碱液贮罐的课程设计汇本.doc

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1、设计任务书设计课题：碱液贮罐的机械设计工艺参数：最高使用温度：T=50℃公称直径：DN=2200mm筒体长度（不含封头）：L0=3819mm设计容：1.筒体材料的选择2.罐的结构尺寸3.罐的制造施工4.零部件型号及位置5.相关校核计算设计人：学号：指导老师：完成时间：目录设计任务书I目录I1前言12碱液贮罐设计参数的确定22.1设计温度与设计压力的确定22.2筒体和附件材料的选择22.3其他设计参数22.3.1封头的选择22.3.2许用应力32.3.3焊接接头系数33工艺计算43.1筒体壁厚的计算43.2封头壁厚的计算43.

2、3强度检验及水压试验53.4选择人孔53.4.1人孔的选择53.5支座63.5.1支座的选取73.5.2鞍座的计算73.5.3安装位置84选配工艺接管94.1碱液进料管94.2碱液出料管94.3排污管94.4液面计接管94.5放空管接口管104.6安全阀接口管105设计结果一览表116碱液贮罐装配图127总结131前言碱液是一种具有很强腐蚀性的碱性化学品，这意味着它能够溶解脂肪等粘性物质，并且对其他物质存在很高的化学反应能力。碱液有片状，粒状或液体形式，它很危险，会给物体表面和人体造成损害。在现代碱液生产之前，人们只能从原始

3、材料加工获得它。几千年来，人类一直使用碱液制作香皂和制革。他们在极高的温度下焦化特定硬木产生白灰。苹果树，橡树，海草都是理想的燃料。然后添加水，并混合一些小打渗透进灰质清除它们包含的碱液。当灰质过滤出去以后，留下的水就含有足够的碱液一溶解动物皮草上的脂肪，或与其他成分混合制成香皂。为能够进行连续的生产，需要有储存碱液的容器，因此设计碱液贮罐是制造贮罐的必备步骤，是化工生产能够顺利进行的前提。本次课程设计是在我们学完《化工设备机械基础》这门课程后开的课程设计，目的就是设计一台碱液贮罐。根据设计任务书的要求，贮罐形式为圆筒形，由

4、于立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏的能力较弱，故选用圆筒形卧式容器。设计容主要包括，设计所需参数的确定，贮罐材料的选取，筒体和封头壁厚的计算以及相关校核，另外还有支座以及一些附件的选取与安装。最后汇出碱液贮罐的装配图。由于本人能力有限，设计过程中难免出现错误，还请老师指出。碱液贮罐设计参数的确定1.1设计温度与设计压力的确定根据设计任务书的要求，所设计碱液贮罐的最高使用温度为50℃，查表可知50℃时液氨的饱和蒸汽压为1.87MPa[1]。容器的设计压力应该高于其最大工作压力，对于装有安全阀的容器，其设计压力不得低于安

5、全阀的开启压力，安全阀的开启压力是根据容器最大工作压力调定，据此，取最大压力的1.1倍作为容器的设计压力，故设计压力为，，取。1.2筒体和附件材料的选择碱液是一种具有很强腐蚀性的碱性化学品，贮罐可选用低合金钢，压力容器专用钢板为16MnR。16MnR是345MPa级的低合金钢，具有良好的机械性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性。中温及低温的机械性能均优于Q235-A、15、20等碳素钢，是使用十分成熟的钢种，质量稳定、可使用-40～475℃场合。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体的材料。16MnR的含碳量为0.12%～

6、0.20%，含Mn量较低，伸长率为19-21%，是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。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10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。由于法兰必须具有足够大的强度和刚度，以满足连接的条件，使之能够密封良好，故选用20号钢。1.3其他设计参数1.3.1封头的选择几何方面，就单位容积的表面积来说，以半球形封头为最

7、小。椭圆形和蝶形封头的容积和表面积基本相同，可以近似认为相等。力学方面，在直径、厚度和计算压力相同的条件下，半球形封头的应力最小，二向薄膜应力相等，而沿经线的分布式均匀的。如果与壁厚相同的圆筒体连接，边缘附近的最大应力与薄膜应力并无明显不同。椭圆形封头的应力情况就不如半球形封头均匀。由应力分析可知，椭圆形封头沿经线各点的应力是变化的，顶点处应力最大，在赤道上可能出现环向压应力，对于标准椭圆形封头与壁厚相等的圆筒体相连接时，其可以达到与筒体等强度。从制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺点是浓度大，冲压较为困难；椭

8、圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。因此，从几何、力学和制造方面综合考虑，采用标准椭圆形封头最为合理。椭圆形封头的型式及尺寸按JB/T4737-95《椭圆形封头》的规定标准椭圆形封头的长短轴比值为2。封头材料与筒体一样为16MnR。1.1.1许