焊接结构设计-沈阳理工大学课程设计论

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1、沈阳理工大学课程设计论文目录1基本技术参数的设定21.1钢板材料的选择21.2公称直径的选择21.3设计温度21.4设计压力p21.5焊接接头系数φ31.6设计寿命31.7圆筒厚度的选择32容器的结构设计42.1封头的设计42.1.1封头厚度的设计42.1.2封头的结构尺寸42.2鞍座的结构和选用52.2.1鞍座型号的选择52.2.2鞍座位置的设定72.3压力容器常用零部件及安全附件的选用82.3.1人孔的选择82.3.2接管和法兰的设计112.3.3垫片的设计122.3.4螺栓（螺柱）的设计132.3.5液面计的选择142.3.6压

2、力表和温度计的选择143容器强度的校核153.1液压试验的应力强度校核153.2圆筒轴向弯矩计算153.3圆筒轴向应力计算及校核173.4圆筒及封头切向剪应力的计算及校核193.4.1圆筒切向剪应力的计算193.4.2切向剪应力的校核203.5鞍座的设计及校核213.5.1腹板水平分力及强度校核213.6开孔补强的计算及校核223.6.1补强设计方法判别223.6.2有效补强范围233.6.3有效高度的确定23II沈阳理工大学课程设计论文3.6.4补强面积的计算234卧式储罐的焊接254.1焊接接头与坡口254.1.1焊接接头254.

3、1.2焊接坡口264.2焊接顺序274.2.1焊前清理274.2.2焊接过程和顺序274.2.3焊后处理284.2.4注意事项28特别鸣谢30参考文献31II沈阳理工大学课程设计论文绪论近年，压力容器被广泛应用于现代的工业、民用及军用等部门。压力容器在社会各行各业的生产、储存、运输等方面具有不可取代的地位，在发展国民经济、巩固国防、解决人们衣食住行等方面起着极为重要的作用。目前我国普遍采用常温压力贮罐,常温贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比:前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造及安装

4、复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。一般贮存总量大于500或单罐容积大于200时选用球形贮罐比较经济;而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属耗量大占地面积大,所以在总贮量小于500,单罐容积小于100时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。一般选用卧式圆筒形贮罐,只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形浓硫酸贮罐的设计。本储罐的焊接结构主要设计了筒体壁厚，支座，封头，法兰，加强圈等。根据储存介质的要求来进行储罐的选材，本次设计的介质为浓硫酸，储体选用Q-23

5、5B。根据施工现场的环境要求及罐体厚度等选择合适的焊接方法。设计的封头为标准椭圆形封头，设计的支座为鞍式支座。卧式浓硫酸贮罐设计的特点，应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收;并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规)的监督。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。31沈阳理工大学课程设计论文基本技术参数的设定1.1钢板材料的选择因为储存介质为浓硫酸，温度为常温，会与铁、铝发生钝化，表面形成一层致密的保护膜，并结合经济成本选择碳素结构钢Q235C

6、钢板。根据GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》对Q235C钢板用于压力容器制造。使用规定如下：a.容器的设计压力小于1.6MPa；b.容器的设计温度：Q235C钢板为0~300℃；c.用于容器壳体的钢板厚度：Q235C不大于40mm。1.2公称直径的选择设圆筒内径为D，一般卧式容器的长径比应控制在L/D=2~6（antocad压力容器设计p66），该设计中筒体长度为L=3D，选用标准椭圆封头EHA，充装系数为0.9，椭圆封头的容积为V₁=4/3(a.b²)=D³/24,V₂=(πD²/4).L则其体积可表示为：由此可得D=27

7、69mm，根据GB/T9019-2001《压力容器公称直径》表1圆整为D=2800mm。1.3设计温度设计温度是指压力容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。对于0℃以上工作的金属材料，设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度;对于0℃以下工作的金属材料，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。该容器使用温度为常温，所以设计温度为50℃。1.4设计压力p31沈阳理工大学课程设计论文设计压力p是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设

8、计载荷条件。设计压力也是标注在铭牌上的压力。在确定容器的设计压力时，应遵循设计压力应不小于容器工作压力的原则。根据JB4371-2005《钢制卧式容器》的规定液柱静压力：根据化学化工物性数据手册无机卷表3.6.5查饱和蒸