环戊二烯二聚罐机械设计

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1、学号：1102410050411024100527项目实习报告环戊二烯二聚罐机械设计学院机电工程学院专业过程装备与控制工程班级装控11-5学生陈明东曾利贤指导教师刘雁陈小玲设计时间2014年6月15日至2014年7月10日设计任务书设计题目：环戊二烯二聚罐机械设计设计任务：设计一环戊二烯二聚罐，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：工作温度：T=79/60℃；公

2、称直径：DN=2000㎜；筒体长度（不含封头）：Lo=4500㎜。任务下达时间：2014年6月16日完成截止时间：2014年7月10日目录设计任务书I1前言22设计选材及结构42.1工艺参数的设定42.1.1设计压力和设计温度42.1.2筒体的选材及结构42.1.3封头的结构及选材43设计计算63.1筒体壁厚计算63.2封头壁厚计算63.3压力试验74附件选择84.1人孔选择84.2进出料接管的选择94.3液面计的设计104.4安全阀的选择104.5鞍座的选择114.5.1鞍座结构和材料的选取114.5.2

3、容器载荷计算114.5.3鞍座选取标准124.5.4鞍座强度校核125容器焊缝标准145.1压力容器焊接结构设计要求145.2筒体与椭圆封头的焊接接头145.3管法兰与接管的焊接接头145.4接管与壳体的焊接接头146筒体和封头的校核计算166.1筒体轴向应力校核166.1.1由弯矩引起的轴向应力166.1.2由设计压力引起的轴向应力176.1.3轴向应力组合与校核176.2筒体和封头切向应力校核187人孔开孔补强计算288总结31311前言本设计是针对学校所安排的一次项目实习，要综合运用所学的知识并查阅相

4、关书籍完成设计，并对不懂得问题与企业和学校的指导老师交流和沟通。本设计的液料为环戊二烯，环戊二烯，一种化学活性很高的脂环烃，分子式C5H6。存在于煤焦油中。石油馏分如石脑油或瓦斯油裂解时，也生成环戊二烯。无色液体。熔点－97.542℃，沸点40℃，相对密度0.8021（20／4℃）。环戊二烯在室温下聚合，生成二聚环戊二烯，工业品也是二聚体；在100℃以上聚合，生成三聚体、四聚体。二聚环戊二烯熔点33.6℃，沸点170℃（分解）。二聚环戊二烯加热时部分分解成环戊二烯，在常压下进行蒸馏时，使分馏柱顶上的温度保持

5、在41～42℃，即可安全转变为环戊二烯。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

6、进行设计。312设计选材及结构2.1工艺参数的设定2.1.1设计压力和设计温度根据《化学化工物性数据手册》查得50℃蒸汽压为2032.5kpa，可以判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，可取环戊二烯二聚罐的设计压力为0.53Mpa，属于低压容器。工作压力最高为0.35MPa，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；根据安全阀爆破压力取0.53Mpa的压力合适

7、。属于低压容器。设计温度为99摄氏度，在-20～200℃条件下工作属于常温容器。2.1.2筒体的选材及结构根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨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Q345R和Q245R这两种钢材。如果纯粹从技术角度看，建议选用Q345R类的低碳钢板，Q345R钢板的价格虽比Q245R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，Q245R钢板为比较经济。所以在此选择Q245R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

8、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。2.1.3封头的结构及选材封头有多种形式，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。31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