油罐与管道强度设计课程设计

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1、《油罐与管道强度设计》课程设计题目所在院（系）专业班级学号学生姓名指导教师完成时间14目录1设计总说明11.111.2………………………………………………………………………………………………………...2计算说明书22.1设计原始数据22.2油罐尺寸确定22.3油罐罐壁的设计计算42.3.1油罐罐壁钢板的尺寸和排板确定42.3.2罐壁各层钢板厚度的计算52.4油罐罐底的设计计算62.5罐顶的设计计算62.5.1计算载荷（设计压力）的确定92.5.2油罐罐顶的校核……………………………………………

2、…………………….参考文献…………………………………………………………………………….37附录38141设计说明书2设计计算书2.1设计的基本参数设计压力P＝0.1MPa设计温度T＝200C介质汽油焊缝系数＝1腐蚀裕量C2＝2mm筒体内径Di1=2600mm筒体长度L=8400mm封头内径Di2=2600mm主体材料16MnR其设计温度下许用应力水压试验压力PT=0.125MPa钢板厚度负偏差C1=0.25mm2.2壳体壁厚计算2.2.1筒体壁厚计算由设计书中的公式(2-1)计算筒体壁厚壁厚附加

3、量C＝C1＋C2＝2＋0.25＝2.25mm由于最小壁厚规定并且所以＋C＝5.2＋2.25＝7.45mm圆整后，实选壁厚mm142.2.2封头壁厚计算由设计书中的公式(2-2)计算封头壁厚由于最小壁厚规定并且壁厚附加量C=C1＋C2＋C3＝0.25＋2＋2＝4.25mm＋C＝5.2＋4.25＝9.45mm圆整后实选壁厚＝10mm2.2.3许用外压力[P]许用外压力[P]是根据油罐内压强度得到有效壁厚，再据GB150－1998《钢制压力容器》，按外压圆筒和外压椭圆形封头进行确定。2.2.3.1设计

4、外压Py地下油罐的设计外压Py由覆土外压P1决定。土是由土粒、水和气所组成的非连续介质，若把土体简化为连续体，而应用连续体力学来研究土中应力的分布时，应注意到，土中任意截面上都包括有骨架和孔隙的面积在内，所以在计算土中自重应力时只考虑土中某单位面积上的平均应力。在计算土中自重应力时，假设天然地面是一个无限大的水平面，因此在任意竖直面和水平面上均无剪应力存在。设地下罐筒体内半径为R，则在天然地面下任意深度H处(如图1)，作用于筒体外表面上竖向混土自重应力为：式中一混土的浮容重/(KN/m3)，17

5、000KN/m314图3-1任意深度H处，圆筒上任一点M的静压力分析图竖直面上还作用有水平向的侧向自重应力，由于沿任意水平面均匀地分布，所以混土在自重下只能产生竖向变形，而不能有侧向变形和剪切变形，从这一条件出发，在天然地面下任意深度H处除有作用于水平面上的竖向混土自重应力外，在根据弹性力学理论，作用在圆筒外表面的侧向混土自重应力应与成正比，而剪应力均为零，即：式中K0――土的侧压力系数，其中碎石土K0＝0.18～0.25，砂石土K＝0.25-0.33，粘土K＝0.33。取K0＝0.25。则在任

6、意深度H处，圆筒上任一点M的静压力P1为：圆筒最大静压力在X-X剖面上，但此点与圆筒外表面相切，不存在混土对圆筒产生静压力，而只有侧向静压力，因此根据华南理工大学等合编的《地基及基础》中计算挡土墙的土压力的方法，圆筒最大静压力的作用点假设在距离圆心1/3R处，即：则MPa式中Ho――地面距罐体顶部表面的距离/m，H0＝1.2m2.40.1362MPa外压校核2.4.1筒体0.1362MPa外压校核已知：mm14筒体计算长度：mm圆筒外径：D0＝2600＋15＝2615mm所以查GB150－98中

7、图4－2，内差法求得：A＝0.用A值查GB150－98中图4－5知，A落在设计温度下材料线的左方，所以许用外压力用GB150-98中4－2式计算：式中E――材料弹性模量，由GB150-98中表I5内差法得：E=2.MPa则MPa因为〈PY＝0.MPa所以圆筒选10mm的壁厚不满足要求。2.4.2封头0.MPa外压校核已知＝10mmmm其当量半径Ri=0.9Di=0.9mm则由GB150-98中4－6式得查GB150－98中图4－5内差法求得B＝565由GB150－98中4－7式计算许用外压力MP

8、a因为〉PY＝0.MPa所以封头壁厚选10mm的钢板满足条件。2.7筒体加强圈的设计计算假设筒体壁厚取mm圆筒计算壁厚mm14圆筒计算长度L＝8913mm2.7.1加强圈数的确定计算设3个加强圈后，计算长度Ls=mm则查GB150－98中图4－2，内差法求得：A=0.00035用A值查GB150-98中图4－5知，A落在设计温度下材料线的右方，则有内差法求得：B=475，按下式计算许用外压力：MPa因为所以该筒体采用10mm厚的16MnR钢板制造，设置3个加强圈，其结果满足外压强度要求。2.7.