《立式圆筒容器焊接工艺设计》.doc

沈阳理工大学课程设计论文 PAGE  PAGE II 1 产品的介绍 压力容器是一种密闭的承压容器，其应用广泛，用量大，但又比较容易发生事故，且事故往往是严重的。与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制﹑结构细节﹑制造工艺﹑检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。 储罐用以存放酸、醇、气体等提炼的化学物质。其种类很多，分别包括立式，卧式，运输，搅拌等多个品种。用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐，防腐储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的防腐储罐等储罐。 本设计是设计一立式筒体容器容器。存放腐蚀介质的筒体容器是工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体壁厚设计 、封头壁厚设计、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及其他接管的设计与选取。 筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件，它构成了完成化学反应或储存物所需的最大空间。筒体一般是由钢板卷制或压制成型后组装焊接而成。当筒体直径较小是，可采用无缝钢管制作。对于即轴向尺寸较大的筒体，采用环焊缝将几个筒节拼焊制成。根据筒体的承载要求和钢板厚度，其纵焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不坡口的对接接头。对于承受高压的厚壁容器筒体，除了采用单层厚钢板制作外，也可以采用层板包扎、热套、绕带或绕板等工艺制作多层筒体结构。 封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。 压力容器按工作压力划分可分为低压、中压、高压和超高压四类。按等级原则划分如下：低压：0.1MPa≤p﹤1.6Mpa；中压：1.6MPa≤p﹤10Mpa；高压：10MPa≤p﹤100Mpa；超高压：p≥100Mpa。按照容器的设计温度，可分为低温容器、常温容器及高温容器。按质量要求分类又可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类容器，本产品为Ⅱ类容器。 2 焊接结构设计 2.1 筒体容器的基本参数 2.1.1 设计参数 材质：16MnR 工作压力：2.0MPa 容积：40m3 设计温度为室温：20℃ 存放腐蚀介质 由此确定本筒体容器为中压、常温容器。 2.2 筒体容器经济尺寸的选择和载荷 2.2.1 筒体容器经济尺寸的选择 对于容积不大于1000m3的筒体容器，应选用等壁厚圆筒。 计算容积：  SKIPIF 1 0  （2.1） 式中 D—圆筒内径，m； H—圆筒高度，m。 按材料最省和按费用最省两种方法计算圆筒的经济尺寸，在不考虑基础和土地费用的情况，对等壁厚小型封闭筒体是完全相同的。因此计算筒体的经济尺寸为 SKIPIF 1 0 。 圆筒高度 SKIPIF 1 0  圆筒内径 SKIPIF 1 0 ，取公称直径 SKIPIF 1 0  2.2.2 载荷 设计筒体时必须考虑以下载荷： 内压、外压或最大压差； 液体静压力。 2.3 筒体厚度设计 2.3.1筒体厚度的确定 筒体的设计首先要确定厚度。在筒体中环向应力是占控制地位的，因而厚度是根据环向应力确定的。圆筒的计算厚度一般可按下式计算，即  SKIPIF 1 0  （2.2）  SKIPIF 1 0  （2.3） 式中  SKIPIF 1 0 —圆筒的计算厚度，mm；  SKIPIF 1 0 —圆筒的设计厚度， SKIPIF 1 0 ，mm；  SKIPIF 1 0 —圆筒的名义厚度， SKIPIF 1 0 ，mm；  SKIPIF 1 0 —圆筒的有效厚度， SKIPIF 1 0 ，mm；  SKIPIF 1 0 —计算压力，MPa；  SKIPI