柴油储罐设计说明书.docx

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1、钢制焊接常压容器设计说明（计算）书编写： 郭 攀 审核： 曾淦伟 批准： 张庆东 日期 2018年3月21日云南省博来特石油设备安装有限公司曲靖分公司一、 设计概述该产品为钢制焊接常压容器，盛装介质为柴油。柴油的理化特性包括：外观与性状：稍有粘性的棕色液体，熔点()：-18，相对密度(水=1)：0.87-0.9，沸点()：282-338，闪点()：38，引燃温度()：257。该产品罐体为卧式单层容器，罐体横截面为圆形，封头为标准椭圆形，主体材质为Q235B，设计容积为1m3。该产品设计按照NB/T 47003.1-2009钢制焊接常压容器的要求进行，设计计算按照NB/T 47042-2014钢

2、制卧式容器的有关规定进行。二、 基本参数表参数名称数值单位参数名称数值单位设计压力p0.09MPa圆筒内直径Di1000mm计算压力pc0.09MPa圆筒平均半径Ra500mm圆筒材料Q235B圆筒名义厚度o6mm封头材料Q235B圆筒有效厚度e4.5mm鞍座材料Q235B封头名义厚度hn7.75mm圆筒材料常温许用应力160MPa封头有效厚度he6.25mm封头材料常温许用应力h160MPa鞍座垫板名义厚度re6mm圆筒材料设计温度下许用应力ht160MPa鞍座腹板名义厚度bo6mm鞍座材料许用应力sa160MPa两封头切线间距离L1540mm地脚螺栓材料许用应力bt59MPa圆筒长度Lc1

3、500mm圆筒材料常温屈服强度ReL235MPa封头曲面深度hi250mm圆筒材料常温弹性模量E2.06105MPa鞍座轴向宽度b200mm圆筒材料设计温度下弹性模量E12.06105MPa鞍座包角120（）圆筒材料密度S7.8510-6kg/mm3鞍座底板中心至封头切线距离A200mm封头材料密度h7.8510-6kg/mm3焊接接头系数0.85操作时物料密度o8.410-7kg/mm3设计温度20物料填充系数o0.90试验压力PT常压MPa液压试验介质密度T1.0kg/mm3三、 强度计算表支座反力计算筒体质量（两切线间）m1m1=(Di+n)LnS = 223 kg封头质量（曲面部分）m

4、2m2=142 kg附件质量m3m2= 90.8 kg封头容积（曲面部分）VHVH=1.51108 mm3容器容积V=4Di2L+2VH =1.17109 mm3容器内充液质量m4操作工况m4=Voo=1058 kgm4=VT=1400 kg隔热层质量m5m5= 0 kg总重量m操作时m=m1+m2+m3+m4+m5=1513.8 kg试压压力m= m1+m2+m3+m4=1855.8 kg支座反力F操作时F=12mg=7417.6 N试压压力F=12mg=9093.4 NF=maxF，F=9093.4 N系数确定系数确定条件ARn/2或（ARa/2）=120系数查表2得：K1=1.0查表2得

5、K2=1.0查表4得：K3=0.880查表4得：K4=0.401查表5得：K5=0.760查表5得：K6=0.013查表6得：K7=/查表6得：K8=/查表8得：K9=0.204查表6得：C4=/查表6得：C5=/圆筒轴向应力及校核轴向弯矩圆筒中间截面操作工况M1=FL41+2(Ra2-hi2)/L21+43hiL-4AL=1.36 107 Nmm水压试压工况MT1=FL41+2(Ra2-hi2)/L21+43hiL-4AL=1.67 107 Nmm鞍座平面操作工况M2=-FA1-1-AL+Ra2-hi22Al1+43hiL= -4.1 107 Nmm水压试压工况MT2=-FA1-1-AL+

6、Ra2-hi22Al1+43hiL= -5.05 107 Nmm强度计算表(续)轴向应力操作工况（盛装物料）内压未加压圆筒中间横截面最高点处1=-M13.14Ra2e= -0.78 MPa 鞍座平面最低点处4=M23.14K2Ra2C = -0.02 MPa 内压加压圆筒中间横截面最低点处2=pcRa2e+M13.14Ra2e = / MPa鞍座平面最高点处3=pcRa2e-M23.14K1Ra2e= / MPa外压加压圆筒中间横截面最高点处1=pcRa2e-M13.14Ra2e= / MPa鞍座平面最低点处4=pcRa2e+M23.14K2Ra2e= / MPa水压试压工况（充满水）外压未加

7、压圆筒中间横截面最低点处2=-M13.14Ra2e = / MPa鞍座平面最高点处3=-M23.14K1Ra2e= / MPa未加压圆筒中间横截面最高点处T1=-MT13.14Ra2e= -0.23 MPa鞍座平面最低点处T4=-MT23.14K2Ra2e = -0.07 MPa加压加压圆筒中间横截面最低点处T2=pTRa2e+MT13.14Ra2e= / MPa鞍座平面最高点处T3=pTRa2e+MT23.14K1Ra2e = / MPa应力校核许用压缩应力ac外压应力系数BA=0.094e/Ro=0.009根据圆筒材料，按GB 150.3规定求取B=0.77MPa，B0=0.79 MPa操

8、作工况act=mint，B =0.77 MPa、充满水未加压状态ac=min0.9ReLRp0.2，B0 =0.79 MPa操作工况内压加压（外压未加压）max1,2,3,4=0.31t=1.21 合格内压未加压（外压加压）min1,2,3,4=0.04act=0.77 合格水压试压工况（充满水）加压maxT1,T2,T3,T40.9ReLRp0.2 / 外加压minT1,T2,T3,T4ac /强度计算表(续)圆筒切向剪应力圆筒未被封头加强（ARa2时）=K3FRaeL-2AL+4hi= / MPa圆筒被封头加强（ARa2时）=K3FRae= 0.21 MPa封头应力圆筒被封头加强（ARa2

9、时）=K4FRahe= 0.06 MPa应力校核圆筒切向剪应力=0.210.8t=128 合格封头应力椭圆h=KpcDi2he = 0.72 MPaK=162+Di2hi2 蝶形h=MpcRb2he =/ MPaM=143+Rr =/半球形h=pcDi4he =/ MPah=0.061.25t-h=199.28 合格圆筒周向应力及校核无加强圈圆筒圆筒的有效宽度b2=b+1.56Ran=296.7 mm鞍座垫板厚度re= 6 mm鞍座垫板包角(132)+12取k=0.1无垫板或垫板不起加强作用bb4b2横截面最低点处5=-kK5Feb2= -0.3 MPa鞍座边角处L/Ra8时6=-F4eb2-

10、3K6F2e2= / MPaL/Ra8时6=-F4eb2-12K6FRaLe2= -104 MPa垫板起加强作用b4b2m0.6n横截面最低点处5=-kK5Fe+reeb2= / MPa鞍座边角处L/Ra8时6=-F4e+reb2-3K6F2e2+re2= / MPaL/Ra8时6=-F4e+reb2-12K6FLe2+re2= / MPa鞍座垫板边缘处L/Ra8时6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8时6=-F4eb2-12K6FRaLe2= / MPa强度计算表(续)有加强圈圆筒加强圈参数材料/e= / mm，d= / mm加强圈位置参数图8、图9加n= / 个组合载Ao

11、 / mm2组合截面Io= / mm4设计温度下rt / MPa加强圈位于鞍座平面内鞍座边角处圆筒周向应力7=C4K7FRaeI0-K8FA0 =/ MPa加强圈边缘周向应力8=C5K7FRadI0-K8FA0 =/ MPa加强圈靠近鞍座平面无垫板或垫板不起加强作用横截面最低点5=-kK5eb2 =/ MPa鞍座边角处L/Ra8时6=-F4eb2-3K6F2e2= / MPaL/Ra8时6=-F4eb2-12K6FRaLe2= / MPa垫板起加强作用横截面最低点5=-kK5Fe+reb2= / MPa鞍座边角处L/Ra8时6=-F4e+reb2-3K6F2e+re2= /MPaL/Ra8时

12、6=-F4e+reb2-12K6FLe+re2= /MPa靠近水平中心线圆筒周向应力7=C4K7FRaeI0-K8FA0= / MPa加强圈边缘周向应力8=C5K7FRadI0-K8FA0= / MPa应力校核56，6, 71.2581.25rt强度计算表(续)鞍座设计技术结构参数鞍座实际高度H= 200mm鞍座计算高度Hs=minH,13Ra=200 mm鞍座腹板厚度b0=6mm鞍座垫板实际宽度b4=200 mm圆筒有效宽度b2=b+1.56Ran=296.7 mm鞍座垫板有限宽度br= b2=296.7mm圆筒中心至基础表面距离Hv=700 mm腹板与筋板（小端）组合截面积Asa=/ mm

13、2腹板与筋板（小端）组合截面系数Zr=/ mm3腹板水平拉力及校核腹板水平拉力Fs=K9F=3560 N水平拉应力无垫板或垫板不起加强作用9=FaHsb0= 0.5 MPa垫板起加强作用9=FaHsb0+brre= / MPa 应力校核9=0.523sa=106 合格鞍座压缩应力及校核地震引起的腹板与筋板组合截面应力水平地震影响系数查表9 得a1=0.24防震设防烈度8度，0.30g水平地震力FEv=a1mg= 3560 N当FEvmgf时：sa=-FAsa-FEvH2Zr-FEvHvAsaL-2A=-0.7 MPa当FEvmgf时：sa=-FAsa-FEv-FfsHZr-FEvHvAsaL-

14、2A=-1.1 MPa温差引起的腹板与筋板组合截面应力sa=-FAsa-FfHZr= -0.08 MPa应力校核saK0sa=192，K0=1.2 合格sasa 合格强度计算表(续)地震引起的地脚螺丝应力及校核地脚螺丝参数筒体轴线两侧螺栓间距l= / mm承受倾覆力矩螺栓个数n=/承受剪应力螺栓个数n=/倾覆力矩MEv0-0=FEvHv-m0gl2 =/ Nmm地脚螺丝拉应力bt=MEv0-0nlAbt =/ MPa地脚螺丝剪应力当FEvmgf时：bt=FEv-2Ffsn =/ MPa压力校核拉应力btK0bt剪应力btK00.8bt四、 无损检测1. 容器对接焊接接头应进行局部射线检测或超声检测，检测长度不得少于各条焊接接头长度的10%。局部无损检测应优先选择T形接头部位。2. 焊接接头的无损检测应按NB/T 47013.2-2015、NB/T 47013.3-2015的规定进行，要求如下：a) 焊接接头的射线检测技术等级为AB级；质量等级III级合格；b) 焊接接头的超声检测技术等级为B级；质量等级II级合格。五、 试验制造完成后，应进行盛水试验，试验方法按照NB/T47003.1-2009第9.7.5的要求进行。