紧面。
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 H 1.3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]。 所以 1.4贮罐罐底设计 罐体和罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部附近的受力较为复杂，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38。如果罐壳和罐底分开制造，则应注意在罐壳和罐底的结合处内外进行有效的补强。拐角区域的最小厚度等于壳壁和底部的组合厚度。拐角区
10立方米液化石油气储罐设计 目录 目录 (1) 前言 (3) 课程设计任务书 (4) 第一章工艺设计 (6) 1.1液化石油气参数的确定 (6) 1.2设计温度 (6) 1.3设计压力 (6) 1.4设计储量 (7) 第二章机械设计 (8) 2.1筒体和封头的设计： (8) 2.1.1筒体设计 (8) 2.1.2封头设计 (8) 第三章结构设计 (10) 3.1液柱静压力 (10) 3.2圆筒厚度的设计 (10) 3.3椭圆封头厚度的设计 (11) 3.4开孔和选取法兰分析 (11) 3.5安全阀设计 (13) 3.6液面计设计 (16) 3.7接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (17) 3.7.1接管和法兰 (17) 3.7.2垫片的选择 (18) 3.7.3螺栓（螺柱）的选择 (19) 3.8人孔的设计 (20) 3.8.1人孔的选取 (20) 3.8.2人孔补强圈设计 (21) 3.9鞍座选型和结构设计 (24) 3.9.1鞍座选型 (24) 3.9.2鞍座位置的确定 (25) 3.10焊接接头的设计 (26) 3.10.1筒体和封头的焊接 (26) 3.10.2接管与筒体的焊接 (26)
第四章强度校核 (28) 结束语 (43) 参考文献 (44)
前言 液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其是安全与防火, 还要注意在制造、安装等方面的特点。目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 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。一般贮存总量大于500m 3或单罐容积大于200m 3时选用球形贮罐比较经济; 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500m 3, 单罐容积小于100m 3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。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。液化石油气呈液态时的特点。(1) 容积膨胀系数比汽油、煤油以及水等都大, 约为水的16倍, 因此, 往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量, 以确保安全;(2) 容重约为水的一半。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的, 所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重, 如在常温20℃时, 液态丙烷的比重为0. 50, 液态丁烷的比重为0. 56 0. 58, 因此, 液化石油气的液态比重大体可认为在0. 51左右, 即为水的一半。卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等
目录 一序言 （一）设计任务 （二）设计思想 （三）设计特点 二储罐总装配示意图 三材料及结构的选择 （一）材料的选择 （二）结构的选择 四设计计算内容 （一）设计温度和设计压力的确定 （二）名义厚度的初步确定 （三）容器的压力实验 （四）容器应力的校核计算 （五）封头的设计 （六）人孔的设置 （七）支座的设计确定 （八）各物料进出管位置的确定及其标准的选择（九）液位计的设计 （十）焊接接头设计 五设计小结 六参考资料
太原科技大学材料科学与工程学院 过程设备课程设计指导书 课程设计题目： （15）M3甲醇储罐设计 课程设计要求及原始数据（资料）： 一、课程设计要求： 1.使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 3.设计计算采用电算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。 4.工程图纸要求计算机绘图。 5.毕业设计全部工作由学生本人独立完成。 二、原始数据： 设计条件表
管口表 课程设计主要内容： 1．设备工艺设计 2．设备结构设计 3．设备强度计算 4．技术条件编制 5．绘制设备总装配图 6．编制设计说明书 应交出的设计文件(论文)： 1.设计说明书一份 2.总装配图一张 (折合A1图纸一张)
一序言 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的甲醇储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。（二）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。（三）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件大都有标准，设计时可直接选用。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。
目录 绪论 (3) 第一章压缩空气的特性 (4) 第二章设计参数的选择 (5) 第三章容器的结构设计 (6) 3.1圆筒厚度的设计 (6) 3.2封头厚度的计算 (6) 3.3筒体和封头的结构设计 (6) 3.4人孔的选择 (7) 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9) 3.6鞍座选型和结构设计 (11) 第四章开孔补强设计 (14) 4.1补强设计方法判别 (13) 4.2有效补强范围 (13) 4.3有效补强面积 (14) 4.4补强面积 (14) 第五章强度计算 (16) 5.1水压试验应力校核 (15) 5.2圆筒轴向弯矩计算 (15) 5.3圆筒轴向应力计算及校核 (16) 5.4切向剪应力的计算及校核 (17) 5.5圆筒周向应力的计算和校核 (20) 5.6鞍座应力计算及校核 (22) 5.7地震引起的地脚螺栓应力 (24) 第六章设计汇总 (25) 参考文献........................................................... 错误！未定义书签。
绪论 课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力 本次设计为压缩空气储罐，在三周时间内内，通过相关数据及对国家标准的查找计算出合适的尺寸，设计出主体设备及相关配件，画出装备图零件图以及课程设计说明书。 压缩空气储罐的设计一般由筒体、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液罐的的筒体、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。
齐齐哈尔大学设备设计课程设计题目名称：空气储罐设计 学院：机电工程学院 专业班级：过控102 学生姓名：王国涛 指导教师：刘岩 完成日期： 2013-12-20
目录 摘要3 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第一章压缩空气的特性5 第二章设计参数的选择6 第三章容器的结构设计7 3.1圆筒厚度的设计7 3.2封头厚度的计算7 3.3筒体和封头的结构设计8 3.4人孔的选择9 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱）9 3.6鞍座选型和结构设计12 第四章开孔补强设计15 4.1补强设计方法判别15 4.2有效补强范围15 4.3有效补强面积16 4.4补强面积17 第五章强度计算18 5.1水压实验应力校核18 5.2圆筒轴向弯矩计算18 5.3圆筒轴向应力计算及校核20 5.4切向剪应力的计算及校核22 5.5圆筒周向应力的计算和校核23 5.6鞍座应力计算及校核25 第六章归纳总结28 参考文献29
摘要 本说明书为《3.0m3空气储罐设计说明书》。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规范，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技术方案。 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
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接管与法兰 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与的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 密封面型式 凹凸面MFM D 300 1 b 23、5 d 30 公称压力PN MPa 0、5 1 D 250 2 b 28 螺柱数量 8 公称直径DN 250 1 H 180 A 385 螺母数量 16 w d s 159 6 2 H 89、5 B 175 螺柱尺寸 M24*120 d 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。补强圈补强就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,球形封头就是最理想的结构形式,但其缺点就是深度大,冲压较困难;而椭圆形封头深度比半径小,易于冲压成型,就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
设计要求 1、设计题目:空气储罐的机械设计 2、最高工作压力:0、8 MP a 3、工作温度:常温 4、工作介质:空气 5、全容积:163 m 设计参数的选择: 设计压力:取1、1倍的最高压力,0、88MP<1、6属于低压容器。 筒体几何尺寸确定:按长径比为3、6,确定长L=640000mm,D=1800mm 设计温度取50 因空气属于无毒无害气体,材料取Q345为低合金钢,合金元素含量较少,其强度,韧性耐腐蚀性,低温与高温性能均优于同含量的碳素钢,就是压力容器专用钢板,主要用于制造低压容器与多层高压容器！ 封头设计:椭圆形封头就是由半个椭圆球面与短圆筒组成,球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头与与筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变,以改善曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀;且椭圆形封头深度较半球形封头小得多,易冲压成型,在实际生产中多有模具,就是目前中低压容器应用较多的封头。 因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力与边缘应力的叠加,减少应力集中,在封头与筒体连接处必须有一段过渡的直边段,直边段的高度依据标准选择。封头材料与筒体相同,选用头与筒体连接处必须有一段过渡的直边段,直边段的高度依据标准选择。 选材与筒体一致Q345R 接管设计3、4 接管设计优质低碳钢的强度较低,塑性好,焊接性能好,因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高,韧性较好,但焊接性能较差,不宜用作接管用钢。 由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择 20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管
3、5 法兰设计法兰连接的强度与紧密性比较好,装拆也比较方便,因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越,从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差,只能在低压,直径不太大,温度不高的情况下使用。由于Q345R 为碳素钢,设计温度 50℃ <300℃ ,且介质无毒无害,可以选用带颈平焊法兰,即 SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性,必须合适地选择压紧面的形状。 对于压力不高的场合,常用突台形压紧面。突面结构简单,加工方便,装卸容易,且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为 0、88MPa,空气无毒无害,可选择突面(RF)压紧面。 由于法兰钢件的质量较大,需要承受大的冲击力作用,塑性、韧性与其她方面的力学性能也较高,所以不用铸钢件,可以采用锻钢件。接管材料为 20 号钢,法兰材料选用 20Ⅱ锻钢。 3、6接管与法兰分配 3、6、6 N1、N2空气进、出口公称尺寸 DN250,接管尺寸? 273 x6 。接管采用无缝钢管,材料为 20 号钢。伸出长度为 150mm 。 选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO300-2、5 RF3、6、2 N3排污口; 公称尺寸 DN40,接管采用 45 x3、5 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为150mm。选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO40-1、6 RF 3、6、3 N4安全阀口公称尺寸 DN80,接管采用?89 x4 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 150mm。根据 GB12459-99,选用 90°弯头;弯头上方仍有一定外伸量。 选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO80-1、6RF 3、6、4 N5压力表口公称尺寸 DN25,接管采用?32 x3、5 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 150mm。根据 GB12459-99,选用 90°弯头;弯头上方仍有一定外伸量。选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO25-1、6 RF 3、6、5 N6(备用口)公称尺寸 DN80,接管采用? 89 x4 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 150mm。需进行补强计算。选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO80-1、6 RF 3、7弯头设计 N4 为安全阀口,安全阀在容器中起安全保护作用。当容器压力超过规定值时,安全阀打开,将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外,使系统压力不超过允许值,从而保证系统不因压力过高而发生事故。由于冲出压力较大,阀口不可直接对人,因此需 90°安装,用弯头过渡。标记为:弯头 DN80 90° N5 为压力表口。为方便读数,压力表需竖直安装于管口,因此接管要通过 90°弯头过渡至竖直面,再安装压力表。标记为:弯头 DN25 90° 3、8 人孔设计在化工设备中,开设人孔就是为了便于内部附件的安装,修理与衬里,防腐以及对设备内部进行检查、清洗。对于压力容器,为了便于移动沉重的人孔盖,盖子通常做成回转形式。本储罐由于尺寸较大,人孔直径也较大,可使用回
目录 任务书 (2) 第一章空气储罐产品概要 (3) 第二章空气储罐材料的选择 (4) 第三章空气储罐的结构设计 (4) 3.1圆筒厚度的设计 (5) 3.2封头厚度的计算 (5) 3.3接管的设计 (5) 3.4支座的设计 (6) 3.4.1支座选型 (6) 3.4.2鞍座定位 (6) 第四章强度计算 (6) 5.1水压试验应力校核 (6) 5.2工作应力计算及校核 (7) 5.2.1圆筒轴向应力计算及校核 (7) 5.2.3周向应力计算及校核 (8) 第五章空气储罐的制造工艺 (10) 5.1空气储罐的制造工艺流程 (10) 5.2空气储罐的焊接工艺 (11) 5.2.1接管焊接 (11) 5.2.2纵缝和环缝焊接 (12)
5.3空气储罐的焊接检验 (13) 5.3.1无损检测 (14) 5.3.2耐压试验 (14) 第六章课程设计心得体会 (15) 参考文献 (16) 任务书 2m3空气储罐的焊接工艺设计 设计参数 序号名称指标 1 设计压力P c（MPa） 1.0 2 设计温度（℃）100 3 最高工作压力（MPa）0.95 4 最高工作温度（℃）95 5 工作介质压缩空气 6 主要受压元件的材料Q235-B 7 焊接接头系数Φ0.9 8 腐蚀裕度C2（mm） 1.2 9 厚度负偏差（C1）0.8 9 全容积（） 2.0 10 容器类别第一类 设计要求 （1）更具给定的条件来选定容积的几何尺寸，即确定筒体的内径、长度、封
头类型等，然后确定有关的参数，如容器材料、需用应力、壁厚附加量、焊缝系数等。 （2）设计筒体和封头壁厚；进行强度计算；焊接接头设计；附件设计等。 （3）撰写设计说明书：能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点、设计方案的优劣以及设计数据的合理性；按照设计步骤、进程，科学地编排设计说明书的格式与内容叙述简明。 第一章空气储罐概要 空气储罐的特点 空气储罐主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐内的压力直接受温度影响，且介质往往易燃、易爆或有毒。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。 压力容器的外壳由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。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
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)
目录 卧式储气罐设计任务书 (2) 第一张绪论 (3) 1.1设计背景 (3) 1.2 储罐的用途及分类 (4) 1.3 储存介质的性质 (4) 1.4 设计任务 (5) 1.5 设计思想 (5) 1.6 设计特点 (5) 1.7设计数据 (6) 第二章容器主要原件的设计 (6) 2.1圆筒厚度的设计 (6) 2.2 封头的设计 (7) 2.3人孔的选择 (8) 2.4接管和法兰 (8) 2.5螺栓（螺柱）的选择 (9) 2.6鞍座选型和结构设计 (9) 第三章开孔强度设计 (11) 3.1补强设计方法的判断 (11) 3.2有效补强范围 (11) 3.3 有效补强面积 (11) 第四章强度设计 (12) 4.1水压试验校核 (12) 4.2圆筒轴向应力弯矩计算 (12) 4.3 圆筒的轴向应力及校核 (14) 4.4切向剪应力的计算机校核 (14) 4.5圆筒周向应力的计算及校核 (15) 4.6鞍座应力计算及校核 (16) 4.7地震引起的地脚螺栓应力 (18) 第五章焊接结构设计 (18) 5.1焊接方法 (18) 5.2焊接工艺及技术要求 (19) 总结 (21) 附录：参考文献 (22)
卧式储气罐设计任务书
第一章绪论 1.1设计背景 所谓容器是指用于储存气体、液化气体、液体和固体原料、中间产品或成品 的设备。压力容器是容器的一种，是指最高工作压力P≥0.1MPa，容积V≥25L， 工作介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点液体的容器。它 广泛地用于化工、炼油、机械、动力、轻工、纺织、冶金、核能及运输等工业部 门，是生产过程中必不可少的设备[1]。 随着石油化工、电站锅炉和原子能工业的迅猛发展，压力容器制造技术也有 了很大的发展，它主要表现在以下三个方面：一是压力容器向大型化过渡，容器 直径和壁厚成倍增长；二是低合金高强度钢的广泛应用，大部分压力容器均采用 了各种级别的低合金高强度钢；三是焊接新工艺、新技术的广泛应用，使得焊接 质量进一步提高，从而提高了这些大型产品质量的可靠性。 其中以压力容器产品大型化、高参数化的趋势尤为明显。1000吨级的储气 罐、2000吨级的煤液化反应器、10000立方米的天然气球罐（日本最大的天然气 球罐为30000立方米）等已经在我国大量应用。压力容器在石油化工、核工业、 煤化工等领域中的应用场合也日益苛刻。因此，耐高温、高压和耐腐蚀的压力容 器用材料的研制与开发一直是压力容器行业所面临的重大课题。对此，各国均投 入了大量的人力物力从事相关的研究工作。目前，压力容器用材料的主要研究成 果和技术进步表现在以下几个方面：①材料的高纯净度：冶金工业整体技术水平 和装备水平的提高，极大地提高了材料的纯净度，提高了压力容器用材料的力学 性能指标，提高了压力容器的整体安全性；②材料的介质适应性：针对各种腐蚀 性介质和操作情况，已研究开发出超级不锈钢、双相钢、特种合金等金属材料， 使之适合各种应用条件，给容器设计者以更多选择的空间，为长期安全生产提供 了保证；③材料的应用界限：针对高温蠕变、回火脆化、低温脆断所进行的研究， 准确地给出材料的适用范围；④更高强度材料的应用：在设备大型化的要求下， 传统的材料已经无法解决，诸如30000立方米天然气球罐、200000立方米原油 ≥ 800MPa 高强材料的应用正在引起国储罐以及超高压容器的选材问题。目前b 内研究人员的广泛关注[2]。 近年来，压力容器制造业在装备投资中，焊接设备的比例占了40%以上。正由于这些先进高效焊接设备及工艺的采用，使压力容器制造技术有了更大的提高和发展。就具体的压力容器焊接而言，焊条电弧焊的比例已逐步缩小，而埋弧自动焊、氩弧焊、CO2气体保护焊等先进的焊接技术已经得到广泛应用；带极堆焊、窄间隙埋弧焊和药芯焊丝气体保护焊等高效率的焊接方法设备已成为一些大型压力容器厂必备的焊接设备；小管径内壁堆焊、管子-管板自动旋转氩弧焊、马
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1) 二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2)
3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 设计参数的确定 (3) 筒体壁厚的设计 (3) 刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 液压试验压力的确定 (3) 液压试验的强度校核 . (3) 压力表的量程、水温的要求 (3) 液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4) 气压试验压力的确定 (4) 气压试验的强度校核 (4) 、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计 算 ..................................4 、开孔
补强的有关计算参数 .......................5 、补强圈的 设计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7) 2、液氨出料管 (7) 3、排污管 (7) 4、安全阀接口管 (7) 5、压力表接口管 (8) 七、设计结果一览表 (9) 八、液氨储罐装配图（见附图）............................... 一、设计任务书 试设计一液氨储罐，其公称容积、储罐内径、罐体（不包括封头）长度见下表。使用地点：家乡--湖北省十堰市竹溪县。 技术特性表
6*10000m3成品油库安全设计 一汽油的理化性质 1.1 物理化学性质 汽油的重要性能有为蒸发性、抗爆性、安定性和腐蚀性。 1.2 汽油的危险特性 1.2.1 油料的火灾危险特性 油料具有较强的挥发性和扩散性，具有易燃易爆特性，具有易积累静电和热膨胀性。由于这些特性的存在，使它具有较大的火灾危险性：挥发性；扩散性；易燃性；易爆性；易积聚静电荷性；热膨胀性；沸溢性。 1.3 安全防护措施 汽油的安全防护措施可以分为以下几类。 1 工程控制。生产过程密闭，全面通风。 2 呼吸系统防护。高浓度环境中，佩带供气式呼吸器。应急或有计划进入浓度未知区域，或处于立即危及生命或健康的状况 3 眼睛、身体和手的防护。一般不需特殊防护，但高浓度接触时安全防护眼镜。且必须穿工作服。对于手，一般不需特殊防护，高浓度接触戴防护手套。 4 其他防护。工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐或其它高浓度区作业，须有人监护。 二油罐的整体设计 2.1 油罐的选型 2.2 10000m3油罐设计参数 储罐内径：φ 28000mm 罐壁高度：18000mm 公称容积：10000m3计算容量：11084m3 设计压力：490Pa~1960Pa 设计风压：850Pa 设计温度：-10~50 ℃腐蚀裕度： 1.5mm 地震烈度：7 焊缝系数：0.9 2.3 材料确定 根据汽油物性选择罐体材料，汽油几乎没有腐蚀性，且有属于低压灌，可以考虑16MnR这两种钢材。 2.4 结构设计
内浮顶油罐的结构形式其实就是内浮盘和密封装置的结构形式。本设计采用边缘板的钢制单盘式内浮顶和弹性材料密封结构。 2.4.1内浮盘 内浮盘由一层薄的单盘板，在其外侧围以一圈边缘板焊制而成。盘上带有若干立柱，使浮盘下沉时最终支撑在罐底上，以免浮顶与罐内附件相碰。为了检修需要，内浮盘上还设有人孔。 2.4.2密封装置 内浮顶油罐要求密封间隙为150mm，密封为196N/m时，达到良好的密封性能。本设计采用弹性材料密封结构，由密封袋、软泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑到储存介质为汽油，密封袋采用丁腈耐油橡胶带制作，厚度取1.5mm。 2.4.3 内浮顶与罐壁之间的密封 圆弧转角是为不致戳破密封胶袋。每米圆周长度设置固定钩板。内浮盘与罐壁之间间隙取 150mm，采用断面宽度 230~250mm 的软泡沫塑料密封块，密封力约为200N/m。为消除蒸汽空间，弹性块应侵入液面下 20-50mm，外层密封袋能在使用环境中经久耐用，且不污染储液。为防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。 三罐体的设计 3.1 罐壁设计 随着储罐的大型化,储罐的直径和钢材总重量也随之增大。大型储罐的设计应尽可能地减少钢材的消耗量. 达到比较好的经济合理性。罐壁钢材的重量在大型储罐罐体的总重量中约占35%～50% ,因此确定罐壁厚度的罐壁强度计算. 对于减少罐壁的重量从而降低整个储罐的钢材消耗量、对于大型储罐的经济合理性具有决定性的作用。考虑贮液静压力,罐壁应由上至下逐渐增厚,但实际制造中不可能采用过多的板厚规格。罐壁的最大应力为环向应力,一次薄膜应力与局部应力相叠加,最大应力值分面在距罐底1000mm 左右的位置,并随贮罐直径和罐底、罐壁厚度增加而升高。 1 与罐底板相焊的最低层罐壁应适当加厚,且选用较宽的板材,以上各层则分档减薄,最小厚度4mm。 2 在最低层罐壁上开清扫口及人孔时,对罐壁强度有一定削弱,应对开孔大小、结构、热处理、探伤等提出明确要求。 储罐罐壁除应满足强度要求外,还应具有足够的抗风能力,以避免储罐在风载作用下失稳。随着储罐大型化和高强度钢的采用,使储罐罐壁减薄,储罐的抗风稳定性设计越趋重要。对于大型储罐来说,为防止储罐抗风圈以下的罐壁局部被风吹,通常需要在罐壁适当的位置上设置一道或数道加强圈。加强圈的功能是在罐壁上形成节线圈,以提高储罐的抗外压能力。当两个加强圈之间(或加强圈与抗风圈、包边角钢、罐底等加强截面之间)的罐壁许用临界压力大于设计外压时,就可以认为罐壁具备了足够的抗风能力。对于加强圈的设计计算,各国标准中部有详细的计算方法,我国标准SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》中也对加强圈的计算做了详细的描述。
课程设计液氨储罐设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级 12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1)
二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2) 3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 1.1设计参数的确定 (3) 1.2筒体壁厚的设计 (3) 1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 3.1液压试验压力的确定 (3) 3.2液压试验的强度校核 . (3) 3.3压力表的量程、水温的要求 (3) 3.4液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4)
4.1气压试验压力的确定 (4) 4.2气压试验的强度校核 (4) 4.4、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计算 ..................................4 2.1、开孔补强的有关计算参数 .......................5 2.2、补强圈的设 计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7)
齐齐哈尔大学设备设计课程设计 题目名称：空气储罐设计 学院：机电工程学院 专业班级：过控102 学生姓名：王国涛 指导教师：刘岩 完成日期： 2013-12-20
目录 摘要 (3) 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第一章压缩空气的特性 (5) 第二章设计参数的选择 (6) 第三章容器的结构设计 (7) 3.1圆筒厚度的设计 (7) 3.2封头厚度的计算 (7) 3.3筒体和封头的结构设计 (8) 3.4人孔的选择 (9) 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9) 3.6鞍座选型和结构设计 (12) 第四章开孔补强设计 (15) 4.1补强设计方法判不 (15) 4.2有效补强范围 (15) 4.3有效补强面积 (16) 4.4补强面积 (17) 第五章强度计算 (18)
5.1水压试验应力校核 (18) 5.2圆筒轴向弯矩计算 (18) 5.3圆筒轴向应力计算及校核 (20) 5.4切向剪应力的计算及校核 (22) 5.5圆筒周向应力的计算和校核 (23) 5.6鞍座应力计算及校核 (25) 第六章总结 (28) 参考文献 (29)
摘要 本讲明书为《3.0m3空气储罐设计讲明书》。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。 本文采纳分析设计方法，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，分不对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采纳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
《化工容器设计》课程设计说明书 题目： 学号： 专业： 姓名： I 目录 1 设计 (1) 1.1工艺参数的设定 (1) 1.1.1设计压力 (1) 1.1.2筒体的选材及结构 (1) 1.1.3封头的结构及选材 (2) 1.2 设计计算 (2) 1.2.1 筒体壁厚计算 (2) 1.2.2 封头壁厚计算 (3)
1.3压力实验 (4) 1.3.1水压试验 (4) 1.3.2水压试验的应力校核： (4) 1.4附件选择 (4) 1.4.1 人孔选择及人孔补强 (4) 2.4.3 进出料接管的选择 (6) 1.4.4 液面计的设计 (8) 1.4.5 安全阀的选择 (8) 1.4.6 排污管的选择 (8) 1.4.7 鞍座的选择 (8) 1.4.8鞍座选取标准 (9) 1.4.9鞍座强度校核 (10) 1.4.10容器部分的焊接 (11) 1.5 筒体和封头的校核计算 (11) 1.5.1 筒体轴向应力校核 (11) 1.5.2 筒体和封头切向应力校核 (13) 2 液氨储罐的泄漏及处理方法............................................................. 错误!未定义书签。 2.1 液氨泄漏的危害 .............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 泄漏的危害 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2 .1 生产运行过程中危险性分析······································错误!未定义书签。 2.2.2 设备、设施危险性分析 ············································错误!未定义书签。 2.3液氨储罐泄漏事故的应急处置措施 .............................................. 错误!未定义书签。