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液化石油气储罐设计说明书

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故充液总重量为G1?(ma?m3?mc)?9.81?1909642N 故充水总重量G2?(ma?m4?mc)?9.81?41031N

建立力学模型,把上述计算所得的质量产生 的重力,简化为沿容器轴线作用的分布载荷, 即右图,总长为L'=7227mm

q?GL'q

qL'先求出A、B两点的支反力,FA?FB?

22qL'qL'aqa2在跨中截面处,支座处的弯矩分别为M?M??2 82,

qL'qL'aqa2??22 支座最佳位置处8得:a=L=,

'2L'?L'地脚螺栓孔中心线剧环焊缝之间的距离a=a-=(圆整a=1075), 2'L'?L所以a=a+=

2'两个地脚螺栓孔中心线之间的距离L1=4230

qL'qL'aM??

82应力校核 ①?max=

2Pc?DM+ 4?e0.785D2??e式中:计算压力pc?2.1MPa 有效厚度?e?13.7mm 圆筒跨中截面的最大弯矩M1?294323.6N.m 公称直径D?2300mm 将以上数据代入公式得?max?93.3MPa

?min?pcDM?4?e0.785D2?e

代入具体数据得?min?82.97MPa>0,说明整个跨中截面不会出现压应力。

由《钢板许用应力表》可得Q345R的???t?189MPa,又因为??1,所以

?max<???t?。即正常操作时可以满足强度条件。液压试验状态下

2.液压试验

液压试验状态下最大应力由试验压力及弯矩引起,位于该截面的最低点,其计算公式为:?Tmax?pTDMT?,最大压应力在盛满4?e0.785D2?e液体而未升压时有最大值,故压力试验时压应力的最大值为:

?Tmin??MT

0.785D2?ePT?1.25?P?[?]?2.625MPa,有效厚度?e?13.7mmMT?6323.95N.m [?]t代入具体数据得?T,max?110.3MPa ?T,min?-0.11MPa

?T,max?110.3MPa?0.9?Rel???0.9?345?1?310.5MPa,所以液压试验也满

足强度条件。 稳定性判断

由公式A?0.094确定计算系数A R0?e 式中:圆筒外径R0?D?Sn?1160mm 2 有效厚度?e??n?C?13.7mm 将以上数据代入公式得A?1.1?10?3

根据圆筒的材料选择相应的系数B图,A值位于曲线的右方,则根据E?2?105MPa,查教材194页图14-5得

B?2AE?48.9MPa。 3 因为稳定许用压缩应力??cr??B=48.9MPa,所以很明显

max?-?min,-?Tmin?<??cr?,即

圆筒符合强度条件。

综合上面的强度条件和稳定性条件圆筒都符合,因此这个储罐可以安全使用。 开孔及补强 开孔

压力容器不可避免地要开孔并往往带有管子或凸缘。容器开孔接管后在应力分布和强度方面会带来如下影响:(1)开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中;(2)接管处容器壳体与接管形成不连续应力;(3)壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引起应力集中。这样往往在开孔接管根部产生很大的应力峰值,引起局部强度削弱,必要时须采取一定的补强措施。 (1)判断是否需要开孔补强 不另行补强的最大开孔直径:

容器开孔并非都需要补强,因为常常有各种强度富裕量存在。例如,壳体和接管的有效厚度超过计算厚度,有一定的多余壁厚,接管根部的填角焊缝等,都会使开孔接管的局部削弱得到一定的加强。当开孔直径较小,两相邻开孔相距较远,且在离连接边缘较远处开孔时,可考虑不进行补强。

按GB150规定,壳体开孔接管公称直径小于或等于89mm可不另行补强,但本次设计人孔的公称外径为530mm>89mm,所以进行补强圈补强。

(2)判断本次设计是否符合JB/TC 4736?2002《补强圈》

本次设计:a)容器设计压力2.1MPa<6.4MPa

b)容器设计温度50。C<350。C

c)容器钢材的标准抗拉强度下限<540MPa d)壳体开孔处的名义厚度?n?16<38mm e)补强圈厚度10mm<1.5?n

所以补强圈的设计标准可用JB/T 4736?2002《补强圈》 开孔补强的计算

由于人孔的筒节不是采用无缝钢管,故不能直接选用补强圈标准。本次设计所选用的人孔筒节的公称直径为500mm,查《回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表》得ds?S为530?12,H1?280mm。 内压圆筒补强法的具体计算:

Snt?12mm ,Set?Sn?C?(12?2.3)?9.7mm

(1)开孔所需的补强面积A=d??2??et(1?f?)

d=(530?2?12)?2?2.3?510.6mm(f??1) A=×=2选择与筒体相同的材料进行补强。 (2)有效补强圈的面积的计算

}max Ae=A1+A2+A3 B取{2d与d?2(?n??nt)因为2d= < d?2(?n??nt)=510.6?2?(16?12)?566.6mm故B=

(B?d)(???e)?2?et(?e??)(1?f?)=2 A1=

A2=2h1(?et??t)f??2h2(?et?C2)f? (人孔与筒体采用平齐式时,第二项为0)

h1?{d?nt和h外伸}min

h2=0

A2=2h 1(δet—δt)f1+2h2(δet—C 2)f1 = mm2 A3≈100 mm2

Ae=A1+A2+ A3= mm2 所以 (840—530)δ=—=

δ= 考虑到钢板负偏差并圆整,实取补强厚度18mm,补强材料与壳体材料相同

材料的选用

压力容器主体材料的选用

液化石油气储罐设计说明书

故充液总重量为G1?(ma?m3?mc)?9.81?1909642N故充水总重量G2?(ma?m4?mc)?9.81?41031N建立力学模型,把上述计算所得的质量产生的重力,简化为沿容器轴线作用的分布载荷,即右图,总长为L'=7227mmq?GL'q
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