10立方米乙烯储罐课程设计.docx

课程设计成果

学院: 化工与药学院 班 级:级过程装备与控制工程一班
学生姓名: 学 号: 2012
设计地点（单位） 化工实验楼A411
设计题目: 10m³乙烯储罐设计
完成日期： 2015年 12 月 23 日

指导教师评语: ______________ _________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ __________ _

成绩(五级记分制):_____ _ __________
教师签名:__________ _______________

目录
前言
第一章 设计参数的确定
1.1任务说明
1.2介质特性分析
1.3设计题目
1.4原始数据
第二章 设计方案的确定
2.1储罐的选型
2.2主体材料的选择
2.3封头型式的确定
第三章 结构尺寸的确定
3.1筒体尺寸的确定
3.2液柱静压力计算
第四章 设备结构设计
4.1筒体厚度的计算
4.2封头壁厚的计算
4.3 筒体、封头的水压试验
第五章 法兰、接管及其零部件的确定
5.1法兰尺寸型号的选择
5.2接管尺寸的确定
5.3垫片的选择
5.4螺栓的选择
5.5液位计的选型
5.6人孔的选型
第六章 开孔补强设计
6.1确定需要补强的开孔及接管
6.2补强面积的计算
6.2.1接管M处补强面积计算
6.2.2接管D处补强面积计算
6.3补强圈的设计
6.3.1接管M处补强圈
6.3.2接管D处补强圈
第七章 鞍座的选型
7.1鞍座初步选型
7.2估算鞍座负荷
7.3鞍座位置的确定
第八章 焊接结构设计
8.1回转壳体的焊接结构设计
8.2接管与带补强圈的焊接结构设计
8.3焊接方法和焊接材料选择
总结
附录
参考文献

前言
近年来，我国乙烯工业取得了快速发展，已成为国民经济重要产业，国家在十一五期间提出了乙烯工业“基地化、大型化、一体化、园区化”的发展模式。
乙烯的大型化发展，必然要求乙烯的储存也往大型化发面发展。然而，随着储罐的大型化，相应的安全要求也将更高，而且乙烯作为一种易燃易爆物质，一旦泄露发生燃烧与爆炸，引起的事故后果难以估量。因而保证乙烯储存的安全就显得尤为的重要。
乙烯储罐的安全和环保是我国乙烯工业发展的强大的后盾。本设计对乙烯储罐自身的特点和存在的危险进行分析，在基于危险源辨识的基础上，划分工艺单元，对具体的工艺单元进行分析、设计。
第一章 设计参数的确定
1.1任务说明
本课程任务是设计一个公称容积为10m³的乙烯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。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。然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
1.2介质特性分析
乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料（聚乙烯及聚氯乙烯）、合成乙醇（酒精）的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等
外观与性状：无色气体，略具烃类特有的臭味。少量乙烯具有淡淡的甜味。
pH：水溶液是中性
熔点(℃)：-169.4
沸点(℃)：-103.9
相对密度(水=1)：0.61
相对蒸气密度(空气=1)：0.98
饱和蒸气压(kPa)：4083.40(0℃)
燃烧热(kJ/mol)：1411.0
临界温度(℃)：9.2
临界压力(MPa)：5.04
引燃温度(℃)：425
爆炸上限%(V/V)：36.0
爆炸下限%(V/V)：2.7
溶解性：不溶于水，微溶于乙醇、酮、苯，溶于醚。溶于四氯化碳等有机溶剂。其它理化性质：可以和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，乙烯作为还原剂，被氧化成二氧化碳。酸性高锰酸钾被还原而褪色。
侵入途径：吸入
健康危害：具有较强的麻醉作用。急性中毒：吸入高浓度乙烯可立即引起意识丧失，无明显的兴奋期，但吸入新鲜空气后，可很快苏醒。对眼及呼吸道粘膜有轻微刺激性。液态乙烯可致皮肤冻伤。慢性影响：长期接触，可引起头昏、全身不适、乏力、思维不集中。个别人有胃肠道功能紊乱。
环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
燃爆危险：本品易燃。

1.3设计题目：10m³乙烯储罐设计
1.4原始数据：设计压力：2.1Mpa 设计温度：50℃ 公称容积：10m³
表1-1 原始数据表
序号
项 目
数 值
单 位
备 注
1
名称
乙烯储罐
2
用途
乙烯储存
5
公称容积（Vg）
10
m3

6
工作压力波动情况

可不考虑
7
装量系数（Φ）
0.9

8
工作介质
乙烯
9
使用地点
荆门市，室外
10
安装与地基要求

11
其他要求

第二章 设计方案的确定
2.1储罐的选型
首先储罐选用钢制卧式圆筒，筒体由钢板卷制而成。卧式圆筒受力均匀，对容器的底部压力较小不易泄漏，占地空间较小。其次选择封头为椭圆形（下文有详细论证说明）。再计算筒体以及封头的壁厚，对水压及强度进行实验校核，核算开孔补强和承载能力。最后根据生产工艺，安装检修等需要，在筒体、封头上选择安装人孔、进料管、排污管、压力计等等……
2.2主体材料的选择
乙烯腐蚀性小,可选用一般钢材,由于压力较大,可以考虑20R、16MnR这两种钢种。虽然16MnR比20R贵，但综合来看16MnR钢板还是比较经济，且16MnR机械加工性能、强度和塑性都比较好，所以选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。
2.3封头型式的确定
从受力与制造方面分析来看，球形封头较为理想。但缺点是深度大，冲压困难；椭圆封头深度比半球形封头小得多，易于冲压成型；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，而且耗用量大，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。
第三章 结构尺寸的确定
3.1筒体尺寸的确定
卧式储罐的容积V是指筒体包含封头的容积，即:
V=VT+2VF
式中 VT－－圆柱形筒体容积，m3
VF－－封头容积，m3。
将罐体视为圆柱形筒体，初步估算罐体的内径Di：
V≈π4Di2L=10m³(1+5%)
(长径比L/Di的一般取值范围为3-6,初取L/Di=4)
将L/Di=4代入得：Di=1.4951m=1495mm
考虑到储罐内径应符合压力容器公称直径的标准，且符合国家规定的公称直径，圆整后，取Di=1500mm。
因为采用的是标准椭圆封头，查标准JB/T4746-2002《化工设备课程设计指导》中表3-3，可知：Di=1500mm时，
封头容积V=0.4860m³ 总深度H=400mm 内表面积A=2.5568㎡
根据 VT+2VF=V×1.05
π4Di2L+2×0.4860=10×1.05
得L=5.392m=5392mm, 圆整得：L=5400mm
则有，L/Di=5400/1500=3.6 在3-6范围内，故长度和直径设计合理。

3.2液柱静压力计算
根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度hmax≤Di=1500mm
P静max=ρghmax=569×9.81×1.5=0.00837MPa
因为P设×5%=2.1×5%=0.105MPa>P静=0.00837MPa
故P静可以忽略不计，即Pc=P设=2.1MPa
第四章 设备结构设计
4.1筒体厚度的计算
内压容器的计算厚度由中径公式确定d d =
式中 -----材料许用应力，MPa
-----设计压力，MPa
Di-----罐体内径，mm
-----焊接接头系数
（JB4732标准中要求受压元件焊缝必须100%无损检测，取焊接系数F=1.0）
由于选用材料为16MnR，假定厚度范围为6~16mm，查表可得=170MPa
则 d=2.1×15002×170-2.1=9.32mm
根据GB/T709中的要求取钢板的负偏差C1=0.3mm，则有 d n=d +C1+C2
式中 d-----计算厚度，mm
C2 ---厚度负偏差，mm
C2---腐蚀裕量，mm （取C2=1mm）
代入数据得：
d n=9.32+0.3+1=10.62mm
圆整后，取名义厚度 d n=12mm

则有： 有效厚度 d e=12-1.3=10.7mm
设计厚度 d d=9.32+1=10.32mm
4.2封头壁厚的计算

图4-1 标准椭圆封头
因为选用的是标准椭圆形封头，其厚度有下式确定：
d h =
则代入数据得
封头的计算厚度d =2.1×15002×170×1-0.5×2.1=9.29mm
则，d n封= d +C1+C2=9.23+0.3+1=10.59mm
圆整后，取名义厚度 d n封=12mm

则有： 有效厚度 de封=12-1.3=10.7mm
设计厚度 dd封=9.29+1=10.29mm
4.3 筒体、封头的水压试验
试验压力 ：
PT = 1.25P[][]t=1.25×2.1×170170=2.625MPa
由公式
代入数据,得：
σT= 2.625×1500+10.72×10.7×1.0=185.3<0.9σs=310.5Mpa
所以，液压试验满足强度要求
第五章 法兰、接管及其零部件的确定
5.1法兰尺寸型号的选择
法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。压力容器法兰分平焊法兰和对焊法兰。平焊法兰分为甲型和乙型两种。甲型平焊法兰有PN0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa，在较小范围内（DN300mm~2000mm）适用温度范围为-20~300℃。乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa～1.6 MPa压力等级中较大的直径范围，适用的全部直径范围为DN300 mm ～3000 mm，适用温度范围为-20℃～350℃。对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。用于更高压力的范围（PN0.6 MPa～6.4MPa）适用温度范围为-20℃～45℃。根据设计压操作温度和法兰材料决定法兰的公称压力PN。公称压力应比设计压力稍高，该储罐设计压力为2.1MMPa。
故选择带颈对焊法兰（WN），密封面形式为凹凸面（MFM）。其各个法兰的数据表5-1所示：
表5-1 带颈对焊法兰钢制管法兰尺寸（mm）

5.2接管尺寸的确定
容器接管一般采用无缝钢管，使用标准为GB8163-2008。钢管材料选用16Mn，与壳体连接形式为内平齐式。接管外伸出端长度按照GB150-2011中的规定，由于本储罐在荆门室外使用，储存介质无需保温固设保温层，则接管外伸出长度为100~150mm。其各个接管伸出长度见表5-2

表5-2 接管尺寸一览表

5.3垫片的选择
查《过程设计》第三版表4-11垫片的使用，根据介质为乙烯，公称压力位2.5MPa，工作温度为50℃，以及密封面形式为凹面的出垫片的形式为柔性石墨复合垫片，其材料为石棉橡胶板。
5.4螺栓的选择
根据密封面预紧力的大小计算螺栓的载荷，选择合适的螺柱材料。计算螺栓直径与个数，按螺纹和螺栓的标准确定螺栓的尺寸，选择螺栓的材料为Q235A。
查《钢制管法兰、垫片、紧固件》中表5.7-9，得螺柱的长度和平垫圈的尺寸。
5.5液位计的选型
根据设计任务书要求，本储罐需要设置四个液位计，液位计有玻璃板液位计、玻璃管液位计、防霜液位计和磁性液位计，其中部分已标准化，查《化工设备课程设计指导》表3-45,其选用规则如表5-3所示：
表5-3 液位计类型和适用范围
液位计类型
适用范围
玻璃管式液位计
PN≤1.6MPa，介质流动性较好，t=0~200℃
透光式玻璃液位计
PN≤6.3MPa，无色透明洁净液体介质，t=0~250℃
反射式玻璃液位计
PN≤4.0MPa，稍有色泽的液体介质，t=0~250℃
磁性液位计
PN=1.6MPa~16MPa，液体ρ≥450Kg/m3，μ≤150cp
防霜液位计
PN≤4.0MPa，介质温度t=-160~0℃
由第一章可知本储罐PN=2.1MPa，t=50℃，故选择反射式玻璃液位计。
5.6人孔的选型
人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。选用时综合考虑公称压力、公称直径，工作温度以及人、手孔的结构和材料等诸方面的因素。一般当设备的公称直径超过900mm时应考虑开设人孔，所以该储罐应开设人孔。人孔的类型很多，其尺寸大小及位置以设备内件安装和工人进出方便为原则。由任务书可知，人孔的公称直径为450mm，现行的人孔标准为HG/T 21514-2005《钢制人孔和手孔》考虑到人孔盖直径较大较重，该储罐选用回转盖带颈对焊法兰人孔。
图5-1 回转盖带颈对焊法兰人孔

表5-4 回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表（mm）
公称直径
dw×S
D
D1
d
b
b1
b2
质量Kg
450
480×12
670
600
450
42
41
46
245
螺柱规格
螺柱数量
A
B
L
H1
H2
d0

M33×200
20
375
175
250
250
121
24

第六章 开孔补强设计
6.1确定需要补强的开孔及接管
根据GB150-2011《钢制压力容器》规定：
当在设计压力小于或等于2.5MPa的壳体上开孔，两相邻的开孔中心的间距（对曲面间距一弧长算）大于两孔直径之和的两倍，且接管公称直径小于或等于89mm时，只要接管最小厚度满足表6-1要求，就可以比另行补强。
表6-1 不另行补强的接管最小厚度（mm）
接管外径
25
32
38
45
48
57
65
76
89
最小厚度
3.5
4.0
5.0
6.0
注：1.刚材的标准抗拉强度下限值b>540MPa时，接管与壳体宜采用全熔透的结构形式。
2.接管的腐蚀裕量为1mm。
由表3-5可知管A、B、C、LG1、LG2 、LT1、LT2处开孔不需要补强，接管D和M 处开孔需要补强。

6.2补强面积的计算

6.2.1接管M处补强面积计算
①所需最小补强面积A：
A=dd+2 δdet（1-fr）
式中 A----开孔削弱所需补强面积，mm2
d----开孔直径，mm
d----壳体开孔处的计算厚度，mm
det---接管有效厚度，det = dnt-C，mm
fr----强度削弱系数，等于许用应力下接管材料与壳体材料许用应力之比
因为 C=C1+C2=0.3+1=1.3mm
则 d=di+2C=450+2×1.3=452.6mm
ddet=dnt-C=12-1.3=10.7mm
接管材料选用20号钢，50℃时，其许用应力为137Mpa，则有fr=137170=0.806
所以， A=452.6×9.32+2×9.32×10.7×（1-0.806）=4179.54mm2
②有效补强范围
有效宽度B的确定
B=2d=2×452.6=905.2mm
B=d+2dn+2dnt=452.6+2×9.32+2×12=495.24mm
二者取较大值，故B=905.2mm
式中 B----补强有效宽度，mm
dn----壳体开孔处的名义厚度，mm
dnt----接管名义厚度，mm
内外侧有效高度，分别取式中较小值
外侧高度：
h1=d × dn=452.6×12=73.70mm
h1=接管实际外伸长度=250mm
故h1=73.81mm
内侧高度：
h2=d× dnt=452.6×12=73.70mm
h2=接管实际内伸高度=0mm
故h2=0mm
③补强范围内补强金属面积Ae
Ae=A1+A2+A3
式中 A1----筒体多余面积，mm2
A2----接管有效厚度减去计算厚度之外多余面积，mm2
A3----焊缝金属截面积，mm2，焊脚取10mm
则有 A1 =(B-d)（de- d）-2det（de- d）（1-fr）
=（905.2-452.6）×（10.7-9.32）-2×12×（10.7-9.32）×（1-0.806）
=618.2mm2
接管计算厚度ddt==2.1×4502×170×1-2.1=2.80mm
则有， A2=2h1（det-dt）fr+2h2（det-C2）fr
=2×73.70×（10.7-2.80）×0.806+0
=938.55mm2
因为焊脚取10cm，
则有 A3=2×0.5×10×10=100mm2
Ae=A1+A2+A3=618.2+938.55+100=1656.55mm2
由于Ae<A=4179.54mm2
故M处接管需要补强
所需另行补强面积为：
A4=A-Ae=4179.54-1656.55=2522.99mm2
6.2.2接管D处补强面积计算
①所需最小补强面积A：
A=dd+2 δdet（1-fr）
式中 A----开孔削弱所需补强面积，mm2
d----开孔直径，mm
d----壳体开孔处的计算厚度，mm
det---接管有效厚度，det = dnt-C，mm
fr----强度削弱系数，等于许用应力下接管材料与壳体材料许用应力之比
取 C=2mm
则有 d=di+2C=100+2×2=104mm
因为接管壁厚dnt=5mm，
则有d det= dnt-C=5-2=3mm
则 A=104×9.32+2×9.32×3×（1-0.806）=980.13mm2
②有效补强范围
有效宽度B，
B=2d=2×104=208mm
B=d+2dn+2dnt=104+2×12+2×5=140mm
式中 B----补强有效宽度，mm
dn----壳体开孔处的名义厚度，mm
dnt----接管名义厚度，mm
取二者中较大值，故B=208mm

内外侧有效高度，分别取式中较小值
外侧高度：
h1=d × dn=104×12=35.33mm
h1=接管实际外伸长度=150mm
故取 h1=35.33mm
内侧高度：
h2=d ×dnt=104×5=22.80mm
h2=接管实际内伸高度=0
故取 h2=0
③补强范围内补强金属面积Ae
Ae=A1+A2+A3
式中 A1----筒体多余面积，mm2
A2----接管有效厚度减去计算厚度之外多余面积，mm2
A3----焊缝金属截面积，mm2，焊脚取10mm

A1 =(B-d)（de-d）-2det（de-d）（1-fr）
=（208-104）×（12-2-0.3-9.41）-2×3×（12-2-0.3-9.41）×（1-0.94）
=30.06mm2
ddt==2.1×1002×170×1-2.1=0.62mm
A2=2h1（det-dt）fr+2h2（det-C2）fr
=2×35.33×（3-0.62）×0.806+0
=135.55mm2
A3=2×0.5×6×6=36mm2
Ae=A1+A2+A3=30.06+135.55+36=201.61mm2
由于Ae<A=980.13mm2
故D处接管需要补强
所需另行补强面积为：
A4=A-Ae=980.13-201.61=778.52mm2

6.3补强圈的设计
6.3.1接管M处补强圈
根据接管M公称直径DN450选补强圈，参照补强圈标准JB/T4736取补强圈外径D2=760mm，内径D1=484mm
因B=905.2>D2，补强圈在有效补强范围内
补强圈厚度为:
d1=A4D2-d0=2522.99760-480=9.01mm
考虑钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为10mm。但为便于制造时准备材料补强圈名义厚度取筒体名义厚度：
即 d1=12mm
6.3.2接管D处补强圈
根据接管D公称直径DN100选补强圈，参照补强圈标准JB/T4736取补强圈外径D2=200mm，内径D1=114mm
因B=208>D2，补强圈在有效补强范围内
则补强圈厚度为
d1=A4D2-d0=778.52200-110=8.65mm
考虑钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为10mm。但为便于制造时准备材料补强圈名义厚度取筒体名义厚度：
即 d1=12mm
补强圈结构尺寸见图3-2和表3-6
图6-1 补强圈的结构

表6-2 补强圈尺寸（mm）
补强圈位置
D1
D2
d1
D开孔处补强圈
114
200
12
M开孔处补强圈
484
760
12
第七章 鞍座的选型
7.1鞍座初步选型
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布。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。
因此选择鞍式双支座，一个S型，一个F型。
7.2估算鞍座负荷
储罐总质量 m=m1+2m2+m3+m4
式中 m1----筒体质量，Kg
m2----封头质量，Kg
m3----充液质量，Kg
m4----附件质量，Kg
①筒体质量m1，
对于16MnR普通碳素钢，取ρ=7.85×103kg∕m3,则有
m1 =πDLdn∙ρ
=3.14×1500×10-3×5400×10-3×12×10-3×7.85×103
=2395.88Kg
②封头质量m2
查《化工设备机械基础》表8-27中EHA椭圆封头标准，可知
m2=238Kg
③充液质量m3
因为ρ乙烯<ρ水，故用水作为充液进行估算，则有
m3=ϕV∙ρ水（ϕ为装料系数，任务书中已给出，取ϕ=0.9）
因为 V=2V封+V筒=2×0.4860+π4×1.52×5.4=10.5m3
故 m3=0.9×10.5×1000=9450 Kg
附件质量m4
人孔法兰约200Kg，其他接口管及法兰总和按150Kg，即
m4=200+150=350Kg
所以，储罐的总质量为：
m=m1+2m2+m3+m4
=2395.88+2×238+9450+350
=12671.88Kg
总重量Q=m∙g=12671.88×9.81=124311.14N=124.31KN
即，每个鞍座仅承受 Q2=62.15KN的负荷。
根据储罐的公称直径DN=1500mm，每个鞍座承受62.15KN，由JB/T 4712-2007《鞍式支座标准》选用轻型，焊制A，包角120°，带垫板的鞍座，筋板数为4。
鞍座标记为：JB/T4712.1-2007鞍座A2008-S
JB/T4712.1-2007鞍座A2008-F
查标准JB/T4712-2007可得鞍座的结构及其尺寸如图7-1和表7-1

表7-1 鞍座尺寸（mm）
公称直径
允许载荷KN
高度H
底板
腹板dd2
螺栓间距l2
鞍座质量Kg
l1
b1
dd1
1500
270
250
1060
200
12
8
900
109
筋板
垫板

l3
b2
b3
dd3
弧长
b4
dd4
e

240
170
240
8
1760
390
8
70

图7-1 鞍座的型式
7.3鞍座位置的确定
①双鞍座卧式储罐的受力状态可化简为受力均布载荷的外伸筒支梁，由材料力学可知，当外伸长度A=0.207L’时，跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值想等，所以通常取尺寸A不超过0.2L’值，中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。
A≤0.2L'=0.2(L+2h)=0.2×(5400+2×25)=1090mm

②由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚度具有局部加强作用，为充分利用这一加强效应，支座应适当靠近封头。因此，JB4713还规定：满足A≤0.2L'情况下，应尽量使A≤0.5R0(R0为筒体外半径)。即，
A≤0.5R0=0.5（D2+δn）=0.5（15002+12）=381mm
故，取A=380mm
③固定支座通常设置在卧式储罐配管较多的一段，滑动支座则应设置在没有配管或者配管较少的一端。

图7-2 鞍座的定位
第八章 焊接结构设计
8.1回转壳体的焊接结构设计
回转壳体的焊接接头必须采用对接接头。壳体上所有纵向及环向接头，凸形接头上的拼接接头，及A、B类接头，必须采用对接接头，不允许采用搭接接头。其焊缝必须采用全焊透

8.2接管与带补强圈的焊接结构设计
对补强圈与筒体焊接：一方面要尽量与补强前壳体贴合紧密，另一方面与接管，壳体之间焊接接头设计也应力求完善合理。因此只能采用搭接和角接。其补强圈处焊接结果如图8-1所示。

8.3焊接方法和焊接材料选择
一般压力容器的设计中，都是按电弧焊的要求进行焊接结构设计的，并且选择用相应的焊条材料，其焊条材料见表8-1：
表8-1 焊条选用
XX与XX焊接
焊条型号
焊条牌号
Q345R与Q345R
E5015
J507
Q345R与16Mn
E5015
J507
Q235A与Q235A
E4303
J422
16Mn与Q235A
E4315
J427

图8-1补强圈处焊接结构图

总结
经过一个学期的理论学习和近两个星期的课程设计，我们对《过程设备设计》这门课的学习已经接近了尾声。在这期间我学到了很多的东西，有专业知识方面的，也有做人方面的。在此，我要特别感谢课程设计的指导教师----石老师、张老师，在课程设计期间对我们的帮助，让我从对这次设计的毫无头绪到豁然开朗。
在设计的过程中遇到十分多的挫折，我们几乎动用了所有可以动用的力量和渠道去分析设计和寻找材料。经此次设计我获得了很多，由刚开始的抱怨转变成完成设计时的成就感，不管是word文档的制作还是图纸的安排设计，我都有了更深刻的了解。也让我明白了一个道理：世上无难事，只怕有心人！在你没尝试过件事情之前，千万不要对自己说不。
本次课程设计，我完成了容积为10m³的乙烯储罐的设计，并采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。通过此次课程设计，增强了我把知识运用到实际的能力，加深了对课本知识的理解。使用国家压力容器标准、规范进行设计，掌握了乙烯储罐设计的全过程；并且锻炼了查阅和综合分析文献资料的能力。我相信这次经历对我下一步做毕业设计会是一个很大的帮助。

附录
内压圆筒校核
计算单位
荆楚理工学院--化工与药学院
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力 pc
2.11
MPa

设计温度 t
50.00
° C
内径 Di
1500.00
mm
材料
Q345R ( 板材 )
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度下屈服点 ss
345.00
MPa
钢板负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
1.00
mm
焊接接头系数 f
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
d = = 8.41
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 10.70
mm
名义厚度
dn = 12.00
mm
重量
2416.20
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT = 1.25p = 2.6250 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过
的应力水平 [s]T
[s]T£ 0.90 ss = 310.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
sT = = 185.31
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[pw]= = 2.67730
MPa
设计温度下计算应力
st = = 148.84
MPa
[s]tf
189.00
MPa
校核条件
[s]tf ≥st
结论
合格

左封头计算
计算单位
荆楚理工学院--化工与药学院
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力 pc
2.11
MPa

设计温度 t
50.00
° C
内径 Di
1500.00
mm
曲面深度 hi
375.00
mm
材料
Q345R (板材)
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
钢板负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
1.00
mm
焊接接头系数 f
1.00
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT = 1.25p= 2.6250 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[s]t
[s]T£ 0.90 ss = 310.50
MPa
试验压力下封头的应力
sT = = 184.65
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K = = 1.0000
计算厚度
dh = = 8.39
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 10.70
mm
最小厚度
dmin = 3.00
mm
名义厚度
dnh = 12.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
237.60
Kg
压 力 计 算
最大允许工作压力
[pw]= = 2.68682
MPa
结论
合格

右封头计算
计算单位
荆楚理工学院--化工与药学院
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力 pc
2.11
MPa

设计温度 t
50.00
° C
内径 Di
1500.00
mm
曲面深度 hi
375.00
mm
材料
Q345R (板材)
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
钢板负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
1.00
mm
焊接接头系数 f
1.00
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
pT = 1.25p= 2.6250 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[s]t
[s]T£ 0.90 ss = 310.50
MPa
试验压力下封头的应力
sT = = 184.65
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K = = 1.0000
计算厚度
dh = = 8.39
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 10.70
mm
最小厚度
dmin = 3.00
mm
名义厚度
dnh = 12.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
237.60
Kg
压 力 计 算
最大允许工作压力
[pw]= = 2.68682
MPa
结论
合格

卧式容器（双鞍座）
计算单位
荆楚理工学院--化工与药学院
依据标准
NB/T 47042-2014
计 算 条 件
简 图
设计压力
2.1
MPa

计算压力
2.10837
MPa
设计温度
50
℃
试验压力
2.625
MPa
圆筒材料
Q345R

封头材料
Q345R

圆筒材料常温许用应力
189
MPa
封头材料常温许用应力
189
MPa
圆筒内直径
1500
mm
圆筒材料设计温度