优化设计在同种介质储罐系列化设计中应用

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1、优化设计在同种介质储罐系列化设计中应用　　摘要：对压力容器的名义厚度进行了分析，通过实例计算，采用强度计算公式进行分析，比较三种方案计算结果存在一定的差异，选出最佳的设计方案，并在工程设计上结合制造单位特点提出相应的控制方法。Abstract：Thepaperanalyzesthenominalthicknessofpressurevessel，throughtheexamplecalculatingandformulaofstrengthcalculation，comparesthedifferenceamongthreecalculationresults

2、，andselectsthebestdesignprogram，andputsforwardthecorrespondingcontrolmethodscombiningwithmanufacturingunitcharacteristicsinengineeringdesign.关键词：储罐；系列化；设计；厚度；制造Keywords：storagetanks；series；design；thickness；manufacturing中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）14-0037-020引言5针对同时拥有压力容器设计

3、和制造资质的单位，经常不定期出现相同参数的固定式压力容器设计和制造定单现象，这一现象经常会造成设计人员大量重复设计工作。1优化设计在储罐产品系列化设计中的应用该设计从两个方面下手，一是根据国家标准规范，二是结构形式优化与制造相统一，其中设计选材是整个设计的灵魂，将在这里面详细介绍。1.1根据GB150.3-2011《压力容器》规定，pC≤0.4[σ]t？准时，设计温度下圆筒的设计厚度计算公式：δ=pCDi/（[σ]t？准-pC）其中：δ计算厚度；pC计算压力；Di内直径；[σ]t设计温度下材料的许用应力；？准焊缝系数。1.2根据GB150.1-2011《压力容

4、器》规定名义厚度nominalthickenss：设计厚度加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度。设计厚度designthickenss：计算厚度与腐蚀余量之和。计算厚度requiredthickenss：按本标准相应公式计算得到的厚度。需要时，桑应计入其他载荷所需厚度。δn=δ设+C2+园整值=δ+C1+C2+园整值其中：δ设计算厚度；5C1钢板厚度负偏差；C2腐蚀裕量。壳体作为压力容器本体中的主要受压元件，是压力容器设备总质量的重要组成部分之一，从设计厚度公式可以发现当设计压力一定时，选用不同的直径规格，所得设计厚度不同。但总存在一个直径，计算所

5、得的名义厚度是最经济的，该厚度的钢板在满足强度性能要求下，其富裕量最少。由于目前国内批量Q345R钢板规格厚度为…18、20、22…，所以重量差存在于圆整量的大小。例如：一台80m3液氨储罐，卧式容器，无保冷设施，设计压力为2.16MPa，腐蚀裕量为2mm，焊缝系数？准=1，钢板厚度负偏差0.3，罐体选Q345R材料，许用应力[σ]t=185MPa。①直径DN=2900mm时，代入公式δ=pCDi/（[σ]t？准-pC）计算得δ=2.16×2900/（185×1-2.16）=17.03mm（满足强度厚度）筒体壁厚δn=δ+C1+C2+园整值=17.03+0.3

6、+2+园整值=20mm，其中圆整量为0.67mm；②直径DN=3000mm时，代入公式δ=pCDi/（[σ]t？准-pC）5计算得δ=2.16×3000/（185×1-2.16）=17.62mm（满足强度厚度）筒体壁厚δn=δ+C1+C2+园整值=17.62+0.3+2+园整值=20mm，其中圆整量为0.08mm；③直径DN=3100mm时，代入公式δ=pCDi/（[σ]t？准-pC）计算得δ=2.16×3100/（185×1-2.16）=18.20mm（满足强度厚度）筒体壁厚δn=δ+C1+C2+园整值=18.20+0.3+2+园整值=22mm，其中圆整量为

7、1.5mm；在储罐外形尺寸满足公司热处理炉要求前提下，通过多种直径规格验算比较判定，DN=3000mm直径规格为最优方案，由于壁厚最小，罐体重量最轻，耗材最少，最经济。1.3在结构上，根据钢材生产单位常规板宽尺寸进行调整分布，统一了安全附件（安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、安全连锁装置、压力表、液位计、测温仪表等）、人孔林、内部斜梯、接管、支座等的定位，使得容器内件和壳体间的焊接避开因为钢板尺寸限制造成的壳体上的A、B类焊接接头，避免产生过大的温度梯度，减小局部应力。1.4在制造材料的选取上，优先选用同一炉批号的钢板，并且降低采购成本。1.55压力容器部分元件

8、的系列化，通用性强，车间在制造的过程中