机械课程设计

化工设备机械基础课程设计

Ⅲ.壳体名义厚度δn≤38mm。

该开孔满足补强圈的使用要求，因此选用补强圈补强结构。

②补强形式及补强面积的计算

a.选用外加强平齐接管形式，如下图。

b.补强计算 Ⅰ.确定设计参数 由前面设计可知：

壳体: Pc=0.22MPa ；Di=1800mm ；φ=0.85；C=1.5+0.3=1.8mm； [σ]t =163MPa ；δ=1.43mm，δn=6mm，δe=6-1.8=4.2mm.

人孔接管（筒节）：dw×δ=450×6，H1=300mm，H2=0(内平齐接管)，di=438mm，δn=6mm，δe=6-1.8=4.2mm，材料与壳体相同。

开孔直径d=di+2C=438+2×1.8=441.6mm Ⅱ.

开孔所需补强面积：

A?d??2??et(1?fr)?463.6?15.1?7000.36mm2[?]ttfr??1[?]tⅢ.有效补强范围

取B=2d=2×441.6=883.2mm

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有效高度:

取 h1?d?nt?463.6?10?68.1mm2

取h2=0

Ⅳ.有效补强面积 壳体多余面积A1

A1?(B?d)(?e??)?2?et(?e??)(1?fr)?(927.2?463.6)(16.2?15.1)?0?509.96mm2接管多余面积A2

?t?pcDi1.6?(480?20) ==2.27 mm 2[?]t??pc2?163?1?1.6?2?68.1(8.2?2.27)?807.67mm2A2?2h1(?et??t)fr?2h2(?et?C2)fr补强区焊缝面积（焊脚取10mm）A3

A3?2?1?10?102?100mm2有效补强面积：

Ae?A1?A2?A3?509.6?807.67?100?1417.27mm2A4?A?Ae?7000.36?1417.27?5583.09mm2e.需另加补强面积A4为

5.接口管及其法兰的确定

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本储罐设有一下接管：

(1)糠醇进料管 采用φ50×3.5的无缝钢管。进料管法兰采用具有平面密封的带颈平焊钢制管法兰。

标记为：HG20592—97法兰 SO 50—1.6 RF 16Mn

(2)糠醇出料管 采用可拆的压出管φ50×3，将它用法兰固定在接口管法兰（HG20592—97法兰 RF 20—1.6 16Mn）上。压出管伸入储罐2.5m。压出管外伸的端部法兰（与液氨输送管相连）采用： HG20592—97法兰 RF 20—1.6 16Mn

(3)排污管 储罐右端最底部设一个排污管，规格为φ40×3.5。管端焊有与截止阀JIW—1.6相配的管法兰。

标记为：HG20592—97法兰 SO 50—1.6 RF 16Mn

(4)液面计接管 本储罐采用玻璃液面计 AIWPN1.6，L=1000，HG5—226—65—10两支。其他接管尺寸见附图表4所示。 6、压力试验校核

（1）压力试验方法的确定

验证容器在超工作压力的条件下，器壁焊缝的强度、焊缝的致密性和容器密封结构的可靠性，及时发现钢材、制造或检验过程中的缺陷。容器经过压力试验合格后才能投入生产运行。

压力试验的种类一般有液压和气压试验两种。一般是在全部焊接工作完成并经热处理之后进行。由于水压试验操作方便，因此一般的压力试验均采用液压试验。

液压试验的方法是首先液压试验时，设备充满液体(水)，水温不能过低(碳素钢、16MnR不低于5℃，其它低合金钢不低于15℃)，外壳应保持干燥。

其次待壁温大致相等时，缓慢升压到规定试验压力，稳压30min，然后将压力降低到设计压力，保持足够时间以检查有无损坏、宏观变形、泄漏及微量渗透等。水压试验后及时排水，并用压缩空气等将容器内表面吹干。 （2）校核罐体水压试验强度根据参考书[1]式(4-9)：

由于容器承受的压力pT 高于设计压力p，为了安全需进行强度效核，应力校核的要求是：容器壁产生的最大应力不超过所用材料在试验温度时屈服极限的90%（液压试验）或80% （气压试验），即：

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式中：

?T?pT(Di??e)?0.9??s2?e[?]?1.25?1.6?2 MPat[?]?e??n?C1?C2?18?0.8?1.5?15.7 mmpT?1.25p σs =345MPa查[1]表4-3钢板屈服应力。 于是： 即

pT(Di??e)2(2600?15.7)??167MPa2?e2?15.70.9??s?0.9?0.85?345?264MPa?T?0.9??s水压试验满足强度要求。 7、参考书

《过程装备机械基础》 李勤 李福宝 主编 【化学工业出版社】

《机械制图》 何铭新 钱可强 徐组茂 主编 【高等教育出版社】

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