液化石油气压力容器设计说明书

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1、黑龙江科技大学课程设计黑龙江科技大学课程设计题目：50M3液化石油气储罐院系：材料科学与工程学院专业：焊接工程班级：姓名：指导教师：完成日期：2013年8月30日黑龙江科技大学课程设计设计任务书设计题目：50M3液化石油气储罐（丙烷）设计任务：试设计一液化石油气储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计。包括筒体、封头、零部件的材料的选择及结构的设计；罐的制造施工及焊接形式等；设计计算及相关校核；各设计的参考标准；附CAD图。已知工艺参数如下：最高使用温度：T=50℃；公称直径：DN=3000㎜；筒体长度（不含封头）：Lo=5900㎜。任

2、务下达时间：2013年8月19日完成截止时间：2013年8月30日黑龙江科技大学课程设计目录设计任务书I1前言12设计选材及结构22.1工艺参数的设定23设计计算43.1筒体壁厚计算43.2封头壁厚计算53.3压力试验54附件选择74.1人孔选择74.2人孔补强的计算84.3进出料接管的选择104.4液面计的设计114.5安全阀的选择114.6排污管的选择114.7鞍座的选择124.7.1鞍座结构和材料的选取124.7.2容器载荷计算134.7.3鞍座选取标准134.7.4鞍座强度校核145容器焊缝标准155.1压力容器焊接结构设计要求155.

3、2筒体与椭圆封头的焊接接头155.3管法兰与接管的焊接接头155.4接管与壳体的焊接接头156筒体和封头的校核计算176.1筒体轴向应力校核176.1.1由弯矩引起的轴向应力176.1.2由设计压力引起的轴向应力186.1.3轴向应力组合与校核186.2筒体和封头切向应力校核197焊接工艺207总结27参考文献28I黑龙江科技大学课程设计1前言本设计是针对《化工设备机械基础》这门课程所安排的一次课程设计，是对这门课程的一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给定的工艺

4、参数，机械按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、人孔接管、人孔补强、接管、管法兰、液位计、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。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。30黑龙江科技大学课程设计2设计选材及结构2.1工艺参数的设定设计压力根据《化学化工物性数据手册》查得50℃蒸汽压为2032.5kPa，可以判

5、断设计的容器为储存内压压力容器，按《压力容器安全技术监察规程》规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气50℃时的饱和蒸汽压力，可取液化石油气容器的设计压力为2.16MPa，属于中压容器。而且查得当容器上装有安全阀时，取1.05～1.3倍的最高工作压力作为设计压力；所以取2.16MPa的压力合适。属于中压容器[5]。设计温度为50摄氏度，在-20～200℃条件下工作属于常温容器。筒体的选材及结构根据液化石油气的物性选择罐体材料，碳钢对液化石油气有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1㎜/年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20R和16M

6、nR这两种钢材。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，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材料。钢板标准号为GB6654-1996。筒体结构设计为圆筒形。因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，这类容器应用最广[1，5]。封头的结构及选材30黑龙江科技大学课程设计封头有多种形式，半球形封头就单位容积的表面积来说为最小，需要的厚度是同样直径圆筒的二分之一，从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺

7、点是深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。椭圆形封头的应力情况不如半球形封头均匀，但对于标准椭圆形封头与厚度相等的筒体连接时，可以达到与筒体等强度。它吸取了蝶形封头深度浅的优点，用冲压法易于成形，制造比球形封头容易，所以选择椭圆形封头，结构由半个椭球面和一圆柱直边段组成。查椭圆形封头标准（JB/T4737-95）表2.1椭圆封头标准公称直径DN曲面高度h1直边高度h2内表面积Fi/m2容积V/m330007505010.23.89封头取与筒体相同材料[1,5]。30黑龙江科技大学课程设计3设计计算3.1筒体壁厚计

8、算查《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnR的密度为7.85t/m3，熔点为1430℃，许用应力列于下表：表3.116MnR许用应力钢号板厚