1、 压力容器与管道安全课程设计压力容器与管道安全课程设计 班班 级级 专专 业业 安全工程安全工程 姓姓 名名 学学 号号 课程名称课程名称 压力容器与管道安全压力容器与管道安全 指导教师指导教师 xxx xxx xxx xxx xxx xxx 目录目录 一、一、 设计时间及地点设计时间及地点 二、二、 目的与任务目的与任务 三、三、 设计题目设计题目 1. 筒体和附件材料的选择 . 3 1.1.1 封头的选择 3 1.1.2 支座的选取 3 四四、工艺计算工艺计算 11 筒体壁厚的计算 . 4 1.2 封头壁厚的计算 . 4 1.3 鞍座的计算 5 1.41.4 筒体轴向应力校核筒体轴向应力校
2、核 1.4.1 筒体轴向弯矩计算. 5 1.5 筒体轴向应力计算 6 1.6 筒体和封头切向应力校核 7 1.6.1 筒体切向应力计算. 8 1.6.2 封头切向应力计算. 8 1.7 筒体环向应力校核. 8 1.7.1 环向应力计算 8 1.8 鞍座有效断面平均压力 . 9 1.9 开孔补强的计算 . 10 一一、设计时间及地点设计时间及地点 二、二、目的与任务目的与任务 本课程设计是在学完压力容器与管道安全之后综合利用所学知识完成一 个压力容器设计。该课程设计的主要任务 1.是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对压力容器的结构、原理、特 性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识
3、的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍， 查阅手册、 图表和文献资料的自学能力。 通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际设计方案的分析比较，设计计算，元件选择等环节，初步掌握工 程中压力容器设计方法。 4.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确 的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科 研工作打下一定的基础。 三三、设计题目、设计题目 某厂需添置一台液氨贮罐，已知：设计压力 p=1.5MPa，设计温度 T=39，容 器内径 D=1190mm，容积 V=2.7 立方米，设备充装系数 0.9，采用鞍式支
4、座。试设 计该设备。 1. 筒体和附件材料的选择 纯液氨腐蚀性小，贮罐可选用一般碳素钢，压力容器专用钢板为 20R，另外 还有一些合金钢，如 16MnR、15MnVR 等也适合做为压力容器的钢板。 1.1.1 封头的选择 几何方面，就单位容积的表面积来说，以半球形封头为最小。椭圆形和蝶形 封头的容积和表面积基本相同，可以近似认为相等。 力学方面， 在直径、 厚度和计算压力相同的条件下， 半球形封头的应力最小， 二向薄膜应力相等，而沿经线的分布式均匀的。如果与壁厚相同的圆筒体连接， 边缘附近的最大应力与薄膜应力并无明显不同。 椭圆形封头的应力情况就不如半 球形封头均匀。由应力分析可知，椭圆形封头
5、沿经线各点的应力是变化的，顶点 处应力最大，在赤道上可能出现环向内压应力，对于标准椭圆形封头与壁厚相等 的圆筒体相连接时，其可以达到与筒体等强度2。 1.1.2 支座的选取 本题目为鞍式支座。 四、工艺计算 11 筒体壁厚的计算 筒体的理论计算壁厚公式为2： p Dp t ic 2 (3.1) 式中 筒体的理论计算壁厚，mm； pc筒体计算压力，MPa； Di筒体内径，mm； t钢板在设计温度下的许用应力，MPa; 焊接接头系数，其值为 1。 取计算压力 pc=p=1.5MPa，筒体内径 Di=DN=1190mm，查表 2.1 知 16MnR 在 设计温度为 39时的许用应力为t=163MPa，将这些数值代入公式(3.1)计算出 筒体的计算厚度为： mm p Dp t ic 5.5 5.111632 11905.1 2 由于液氨对金属有一定的腐蚀，取腐蚀裕量 C2=2mm，故筒体的设计厚度为： mmC5.725.5 2d 由钢板厚度负偏差表查得 C1=0.8mm，故名义壁厚为： mmC3.88.05.7 1dn 圆整后取n=8mm。 1.2 封头壁厚的计算 1.2.1采用的是标准椭圆形封头，各参数与筒体相同，其厚度计算式为2： mm p Dp t ic 49.5 5.15.011632 11905.1 5.02 设计厚度为：mmC49.7249.5 2d 名义厚度为：mmC29.
