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1、目录 1 绪论 1 2设计选材及构造 3 2.1材料选取 3 2.2筒体及封头选取 3 3设计计算 4 3.1拟定罐体工艺尺寸 4 3.2设计重要技术参数拟定 4 3.2.1设计压力 4 3.2.2设计温度 5 3.2.3厚度及厚度附加量 5 3.2.4焊接接头系数 7 3.2.5许用应力 7 3.3筒体厚度设计 8 3.4 封头壁厚设计 10 3.5水压实验及强度校核 10 4 附件选取 12 4.1 人孔选取 12 4.2人孔补强计算 13 4.2.1补强鉴别 14 4.2.2开孔所需补强面积 14 4.3补强圈设计 17 4.4接管选取 17
2、 4.5液面计设计 18 4.6压力计设计 19 4.7安全阀设计 20 4.8容器支座选取 20 4.8.1承载核算 21 4.8.2鞍座选取 21 4.9密封装置设计 22 4.10 视镜选取 24 4.11 溢流堰板设计 24 5筒体和封头强度及稳定性校核 25 5.1筒体弯矩 25 5.2剪力 26 5.3.筒体应力计算及校核 26 5.3.1 圆筒轴向应力及校核 26 5.3.2筒体和封头切向应力及校核 28 5.3.3 支座截面处圆筒体周向应力及校核 29 6容器制造工艺 30 6.1下料 30 6.1.1划线 30 6.1.2坡口加工 30
3、 6.2成形 30 6.3纵缝施焊 30 6.4筒节复圆 31 6.5纵缝无损检测 32 6.6筒体组装 32 6.7筒节环缝施焊 32 6.8筒节环缝无损检测 32 6.9划线开孔 32 6.10筒体封头总装 33 6.11设备附件组焊 33 6.12竣工总检 33 6.13压力实验 33 结论 35 道谢 36 参照文献 37 附录....................................................................................................................
4、38 1 绪论 压力容器是一种密闭承压容器，普通是由板、壳组合而成焊接构造。其应用广泛且用量大，但又比较容易发生事故且事故往往是严重。压力容器设计普通有筒体、封头、密封装置、支座、接口管、人孔及安全附件等构成。与任何工程设计同样，压力容器设计目的也是对新或改进工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们愿望与需要。详细来说，压力容器设计人员应依照设计任务特定规定，遵循设计工作基本规则或规范，以及材料控制﹑构造细节﹑制造工艺﹑检查及质量管理等方面规则，并尽量地采用原则[1]。 本储罐是石油工业中必不可少分离容器，因此本设计过程内
5、容涉及容器材质选用、容器筒体构造和强度设计，密封设计、罐体及封头强度设计、拟定支座，人孔及接管、开孔补强状况以及焊接形式设计与选用。在设计过程中要综合考虑经济性、实用性和安全可靠性。设备选取大均有相应执行原则，设计时可以直接选用符合设计条件原则设备零部件，也有某些设备没有相应原则，则选取适当非原则设备。各项设计参数都对的参照了行业使用原则或国标，这样让设计有章可循，并考虑到构造方面规定，合理地进行设计。本次设计重要原理来自《过程设备设计》一书以及有关原则及规范[2]。。 原油通过电脱盐后颜色是由石油中具有其他物质所形成。原油相对密度普通在0.75－0.95之间，少数不不大于0.95或
6、不大于0.75，相对密度在0.9－1.0称为重质原油，不大于0.9称为轻质原油。原油粘度变化较大，普通在1－100mPa.s之间，粘度大原油俗称稠油，稠油由于流动性差而开发难度增大。普通来说，粘度大原油密度也较大。原油凝固点大概在-50℃－35℃之间。凝固点高低与石油中组分含量关于，轻质组分含量高，凝固点低，重质组分含量高，特别是石蜡含量高，凝固点就高。原油很难溶于水中，但却能溶于普通有机溶剂，如苯、氯仿、酒精、乙醚、四氯化碳等。虽然原油几乎完全不能和水相溶解，但仍有少量水分会“包溶”于原油中，一定条件下可自然析出。 设计一台详细化工设备或容器，必要全面考虑设计对象工况条件，使
7、其有： 1. 总体构造合理、符合工艺规定，高效、可靠、经济； 2. 保证受压元件强度、刚度和稳定性，密封良好，有效期内具备安全寿命； 3. 力求制造、运送、安装、维修简便，易于实现质量监检与控制； 4. 符合国家设计规定和原则，符合劳动部门法规。 设计概要 1. 强度、稳定性设计 1) 依照设计条件及所造构造、材料进行强度、稳定性及密封计算，以拟定设备或容器机械尺寸。通过计算，常会对构造加以修改，使之更加合理。 2) 施工图设计 依照设计计算成果，绘制施工图，拟定制造技术规定，提出各零件质量及设备总重、材料、品种、规格、用量及原则件、外构件等。 2. 编写技术文献
8、1) 计算书 2) 设计阐明书 内容应包括技术经济分析，并表白技术经济指标生产能力与消耗系数；材料消耗与生产；维护管理费用 3) 设计图纸 设计任务 设计一种容积为50.0m3卧式储罐。设计数据表如表1-1所列： 表1-1 设计数据表 序号 项目 数值 单位 备注 1 名称 初顶回流油罐 2 用途 初顶油分离 3 工作压力 0.05 MPa 4 工作温度 40 ℃ 5 全容积 50 M³ 6 物料名称 油水 7 装量系数 0.8 2设计选材及构造 2.1材料选取 依
9、照初顶油物性选取罐体材料，碳钢对初顶油有良好耐蚀性，腐蚀率在0.1㎜/年如下，储罐可选用普通钢材，依照储罐工作压力、工作温度和介质性质可知该设备为一低压设备，介质对碳钢腐蚀作用很小。故选材料时，重要考虑强度指标（指σs和σb）和塑性指标适合材料，内罐贮存中温初顶油，可以考虑Q245、Q235这两种钢种。Q235特点是，塑性好，适合于制作各种型材，如板材、角钢、槽钢、工字钢等；同步它焊接性能优良，适合于制造各种焊接构造。因此初选Q235B[3] [5]。 2.2筒体及封头选取 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，其中凸形封头涉及半球形封头、椭圆形封头、碟
10、形封头和球冠形封头。可参阅文献[1]126页。常用容器凸形封头形式如下图示[1]。 图2-1 常用容器凸形封头形式 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最抱负构造形式。但缺陷是深度大，冲压较为困难；椭圆封头深度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是当前中低压容器中应用较多封头之一。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。从钢材耗用量来看，球形封头用材至少，比椭圆形封头节约，平板封头用材最多。因而，从强度、构造和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头较为合理[6]。筒体构造设计为圆筒形。由于作为容器主体圆柱形筒体，制造容易，安装内件以便，并且承压能力较好，此类容器应用
11、最广。 3设计计算 3.1拟定罐体工艺尺寸 依照工艺规定，初顶油储罐可设计罐身为圆筒形，两端均用原则椭圆形封头卧式容器[5]。依照《化工设备原则手册》原则GB 9019-88中表1压力容器公称直径，筒体容积、面积及质量查原则GB 9019-88表1。 表3-1 筒体用钢板卷制时，容器公称直径表 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2100 220
12、0 2300 2400 2500 2600 2800 3000 3200 3400 3500 3600 3800 4000 4200 4400 4500 4600 4800 5000 5200 5400 5500 5600 5800 6000 —— 由于容器设计压力为0.25Mpa,容积50立方米，依照HG3154-1985-7卧式椭圆形封头储罐系列，得： 初选筒体内径Di=2800㎜，设罐身长度为L，则：设L=7200㎜ 对容积核算[11]： 筒体体积V1：V1= 封头体积V2：经查表得到V2=3.12
13、 总体积：＞ 式中 —设计容积，m³。 因此取筒体：㎜ L=7200㎜。 3.2设计重要技术参数拟定 压力容器设计技术参数重要有设计压力、设计温度、厚度及其附加量、焊接接头系数和许用应力等。 3.2.1设计压力 设计压力为压力容器设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力。而最高工作压力系指容器顶部在正常工作过程中也许产生最高表压。设计压力应视内压或外压容器分别取值。 当内压容器上装有安全泄放装置时，其设计压力应依照不同形式安全泄放装置拟定。装设安全阀容器，考虑到安全阀启动动作滞后，容器不能及时泄压，设计压力不应低于安全阀启动压力，普通可取最高工作压力1
14、05-1.10倍；装设爆破片时，设计压力不得低于爆破片爆破压力。 对于盛装气液共存容器，由于容器内介质压力为气体饱和蒸汽压，在规定装量系数范畴内，与体积无关，仅取决于温度变化，故设计压力与周边大气环境温度密切有关。此外，还要考虑容器外壁有否保冷设施，可靠保冷设施能有效地保证容器内温度不受大气环境温度影响，即设计压力应依照工作条件下也许达到最高金属温度拟定。 计算压力是指在相应设计温度下，用以拟定元件最危险截面厚度压力，其中涉及液柱静压力。普通状况下，计算压力等于设计压力加上液柱静压力。当元件所承受液柱静压力不大于5%设计压力时，可忽视不计。本设计工作状态为真空，工程上常取2.5倍
15、大气压为设计压力，因而可取设计压力可参阅文献[1]114页。 3.2.2设计温度 设计温度也为压力容器设计载荷条件之一，它是指容器在正常状况下，设定元件金属温度（沿元件金属截面温度平均值）。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件金属也许达到最高温度；当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属也许达到最低温度。GB150规定设计温度等于或等于-20℃容器属于低温容器。元件金属温度可以通过传热计算或实测得到，也可按内部介质最高（最低）温度拟定，或在此基本上增长（或减少）一定数值。 设计温度与设计压力存在相应关系。当压力容器遇有不同操作工况时，应按最苛刻压力与温度组合设定
16、容器设计条件，而不能按其在不同工况下各自最苛刻条件拟定设计温度和设计压力。可参阅文献[1]114页。由于本设计工作温度是40℃，而操作工况与启动工况或停车工况时压力差别大，并且四季变换也会有温度波动，因此设计温度相应比最高工作温度要高些，故取设计温度为60℃。 3.2.3厚度及厚度附加量 由公式所给出厚度为计算厚度，并未涉及厚度附加量。设计时要考虑厚度附加量由钢材厚度负偏差C1和腐蚀裕量C2构成，即C=C1+C2,不涉及加工减薄量C3。加工减薄量普通依照详细制造工艺和板材实际厚度由制造厂而并非由设计人员拟定。因而，出厂时实际厚度也许和图样厚度不完全同样。 计算厚度（δ）是
17、按关于公式采用计算压力得到厚度。必要时还用计入其她载荷对厚度影响。 设计厚度（δd）系计算厚度与腐蚀裕量之和。 名义厚度（δn）指设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材原则规格厚度，及标注在图样上厚度。 有效厚度（δe）为名义厚度减去腐蚀裕量和钢材负偏差。 成形后厚度指制造厂考虑加工减薄量并按钢板厚度规格第二次向上圆整得到坯板厚度，再减去实际加工减薄量后厚度，也为出厂时容器实际厚度。普通状况下，只要成形后厚度不不大于设计厚度就可满足强度规定。详见文献[1]115页图4-5。 图3-1 各种厚度间关系 钢板或钢管厚度负偏差C1应按相应钢
18、材原则规定选用。当钢材厚度负偏差不不不大于0.25㎜,且不超过名义厚度6%时，可取C1=0。由于GB6654《压力容器用钢板》和GB3531《低温压力容器用低合金钢钢板》规定压力容器专用钢板厚度负偏差不不不大于0.25㎜，一次使用该原则中钢板厚度超过5㎜时（如20R、16MnR和16MnDR等），可取=0；惯用钢板（如、Q235-A以及0Cr18Ni9等）厚度负偏差见表3-2。 表3-2 惯用钢板厚度负偏差C1值 钢板原则 GB/T 3274 GB/T 3280 GB/T 4237 GB/T 4238 钢板厚度 ＞5.5—7.5 ＞7
19、5—25 ＞25—30 ＞30—34 负偏差 0.6 0.8 0.9 1.0 钢板厚度 ＞34—40 ＞40—50 ＞50—60 ＞60—80 负偏差 1.1 1.2 1.3 1.8 腐蚀余量重要是防止容器受压元件由于均匀腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄。与腐蚀介质直接接触筒体、封头、接管等受压元件，均应考虑材料腐蚀裕量。腐蚀裕量普通可依照钢材在介质中均匀腐蚀速率和容器设计寿命拟定。在无特殊腐蚀状况下，对于碳素钢和低合金钢，不不大于1㎜；对于不锈钢，当介质腐蚀性极微时，可取=0。 但腐蚀裕量只对防止发生均匀腐蚀破坏故意义；对于应力腐蚀、氢
20、脆和缝隙腐蚀等非均匀腐蚀，用增长腐蚀裕量办法来防止腐蚀效果不佳，此时应着重于选取腐蚀材料或进行恰当防腐蚀解决。本设计取，可参阅文献[1]115~116页。 3.2.4焊接接头系数 通过焊接制成容器，焊缝中也许存在夹渣、未熔透、裂纹、气孔等焊接缺陷，且在焊缝热影响区很容易形成粗大晶粒而使目材料强度或塑性有所减少，因而焊缝往往成为容器强度比较薄弱环节。为弥补焊缝对容器整体强度削弱，在强度计算中需引入焊接接头系数。焊接接头系数表达焊缝金属与目材料强度比值，反映容器强度受削弱限度。可参阅文献[1]116页。 影响焊接接头系数大小因素较多，但重要与焊接接头形式和焊缝无损检测规定及长度比例关
21、于。中华人民共和国钢制压力容器焊接接头系数可按表3-3选用。 表3-3 钢制压力容器焊接接头系数值 焊接接头形式 无损检测比例 值 焊接接头形式 无损检测比例 值 双面焊对接接头和相称于双面焊全熔透对接接头 100% 1.00 单面焊对接接头（沿焊接根部全长又紧贴基本金属垫板） 100% 0.90 局部 0.85 局部 0.80 本设计筒体及封头焊接接头采用双面焊局部无损检测，故取=0.85。 3.2.5许用应力 许用应力是容器壳体、封头等受压元件材料许用强度，取材料强度失效判据极限值与相应材料设计系数（又称安全系数）之比。设计时必要合理
22、地选取材料许用应力，采用过小许用应力，会使设计部件过度笨重而挥霍材料，反之则使部件过于单薄而容易破损。 作为压力容器受压元件设计时许用应力，即按下式取值 也就是说在设计受压元件时，以抗拉强度和屈服点同步来控制许用应力。 GB150给出了钢板、钢管、锻件以及螺栓材料在设计温度下许用应力值，同步也列出了拟定钢材许用应力根据，表3-4所示为钢材（除螺栓材料外）许用应力拟定根据。可参阅文献[1]116~117页。 表3-4 钢制压力容器用材料许用应力取值办法 材料 许用应力 取下列各值中最小值/MPa 碳素钢、低合金钢、铁素体高合金钢 奥氏体高
23、合金钢 3.3筒体厚度设计 初顶回流油罐普通置于室外，罐内温度和压力直接受到大气温度影响，在夏季液氨储罐经太阳暴晒，随着气温变化，储罐操作压力也在不断变化。储罐在夏季最高温度可达到55℃。由于在操作过程中有气体析出，《压力容器安全监察规程》规定液化气体储罐必要安装安全阀，设计压力普通可取最大操作压力1.05~1.10倍。 设计压力 故取设计压力 由于 液柱静压力 因此 在设计温度60℃,预计筒体厚度在6~16㎜范畴内，为安全取许用应力=115MPa，焊接接头采用V坡口双面焊接，采用局部无损检测，其焊接接头系数由焊接接头系数表查得=0.85
24、[1] [3]。 依照GB150-原则，Q235B特性如下： 表3-5 Q235B许用应力表 钢号 板厚/㎜ 在下列温度（℃）下许用应力/MPa 20 100 150 200 250 300 Q235B 3~16 16~36 116 116 113 108 108 102 99 94 88 82 81 75 取=115Mpa 筒体厚度计算： 由于 因此 (3-1) 式中 —筒体计算厚度，㎜； —计算压力，MPa； —许用应力，MPa；
25、—焊缝街头系数； —筒体内径，㎜。 在《钢制压力容器》中，取，平面腐裕量取。 式中 ——名义厚度，㎜。 依照钢板厚度规格，圆整后取名义厚度n，拟定选用Q235B钢板。可参阅文献[1]117页。 现已知圆筒尺寸、，需对圆筒进行强度校核，其应力强度鉴别按下式进行。 (3-2)式中 ——有效厚度，,㎜； ——名义厚度，㎜； C——厚度附加量，㎜； ——设计温度下圆筒计算应力，MPa。 满足强度条件。 因而，圆筒最大容许工作压力为 ＞0.25 （3-3) 式中 ——圆筒最大容许工作压力，MPa。 满足条件。
26、 依照HG3154-1985-7，圆整后选用厚度8㎜Q235B钢板。筒体尺寸表如表所示： 表3-6 筒体尺寸表 公称直径 一米高容积V（） 一米高内表面积(㎡) 名义厚度（㎜） 一米高筒节钢板质量（㎏） 2800 6.154 8.792 8 909 3.4 封头壁厚设计 采用原则椭圆形封头，各参数与筒体相似。 (3-4) 式中 ＝0.85 设计厚度 从制造和受力角度考虑，普通与筒体厚度一致，取名义厚度Q235B钢板。 椭圆形封头最大容许工作压力按下式拟定 (3-5) 因此封头
27、也符合设计条件。可参阅文献[1]127页。 表3-7 封头尺寸表 公称直径 曲面高度 直边高度 容积V（） 内表面积(㎡) 名义厚度（㎜） 质量（㎏） 2800 700 40 3.12 8.82 12 834.0 3.5水压实验及强度校核 依照公式，实验压力 (3-6) 式中 ——实验压力，MPa； ——耐压实验压力系数，普通取； ——设计压力，MPa； ——材料许用应力，当容器各元件（筒体、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同步，应取各元件材料许用应力比最小值
28、 ——设计温度下材料许用应力，MPa。 先按公式拟定水压实验时压力为： ， 水压实验时应力校核[1] [2]： 计算水压实验时应力 (3-7) Q235B钢板钢材屈服极限， 在常温水压实验时许用应力 ，故筒体厚度满足水压实验时强度规定。 4 附件选取 4.1 人孔选取 压力容器人孔是为了检查设备内部空间以及安装和拆卸设备内部构件。人孔重要由筒节、法兰、盖板和手柄构成。普通人孔有两个手柄。选用时应综合考虑公
29、称压力、公称直径、工作温度以及人、手孔构造和材料等诸方面因素。 人孔类型诸多，从与否承压来看有常压人孔和承压人孔。从人孔所用法兰类型来看，承压人孔有板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔和带颈对焊法兰人孔，在人孔法兰与人孔盖之间密封面，依照人孔承压高低、介质性质，可以采用突面、凹凸面、榫槽面或环连接面。从人孔盖启动方式及启动后人孔盖所处位置看，人孔又可分为回转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种。选取使用上有较大灵活性。常用人孔形状有圆形和椭圆形两种，为使操作人员在可以自由出入，圆形人孔直径至少应为400㎜，椭圆形人孔尺寸普通为350㎜450㎜[1] [7]。 容器上开设人孔
30、规定当Di>1000时至少设一种人孔，本设计初选一种圆形人孔。 依照储罐工作温度及最高工作压力为0.25MPa,人孔原则按公称压力为0.25MPa级别选用，查原则选回转盖板式平焊法兰人孔(HG/T 21516-)，人孔筒节轴线垂直安装。公称直径500㎜,凸法兰密封面（C型），采用Ⅱ类20R材料、垫片采用外环材料为低碳钢、金属带为0Cr19Ni9、非金属带为柔性石墨、C型缠绕垫。法兰原则号为HGJ50～53-91，垫片原则号为HGJ69～72-91，法兰盖原则HGJ61～65-91 材料为20R，螺柱螺母原则HGJ75-91螺柱材料35CrMoA螺母材料30CrMo，吊环转臂材料为Q2
31、35-A·F，垫圈原则为GB95-85 ，材料100HV，螺母原则GB41-86，吊钩环材料为Q235-A·F，支承板材料为20R。人孔尺寸表如下表[8] [9]。 4-1 回转盖板式平焊法兰人孔尺寸表 密封面形式 PN/MPa DN D b A 螺柱 螺母 螺柱 总质量 ㎏ 数量 直径长度 突面（RF型） 0.6 500 5306 500 645 600 230 106 32 24 26 355 20 20 40 M5 117 4.2人孔补强计算 由于各种工艺和构造上规定，不可避
32、免地要在容器上开孔并安装接管。开孔后来，除削弱器壁强度外，在壳体和接管连接处，因构造持续性被破坏，会产生很高局部应力，给容器安全操作带来隐患，因而压力容器设计必要充分考虑开孔补强。 压力容器开孔补强计算办法有各种，为了计算以便，采用等面积补强法，即壳体截面因开孔被削弱承载面积，必要由补强材料予以等面积补偿。当补强材料与被削弱壳体材料相似时，则补强面积等于削弱面积[1] [7]。补强材料采用Q235B。 压力容器接管补强构造普通采用局部补强构造，重要有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强三种形式，如图4-1所示。 图4-1补强元件基本类型 1）补强圈补强 这
33、是中低压容器使用最为广泛补强构造，补强圈贴焊在壳体与接管连接处，如图4-2（a）所示。它具备构造简朴、制造以便、原材料易解决、安全、可靠、使用经验丰富等长处。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，两者存在较大热膨胀差，因而使补强区域产生较大热应力；此外，补强圈与壳体采用搭接连接，难以与壳体形成整体，因此抗疲劳性能差。这种补强构造普通使用在静载、常温、中低压、材料原则抗拉强度低于540MPa、补强圈厚度不大于或等于、壳体名义厚度不不不大于38㎜场合。 2）厚壁接管补强 即在开孔处焊上一段厚壁接管，如图4-2（b）所示。由于接管加厚某些正处在最大应力区域内，
34、故比补强圈更能有效地减少应力集中系数。接管补强构造简朴，焊缝少，焊接质量容易检查，因而补强效果较好。高强度低合金钢制压力容器由于材料缺口敏感性较高，普通都采用该构造，但必要保证焊缝全熔透。 3）整锻件补强 该补强构造是接管和某些壳体连同补强某些做成整体锻件，再与壳体和接管焊接，如图4-2（c）所示。此补强只在重要压力容器中应用，如核容器，材料屈服点在500MPa以上容器开孔及受低温、高温、疲劳载荷容器大直径开孔等。可参照文献[1]160~164页。 4.2.1补强鉴别 GB150规定，当在设计压力不大于或等于2.5MPa壳体上开孔，两相邻开孔中心间距（对曲面间距以弧长计
35、算）不不大于两孔直径之和两倍，且接管公称直径不大于或等于89㎜时，只要接管最小厚度满足下表规定，就可不另行补强。由文献[1]161页表4-15。 表4-2不另行补强接管最小厚度 单位：㎜ 接管公称外径 25 32 38 45 48 57 65 76 89 最小厚度 3.5 4.0 5.0 6.0 依照表4-2,容许不另行补强最大接管外径为89㎜。本开孔外径等于500㎜，故需另行考虑其补强。可参照文献[1]160页。 等面积补强容许开孔范畴GB150对开孔最大直径作了如下限制。 1) 圆筒上开孔限制，当其内径时
36、开孔最大直径，且 ；当其内径时，开孔最大直径，且； 2) 凸形封头或球壳上开孔最大直径； 3) 锥壳（或锥形壳体）上开孔最大直径， 为开孔中心处锥壳内直 径； 4）在椭圆形或蝶形封头过渡某些开孔时，其孔中心线宜垂直于封头表面。椭圆形或蝶形封头上开孔孔边或外加补强元件边沿与封头边沿间投影距离不。 本设计所选用人孔筒节内径为=535㎜,壁厚=6㎜。故补强圈尺寸如下： 查HG/T21515-得人孔筒体尺寸为530×6，由原则查得补强圈内径=535㎜,外径=840㎜。 开孔直径 式中 ——开孔直径，圆形孔等于接管内直径加2倍厚度附加量，椭圆形或长圆
37、形孔取所考虑平面上尺寸（弦长，涉及厚度附加量），㎜。 本筒体开孔直径,且满足，满足等面积法开孔补强计算使用条件，故可用等面积法进行开孔补强。可参照文献[1]161页。 4.2.2开孔所需补强面积 筒体计算厚度： 式中 ——筒体计算厚度，㎜ 开孔所需补强面积按下式计算 (4-1) 式中 ——开孔削弱所需要补强面积，； ——开孔直径，圆形孔等于接管内直径加2倍厚度附加量，椭圆形或长圆形孔取所考虑平面上尺寸（弦长，涉及厚度附加量），㎜； ——壳体开孔处计算厚度，㎜； ——接管有效厚度，，㎜； ——强度削弱系数，等于设
38、计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比，当该值不不大于1.0时，取。 有效宽度范畴： 有效宽度B按一下公式拟定 (4-2) 取最大值B=1044㎜ 式中 B——补强有效宽度，㎜； ——壳体名义厚度，㎜； ——接管名义厚度，㎜。 有效高度h： 外侧有效高度按下式拟定 (4-3) （实际外伸高度） 两者取较小值，故 内侧有效高度按下式拟定 (4-4) （实际内伸高度
39、 两者取较小值 有效补强面积： 1.筒体多余金属面积 筒体多余金属面积按下式计算 (4-5) 式中 ——筒体有效厚度，； ——选取与筒体相似材料（Q235B）进行补偿，故=1。 2.接管多余金属面积 接管计算厚度 接管多余金属面积按下式计算 (4-6) 3.接管区焊缝面积（焊脚取10.0㎜） 4.有效补强面积 由于，因此需要补强 所需另行补强截面积A4 拟采用补强圈补强[1] [6] 采用
40、补强圈搭焊构造进行补强时应遵循下列规定： （1）钢材常温抗拉强度；（2）补强圈厚度不得超过1.5；（3）壳体名义厚度。 图4-2 有效补强范畴示意图 4.3补强圈设计[1] 依照接管公称直径DN500选补强圈，参照HG 21506-92取补强圈外径,内径。因B=1044㎜>,补强圈在有效补强范畴内。补强圈厚度为： (4-7) 考虑钢板负偏差并圆整，实取补强厚度4㎜，补强材料与壳体材料相似。 补强圈标记为：原则号 JB -T 4736- 规 格 补强圈 DN 5006-D 材 质
41、Q235-B 4.4接管选取[10][15] 普通输用液体用无缝钢管时按GB 8163-87用普通碳素钢、优质碳素钢和合金构造钢制造。无缝钢管按外径和壁厚供货，分为冷拔和热轧两种。冷拔管外径6~200㎜，壁厚0.2~14㎜。热轧管外径32~630㎜，壁厚2.5~75㎜。冷拔管最大公称直径为200㎜，热轧管最大外径为630㎜。在管道工程中，管径超过57㎜时，惯用热轧管，57㎜以内时，惯用冷拔管。 本设计选用材料为Q235-B。本设计选取构造：接管伸进设备内切成45度，可避免物料沿设备内壁流动使液流集中，减少物料对壁磨损与腐蚀，对减少产生静电也有好处。 接管壁厚规定
42、接管壁厚除要考虑上述规定外，还需考虑焊接办法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上因素及运送、安装中刚性规定。普通状况下，管壁厚不适当不大于壳体壁厚一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊某些厚度匹配。本设计接管选取按ISO4200规定系列1原则选取。 表4-3 管子最小壁厚 材料 公称直径 100 150~200 250~300 350 碳素钢、低合金钢 2.4 3.2 4.0 4.8 高合金钢、奥氏体不锈钢 1.5 2.3 由已知条件：进口流量：，抽出液流量：，罐顶不凝性：，罐底含硫污油：。查化工原理上册第18页得 管道内
43、径，表1-1查得流速。带入数据得： 进料管 同理 出料管d=54.3mm,罐顶d=18.8mm,排污管d=15.4mm。 1）初顶油进料管 查设备设计161页采用无缝钢管65×5㎜(管壁加厚，具备补强作用)。管长2100㎜，距左端环焊缝200mm，配用平焊管法兰PN0.25DN65 GB/T 9112-。 依照表4-15容许不另行补强最大接管外径为89㎜。本开孔外径等于65㎜，故不需另行考虑其补强。 2）初顶油出料管 采用无缝钢管管57×5㎜,伸入到罐内离罐底约100㎜,距右端环焊缝150mm，配用平焊管法兰（GB/T 9112-），
44、凸面管法兰盖（GB9119.8-1988）和石棉橡胶垫片（GB/T519）。出料管补强同初顶油进料管。 3）排污管 在离右鞍座左侧1000㎜处最底部设个排污管，规格是25×4㎜，配用平焊管法兰PN0.25DN25 GB/T 9112-。排污管补强同初顶油进料管。 4）罐顶排气管 采用25×4㎜无缝钢管，距右端环焊缝300mm，管法兰PN0.25DN25 GB/T 9112-。 5）安全阀接口管 安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用20×4㎜无缝钢管，距右端环焊缝500mm，管法兰PN0.25DN20 GB/T 9112-。 6）液面计接管
45、 选用玻璃管液面计HG21592-1995，尺寸为φ20×4㎜。 7）压力表接口管 压力表接口管普通都是带法兰接管并附带法兰盖，由最大工作压力决定。因而选用与壳体连接接管为无缝钢管GB8163-热轧钢管，尺寸为φ50×4㎜,距右端环焊缝800mm，管法兰采用PN0.25DN50 GB/T 9112-。各接管外伸高度都是200㎜。 4.5液面计设计[6] [7] [11] 液面计是用以批示容器内物料液面装置，其类型诸多，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。在中低压容器中惯用有玻璃板液面计和玻璃管液面计。它们都是外购原则件，只需要选
46、用。玻璃管液面计合用工作压力不大于1.6MPa，玻璃板液面计合用于1.6Mpa以上。并且： 1．玻璃板液面计和玻璃管液面计均合用于物料内没有结晶等堵塞固体场合。板式液面计承压能力强，但是比较笨重、成本较高。 2．玻璃板液面计普通选易观测透光式，只有当物料很干净时才选反射式。 3．当容器高度不不大于3m时，玻璃板液面计和玻璃管液面计液面观测效果受到限制，应改用其他合用液面计。 油水为较干净物料，不会浮现严重堵塞现象因此依照选用表选用：在此选用玻璃管液面计，原则号HG21592-1995。由储罐公称直径2800选取长度为1400㎜液面计两支，保温型，液面计接管为无缝钢管。液面计原则系列如下
47、表4-4。 表4-4 液面计原则系列 名称 公称压力MPa 使用温度 ℃ 容许工作压力MPa 公称长度 ㎜ 构造型式 原则号 玻璃管液面计 1.6 0~200 ≤1.6 500，600，800，1000，1200,1400 普通型 保温型 HG21592.1-95 HG21592.2-95 法兰形式及其代号C型（长颈对焊突面管法兰JB/T4703-），液面计公称压力PN1.6，使用温度0～200℃，液面计主题材料代号：锻钢（16Mn），构造形式及其代号：普通型（无代号），公称长度为1400㎜，排污口构造：V（排污口配螺塞）。 液面计标记为：AG
48、 1.6 -ⅠW-1400 4.6压力计设计[11] 装在锅炉、压力容器上压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备工作压力相适应。压力表量程普通为设备工作压力1．5～3倍，最佳取2倍。若选用压力表量程过大，由于同样精度压力表，量程越大，容许误差绝对值和肉眼观测偏差就越大，则会影响压力读数精确性；反之，若选用压力表量程过小，设备工作压力等于或接近压力表刻度极限，则会使压力表中弹性元件长期处在最大变形状态，易产生永久变形，引起压力表误差增大和使用寿命减少。此外，压力表量程过小，万一超压运营，指针越过最大量程接近零位，而使操作人员产生错觉，导致更大事故。因而，压力表使用压力范畴
49、应不超过刻度极限60～70％。 测量精度压力表精度是以容许误差占表盘刻度极限值百分数来表达。精度级别普通都标在表盘上，选用压力表时，应依照设备压力级别和实际工作需要来拟定精度。额定蒸汽压力不大于2.45MPa锅炉和低压容器所用压力表，其精度不应低于2.5级；额定蒸汽压力不不大于2.45MPa锅炉和中、高压容器压力表，精度不应低于1.5级。 表盘直径为了使操作人员能精确地看清压力值，压力表表盘直径不应过小。在普通状况下，锅炉和压力容器所用压力表表盘直径不应不大于100mm，如果压力表装得较高或离岗位较远，表盘直径还应增大。就地压力批示，当压力在0.25到0.3MPa时，可选用普通压
50、力表，又油体腐蚀性不是很大，因此综合考虑选用弹簧管压力表。技术指标为：精度级别：(2.5) 公称直径：Φ50 接头螺纹：1.5 G1 测量范畴：0-0.6Mpa 4.7安全阀设计[11] 由操作压力决定安全阀公称压力，由操作温度决定安全阀使用温度范畴，因此由本设计温度、压力、介质等基本参数可以查得原则型号A21H-40,公称通径DN取20㎜。与安全阀和接管连接法兰选取平焊管法兰JB/T 4701-。安装在离右封头切线1000㎜处。 4.8容器支座选取[1] 压力容器靠支座支承并固定在基本上，圆筒形容器和球形容器支座不同。随安装位置不同，圆筒形容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其
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