浙大化机所承压设备设计与安全分析报告大作业2..doc

DN800容器 应力分析报告 Stress Analysis Report 浙江大学化工机械研究所 Institute of Process Equipment，Zhejiang University Apr., 2012  DN800容器 应力分析报告 Stress Analysis Report 计算编制： (PRE.) 校 核： (CHK.) 审 核： (REV.) 批 准： (APR.) 浙江大学化工机械研究所 Institute of Process Equipment，Zhejiang University Apr., 2012 目 录 1 设计依据 1 2.1 用户委托数据（表1） 2 2.2 计算条件 2 2.2.1设计工况下的载荷计算条件（表2） 2 2.2.2设计工况下的材料性能（表3） 3 2.2.3正常操作工况疲劳计算条件（表4） 3 3 罐体主要部件厚度的初步计算 4 3.1 筒体厚度 4 3.2 封头厚度 4 3.3开孔接管补强结构尺寸的初步确定 4 4 分析与计算 5 4.1 分析方法 5 4.2 力学计算 5 4.2.1力学模型 5 4.2.2边界条件 7 4.2.3设计工况计算 8 4.2.4应力线性化 8 5 应力强度评定 10 6 疲劳强度评定 12 7结论 13 8 技术要求 14 附录1：模型设计工况下应力线性化数据 15 1 设计依据 （1）TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 （2）JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》(2005年确认版) （3）承压设备课程大作业提供的容器参数。2 设计参数与载荷分析 2.1 用户委托数据（表1） 设计参数和条件如表1所示。 表1 容器设计参数与条件表 设计压力 /MPa 0.7 操作压力 /MPa 0.0~0.7 设计温度 /℃ 100 试验温度 /℃ 20 腐蚀裕量 /mm 2 接管N1材料 16Mn Ⅲ 筒体直径 /mm φ800 封头类型 标准椭圆形 年交变次数(正常工作) /次 17520 设计寿命 30年 总循环次数 /次 17520×30=525600 2.2 计算条件 2.2.1设计工况下的载荷计算条件（表2） 表2 设计工况下的载荷计算条件表 设计工况 温度 /℃ 100 压力 /MPa 0.7 2.2.2设计工况下的材料性能（表3） 表3 设计工况下材料性能表（泊松比取0.3） 设计工况 筒体Q345R （6~16 mm） Sm 1 /MPa 196 E /MPa 1.91×105 封头Q345R （6~16 mm） Sm 2 /MPa 196 E /MPa 1.91×105 接管 16Mn Ⅲ锻件 Sm3 /MPa 163 E /MPa 1.91×105 2.2.3正常操作工况疲劳计算条件（表4） 表4 正常操作工况疲劳计算条件表 设计寿命 30年 总循环次数 变压工况 525600 设备正常工作时加压、卸压， 年交变工况为17520次，设计寿命为30年，总循环次数为525600。 3 罐体主要部件厚度的初步计算 采用JB4732-95（2005年确认版）的有关计算公式求得各部件厚度。因物料密度较小，不考虑介质静压。取钢板负偏差C1=0.3。. 3.1 筒体厚度 计算厚度：δ===1.4 mm 式中：K为载荷组合系数取1.0，pc为筒体计算压力取0.7 MPa，Sm1为Q345R（小于16mm）设计应力强度取196 MPa。 设计厚度：δd=δ+C2=1.4+2=3.4 mm 名义厚度：取δn=6 mm。 要求筒体成形后最小厚度为5.5 mm，则实际建模壁厚为3.5 mm。 3.2 封头厚度 标准椭圆形封头的计算厚度，按JB4732-95《钢制压力容器——分析设计标准》(2005年确认版)图7-1中参数为r/ ；K为载荷组合系数取1.0；pc为封头计算压力取0.7 MPa；Sm1为Q345R（6~16 mm）设计应力强度取196 MPa。 设计厚度：δd=δ+C2=2.0+2=4.0 mm 名义厚度：取δn=6 mm 要求封头成形后最小厚度为5.5 mm，则实际建模壁厚为3.5 mm。 3.3开孔接管补强结构尺寸的初步确定 设计条件中，压力变化幅度大、交变次数多，结构尺寸主要由疲劳载荷确定。为降低制造成本，本设计采用厚壁管