液氨储罐设计.docx

液氨储罐设计..第 一 章 绪 论1. 1 设计任务设计一液氨贮罐工艺条件：温度为 40℃，氨饱和蒸气压 1.55MPa ，容积为20m3, 使用年限 15 年设计要求及成就1. 确立容器械质；2. 确立罐体形状及名义厚度；3. 确立封头形状及名义厚度；4. 确立支座，人孔及接收，以及开孔补强状况5. 编制设计说明书以及绘制设施装置图 1 张（ A1）技术要求（一）本设施按 GBl50-1998《钢制压力容器》进行制造、试验和查收（二）焊接资料，对接焊接接头型式及尺寸可按 GB985-80中规定 ( 设计焊接接头系数 1.0 )（三）焊接采纳电弧焊，焊条型号为 E4303（四）壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤长度为 100％第二章 设计参数确立设计温度题目中给出设计温度取 40 C设计压力在夏天液氨储罐经太阳暴晒，跟着气温的变化，储罐的操作压力也在不停变化经过查阅资料可知包头最高气温为℃，经过查表可知，在 40℃ 时液氨的饱和蒸汽压 ( 绝对压力 ) 为，密度为 580kg/m3，而容器设计时一定考虑在工作状况下可能碰到的工作压力和相对应的温度二者相联合中最苛刻工作压力来确立设计压力。

一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一同作为设计载荷条件，其值不低于工作压力 / 此液氨储罐采纳安全法，依照《化工设施机械基础》若储罐采纳安全法时设计压力应采纳最大工作压力Pw 的 1.1 倍，取设计压力Pw （已知Pw表压）所以w腐化余量查《腐化数据手册》16MnR耐氨腐化，其，若设计寿命为15 年，则 C 2焊缝系数该容器属中压储存容器，技《压力容器安全技术督查规程》规定，氨属中度毒性介质，容器筒体的纵向焊接接头和封头基本上都采纳双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，所以 取 1.0 或 0.85 常有 得选用按下表选择 :表 焊接接头系数序焊接接头系数号焊接接头构造所有无损探伤局部无损探伤1 双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊接接头2 单面焊的对接焊接接头，在焊接过程中沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板此储罐采纳 100%无损探伤，故 容器直径考虑到压制封头胎具的规格及标准件配套采纳的需要，容器的筒体和封头的直径都有规定此储罐设计的公称直径（内径）选择 D i 2400mm 表 公称直径 D i公称直径 D i300、400、500、600、 700、800、900、 1000、 1200、 1400、1600、1800、2000、2200、2400、 2600、 2800、 3000、 3200、 3400、3600、3800、4000许用应力40oC温度时， 16MnR钢材的许用应力表 , 知 t 表 400 C 温度时， 16MnR钢材的许用应力表钢材厚度 n mm许用应力t MPa折服极限 s MPa＜1617034516～3616332536～60157305、资料选择依据液氨贮罐的工作压力（ P 1.60 MPa 作为设计压力）、工作温度（最高工作温度为 40 C ）和介质的性质可知该设施为一中压常温设施，介质对碳钢的腐化作用很小 , 主要考虑的强度指标（指和）和塑性指标适合的资料有：、、sbA3R20g16MnR、 15MnVR、20R。

为了节俭金属，高压设施应优先选用一般低合金钢、中强度凡属强度计算为主要的中压设施亦以采纳一般低合金钢为宜因为折服强度分别为 345MPa 和 392MPa 的一般低合金钢，其资料价钱与碳素钢差不多，但强度比碳素钢约高 30% - 60% ，采纳该类钢材制造压力容器，能够有效地减少设施质量，降低成本，给设施的制造、运输、安装带来很大的方便所以主要考虑 16MnR和 20R 这两种假如纯粹从技术角度看，建议采纳 20R类的低碳钢板， 16MnR钢板的价钱比 20R 贵，但在制造花费方面，同样重量设施的计价， 16MnR钢板为比较经济所以在此选择 16MnR钢板作为制造筒体和封头资料第三章 构造的选择与论证储罐种类选择储罐可分为立式储罐、卧式储罐和球式储罐在本设计中因为设计体积较小（约为 26 m 3 ）且设计压力较小（ P 1.6MPa ）, 故可采纳卧式圆筒形容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采纳，因其承压能力较小且使用资料许多；而球形容器虽承压能力强且节俭资料，但制造较难且安装内件不方便；立式圆筒形容器承受自然原由惹起的应力损坏的能力较弱，应采纳圆筒形卧式容器封头的选择本液氨储罐的封头采纳标准型椭圆形封头。

从应力散布状况考虑：在直径、壁厚、设计压力同样的条件下各样封头应力散布由好到坏的次序是：半球形、椭圆形、蝶形、锥形、球冠形、平板形椭圆型封头的最大应力值和与其相连结的圆筒体中的最大应力值相等，便于筒体强度设计；碟心封头有两处连结界限，受力不及椭圆形从金属耗费量考虑：在同样设计条件下，各样封头的金属耗费量按以下次序依次增大：半球形，椭圆形，蝶形，平板形球形封头用量最少，比椭圆形封头节约％，平板封头的用量最多，是椭圆形封头的 4 倍多从制造考虑：椭圆形封头制造方便，平板封头则因直径和厚度较大，坯材的获取、车削加工、焊接等方面都碰到许多困难，且封头与筒体厚度相差悬殊，构造也不合理所以，从强度、构造和制造等方面综合考虑，采纳椭圆形封头最为合理出料接收的选择资料：容器接收一般应采纳无缝钢管，所以液体进料口接收资料选择无缝钢管，采纳无缝钢管标准 GB8163-87资料为 16MnR构造：接收伸进设施内切成 45 度，可防止物料沿设施内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐化接收的壁厚要求：接收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、施焊地点等制造上的要素及运输、安装中的刚性要求一般状况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半。

不然，应采纳厚壁管或整体锻件，以保证接收与壳体相焊部分厚度的般配不需另行补强的条件：当壳体上的开孔知足下述所有要求时，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 接收公称外径小于或等于 89mm ④ 接收最小壁厚知足以下要求表 接收最小壁厚要求5776接收公称直径 /mm8965最小壁厚 /mm所以热轧无缝钢管的尺寸为 89 12mm 钢管理论重量为 22.79kg / m 取接收伸出长度为 150mm管法兰的选择：依据平焊法兰合用的压力范围较低 （ PN 4.0 MPa ）, 选择突面板式平焊管法兰，标志为： HG20592-1997法兰 RF(A), 此中 D=190,管法兰资料钢号（标准号） :20 （GB711）依据（欧洲系统）钢制管法兰、垫片、垫片、紧固件选配表（HG20614-1997）选择：垫片型式为石棉橡胶板垫片 ( 还没有标准号 ) ，密封面型式为突面，密封面表面为密纹水线，紧固件型式为六角螺栓双头螺柱全螺纹螺柱在离筒体底以上 250mm 处安装容器出料管，容器内的管以弯管凑近容器底，这类方式用于卧式容器。

出料口的基本尺寸以及法兰与进料口同样出入料接收知足不另行补强的要求，所以不再另行补强容器支座的选择容器支座有鞍座 , 圈座和支腿三种 , 用来支撑容器的重量可知大型卧式储槽和卧式容器常采纳鞍座，多于两个支撑的长容器常采纳圈座，小型容器常采纳支腿，因为本设计采纳卧式储罐，故采纳鞍式支座人孔的选择人孔的作用：检查设施和便于安装与拆掉设施内部构件人孔的构造：既有蒙受压力的筒节、端盖、法兰、密封垫片、紧固件等受压元件，也有布置与启闭端盖所需要的轴、销、耳、把手等非受压件人孔种类：从能否承压来看有常压人孔和承压人孔从人孔所用法兰种类来看，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的密封面，依据人孔承压的高低、介质的性质，能够采纳突面、凹凸面、榫槽面或环连结面从人孔盖的开启方式及开启后代孔盖的所处地点看，人孔又可分为展转盖人孔、垂直吊盖人孔和水平吊盖人孔三种依据储罐是在常温及最高工作压力为 1.6MPa 的条件下工作，人孔标准应按公称压力为 1.6MPa 的等级选用从人孔种类标准可知，公称压力为 1.6MPa 的人孔类型好多，本设计考虑人孔盖直径较大较重，应采纳水平吊盖人孔。

该人孔构造中有吊钩和销轴，检修时只要松开螺栓将盖板绕销轴旋转一个角度，由吊钩吊住，不用将盖板取下该人孔标志为：HG21523-95人孔 RF Ⅳ(A· G)，此中 RF面密封，Ⅳ指接收与法兰的资料为 20R，A· G指用一般石棉橡胶板垫片，是指公称直径为 450mm 、公称压力为 1.6MPa 表人孔选择表人孔种类 公称压力 MPa 公称直径 mm板式平焊法兰人孔400、450、500、600板式平焊法兰人孔（限用凸面）400、450、500、600或带颈平焊法法兰400、450、500、600带颈对焊法法兰400、450、500、600400、450、500、600法兰的选择法兰与筒体、封头或管段以角焊方式联接的，称为平焊法兰，平焊法兰制造简单，宽泛应用，但刚性较差，紧用于压力不高的场合，如管法兰 PN 小于或等于 2.5MPa , 压力容器法兰 PN 小于或等于 4.0MPa ；是筒体、封头或管段以对焊方式连结用的法兰，称为对焊法兰或带颈法兰，对焊法兰刚性好且对焊缝的强度高，适用于压力、温度较高的场合液面计的选择液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其种类好多，大概上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。

在中低压容器中常用前两种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拥塞固体的场合板式液面计承压能力强，可是比较粗笨、成本较高2．玻璃板液面计一般选易察看的透光式，只有当物料很洁净时才选反射式3．当容器高度大于 3m 时，玻璃板液面计和玻璃管液面计的液面察看成效，应改用其余合用的液面计液氨为较洁净的物料，易透光，不会出现严重的拥塞现象所以在此采纳玻璃管液面计玻璃板液面计有透光式玻璃板液面计 （。