设计任务书
设计题目：0.5m3的立式压缩空气储罐
已知工艺参数如下：
介质：空气
设计压力：0.5MPa
使用温度：0--100℃
几何容积：0.5 m3
规格：600*6*2050
设计要求：
（1）根据给定条件确定筒体内径、长度、封头类型等，然后确定有关参数（容器材料、许用应力、壁厚附加量、焊缝系数等）（2）进行焊接接头设计，附件设计等。
1、设计数据 (4)
2、容器主要元件的设计 (5)
2.1封头的设计
2.2人孔的选择
2.3接管和法兰
3、强度设计 (8)
3．1水压试验校核
3.2圆筒轴向应力弯矩计算
4、焊接结构分析 (10)
4．1储气罐结构分析
4.2零件工艺分析
4.3焊缝位置的确定
5、焊接材料与方法选择 (11)
5.1母材选择
5.2焊料选择
5.3焊接工艺及技术要求
6、焊接工艺工程 (12)
6.1焊前准备
6.2 储罐的安装施工顺序
6.3装配与焊接
6.4质量检验、修整处理、外观检查
6.5 焊缝修补
7、焊接工艺参数 (15)
8、焊接工艺设计心得体会 (16)
9、参考文献 (16)
1.设计数据
表1-1
序号名称指标
1 设计压力MPa 1.0
2 设计温度℃100
3 最高工作压力MPa 1.0
4 最高工作温度℃<100
5 工作介质压缩空气
6 主要受压元件的材料Q235-A
7 焊接接头系数0.85
8 腐蚀裕度mm 2.0
9 全容积0.5
10 规格600*6*2050
进出料接管的选择
材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准GB8163-87。材料为16MnR。
结构：接管伸进设备内切成 45 度，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。
接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。
不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满足下述全部要求时，可不另行补强。
①设计压力小于或等于2.5Mpa。
②两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍。
③接管公称外径小于或等于89㎜。
④接管最小壁厚满足以下要求。
手孔的选择
根据HG/T 21531-2005-1《回转盖带颈对焊法兰手孔》，查表3-3，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：
表2-2 手孔尺寸表 单位：mm 密封面型式 凹凸面MFM D
300
1b
23.5
0d
30
公称压力PN MPa 0.5
1D 250
2b
28 螺柱数量
8
公称直径DN
250
1
H
180 A
385 螺母数量 16
w d s
159
错误！未找到引用源。6
2
H
89.5 B 175 螺柱尺寸 M 错误！未找到引用源。120
d 146.4
b 28 L 250 总质量kg 34.1
开孔补强结构：
压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整 体锻件补强三种。补强圈补强是使用最为广泛的结构形式，它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠等优点。在一般用途、条件不苛刻的条件下，可采用补强圈补强形式。 2容器主要元件的设计 2.1封头的设计
从受力与制造角度分析，球形封头是最理想的结构形式，但其缺点是深度大，冲压较困难；而椭圆形封头深度比半径小，易于冲压成型，是目前低压容器中用的较多的，故采用标准椭圆形封头，各参数与筒体相同,则封头的设计厚度也为6mm
压缩空气气储罐应设置排污口，进气口，出气口，手孔，压力表口，安全阀口
2.2接管设计
1.1进气管φ273×6
接管采用φ273×6的无缝钢管，伸出长度为200mm 。本储罐的设计压力为1Mpa,设计温度为100℃，板式平焊法兰可满足此要求，由于设计压力为1Mpa，所以选2.5 Mpa等级的板式平焊凸面法兰。法兰标记为：DN100-PN2.5 RF
1.2 出气管φ108×5；采用φ108×5的无缝钢管，内伸长度为10mm，钢管弯制R100mm的圆弧。配用板式平焊凸面法兰。法兰标记： DN100-PN
2.5 RF
1.3 排污管φ38×3采用Q235A号钢无缝钢管，内伸10mm，弯制R100mm的圆弧。配用板式平焊凸面法兰。法兰标记：DN30-PN
2.5RF
1.4 安全阀接管157×5的无缝钢管。安全阀尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用，配用板式平焊凸面法兰。接管伸出筒体外200mm。法兰为标记：DN150-PN
2.5 RF
1.5 压力表接管，采用管螺纹接管。配用凸面螺纹法兰。法兰为：DN15-PN
2.5 RF
2.3接管和法兰
压缩空气气储罐应设置排污口，进气口，出气口，手孔，，温度计口，压力表口，安全阀口。
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表8.2 3-3 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中附录D中表D-5,得各法兰的质量。
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。
表2-3 选择工艺接管
外伸长度工称尺寸连接尺寸标准形
用途或名称
式
200 100 PN1.6 DN200 HG20592-97 RF 出气口
200 100 M16错误！未找到引用源。1.5
RF 进气口
YB231-70
150 40 PN1.6 DN32 HG20592-97 RF 安全阀口
RF 压力表口100 25 M20错误！未找到引用源。1.5
YB231-70
200 150 RF 手孔
100 25 31 YB231-70 RF 排污口
压力容器焊接接头的分类
A类接头：圆柱形壳体筒节的纵向对接接头，球形容器和凸形封头瓜片之间的对接接头，球形容器的环向对接接头，与筒体封头之间的对接接头，大直径焊接三通支管与母管相接的对接接头。
B类接头：圆柱形、锥形筒节之间的环向对接接头，接管与筒节间及其与法兰相接的环向对接接头，除球形封头外的各种凸形封头与筒身相接的环形接头。
C类接头：法兰、平封头、端盖、管板与筒身、封头和接管相连的角接接头，内凹封头与筒身间的搭接接头以及多层包扎容器层板间纵向接头等。
D类管、人孔圈、手孔盖、加强圈、法兰与筒身及封头相连接的T形或角接接头。
3.强度设计
3.1水压试验校核
试验压力错误！未找到引用源。=1.25P=1.25错误！未找到引用源。0.5=0.625Mpa (3-1) 圆筒的薄错误！未找到引用源。275=210.375 MPa
即0.9错误！未找到引用源。>错误！未找到引用源。所以水压试验合格。
3.2圆筒轴向应力弯矩计算
圆筒的平均半径错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。/2 +错误！未找到引用源。
/2=600/2+4/2=302mm (3-3)鞍座反力F=mg/2=13.02kN。
(3-4)
1圆筒中间截面上的轴向弯矩
如图3-1：
根据JB/T 4731-2005中式7-2，得：
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
=1.47错误！未找到引用源。N错误！未找到引用源。(4-5) 2鞍座平面上的轴向弯矩
根据JB/T 4731-2005中式7-3，得：
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
=-21700错误！未找到引用源。220错误！未找到引用源。=-5.25错误！未找到引用源。N错误！未找到引用源。mm
4焊接结构分析
4．1储气罐结构分析
储气罐属于一类压力容器，它是由钢制气瓶(以下简称钢瓶)、多孔性填料、溶剂、溶解乙炔及附件等组成。钢瓶按照国家劳动部颁布的《气瓶安全监察规程》和GBS100 《钢质焊接气瓶设计、制造和检验》，在制造过程中对焊接质量的要求很高。根据国家劳动部1993年颁布的《储气罐安全监察规程》及GBl1638-89《溶解乙炔气瓶》的规定．钢瓶主体材料必须采用平炉、电炉或氧气转炉抬炼的镇静钢，以获得良好的成形和焊接性能。
4．2 零件工艺分析
如零件图所示，其结构不复杂，是大量生产，体积适中，应选用焊接。
焊接制造该零件的过程中，虽然零件结构简单，在焊接过程中，主要考虑是零件的氧化。上、下封头拉伸成型后，因开口端变形大，冷变形强化严重，加上板材纤维组织的影响，在残余应力作用下很容易发生断裂。为防止裂纹产生，拉伸后应进行再结晶退火。为了减少焊接缺陷，焊件接缝附件必须严格清理铁锈、油污；为去除残余应力并改善焊接接头的组织与性能，瓶体焊接后应该进行整体正火处理，至少要进行去应力退火。
4．3 焊缝位置的确定
有关锅炉、压力容器规程中对焊缝的数量和布置做了具体的规定
（1）筒体拼接时，筒节的长度2000mm；每节筒体，纵向焊缝的数量：筒体内径Ｄi=600mm，拼接焊缝1条；相邻筒节的纵向焊缝应相互错开，两焊缝中心线间的外圆弧长不得小于钢板厚度的3倍，且不得小于100mm。
（2）封头应尽量用整块钢板制成。封头、的内径Ｄi=600mm，拼接焊缝不多于1条；封头拼接焊缝离封头中心线距离应不超过0.3Ｄi，并不得通过扳边人孔，且不得布置在人孔扳边圆弧上；管板上整条拼接焊缝不得布置在扳边圆弧上，且不得通过扳边孔；由中心圆板和扇形板组成的凸形封头，焊缝的方向只允许是径向和环向的。径向焊缝之间的最小距离应不小于壁厚的3倍，且不小于100mm。
（3）受压元件主要焊缝及其邻近区域，应避免焊接零件。如不能避免时，焊接零件的焊缝可穿过主要焊缝，而不要在焊缝及其邻近区域中止。
（4）开孔、焊缝和转角要错开。开孔边缘与焊缝的距离应不小于开孔处实际壁厚的3倍，且不小于100mm。在凸形封头上开孔时，孔的边缘与封头周边间的投影距离应不小于封头外径的10％。开孔及焊缝不允许布置在部件转角处或扳边圆弧上，并应离开一定距离。
5焊接材料与方法选择
5.1母材选择
根据容器的工作条件确定对材料和制造工艺的要求。对于一般容器重量大小不是主要问题，所以用焊接性好的低碳钢或低合金结构钢。本设计选用Q235-A,其化学成分和力学性能如下。
化学成分
钢号 C Mn Si S P
Q235-A 0.14~ 0.30.1≤≤
0.22 0~ 0.65
2~ 0.30
0.050 0.045
力学性能 钢号
板厚 /mm
抗拉强度 σb/Mpa
屈服
强度σs /Mpa
试验温度/℃
缺口形式
Q235-A
4
375
235
100
V
5.2焊料选择
焊接采用焊条电弧焊，焊条型号为J422，图中未标明焊接接头形式与尺寸按GB985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊逢坡口的基本形式与尺寸》进行选用。所有角焊缝焊脚高度，除注明者外，均为两相焊较薄者的厚度，且须连续焊。
5.3焊接工艺及技术要求
焊缝分散原则；避免焊缝多条相交原则；对称质心布置原则；避开应力复杂区或应 力峰值去原则；对接钢板的等厚连接原则；接头设计的开敞性原则；焊接坡口的设计原 则（焊缝填充金属尽量少；避免产生缺陷；焊缝坡口对称；有利于焊接防护；焊工操作 方便；复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率）。
属结晶凝固而形成接缝，焊接材料为碳钢、低合金钢、不锈钢，应用范围广，适用短小焊缝及全位置施焊，可适用在静止、冲击和振动载荷下工作的坚固密实的焊缝焊接，这种方法灵活方便，适应性强，设备简单，维修方便，生产率低，劳动强度高。
封头与圆筒等厚采用对接焊接。平行长度任取。坡口形式为I型坡口。
6、焊接工艺工程
6.1焊前准备
焊前，坡口两侧各10mm范围内的铁锈，应打磨干净，露出金属光泽。用丙酮清洗坡口附近的油污。焊剂和焊条按规定烘干，300~350℃保温2h。注意焊剂中不要混入铁屑、碎石等杂物。
不要强行组装，避免应力过大；引弧板要对齐焊缝，地线连接牢固。
上、下封头的焊接采用对接接头，为保证环焊缝开设60°的正面V形坡口，在钢瓶内部装上衬垫，用手工电弧焊完成封头的定位焊接和衬垫与筒体的连接，装配时间隙为0~1mm，如图7-1。然后清理干净手工电弧焊药皮，并且将焊点用磨光机打磨平整。
6.2储罐的安装施工顺序
定顶立式圆筒形钢制焊接储罐的安装普遍采用倒装法施工工艺，即在罐底铺设、焊接之后，先组装焊接顶层壁板及包边角钢，再组装焊接罐顶，然后自下而上依次组装焊接每层壁板，直至底层壁板。
2.预制完毕的封头、罐壁板、包边角钢在堆放、运输和起吊过程中应采取有效措施防止变形。
3罐体安装前必须对甲苯罐基础按土建基础设计文件中的要求和GBJ128-90中有关对基础的要求进行检查、验收合格后方可进行安装。
4.罐体安装完毕验收合格后，罐体外表面刷二遍底漆-环氧树脂漆，二遍面漆-聚氨酯面漆,涂层厚度参照国家标准规定执行。
5.罐壁纵焊缝进行大于等于10%，T形焊缝进行大于等于15%,和环焊缝进行大于等于1%的
X射线无损探伤。探伤合格标准按GB3323-87〈钢焊接射线照相底片等级分类法〉III级评定。
6.4质量检验、修整处理、外观检查
(1)质量检验：
整体结构质量：结构的几何尺寸、形状和性能
焊缝质量：与结构的强度和安全相关，如无损检测等
强度评定：压力试验、气密性实验等，断裂评定：防脆断、防疲劳评定等
(2)修整处理：
变形矫正：手工矫正、机械矫正、火焰矫正
热处理：焊后热处理，整体或局部热处理除应力
缺陷修整：焊接缺陷等
清洗防护、外观处理：除锈、氧化皮清理、酸洗、抛光、油漆防护等
（3）外观检查：
①检查前将熔渣、飞溅物清理干净，焊缝及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣或弧坑等缺陷；
②焊缝表面质量标准缝合设计要求，见下表
③屈服点大于390MPa或厚度大于25mm的低合金钢的地圈壁板纵缝不得有咬边；
④屈服点大于390MPa的钢板，表面焊疤应在磨平后进行渗透探伤或磁粉检测，无裂纹为合格。
6.5焊缝修补
①深度超过0.5mm的划伤、电弧擦伤、焊疤等有害缺陷，应打磨平滑，打磨修补后的钢板厚度用大于等于钢板名义厚度扣除负偏差；缺陷深度或打磨深度查过1mm时应进行补焊并打磨。
②屈服点大于390MPa的低合金钢缺陷清理后应进行探伤，确认无缺陷后进行补焊，修补后打磨平滑再做探伤；焊缝修补宜采用回火焊道。
③根据缺陷的探测埋深确定缺陷的清除面，清除深度不宜大于板厚的2/3.
④焊缝的修补必须严格按焊接工艺，严格控制线能量，修补长度不应小于50mm。
⑤顶板的焊缝缺陷因其板材较薄可直接修补。⑥同一部位返修次数不宜超过2次。
7 焊接工艺参数
焊接材质：焊条J422 直径2mm
坡口形式：V形坡口 60度
焊接电流：180A
焊接电压：20V
电源及接法：直流正接
焊接速度：2.44mm/s
（7）焊接位置：平焊
每个位置均采用此工艺进行焊接焊缝焊接工艺卡片
产品名称储存罐产品型
号
焊缝位置筒体环缝、封头和筒体
焊缝、接头与筒体焊缝、接
头与封头焊缝、补强圈焊接
节点
母材Q235-A 规格4mm 电源极
性
电
流
电
压
焊接速
度
层次焊接方法牌号规格
直流正接180
A
20
KV
2.44
mm/s
封底焊接SMAW E4303 2
mm
技术要求：
清除坡口两侧表面20mm
的油污，锈蚀，尘土。
定位焊条选E4303.
8.焊接工艺设计心得体会
通过这次课程设计，让我对化工设备机械有了进一步的认识。
设计时要有一个明确的思路，要考虑多种因素包括环境条件和介质的性质等再选择合适的设计参数，对罐体的材料和结构确定之后还要进行一系列校核计算，包括筒体、封头的应力校核，以及鞍座的载荷和应力校核。校核合格之后才能确定所选设备型符合要求。
通过这次设计对我们独自解决问题的能力也有所提高。在整个过程中，我查阅了相关书籍及文献，取其相关知识要点应用到课设中，而且其中有很多相关设备选取标准可以直接选取，这样设计出来的设备更加符合要求。在设计的最后附有设备图，在绘图的整个过程中，我对制图软件的操作更加熟悉。
这次课设的书写中对格式的要求也很严格，在老师的指导下我们按照毕业设计的格式要求完成课设。这就为我们做毕业设计打下了基础。
因为的知识有限，所做出的设计存在许多缺点和不足，请老师做出批评和指正。最后感谢老师对这次课设的评阅。
9.参考文献
【1】 GB150-1998《钢制压力容器》
【2】《压力容器与化工设备使用手册》化学工业出版社
【3】 JBT4736-2002《补强圈》
【4】 GB/T 9115.1-2000 《平面、突面对焊钢制管法兰》
【5】 GB 6654-1996 《压力容器用钢板》
设计要求 1、设计题目：空气储罐的机械设计 2、最高工作压力：0.8 MP a 3、工作温度：常温 4、工作介质：空气 5、全容积：163m 设计参数的选择： 设计压力：取1.1倍的最高压力，0.88MP<1.6属于低压容器。 筒体几何尺寸确定：按长径比为 3.6，确定长L=640000mm,D=1800mm 设计温度取50 因空气属于无毒无害气体，材料取Q345为低合金钢，合金元素含量较少，其强度，韧性耐腐蚀性，低温和高温性能均优于同含量的碳素钢，是压力容器专用钢板，主要用于制造低压容器和多层高压容器！ 封头设计：椭圆形封头是由半个椭圆球面和短圆筒组成，球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头和和筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变，以改善曲率变化平滑连续，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，易冲压成型，在实际生产中多有模
具，是目前中低压容器应用较多的封头。 因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力和边缘应力的叠加，减少应力集中，在封头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。封头材料与筒体相同，选用头和筒体连接处必须有一段过渡的直边段，直边段的高度依据标准选择。 选材和筒体一致Q345R
接管设计3.4 接管设计优质低碳钢的强度较低，塑性好，焊接性能好，因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高，韧性较好，但焊接性能较差，不宜用作接管用钢。 由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管 3.5 法兰设计法兰连接的强度和紧密性比较好，装拆也比较方便，因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越，从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差，只能在低压，直径不太大，温度不高的情况下使用。由于Q345R 为碳素钢，设计温度50℃<300℃，且介质无毒无害，可以选用带颈平焊法兰，即SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性，必须合适地选择压紧面的形状。 对于压力不高的场合，常用突台形压紧面。突面结构简单，加工方便，装卸容易，且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为0.88MPa，空气无毒无害，可选择突面（RF）压紧面。
立式贮罐设计 前言 玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化 工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用(贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂， 由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。 玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、 隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂 系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工 作条件需要，通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复 合材料的显著特点。 由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、 电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。储 存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、 制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、 双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等[1]。 本设计为容积180,贮存质量分数为的硫酸,使用温度为90℃的立式贮罐,设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计，整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项，最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。
1．造型设计 1.1设计要求 立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温，拱形顶盖设计。 1.2贮罐构造尺寸确定 贮罐容积V140，取公称直径为D3800， 则贮罐高度为（式1.1）初定贮罐结构尺寸为D H 1.3拱形顶盖尺寸设计 与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。为取得罐顶和罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。即 （式1.2）式中——拱顶球面曲率半径，; ——贮罐内径，，等于。 取罐顶高为h，r为转角曲率半径，r小则h小，一般取此时[1]。 所以 1.4贮罐罐底设计 罐体和罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部附近的受力较为复杂，应引起足够的重视。一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38。如果罐壳和罐底分开制造，则应注意在罐壳和罐底的结合处内外进行有效的补强。拐角区域的最小厚度等于壳壁和底部的组合厚度。拐角区
目录 一序言 （一）设计任务 （二）设计思想 （三）设计特点 二储罐总装配示意图 三材料及结构的选择 （一）材料的选择 （二）结构的选择 四设计计算内容 （一）设计温度和设计压力的确定 （二）名义厚度的初步确定 （三）容器的压力实验 （四）容器应力的校核计算 （五）封头的设计 （六）人孔的设置 （七）支座的设计确定 （八）各物料进出管位置的确定及其标准的选择（九）液位计的设计 （十）焊接接头设计 五设计小结 六参考资料
太原科技大学材料科学与工程学院 过程设备课程设计指导书 课程设计题目： （15）M3甲醇储罐设计 课程设计要求及原始数据（资料）： 一、课程设计要求： 1.使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 3.设计计算采用电算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。 4.工程图纸要求计算机绘图。 5.毕业设计全部工作由学生本人独立完成。 二、原始数据： 设计条件表
管口表 课程设计主要内容： 1．设备工艺设计 2．设备结构设计 3．设备强度计算 4．技术条件编制 5．绘制设备总装配图 6．编制设计说明书 应交出的设计文件(论文)： 1.设计说明书一份 2.总装配图一张 (折合A1图纸一张)
一序言 （一）设计任务： 针对化工厂中常见的甲醇储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。（二）设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。（三）设计特点： 容器的设计一般由筒体，封头，法兰，支座，接口管及人孔等组成。常，低压化工设备通用零件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
目录 绪论 (3) 第一章压缩空气的特性 (4) 第二章设计参数的选择 (5) 第三章容器的结构设计 (6) 3.1圆筒厚度的设计 (6) 3.2封头厚度的计算 (6) 3.3筒体和封头的结构设计 (6) 3.4人孔的选择 (7) 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9) 3.6鞍座选型和结构设计 (11) 第四章开孔补强设计 (14) 4.1补强设计方法判别 (13) 4.2有效补强范围 (13) 4.3有效补强面积 (14) 4.4补强面积 (14) 第五章强度计算 (16) 5.1水压试验应力校核 (15) 5.2圆筒轴向弯矩计算 (15) 5.3圆筒轴向应力计算及校核 (16) 5.4切向剪应力的计算及校核 (17) 5.5圆筒周向应力的计算和校核 (20) 5.6鞍座应力计算及校核 (22) 5.7地震引起的地脚螺栓应力 (24) 第六章设计汇总 (25) 参考文献........................................................... 错误！未定义书签。
绪论 课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力 本次设计为压缩空气储罐，在三周时间内内，通过相关数据及对国家标准的查找计算出合适的尺寸，设计出主体设备及相关配件，画出装备图零件图以及课程设计说明书。 压缩空气储罐的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求， 合理地进行设计。
海利化工股份 杂环项目现场制作储罐 施工方案 海利工程安装 2014年7月1日
目录 一、工程概况 二、编制说明和编制依据 三、施工准备 四、储罐的预制 五、储罐起升方式 六、储罐组对、安装 七、储罐的焊接 八、储罐检验 九、质量要求和保证质量措施 十、安全、文明施工要求 十一、资源需求配置计划
本工程是海利化工股份在海利农药化工投资兴建杂环项目配套原材料和产品储藏的灌区子项工程，共有立式圆筒形钢制焊接储罐8台，其中100m32台，200m36台，制作安装总吨数约为10吨，其中不锈钢约6.7吨，储罐具体规格、材质如下表。 二、编制说明和编制依据 2.1编制说明 由于本工程预制、组对、焊接工作量较大，且存在多出交叉作业，大大增加了本工程施工难度，为更好贯彻公司的质量方针，为建设单位提供满意的优质工程和服务，我公司将集中优势兵力，合理组织安排施工，坚持质量第一，严格控制过程，安全文明施工，确保按期完成，全力以赴争创优质工程，为达到上述目标，特编制本方案指导施工。 2.2编制依据 1）海利工程咨询设计提供的设计图纸 2）《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规》GB50128－2005 3）《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规》GB50341-2003 4）《石油化工立式圆筒型钢制贮罐施工工艺标准》SH3530-93 5）《现场设备、工业管道焊接施工及验收规》GB50236-？ 6）《钢制压力容器焊接规程》/T4709-2000 7）《焊接接头的基本形式与尺寸》 GB985-88 8）《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001
3.1施工现场准备 3.1.1 施工现场按照公司的要求进行布置，场地平整，施工用水、电、路畅通。 3.1.2土建基础施工完毕，基础经交接合格，具备施工条件。 3.1.3各类施工人员配备齐全，特种设备操作人员具备相应的资质。 3.1.4施工用各类机具落实到位，并运现场至按规定位置就位。 3.1.5材料、半成品、成品、废品堆放场地明确。 3.1.6安全防护措施落实到位，消防设施准备齐全。 3.2施工技术准备 3.2.1认真阅读各项施工技术文件。 3.2.2施工前组织工程技术人员审查图纸，熟悉图纸、设计资料及有关文件，并进行施工图纸会审。 3.2.3根据图纸要求和现场情况，编制可行的施工技术方案，并经各级主管部门审批合格。 3.2.4各专业工种经过技术培训，取得相应书，施工前储罐排板图应绘制完成； 3.2.5施工前由杂环项目部非标制作技术人员对全体施工人员进行技术和安全交底。 3.3基础验收 3.3.1在储罐安装前，必须按土建基础设计文件检查基础施工记录和验收资料，并按下列规定对基础表面尺寸复查，合格后方可安装。 3.3.2储罐基础表面尺寸，应符合下列规定： 3.3.2.1基础中心标高允许偏差不得大于±20mm；中心座标偏差不应大于20mm； 3.3.2.2支承罐壁的基础表面，其高差应符合下列规定：每10m弧长任意两点的高差不得大于6mm； 3.3.2.3当罐壁置于环梁之上时，环梁的半径不应有正偏差，当罐底板置于环梁侧时，环梁的半径不得有负偏差。
设计要求 1、设计题目:空气储罐的机械设计 2、最高工作压力:0、8 MP a 3、工作温度:常温 4、工作介质:空气 5、全容积:163 m 设计参数的选择: 设计压力:取1、1倍的最高压力,0、88MP<1、6属于低压容器。 筒体几何尺寸确定:按长径比为3、6,确定长L=640000mm,D=1800mm 设计温度取50 因空气属于无毒无害气体,材料取Q345为低合金钢,合金元素含量较少,其强度,韧性耐腐蚀性,低温与高温性能均优于同含量的碳素钢,就是压力容器专用钢板,主要用于制造低压容器与多层高压容器！ 封头设计:椭圆形封头就是由半个椭圆球面与短圆筒组成,球面与筒体间有直边段。直边段可以避免封头与与筒体的连接焊缝处出现经向曲率突变,以改善曲率变化平滑连续,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,易冲压成型,在实际生产中多有模具,就是目前中低压容器应用较多的封头。 因此选用以内径为基准的标准型椭圆形封头为了防止热应力与边缘应力的叠加,减少应力集中,在封头与筒体连接处必须有一段过渡的直边段,直边段的高度依据标准选择。封头材料与筒体相同,选用头与筒体连接处必须有一段过渡的直边段,直边段的高度依据标准选择。 选材与筒体一致Q345R 接管设计3、4 接管设计优质低碳钢的强度较低,塑性好,焊接性能好,因此在化工设备制造中常用作热交换器列管、设备接管、法兰的垫片包皮。优质中碳钢的强度较高,韧性较好,但焊接性能较差,不宜用作接管用钢。 由于接管要求焊接性能好且塑性好。故选择 20 号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管
3、5 法兰设计法兰连接的强度与紧密性比较好,装拆也比较方便,因而在大多数场合比螺纹连接、承插式连接、铆焊连接等型式的可拆连接显得优越,从而获得广泛应用。 平焊法兰连接刚性较差,只能在低压,直径不太大,温度不高的情况下使用。由于Q345R 为碳素钢,设计温度 50℃ <300℃ ,且介质无毒无害,可以选用带颈平焊法兰,即 SO 型法兰。 储罐的设计压力较小要保证法兰连接面的紧密性,必须合适地选择压紧面的形状。 对于压力不高的场合,常用突台形压紧面。突面结构简单,加工方便,装卸容易,且便于进行防腐衬里。储罐由于设计压力为 0、88MPa,空气无毒无害,可选择突面(RF)压紧面。 由于法兰钢件的质量较大,需要承受大的冲击力作用,塑性、韧性与其她方面的力学性能也较高,所以不用铸钢件,可以采用锻钢件。接管材料为 20 号钢,法兰材料选用 20Ⅱ锻钢。 3、6接管与法兰分配 3、6、6 N1、N2空气进、出口公称尺寸 DN250,接管尺寸? 273 x6 。接管采用无缝钢管,材料为 20 号钢。伸出长度为 150mm 。 选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO300-2、5 RF3、6、2 N3排污口; 公称尺寸 DN40,接管采用 45 x3、5 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为150mm。选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO40-1、6 RF 3、6、3 N4安全阀口公称尺寸 DN80,接管采用?89 x4 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 150mm。根据 GB12459-99,选用 90°弯头;弯头上方仍有一定外伸量。 选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO80-1、6RF 3、6、4 N5压力表口公称尺寸 DN25,接管采用?32 x3、5 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 150mm。根据 GB12459-99,选用 90°弯头;弯头上方仍有一定外伸量。选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO25-1、6 RF 3、6、5 N6(备用口)公称尺寸 DN80,接管采用? 89 x4 无缝钢管,材料为 20 号钢,外伸长度为 150mm。需进行补强计算。选取 0、88MPa 等级的带颈平焊突面法兰,材料选用 20Ⅱ,法兰标记为:SO80-1、6 RF 3、7弯头设计 N4 为安全阀口,安全阀在容器中起安全保护作用。当容器压力超过规定值时,安全阀打开,将系统中的一部分气体/流体排入大气/管道外,使系统压力不超过允许值,从而保证系统不因压力过高而发生事故。由于冲出压力较大,阀口不可直接对人,因此需 90°安装,用弯头过渡。标记为:弯头 DN80 90° N5 为压力表口。为方便读数,压力表需竖直安装于管口,因此接管要通过 90°弯头过渡至竖直面,再安装压力表。标记为:弯头 DN25 90° 3、8 人孔设计在化工设备中,开设人孔就是为了便于内部附件的安装,修理与衬里,防腐以及对设备内部进行检查、清洗。对于压力容器,为了便于移动沉重的人孔盖,盖子通常做成回转形式。本储罐由于尺寸较大,人孔直径也较大,可使用回
目录 任务书 (2) 第一章空气储罐产品概要 (3) 第二章空气储罐材料的选择 (4) 第三章空气储罐的结构设计 (4) 3.1圆筒厚度的设计 (5) 3.2封头厚度的计算 (5) 3.3接管的设计 (5) 3.4支座的设计 (6) 3.4.1支座选型 (6) 3.4.2鞍座定位 (6) 第四章强度计算 (6) 5.1水压试验应力校核 (6) 5.2工作应力计算及校核 (7) 5.2.1圆筒轴向应力计算及校核 (7) 5.2.3周向应力计算及校核 (8) 第五章空气储罐的制造工艺 (10) 5.1空气储罐的制造工艺流程 (10) 5.2空气储罐的焊接工艺 (11) 5.2.1接管焊接 (11) 5.2.2纵缝和环缝焊接 (12)
5.3空气储罐的焊接检验 (13) 5.3.1无损检测 (14) 5.3.2耐压试验 (14) 第六章课程设计心得体会 (15) 参考文献 (16) 任务书 2m3空气储罐的焊接工艺设计 设计参数 序号名称指标 1 设计压力P c（MPa） 1.0 2 设计温度（℃）100 3 最高工作压力（MPa）0.95 4 最高工作温度（℃）95 5 工作介质压缩空气 6 主要受压元件的材料Q235-B 7 焊接接头系数Φ0.9 8 腐蚀裕度C2（mm） 1.2 9 厚度负偏差（C1）0.8 9 全容积（） 2.0 10 容器类别第一类 设计要求 （1）更具给定的条件来选定容积的几何尺寸，即确定筒体的内径、长度、封
头类型等，然后确定有关的参数，如容器材料、需用应力、壁厚附加量、焊缝系数等。 （2）设计筒体和封头壁厚；进行强度计算；焊接接头设计；附件设计等。 （3）撰写设计说明书：能以“工程语言和格式”阐明自己的设计观点、设计方案的优劣以及设计数据的合理性；按照设计步骤、进程，科学地编排设计说明书的格式与内容叙述简明。 第一章空气储罐概要 空气储罐的特点 空气储罐主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用，如氢气储罐、液化石油气储罐、石油储罐、液氨储罐等。储罐内的压力直接受温度影响，且介质往往易燃、易爆或有毒。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐。 压力容器的外壳由筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件六大部件组成。常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书
目录 卧式储气罐设计任务书 (2) 第一张绪论 (3) 1.1设计背景 (3) 1.2 储罐的用途及分类 (4) 1.3 储存介质的性质 (4) 1.4 设计任务 (5) 1.5 设计思想 (5) 1.6 设计特点 (5) 1.7设计数据 (6) 第二章容器主要原件的设计 (6) 2.1圆筒厚度的设计 (6) 2.2 封头的设计 (7) 2.3人孔的选择 (8) 2.4接管和法兰 (8) 2.5螺栓（螺柱）的选择 (9) 2.6鞍座选型和结构设计 (9) 第三章开孔强度设计 (11) 3.1补强设计方法的判断 (11) 3.2有效补强范围 (11) 3.3 有效补强面积 (11) 第四章强度设计 (12) 4.1水压试验校核 (12) 4.2圆筒轴向应力弯矩计算 (12) 4.3 圆筒的轴向应力及校核 (14) 4.4切向剪应力的计算机校核 (14) 4.5圆筒周向应力的计算及校核 (15) 4.6鞍座应力计算及校核 (16) 4.7地震引起的地脚螺栓应力 (18) 第五章焊接结构设计 (18) 5.1焊接方法 (18) 5.2焊接工艺及技术要求 (19) 总结 (21) 附录：参考文献 (22)
卧式储气罐设计任务书
第一章绪论 1.1设计背景 所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P≥0.1MPa，容积V≥25L， 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。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]。 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，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：①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，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；②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；③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；④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 ≥ 800MPa 高强材料的应用正在引起国储罐以及超高压容器的选材问题。目前b 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
Hefei University 《化工机械与设备》过程考核之二——常用零部件设计 题目： 2.5MPa卧式储罐人孔设计 系别：化学材料与工程系 班级：10化工（三） 姓名：何文龙 学号：1003023004 队别：Team 5 队员：朱广佳（队长）、吴凯、何文龙 教师：胡科研 日期：2011-12-02
《化工机械与设备》过程考核之二 ......................................... 错误！未定义书签。一前言 (3) 1.1 设计人孔的目的 (3) 1.2 人孔附图 (3) 二人孔的机械设计 (5) 2.1选择人孔 (5) 2.2核算人孔补强 (5) 2.3机械设计标准参数 (6) 2.3.1.碳素钢、低合金钢类 (6) 2.3.2 不锈钢类 (7) 2.3.3 人孔的PN2.5DN明细表 (8) 三人孔工艺设计： (9) 3.1人孔的功能类型： (9) 3.2材料的选择 (9) 3.3人孔种类的划分 (9) 3.3.1、以通信管块容量划分 (9) 3.3.2、以人孔的通向划分 (9) 3.3.3、以人孔上覆承受负荷能力划分 (9) 3.4 人孔直径及人孔中心距底板尺寸 (10) 四总结 (10) 五参考文献 (10)
一前言 1.1 设计人孔的目的 人孔是安装在卧式储罐上部的安全应急装置。通常与防火器、机械呼吸阀配套使用，既能避免因意外原因造成罐内急剧超压或真空时，损坏储罐而发生事故，又有起到安全阻火作用，是保护储罐的安全装置。具有方便维修，定压排放、定压吸入、开闭灵活、安全阻火、结构紧凑、密封性良好、安全可靠等优点。 1.2 人孔附图 图—1 人孔俯视图
化工安全设计课程设计任务书 设计题目 某化工储运公司安全设计（4000 m3醋酸储罐选型及计算） 学院 专业安全工程班级 起讫日期 指导教师 2015 年6 月18 日
8只4000 m3醋酸储罐，建设地点位于南京贮运码头罐区的预留地，当地全年最小频率风向为西北风。查相关规范得知，设计压力为常压，设计温度为55℃，储存介质为醋酸，属于乙A类液体（由《石油化工企业防火设计规范》 GB50160-2008查得）。 相关规范：《石油化工企业防火设计规范》GB50160-2008；《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T3007-2014；《立式圆筒钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2014；《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》SH3046-1992；《建筑结构荷载规范》；《化工设备设计全书》等。
第1章醋酸的理化性质 (1) 第2章醋酸储罐的选型和选材 (2) 2.1储罐的选型 (2) 2.1.1储罐的选型 (2) 2.1.2物料管的设计 (2) 2.2储罐的选材 (2) 第3章醋酸储罐经济尺寸的选择 (4) 3.1储罐的储存液位 (4) 3.2储罐的罐壁设计 (5) 3.2.1储罐的技术特性表 (5) 3.2.2壁厚的计算 (6) 3.2.3罐壁加强圈的计算 (8) 3.2.4罐壁包边角钢 (9) 3.3储罐的罐底设计 (9) 3.3.1罐底的选型 (9) 3.3.2罐底板厚度的计算 (11) 3.4储罐的罐顶设计 (11) 第4章醋酸储罐的安全附件 (13) 4.1储罐的一般附件 (13) 4.1.1通气管 (13) 4.1.2量油孔 (14) 4.1.3透光孔 (14) 4.1.4人孔 (15) 4.1.5、排污孔 (15) 4.1.6放水管 (15) 4.1.7阻火器 (15) 4.2安全仪表 (16) 4.2.1液位计 (16) 4.2.2液位报警器 (16) 4.2.3温度计 (17) 4.2.4压力表 (17) 4.2.5流量计 (17) 第5章其他安全措施 (18) 5.1放空处理 (18) 5.2气封装置 (18) 5.3 防冻和保温 (18) 5.4防爆措施 (19)
6*10000m3成品油库安全设计 一汽油的理化性质 1.1 物理化学性质 汽油的重要性能有为蒸发性、抗爆性、安定性和腐蚀性。 1.2 汽油的危险特性 1.2.1 油料的火灾危险特性 油料具有较强的挥发性和扩散性，具有易燃易爆特性，具有易积累静电和热膨胀性。由于这些特性的存在，使它具有较大的火灾危险性：挥发性；扩散性；易燃性；易爆性；易积聚静电荷性；热膨胀性；沸溢性。 1.3 安全防护措施 汽油的安全防护措施可以分为以下几类。 1 工程控制。生产过程密闭，全面通风。 2 呼吸系统防护。高浓度环境中，佩带供气式呼吸器。应急或有计划进入浓度未知区域，或处于立即危及生命或健康的状况 3 眼睛、身体和手的防护。一般不需特殊防护，但高浓度接触时安全防护眼镜。且必须穿工作服。对于手，一般不需特殊防护，高浓度接触戴防护手套。 4 其他防护。工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐或其它高浓度区作业，须有人监护。 二油罐的整体设计 2.1 油罐的选型 2.2 10000m3油罐设计参数 储罐内径：φ 28000mm 罐壁高度：18000mm 公称容积：10000m3计算容量：11084m3 设计压力：490Pa~1960Pa 设计风压：850Pa 设计温度：-10~50 ℃腐蚀裕度： 1.5mm 地震烈度：7 焊缝系数：0.9 2.3 材料确定 根据汽油物性选择罐体材料，汽油几乎没有腐蚀性，且有属于低压灌，可以考虑16MnR这两种钢材。 2.4 结构设计
内浮顶油罐的结构形式其实就是内浮盘和密封装置的结构形式。本设计采用边缘板的钢制单盘式内浮顶和弹性材料密封结构。 2.4.1内浮盘 内浮盘由一层薄的单盘板，在其外侧围以一圈边缘板焊制而成。盘上带有若干立柱，使浮盘下沉时最终支撑在罐底上，以免浮顶与罐内附件相碰。为了检修需要，内浮盘上还设有人孔。 2.4.2密封装置 内浮顶油罐要求密封间隙为150mm，密封为196N/m时，达到良好的密封性能。本设计采用弹性材料密封结构，由密封袋、软泡沫塑料块、固定钩板等组成。考虑到储存介质为汽油，密封袋采用丁腈耐油橡胶带制作，厚度取1.5mm。 2.4.3 内浮顶与罐壁之间的密封 圆弧转角是为不致戳破密封胶袋。每米圆周长度设置固定钩板。内浮盘与罐壁之间间隙取 150mm，采用断面宽度 230~250mm 的软泡沫塑料密封块，密封力约为200N/m。为消除蒸汽空间，弹性块应侵入液面下 20-50mm，外层密封袋能在使用环境中经久耐用，且不污染储液。为防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。 三罐体的设计 3.1 罐壁设计 随着储罐的大型化,储罐的直径和钢材总重量也随之增大。大型储罐的设计应尽可能地减少钢材的消耗量. 达到比较好的经济合理性。罐壁钢材的重量在大型储罐罐体的总重量中约占35%～50% ,因此确定罐壁厚度的罐壁强度计算. 对于减少罐壁的重量从而降低整个储罐的钢材消耗量、对于大型储罐的经济合理性具有决定性的作用。考虑贮液静压力,罐壁应由上至下逐渐增厚,但实际制造中不可能采用过多的板厚规格。罐壁的最大应力为环向应力,一次薄膜应力与局部应力相叠加,最大应力值分面在距罐底1000mm 左右的位置,并随贮罐直径和罐底、罐壁厚度增加而升高。 1 与罐底板相焊的最低层罐壁应适当加厚,且选用较宽的板材,以上各层则分档减薄,最小厚度4mm。 2 在最低层罐壁上开清扫口及人孔时,对罐壁强度有一定削弱,应对开孔大小、结构、热处理、探伤等提出明确要求。 储罐罐壁除应满足强度要求外,还应具有足够的抗风能力,以避免储罐在风载作用下失稳。随着储罐大型化和高强度钢的采用,使储罐罐壁减薄,储罐的抗风稳定性设计越趋重要。对于大型储罐来说,为防止储罐抗风圈以下的罐壁局部被风吹,通常需要在罐壁适当的位置上设置一道或数道加强圈。加强圈的功能是在罐壁上形成节线圈,以提高储罐的抗外压能力。当两个加强圈之间(或加强圈与抗风圈、包边角钢、罐底等加强截面之间)的罐壁许用临界压力大于设计外压时,就可以认为罐壁具备了足够的抗风能力。对于加强圈的设计计算,各国标准中部有详细的计算方法,我国标准SH3046《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》中也对加强圈的计算做了详细的描述。
齐齐哈尔大学设备设计课程设计 题目名称：空气储罐设计 学院：机电工程学院 专业班级：过控102 学生姓名：王国涛 指导教师：刘岩 完成日期： 2013-12-20
目录 摘要 (3) 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
第一章压缩空气的特性 (5) 第二章设计参数的选择 (6) 第三章容器的结构设计 (7) 3.1圆筒厚度的设计 (7) 3.2封头厚度的计算 (7) 3.3筒体和封头的结构设计 (8) 3.4人孔的选择 (9) 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱） (9) 3.6鞍座选型和结构设计 (12) 第四章开孔补强设计 (15) 4.1补强设计方法判不 (15) 4.2有效补强范围 (15) 4.3有效补强面积 (16) 4.4补强面积 (17) 第五章强度计算 (18)
5.1水压试验应力校核 (18) 5.2圆筒轴向弯矩计算 (18) 5.3圆筒轴向应力计算及校核 (20) 5.4切向剪应力的计算及校核 (22) 5.5圆筒周向应力的计算和校核 (23) 5.6鞍座应力计算及校核 (25) 第六章总结 (28) 参考文献 (29)
摘要 本讲明书为《3.0m3空气储罐设计讲明书》。扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。 本文采纳分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并
参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分不对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采纳1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强
储罐拱顶面积计算
钢制常压立式圆柱形储罐是炼油化工企业不可缺少的设备，贯穿整个生产过程，数量众多，并且，储存的介质都为易燃、易爆、高温、有毒、有害的液体或气体，危险性极大。 储罐按储存介质的不同，可以分为原油罐、中间产品罐、产品罐、含硫污水罐和气柜五大类。其中，原油罐是指储存原油的各类储罐；中间产品罐是指储存石脑油、粗汽油、粗柴油、蜡油、渣油、加氢裂化原料等各类中间产品的储罐；产品罐是指储存汽油、煤油、柴油、航空煤油等各类成品油的储罐；含硫污水罐是指储存各类含酸、碱、污油及各类硫化物的污水罐；气柜是指储存未脱硫瓦斯的湿式和干式气柜。 储罐按结构不同，可以分为固定顶罐、浮顶罐、内浮顶罐。固定顶罐又分为自支承拱顶罐、自支承锥顶罐、柱支承锥顶罐。 随着装置高含硫原油加工量的不断增加，储罐的腐蚀日益加重，具体表现在：每一次储罐清罐检修时，在罐体、罐底或罐顶经常可以发现麻点、凹坑，甚至被腐蚀穿孔，一旦发生事故，后果将不堪设想。
经调研，集团公司内部其他企业也普遍反映 储罐腐蚀越来越严重，日益威胁石化企业的安全、稳定、长周期运行。 为了延长金属储罐的使用寿命，现在行之有 效的办法就是在储罐的罐体、罐底以及罐顶进行油漆、防腐，工程量非常大。 储罐清罐检修工程竣工后，施工单位要根据《全国统一安装工程预算定额》编制检修工程结算书，计取工程费用。在工程量的计算中，关键是拱顶面积 的计算。 目前采用的计算方法是：拱顶面积为罐底面 积的1.25倍，部分施工单位按 1.2倍或1.3倍计算。 1 按照专业文献，计算储罐拱顶面积 (1)潘家华先生所著《圆柱形金属油罐设计》[1]一书的介绍：拱顶是一种自支承式的罐顶，形状近
空气储罐设计手册 1.设计参数 设计常温空气储罐，23m，P=0.9MPa。 设计压力：取1.1倍的最高压力，为0.99MPa<1.6MPa属于低压容器。 筒体几何尺寸确定：按长径比为2.5，确定长L=2500mm,D=1000mm 设计温度：取50℃ 材料选择：因空气属于无毒无害气体，材料取Q235B
设计参数表 设计压力MPa 0.99 设计温度 ℃ 50 最高工作压力 MPa 0.9 工作温度 ℃ 常温 介质名称 空气 设备主要材质 Q235B 介质性质 无毒无害 设备容积3m 2 2.结构设计 2.1 容器类别 设计压力MPa p c 99.0=，设计温度t=50℃，介质性质无毒无害。压力MPa p 6.11.0<≤的容器为低压容器，本储罐为低压容器，属于Ⅰ类压力容器。 2.2 筒体设计 筒体材料选择Q235B ，许用应力为113MPa 。选择用钢板卷焊的圆筒，焊缝为双面焊局部无损探伤，85.0=?。取钢板负偏差 C1=0.3mm ，腐蚀裕量C2=1mm 。 筒体壁厚： []mm 2.515.585.011321000 99.02t i ≈=???== φσδD p c ，取mm 7n =δ，则 mm 7.5-C -mm 2.612.521n e 2d ===+=+=C C δδδδ 筒体总体尺寸： 筒体公称直径D=1000mm ，
长度L=2500mm ， 壁厚δ=7mm ， 质量G=435Kg 。 2.3 封头设计 选择标准椭圆形封头，材料选择Q235B ，选择双面焊全部无损伤，即φ=1.0曲面深度h=250mm ，封头的直边高度25mm h 0= 封头壁厚：[]mm 4.40.111321000 99.02t i =???== φ σδD p c 设计壁厚mm C t t d 4.514.42=+=+= mm C C t 7.53.014.421=++=++ 取圆整后名义厚度为mm t n 6= 有效厚度mm C C t t n e 7.413.0621=--=--= 封头壁厚选择6mm ，两个封头质量G=108Kg 。 2.4 法兰设计 根据筒体公称直径，设计压力，查表得法兰选择乙型平焊法兰。 根据设计压力，设计温度，查表得法兰材料选择16MnR ，公称压力1.0Mpa 。 质量为188.5kg ，对接筒体最小厚度为10mm 。 2.5 接管设计
XX大学设备设计课程设计题目名称：空气储罐设计 学院：机电工程学院 专业班级：过控102 学生XX：王国涛 指导教师：X岩 完成日期： 2013-12-20
目录 摘要3 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第一章压缩空气的特性5 第二章设计参数的选择6 第三章容器的结构设计7 3.1圆筒厚度的设计7 3.2封头厚度的计算7 3.3筒体和封头的结构设计8 3.4人孔的选择9 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱）9 3.6鞍座选型和结构设计12 第四章开孔补强设计15 4.1补强设计方法判别14 4.2有效补强X围15 4.3有效补强面积16 4.4补强面积16 第五章强度计算18 5.1水压试验应力校核17 5.2圆筒轴向弯矩计算17 5.3圆筒轴向应力计算及校核20 5.4切向剪应力的计算及校核22 5.5圆筒周向应力的计算和校核23 5.6鞍座应力计算及校核25 第六章总结28 参考文献29
摘要 本说明书为《3.0m3空气储罐设计说明书》。扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。 关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强
课程设计说明书 题目：23m空气储罐的焊接工艺设计专业年级： 姓名： 学号：
目录 绪论...................................................................................................... 第一章压缩空气的特性............................................................................ 第二章设计参数的选择............................................................................ 第三章容器的结构设计............................................................................ 3.1圆筒厚度的设计 ..................................................................................................... 3.2封头厚度的计算 ..................................................................................................... 3.3筒体和封头的结构设计 ......................................................................................... 3.4接管的设计 ............................................................................................................. 3.5鞍座选型和结构设计 ............................................................................................. 第四章强度计算..................................................................................... 4.1水压试验应力校核 ................................................................................................. 4.2圆筒轴向弯矩计算 ................................................................................................. 4.3圆筒轴向应力计算及校核 ..................................................................................... 4.4切向剪应力的计算及校核 ..................................................................................... 4.5圆筒周向应力的计算和校核 ................................................................................. 第五章制造工艺..................................................................................... 参考文献................................................................................................ 心得体会 .............................................................................................................................. 绪论 课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计需要学生自己做出决策，即自己确定方案，选择流程，查取资料，进