过程设备设计计量罐.doc

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1、过程设备设计目录目录I第一章 绪论11.1计量罐11.1.1计量罐简介11.1.2普通计量方法及原理11.2工作介质的特性21.2.1 名称介绍21.2.2用途介绍21.2.3介质性质31.3储罐介绍31.3.1储罐的用途31.3.2储罐的分类41.3.3储罐的标准41.4国内外压力容器发展5第二章 设计参数确定7第三章 原料计量槽结构设计83.1 圆筒厚度设计83.2封头厚度的计算83.3筒体和封头的结构设计93.4人孔的选择103.5接管、法兰的设计123.6支座设计143.7液面计选择153.8压力计的选择163.8.1量程163.8.2测量精度17第四章 开孔补强设计184.1筒体的计

2、算壁厚184.2计算开孔所需补强的面积A194.3 有效补强范围194.3.1有效宽度194.3.2有效高度194.4有效补强面积204.4.1筒体多余面积A1204.4.2接管多余金属的截面积A2204.4.3补强区内焊缝截面积A3204.4.4有效补强面积Ae214.5补强圈厚度21第五章 强度校核225.1水压试验应力校核225.2支座校核23第六章 焊接结构设计246.1 焊缝的布置246.2 焊接方法256.3焊缝顺序256.3.1罐底的焊接顺序256.3.2 罐顶的焊接顺序256.3.3罐壁的焊接顺序25总结26鸣谢27参考文献2815第一章 绪论1.1计量罐1.1.1计量罐简介所

3、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P0.1MPa，容积V25L，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。而计量槽也属储罐的一种，其主体是压力容器，计量槽按计量介质分为液体计量、粉末颗粒固体计量两大类。 按计量精度等级分为普通计量、精确计量两个等级。结构有立式、卧式两种型式。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。采用液位计、超声波检测仪、压力测量仪等检测仪器测量物料在容器中高低差，计算出物料储存量，根据生产工艺和技术要求，取得

4、检测仪器得到的物料高低位差信号、通过信号放大自动控制物料进出口执行部件（如泵、阀等），对物料进行有效的计量和控制。它的特点是结构简单、操作方便、可实现自动化控制。适用于物料储存、计量精度要求不高场合使用。 1.1.2普通计量方法及原理精确计量有定量检测、和称重检测两种计量方式 。定量检测计量：它是在普通计量方法和原理基础上、通过对容器结构改进，最大限度地放大最终液体在测量管中的液位高底差而达到对物料高精度0.5%计量，它有两种产品适用不同的场所使用，一种是每只计量罐只能计量一种容量如20升、50升、100升、500升、1000升等规格。适用检验、检测部门和人员对液体流量装置、设备检验使用准确性

5、，和生产工艺中定量不变的场合使用。另一种为了达到生产过程中需要改变定量数而改进的一种产品，它是通过对计量罐内部结构改造达到一只计量罐有几种定量计量功能，适用于对液体高精度计量又经常变更容量的生产工艺和场合。 称重检测计量： 采用重力计量加注的方法，无需计算液体重量，采用“托利多”称重传感器与称重终端来实现液体与其他原料比例加料。为了精度被严格的检,整个系统采用三菱或西门子PLC控制，触摸屏显示操作,在计量时物料产生的波动被PLC中运算后自动补偿1.2工作介质的特性1.2.1 名称介绍HCFC-123，其实是R-123制冷剂，别名R123、氟利昂123、F-123，中文名称三氟二氯乙烷（2,2二

6、氯化1,1,1三氟乙烷），英文名称Dichlorotrifluoroethane。1.2.2用途介绍由于HCFC-123属于HCFC类物质（第二批受限的ODS物质Class II Ozone-depleting Substances）虽然R-123仍然对臭氧层有破坏、并且存在温室效应，但是R-123的综合性能很好（臭氧消耗潜值ODP值很小、全球变暖潜值GWP值亦较小等），因此现在包括美国在内的发达国家和绝大多数发展中国家，仍然有用于新空调设备的初装或旧设备上的再添加；中国目前对于R123制冷剂的生产、初装、以及再添加没有限制。 R-123主要用途 R-123制冷剂良好的综合性能使之成为在大型中

7、央空调（离心式冷水机组）中成为R-11（R11、氟利昂11、F-11、CFC-11、一氟三氯甲烷、Freon 11）制冷剂的最有效和安全的替代制冷剂；三氟二氯乙烷还用于泡沫塑料的发泡、清洗剂、化工溶剂等。虽然R123制冷剂曾经是新装制冷设备上替代氟利昂R11最常见的选择，但是由于R123与R11物化性能、理论循环性能以及压缩机用油等均不相同，因此对于初装为R11制冷剂的制冷设备的售后维修，如果需要再添加或更换制冷剂，仍然只能添加R11，通常不能直接以R123替代R11（也就是说通常不可以进行换血式的替换）1.2.3介质性质无色有轻微香味，低度危害，非易燃，无晶界腐蚀倾向。分子式为： 分子量为：

8、 152.93凝固点为： -107沸点： 27.6比热： 0.985kJ/(Kg)相对密度（水）： 1.458汽化热/蒸发潜热： 170kJ/kg破坏臭氧潜能值（ODP）：0.0121.3储罐介绍1.3.1储罐的用途储罐是典型的储运设备，其主体是压力容器，其使用位置固定。储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，钢制储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中

9、所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的储罐。1.3.2储罐的分类1）按几何形状：卧式圆柱形储罐、立式平底圆筒形、球形储罐2）按温度可划：低温储罐、常温储罐（90）和高温储罐（90-2503）按材料：非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐4）按所处位置：地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐5）按油品：原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等6）按用途：生产油罐、存储油罐等7）按大小分类： 100m3 以上为大型储罐，多为立式储罐；100m 3 以下的为小型储罐

10、，多为卧式储罐目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐 1.3.3储罐的标准1）美国石油学会标准 API650 2）英国标准 BS26543）日本标准 JISB85014）德国标准 DIN4119 5）石油行业标准 SYJ1016-826）石化行业标准 SH3046-92 1.4国内外压力容器发展随着石油化工、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，

11、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：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

12、，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；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；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；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立方米原油储罐以及超高压容器的选材问题。目前 800MPa 高强材料的应用正在引起国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

13、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、马鞍形接管自动焊等一系列新型焊机也在不少工厂中得到了应用。这对于稳定地提高压力容器焊接质量，提高压力容器制造工艺水平，无疑将起到很大推动作用。压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合性产品，其建造技术涉及到冶金、机械加工、腐蚀与防腐

14、、无损检测及安全防护等众多行业。随着冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步，特别是以计算机技术为代表的信息技术的飞速发展，带动了相关产业的发展。在世界各国投入了大量人力物力进行深入研究的基础上，压力容器技术领域也取得了相应的进展。为了生产和使用更安全、更具有经济性的压力容器产品，传统的设计、制造、焊接和检验方法已经和正在不同程度地为新技术、新工艺所代替、而冶金机械加工、焊接和无损检测等压力容器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体制造技术水平提高的前提条件 。 中国是压力容器的生产大国，目前生产的目的主要是满足国内的需求。生产厂家的数量（约3200 家）和相应的装备能力均为世界领先，从

15、以储气罐为代表的重型容器到高压气体运输容器等特殊的容器，中国都有很强的生产能力，并且产品的价格和质量都具有一定的竞争力。多年的生产实践和国家的规范化管理，使我国的压力容器行业形成了装备齐全、人员配套、管理严格的生产格局，为我国的压力容器产品走向世界奠定了基础。随着我国加入WTO和国民经济持续高速发展，压力容器制造业今后也必然会有一个很大的发展，只有认清发展趋势，才能把握住自己的发展方向，才会使压力容器制造业有更好的发展。第二章 设计参数确定2.1设计压力：3.6MPa2.2设计温度：602.3工作温度：20402.4全容积：3.82.5公称直径：根据筒体全容积，按原化工部1985年颁布实施的有

16、关贮罐尺寸和质量的行业标准文献3，取Di=1100mm 2.6材料的选择：容器用钢：一般中低压设备可采用采用屈服极限为245Mpa345Mpa级的钢材， 16MnR钢是屈服强度350Mpa级的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。根据文献4表4-1，选用筒体材料为16MnR（钢材标准为GB6654）。支座材料：根据JB/T47312,支座选用材料为Q235-B，其许用应力sa=147MPa。地脚螺栓：选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力bt=147MPa。法兰材料：由于法兰必须具有足够大的强度和刚度，以满足连接的条件，使之能够密封

17、良好，故选用Q235-A的普通碳素钢。接管材料：由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。第三章 原料计量槽结构设计3.1 圆筒厚度设计在操作温度2040的范围内，在圆筒的厚度在616mm范围内，查文献4中表4-1(常用容器钢板（管）许用应力表)按设计温度60，取得。取焊缝系数为=0.85，利用教材过程设备设计单层圆筒厚度计算式 （3-1）查文献5表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取C=0mm。腐蚀裕量C=2mm。则筒体的名义厚度n13.88+0+2mm=15

18、.88mm。圆整后取n=16mm。3.2封头厚度的计算压力容器封头种类较多，分为凸形封头、锥壳、变径段、平盖及紧缩口等，其中凸形封头包括半球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和球冠形封头。椭圆形封头是由半个椭球面和短圆筒组成，直边段的作用是避免封头和圆筒的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续，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，易于冲压成型，是目前中，低压容器中应用较多的封头之一。本设计结合文献6 ，取公称直径DN=Di=1100mm，选用标准椭圆形封头，长短轴比值为2，根据教材过程设备设计椭圆形封头厚度计算公式 （3-2）

19、同上取C=0mm ，C=2mm 。则封头的名义厚度为n 13.79mm+0+2mm=15.79mm圆整后取为n=16mm。 可见跟筒体等厚。3.3筒体和封头的结构设计由封头长短轴之比为2，即，得查文献5中表B.1 EHA和B.2 EHA表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见表3-1和图3-1。取装料系数为0.9，则即算得=4.026圆整后取为=4mm. 表3-1 封头尺寸表公称直径DN mm总深度H mm内表面积A 容积质量Kg11003001.40.198176 图3-1 椭圆形封头3.4人孔的选择根据储罐是在常温下及最高工作压力为3.6MPa的条件下工作,人孔的标准按公称压力为6MPa等级选

20、取。考虑到人孔盖直径较大较重,故选用回转盖对焊法兰人孔，参考文献文献7，取公称直径400mm凹凸面法兰密封。选取IV类材料。III类(16Mn类)材料用于公称压力下限为1.O MPa的人孔和手孔。这是因为更低公称压力(如PN O.6 M Pa) 的人孔和手孔筒节材料若采用16MnR材料，其按强度计算的壁厚已经小于GB 150中规定的最小壳体壁厚值，因此没有必要再采用高强度的16Mn类材料该人孔标记为：人孔MFM III (AG)400-4.0 GH21518-2005 其详细尺寸见表3-2。 表3-2 人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD6604524公称压力PN MPa4.058550螺柱数量

21、16公称直径DN400260A380螺母数量32426x14125B175螺柱尺寸M36x3x190d398b50L250总质量kg277 图3-2 人孔的尺寸及形式3.5接管、法兰的设计该原料计量槽应设置液相入口、液相出口、氮气出口、氮气入口、压力表口进料口和人孔。液相入口和氮气入口管伸进设备内部并将管的一端切成450，为的是避免物料沿设备内壁流动以减少磨蚀和腐蚀且在短时间内将物料注满容器。在化工生产中，需要将液体介质运送到与容器平行的或较高的设备中去，并且获得纯净无杂质的物料。已知设计压力为3.6，选取公称压力PN为6，查文献8中表8.2 2-1 PN带颈平焊钢制管法兰，选取各管口公称直径

22、，查得各法兰的尺寸。查文献8中附录D中表D-3,得各法兰的质量。查文献8中表3.2.2，法兰的密封面均采用RF（突面密封）。将查得的各参数整理如表3-4图 3-3 带颈平焊法兰示意图 各管口方位如图3-3。查文献9，压力在4.0MPa左右，密封面为RF（突面），选取柔性石墨复合垫片，查表4.0.3-1得各管口的垫片尺寸如表3-3： 表3-3 垫片尺寸表符号名称公称直径DNmm内径D1 mm外径D2 mma上液相出口324382b人孔400426473c进料口253471d进口202761e压力表口202761f温度计口202761g出口202761h下液相出口324382注：1：RF型垫片可带

23、不锈钢或碳钢内包边（RF-E）。2：垫片厚度均为1.5mm,包边宽度为3mm。 表3-4 各管口法兰尺寸表 名称公称直径DN钢管外径法兰焊端外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓Th法兰厚度C法兰内径B1法兰颈法兰高度法兰理论质量 A B N RABa液相出口3242.412090144M121443.53960606261.0b人孔400 c进料口2533.710075114M101434.53350504241.0d氮气进口2026.99065114M101427.52640404240.5e压力表口2026.99065114M101427.5264040424

24、0.5F温度计口2026.99065114M101427.52640404240.5g氮气出口2026.99065114M101427.52640404240.5h下液相出口3242.412090144M121443.53960606261.0- 13 -3.6支座设计立式容器有耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座等四种。对于高度不大、安装位置距基础地面较近且具有凸形封头的立式容器，可采用支承式支座。计算储罐总质量储罐总质量 （3-3）筒体质量：单个封头的质量，充液质量：，水压试验充满水，故取介质密度为， 则附件质量：人孔质量为，其他接管总和为200kg，即综上所述，则每个支座承受的质量为

25、，即为。 查文献11表3选用2号B型支座支座。参数尺寸如表3-4表3-4 支座参数尺寸使用容器直径高度h底板钢管垫板地脚螺栓支座质量Kg支座高度变化上限值b规格1100330160121084150818020M167106.8550 图3-4 B2支承式支座尺寸图3.7液面计选择液面计是用以指示容器内物料液面的装置，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0250。但透光式适用工作压力较反射式高。玻璃管液面计适用工作压力小于1.6MPa，介质温度在0250的范围。液面计

26、与容器的连接型式有法兰连接、颈部连接及嵌入连接，分别用于不同型式的液面计。液面计的选用：（1）玻璃板液面计和玻璃管液面计均适用于物料内没有结晶等堵塞固体的场 合。板式液面计承压能力强，但是比较笨重、成本较高。（2）玻璃板液面计一般选易观察的透光式，只有当物料很干净时才选反射式。（3）当容器高度大于3m时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面观察效果受 到限制，应改用其它适用的液面计。HCFC-123为较干净的物料，易透光，不会出现严重的堵塞现象，所以在此选用透光式玻璃管板面计。液面计 BT 2.5-I-2780V玻璃板液面计尺寸如表3-5 表3-5 液面计标准型号公称压力使用温度结构特征标准号结构

27、形式液面计主体材料T6.3MPa0-250普通型16MnRHG21589.1-953.8压力计的选择3.8.1量程装在压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设备工作压力的1.53倍，最好取2倍。若选用的压力表量程过大，由于同样精度的压力表，量程越大，允许误差的绝对值和肉眼观察的偏差就越大，则会影响压力读数的准确性；反之，若选用的压力表量程过小，设备的工作压力等于或接近压力表的刻度极限，则会使压力表中的弹性元件长期处于最大的变形状态，易产生永久变形，引起压力表的误差增大和使用寿命降低。另外，压力表的量程过小，万一超压运行，指针越过最大量程接

28、近零位，而使操作人员产生错觉，造成更大的事故。因此，压力表的使用压力范围，应不超过刻度极限的6070。3.8.2测量精度压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的。精度等级一般都标在表盘上，选用压力表时，应根据设备的压力等级和实际工作需要来确定精度。额定蒸汽压力小于2.45MPa的锅炉和低压容器所用的压力表，其精度不应低于2.5级；额定蒸汽压力大于2.45MPa的锅炉和中、高压容器的压力表，精度不应低于1.5级。表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值，压力表的表盘直径不应过小。在一般情况下，锅炉和压力容器所用压力表的表盘直径不应小于100mm，如果压力表装得较高或离岗位较远，表

29、盘直径还应增大。考虑到液氨有一定腐蚀性,所以综合考虑选用隔膜压力表, 技术指标为：精度等级：（1.6） 公称直径 ， 测量范围：0-6.0MPa第四章 开孔补强设计由于各种工艺和结构上的要求，不可避免地要在容器上开孔并安装接管。开孔以后，除削弱器壁的强度外，在壳体和接管的连接处，因结构的连接性被破坏，会产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来隐患，因此压力容器设计必须充分考虑开孔的补强问题。压力容器接管补强结构通常采用局部补强结构，主要有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强三种形式。本设计采用补强圈补强，这是中低压容器应用最多的补强结构，补强圈贴焊在壳体和接管连接处，他结构简单，制造方便，使用

30、经验丰富，但补强圈与壳体金属之间不能完全贴合，传热效果差，在中温以上使用时，二者存在较大的热膨胀差，因而使补强局部区域产生较大的热应力，另外，补强圈与壳体采用搭接连接，难以与壳体形成整体，所以抗疲劳性能差。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。参考文献4本设计所选用的人孔筒节内径为, 壁厚=14 mm查表得人孔的筒体尺寸为42614 . 由文献查得补强圈尺寸为：内径Di=430，外径Do=760。根据文献4中式8.3，知该原料计量槽中只有人孔需要补强。开孔补强的有关计算参数如下：4.1筒体的计算壁厚 （4-1）4.2计算开孔所需补强的面积A开孔

31、直径： 补强的面积：4.3 有效补强范围4.3.1有效宽度 取最大值 B=808mm4.3.2有效高度外侧高度 或 两者取较小值内侧高度 或 两者取较小值4.4有效补强面积4.4.1筒体多余面积A1 筒体有效厚度：选择的材料（16MnR）进行补偿， =170，故=，所以 4.4.2接管多余金属的截面积A2 接管计算厚度 4.4.3补强区内焊缝截面积A3 (焊脚取5.0)4.4.4有效补强面积Ae （4-2）因为，所以需要补强所需补强截面积A4:4.5补强圈厚度 补强圈内径Di=430，外经Do=760。 考虑钢板负偏差并圆整，实取补强厚度16mm，补强材料与壳体材料相同，制造时为便于备材，且补

32、强圈耗材也不多，设计时可采用与壳体相同的板厚，即取=16mm.第五章 强度校核5.1水压试验应力校核 由于在相同压力和容积下，试验介质的压缩系数越大，容器所储存的能量也越大，爆炸就越危险，故应选用压缩系数小的流体作为试验介质。常温下，水的压缩系数比气体要小的多，且来源丰富，因而是常用的试验介质。先按公式确定水压试验时的压力为： 选取两者中压力较大值作为水压试验压力，即取，水压试验时的应力为查表得厚度为16mm的16MnR钢板的钢材屈服极限故在常温水压试验时的许用应力为 故 因此满足水压试验要求5.2支座校核 图4-1 支承式支座校核个参数示意图设地震防裂度为7度。选用B2支座，=8mm，其本体

33、允许载荷Q=150Kg计算支座承受的实际载荷地震载荷：风载荷：水平力： 取4个支座，n=4 所以满足支座本体允许载荷的要求。由表B.5查允许垂直载荷F封头有效厚度由B.5内插得：F=93.65KNQF,所以4个B2支座能满足支座允许的垂直载荷要求。第六章 焊接结构设计6.1 焊缝的布置焊缝布置原则： 1焊缝位置应尽量对称，尽量分散 2焊缝应尽量避开应力集中和最大应力位置 3焊缝应避开机械加工面 4焊缝要能够焊接、便于焊接、并能保证质量 5焊缝的布置还应照顾到其他工序的方便与安全罐壁焊缝的布置： 根据板长条件设计纵焊缝的数量，2条环焊缝，为减少焊接影响和变形，相邻两壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈

34、错开1/3板长，焊缝最小间距不小于1000mm。罐底的焊缝布置：罐底的中幅板大部分是用整块钢板拼接而成。四周与罐壁圈相连接 的一圈为边缘板。中幅板钢板与钢板之间绝大部分是搭接焊缝，只是直接处在罐底圈板下的一部分为对接焊缝，边缘板与壁板之间为丁字接头，里外圈都为环焊缝。其中短焊缝之间要错开200300mm。罐顶的焊缝布置：罐顶由中心板和扇形板组成，可用一块钢板切成。每一块扇形由两块钢板焊成纵焊缝，扇形板与扇形板之间也是纵焊缝，扇形板与中心板之间焊成环焊缝，与边缘板之间也是环焊缝焊接。6.2 焊接方法表6.1 焊接材料选用表焊接方法焊条/焊丝焊剂埋弧焊H08A,H08MnAHJ430手工电弧焊J5

35、07或J5064316.3焊缝顺序在压力容器简体结构中，不允许环缝和纵缝呈十字形相交的焊缝。必须将相邻俩焊缝错开。这样大型的拼版构件可以看成由若干T字形对接焊缝焊接而成。6.3.1罐底的焊接顺序边缘板与罐壁的焊接，顺序是先焊边缘板上的对接焊缝，再焊接边缘板与罐壁最下一圈板之间的环形角焊缝，最后焊边缘板的搭接焊缝。收缩焊缝的焊接时中幅板与边缘板之间的对接焊缝，它的焊接必须是除了配工件处整个储罐的最后一道工序6.3.2 罐顶的焊接顺序 先焊内侧的断续焊缝，后焊外部的连续焊缝。连续焊缝应先焊环向短焊缝，此缝的施焊应由中心向外并采用分段退焊。顶板和包边的角钢的环缝，应由几名焊工均匀分布，站在同一方向分

36、段退焊。6.3.3罐壁的焊接顺序先焊最厚板材之间的短焊缝，既纵焊缝，然后焊底圈壁板与底边缘板之间角焊缝。立焊采用手工电弧焊完成，应在底圈罐壁板纵焊缝后再焊，包边角钢自身连续必须采用全焊透的对接。壁对接焊时要对齐。总结本课程设计题目是原料计量槽的设计。具体我做了以下工作：一通过分析课程设计说明书所给条件及要求，查资料确定各设计参数，如设计压力，设计温度，工作温度，全容积等，以及通过分析材料的性能，通过国家标准选用储罐的筒体，封头，支座等各部分零件的材料。二按照常规设计的方法与步骤，根据设计压力及体积查取筒体的公称直径，再根据单层厚度圆筒壁公式算得筒体的厚度，并考虑腐蚀余量及偏差等得筒体的设计厚度

37、。三根据工艺条件的要求、制造的难易程度和材料的消耗等情况选用封头。再根据椭圆形封头厚度计算公式计算出封头的厚度，其他尺寸通过标准选取。四根据计量槽最高工作压力结合公称压力，在标准中选取相应的人孔。该设计中人孔因压力较高，选用突连接，可提高垫片的稳定性。接管法兰、垫片、支座等都也都是标准件，根据国家标准及设计要求选择合适的种类及尺寸。五计量槽结构设计完成后，由于在容器上有开孔和安装接管，而这不仅削弱了器壁的强度，在壳体和接管的连接处，因结构的连接性被破坏，会产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来隐患，因此还充分考虑了开孔的补强。六为确保设计产品的安全可靠性，还进行了强度校核。因气压试验较为危险

38、，在此选用水压试验进行校核。并结合地震载荷和风载荷对支座进行了校核。七结合设计的筒体尺寸，进行了焊接尺寸设计，如焊缝的布置，焊接方法，焊缝顺序。八根据要求完成课程设计说明书及相应的装配图与零件图。此次课程设计使我对化工生产中的储罐设计过程有了初步的了解，对相关方面的国家标准也有了一定的认识，收益匪浅。由于课程设计时间和本人知识水平的有限，该设计可能有一些不足或错误，希望得到指正。鸣谢为期3周的过程设备设计很快就结束了，在短短的三周时间内，我学到了许多知识，也懂得了会查阅资料文献的重要性。第一，我觉得作为一个学习化工机械的人，必须要有标准意识。许多东西不是由自己定的，而是通过查阅国家标准，这样设

39、计出来的东西才有可能付诸实践生产。否则，非标准类的东西生产成本是很高的。第二，我复习到了许多机械设计，工程制图等专业基础课的知识。第三，我的计算机绘图能力也得到了提高。并且很少用WORD软件的我也更熟悉了该文字编辑软件的应用。第四，知道了设计绝不是一件简单的事，一根线条，一个结论，都需要经过深思熟虑，反复思考后才能加以确定（最后还不一定正确），也明白了要想学好机械制图，不仅需要严谨细致的学习作风，还需要认真负责的学习态度此外，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财

40、富，经历是一份拥有。有些事情看起来很复杂，但问题需要一点一点去解决，分析问题，把问题一个一个划分，划分成小块以后就逐个去解决。再总体解决大的问题。这样做起来不仅有条理也使问题得到了轻松的解决。本课程设计在选题及研究过程中得到朱振华和李晶老师的悉心指导。朱老师和李晶多次询问研究进程，并为我们指点迷津，帮助我们开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三星期，却给以终生受益无穷之道。对指导老师的感激之情是无法用言语表达的。参考文献1 田锡唐. 中国机械工程学会焊接学会焊接手册（第三卷）M. 北京: 机械工业出版社, 2007.102 周振丰. 焊接冶金学（金属焊接性）M. 北京: 机械工业出版社, 2003.43 HG5-1579-85立式椭圆形封头贮罐系列4 GB_150-1998钢制压力容器 中华人民共和国国家标准5 HG20580-1998,钢制化工容器设计基础规定6 JB-T4746-2002，钢制压力容器用封头7 HG/T21518-2005回转盖带劲对焊法兰人孔8 HG 20592-2009-T，钢制管法兰(PN系列)9 HG/T 20609-2009,钢制管法兰用金属包覆垫片10 JB-T 4736-2002 补强圈11 JB/T4712.4-2007 容器支座28