空氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)【壓力容器儲(chǔ)罐】【60立方米】,壓力容器儲(chǔ)罐,60立方米,空氣,設(shè)計(jì),壓力容器,60,立方米
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
課題名稱: 空氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算
課題類別：
專 業(yè)：
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
學(xué)生姓名：
一、 課題條件：
工作溫度：45℃；設(shè)計(jì)溫度：50℃
工作壓力：0.8 MPa；設(shè)計(jì)壓力：0.85 MPa
介質(zhì)：空氣
Di=3200mm
總?cè)莘e：60m3
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：
１、設(shè)計(jì)方案的擬定及材料準(zhǔn)備。
２、裝配圖設(shè)計(jì)及繪制
３、零件圖繪制
４、編寫技術(shù)報(bào)告一份，字?jǐn)?shù)不少于1.2萬字。
５、英文文獻(xiàn)翻譯，譯文不少于３千字。
三、計(jì)劃進(jìn)度：
１、課題調(diào)研、方案的擬定。2周
２、總裝圖的設(shè)計(jì)及繪制。3周
３、零件圖繪制。3周
４、編寫設(shè)計(jì)說明書。2周
５、英文資料翻譯。1周
６、答辯準(zhǔn)備及答辯。1周
四、主要參考文獻(xiàn)：
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[2] 陳國恒．化工機(jī)械基礎(chǔ)（第二版） [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006,1
[3]王志文，蔡仁良．化工容器設(shè)計(jì)[M] ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005,5
[4]丁伯民，黃正林．化工容器 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002，12
[5]劉孟昌．機(jī)械工程師設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999,3
[6]徐灝．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992,5
[7]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993,7
[8]虞和謙．機(jī)械工程手冊(cè) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997,9
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[10]汪愷．機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997,8
[11]紀(jì)明剛．機(jī)械設(shè)計(jì) [M]．北京：高等教育出版社，2001,5
[12]孫訓(xùn)方．材料力學(xué) [M]．北京：高等教育出版社，2001,7
[13]劉洪文．材料力學(xué)[ M] ．北京：高等教育出版社，2001,8
[14]初生．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) [M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，2000,12
[15]黃鶴訂．機(jī)械制造技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999,5
[16]王太辰．中國機(jī)械設(shè)計(jì)大典 [M]．江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002,3，1999
指導(dǎo)教師 教研室主任
2012 年 3 月 10 日 2012年 3月 10 日
外 文 譯 文
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
學(xué)生成績
機(jī)電與車輛工程學(xué)院
譯 文 要 求
1. 外文翻譯必須使用鋼筆，手工工整書寫，或用A4紙打印。
2. 所選的原文內(nèi)容必須與課題或?qū)I(yè)方向緊密相關(guān)，注明詳細(xì)出處。
3. 外文翻譯書文本后附原文（或復(fù)印件），譯文不少于3000字符。
譯 文 評(píng) 閱
評(píng)閱要求：應(yīng)根據(jù)學(xué)?！白g文要求”，對(duì)學(xué)生譯文的準(zhǔn)確性、翻譯數(shù)量以及譯文的文字表述情況等作具體的評(píng)價(jià)。
指導(dǎo)教師評(píng)語：
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
編號(hào)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 報(bào) 告
課題名稱: 空氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
指導(dǎo)教師：
畢 業(yè) 實(shí) 習(xí)（調(diào)研）報(bào) 告
專業(yè)班級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
機(jī)電與車輛工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
儀表空氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算
指導(dǎo)教師
實(shí)習(xí)單位（1~2個(gè)）
實(shí)習(xí)（調(diào)研）目的及實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)習(xí)期間應(yīng)掌握的關(guān)鍵技術(shù)
（由指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求填寫）
一．畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)目的
本次畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的目的是：從生產(chǎn)實(shí)際中去了解問題，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，把我們所學(xué)的知識(shí)真正的應(yīng)用于生產(chǎn)過程，學(xué)習(xí)生產(chǎn)技術(shù)和管理知識(shí)，鞏固所學(xué)基本理論，獲取本專業(yè)的實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)初步的實(shí)際工作能力和專業(yè)技能。同時(shí)，增強(qiáng)自己的勞動(dòng)理念和社會(huì)主義事業(yè)心，責(zé)任感，為將來的事業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二．畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容
1．了解實(shí)習(xí)單位的組織機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)組織管理情況。
2．鞏固、深化所學(xué)理論知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，提高動(dòng)手能力，培養(yǎng)分析和解決工程實(shí)際問題的初步能力。
3．了解卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理
4. 了解各類焊機(jī)的結(jié)構(gòu)及其工作原理，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿完成作好準(zhǔn)備。
三．應(yīng)掌握的關(guān)鍵技術(shù)
1.WD615系列工程機(jī)械用柴油機(jī)的特點(diǎn)及工作原理。
2.壓力容器的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)要求。
實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告
（含實(shí)習(xí)場(chǎng)所介紹、結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容所作具體工作、針對(duì)課題的調(diào)查及相關(guān)分析）
經(jīng)過學(xué)院的安排和老師的組織，我們針對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目有針對(duì)性的在濰柴動(dòng)力股份有限公司和濰坊凱力石油化工機(jī)械有限公司，進(jìn)行了為期兩周的畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)。
一．濰柴動(dòng)力股份有限公司
濰柴動(dòng)力股份有限公司,是由濰坊柴油機(jī)廠作為主發(fā)起人聯(lián)合境內(nèi)外投資者共同發(fā)起設(shè)立的符合現(xiàn)代企業(yè)制度的企業(yè)，是國家內(nèi)燃機(jī)研發(fā)、制造、銷售重點(diǎn)骨干企業(yè)。
其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于重型汽車、大客車、工程機(jī)械、船用、發(fā)電等大功率動(dòng)力配套市場(chǎng)。
公司致力于內(nèi)燃機(jī)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品開發(fā)能力居國內(nèi)同行業(yè)前列，總體工藝裝備水平居國內(nèi)領(lǐng)先地位。公司生產(chǎn)的WD615、WD618?柴油機(jī)在重型汽車、工程機(jī)械市場(chǎng)的平均占有率達(dá)到60%以上，?滿足歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)的斯太爾柴油機(jī)已提前法規(guī)要求投放市場(chǎng)，近年來10L/12L大功率柴油機(jī)一直保持市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。
WD615系列工程機(jī)械用柴油機(jī)
WD615系列工程機(jī)械用柴油機(jī)是在斯太爾WD615系列載重車用發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展創(chuàng)新的，現(xiàn)已成為工程機(jī)械的新型動(dòng)力，主要用于ZL50、ZL40裝載機(jī)，T160、T220推土機(jī)及壓路機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)械等工程機(jī)械領(lǐng)域。WD615系列工程機(jī)械柴油機(jī)充分考慮了工程機(jī)械的特殊要求，配套齊全，外形更美觀，具有更高的可靠性和更好的配套適應(yīng)性。
產(chǎn)品競爭優(yōu)勢(shì)：
（1）可靠性高??WD615系列柴油機(jī)采用隧道式結(jié)構(gòu)型式，曲軸箱與七道主軸承蓋鑄為一體，整體鍛造的氮化曲軸和優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造連桿以及采用柔性設(shè)計(jì)制造的強(qiáng)力螺栓等，均保證了柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)件的高可靠性；設(shè)計(jì)合理的高次方函數(shù)凸輪軸型線，使柴油機(jī)配氣系統(tǒng)具有更高的可靠性和更低的機(jī)械振動(dòng)噪音。充分考慮工程機(jī)械的使用特點(diǎn)，各系統(tǒng)配置和零部件設(shè)計(jì)留有足夠的安全系數(shù)和可靠性系數(shù)。根據(jù)計(jì)算，試驗(yàn)室以及市場(chǎng)檢驗(yàn)表明，柴油機(jī)一般平均故障間隔時(shí)間為兩千小時(shí)以上，平均大修期可達(dá)一萬小時(shí)以上。
（2）動(dòng)力性好、扭矩儲(chǔ)備大??該系列柴油機(jī)采用波許P型結(jié)構(gòu)高壓油泵、全程式調(diào)速器配低慣量多孔噴油器，通過供油特性校正和高效增壓器的合理匹配，動(dòng)力性能好，扭矩儲(chǔ)備大于20%，能夠滿足各種工程機(jī)械對(duì)功率和扭矩的要求。進(jìn)排氣管置于兩側(cè)，高壓油泵和油管在進(jìn)氣管側(cè)，使燃油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)免受排氣高溫影響。
（3）經(jīng)濟(jì)性好、燃油消耗和機(jī)油消耗低??三道新結(jié)構(gòu)活塞環(huán)，最佳配缸間隙，新型燃燒室和最佳渦流比匹配，干式缸套，平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋，避免了漏水漏氣，確保缸孔幾何形狀更加完美，降低了燃油消耗率和機(jī)油消耗率，增壓中冷機(jī)型最低燃油耗達(dá)到194g/kW.h，機(jī)油燃油消耗比小于0.3%。
（4）有良好的高原適應(yīng)能力??新型增壓器具有進(jìn)氣回流功能，拓寬了柴油機(jī)高效工作區(qū)范圍，能補(bǔ)償高原動(dòng)力損失。有良好的高原適應(yīng)性，柴油機(jī)設(shè)計(jì)海拔高度2000m，在此海拔高度柴油機(jī)功率不需降低。經(jīng)過優(yōu)化匹配及西寧高原工程機(jī)械研究所試驗(yàn)驗(yàn)證，在海拔4000m作業(yè)時(shí)工作正?？煽?，功率下降不大于3%。
（5）綠色、環(huán)保型??無石棉氣缸墊設(shè)計(jì)，無公害。??主體采用無襯墊結(jié)構(gòu)，框架式曲軸箱、沖壓式油底殼、高精度齒輪和扭轉(zhuǎn)棒齒輪傳動(dòng)，確保了柴油機(jī)的低噪音污染。煙度、廢氣排放大大低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，綠色環(huán)保。增壓機(jī)型可達(dá)到歐I排放標(biāo)準(zhǔn)。增壓中冷型可達(dá)到歐I和歐II排放標(biāo)準(zhǔn)。特別適合于隧道、倉庫、船艙等空間受到限制的場(chǎng)合作業(yè)。
（6）有良好的配套適應(yīng)性??WD615系列工程機(jī)械柴油機(jī)各種附件配件齊全，具有多種規(guī)格和不同型號(hào)的空濾器、消聲器、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)馬達(dá)、空壓機(jī)、風(fēng)扇、冷卻水箱、外置式機(jī)油冷卻器、油門轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、電動(dòng)停車機(jī)構(gòu)、冷起動(dòng)裝置等可供選配。也可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)配置。
（7）結(jié)構(gòu)合理、操作維修方便??單體式氣缸蓋，體積小、工藝性好、互換性強(qiáng)。零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，易于大批量組織生產(chǎn)，降低了制造、維修成本。
（8）制造工藝先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定可靠??鑄造采用先進(jìn)的KW-339型高壓造型線，熔化采用沖天爐—工頻爐雙聯(lián)熔煉及西德產(chǎn)有芯工頻保溫爐。曲軸采用得古沙公司鹽溶氮化設(shè)備，奧地利制造的內(nèi)銑床，日本進(jìn)口的曲軸磨床，曲軸動(dòng)平衡采用申克公司的動(dòng)平衡機(jī)。凸輪軸精磨是在進(jìn)口日本磨床上進(jìn)行。連桿大小頭孔的精加工是在進(jìn)口奧地利KRAUSE公司的精鏜床上加工。氣缸體精銑工序采用進(jìn)口瑞典山多維克刀盤，缸孔加工在進(jìn)口奧地利KRAUSE公司銑鏜床上進(jìn)行，氣缸蓋的槍鉸機(jī)床是從美國進(jìn)口的。關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)用確保了WD615系列產(chǎn)品的質(zhì)量。
二．濰坊凱力石油化工機(jī)械有限公司
濰坊凱力石油化工機(jī)械有限公司始建于1988年，總占地面積80000㎡，其中建筑面積28000㎡，現(xiàn)有總資產(chǎn)1億1千萬元，其中固定資產(chǎn)5200萬元，流動(dòng)資產(chǎn)5800萬元，現(xiàn)有職工300人，工程技術(shù)人員68名。公司2001年通過ISO9000質(zhì)量體系認(rèn)證，2005年，被列入壽光市百強(qiáng)企業(yè)?，F(xiàn)為“山東省專利明星企業(yè)，山東省高新技術(shù)企業(yè)?！惫纠喂虡淞⒘丝茖W(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持依靠科技創(chuàng)新為企業(yè)發(fā)展的突破口，在依靠高等院校為技術(shù)依托的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持以自主開發(fā)為主，公司設(shè)有自己的技術(shù)研發(fā)中心，技術(shù)力量雄厚，檢測(cè)手段齊全，為適應(yīng)生產(chǎn)及研發(fā)的要求，公司2007年以來又投入2500萬元新建6200㎡的車間一座，新添置了數(shù)控切割機(jī)，S-43超聲探傷儀、WE-300萬能材料試驗(yàn)機(jī)、SX721可見分光光度計(jì)、亞弧自動(dòng)焊接中心、三輥對(duì)稱數(shù)控卷板機(jī)等設(shè)備，為公司的盡快發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)公司還重視高新技術(shù)人員的培養(yǎng)，2008年以來三次派出人員到哈爾濱、湖南、西安等進(jìn)行學(xué)習(xí)培訓(xùn)，有兩名同志取得了“國際焊接技士”和“中國焊接協(xié)會(huì)（CWA）焊接技師資格證書”，并多次請(qǐng)上海等
地的教授及高級(jí)工程師進(jìn)行授課，使公司職工隊(duì)伍的技術(shù)素質(zhì)和水平得到了較快提高。
公司是國家一、二、三類壓力容器定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)，并具有一、二、三類壓力容器設(shè)計(jì)資格，主要產(chǎn)品以壓力容器、大型鑄件為主，其中壓力容器產(chǎn)品有與西安交大，中國海洋大學(xué)等聯(lián)合開發(fā)的新產(chǎn)品空氣干燥器等系列空氣凈化設(shè)備，炭黑專用生產(chǎn)設(shè)備“空氣預(yù)熱器”、“濕法造粒機(jī)”等。鑄件有通過V法造型、樹脂砂造型生產(chǎn)的抽油機(jī)曲柄、變速箱殼體、機(jī)床床身等，以上產(chǎn)品銷往全國各地十幾個(gè)省市和地區(qū)。通過真空密封造型新工藝生產(chǎn)的鑄件不但成品率高，表面光潔度好，并遏制了粘土砂造型中的粉塵污染，被稱為是“綠色鑄造工藝”。新開發(fā)的炭黑設(shè)備空氣預(yù)熱器、濕法造粒機(jī)等已銷往陜西、河北等地區(qū)，產(chǎn)品質(zhì)量深受用戶的信賴和好評(píng)。
1） .卷板機(jī)的工作原理
卷板機(jī)是彎曲金屬板材的設(shè)備，傳統(tǒng)卷板機(jī)機(jī)架為全鑄件。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，特別是近30年來。 焊接結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本上取代了鉚接結(jié)構(gòu)，并部分代替鑄造和鍛造結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外在重型機(jī)械制造方面，愈來愈多地用全焊鋼結(jié)構(gòu)代替全鑄結(jié)構(gòu)。例如：沖壓機(jī)、錘壓機(jī)、大中型機(jī)床等的機(jī)架或床身；大型齒輪、內(nèi)燃機(jī)及汽車傳動(dòng)軸等傳統(tǒng)鑄造件已迅速的改用全焊鋼結(jié)構(gòu)。其主要原因在于全焊鋼結(jié)構(gòu)重量輕，質(zhì)量高，生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)。隨著我國機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械化的程度得到了很大的提高，卷板機(jī)也從以前的手動(dòng)操作逐步發(fā)展為由電腦控制的全自動(dòng)的機(jī)器。卷板機(jī)的總體結(jié)
構(gòu)包括：大輥軸小輥軸，液壓系統(tǒng)以及卷板機(jī)機(jī)體。卷板機(jī)由于使用的領(lǐng)域不同，種類也就不同。目前廣泛使用的卷板機(jī)主要有：大型上輥萬能式卷板機(jī)，中型上輥萬能式卷板機(jī)，小型上輥萬能式卷板機(jī)，船舶專用三輥對(duì)稱式卷板機(jī)，油罐車用上輥數(shù)控萬能式卷板機(jī)，三輥卷板機(jī)等，當(dāng)然在卷板加工過程中，常常會(huì)遇到卷制出的筒體會(huì)出現(xiàn)中間大兩頭小的情況，也會(huì)盡量的克服這些問題。卷板機(jī)是專門用于金屬板材彎曲、成型、校正的一種通用設(shè)備，在造船、化工、鍋爐、水電、壓力容器以及機(jī)械制造各行業(yè)中，有著廣泛的應(yīng)用。
卷板機(jī)的工作原理是：上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置通過液壓缸內(nèi)的液壓
卷板機(jī)
油作用于活塞作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過主減速機(jī)的末級(jí)齒輪帶動(dòng)兩下輥齒輪嚙合作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為卷制板材提供扭矩。卷板機(jī)規(guī)格平整的塑性金屬板通過卷板機(jī)的三根工作輥(二根下輥、一根上輥)之間，借助上輥的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬板經(jīng)過多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑性變形，卷制成所需要的圓筒、錐筒或它們的一部分。
二）焊機(jī)的機(jī)構(gòu)和工作原理
電焊機(jī)（electric welding machine）實(shí)際上就是具有下降外特性的變壓器，將220V和380V交流電變?yōu)榈蛪旱闹绷麟?，電焊機(jī)一般按輸出電源種類可分為兩種，一種是交流電源的；一種是直流電的。直流的電焊機(jī)可以說也是一個(gè)大功率的整流器，分正負(fù)極，交流電輸入時(shí)，經(jīng)變壓器變壓后，再由整流器整流，然后輸出具有下降外特性的電源，輸出端在接通和斷開時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的電壓變化，兩極在瞬間短路時(shí)引燃電弧，利用產(chǎn)生的電弧來熔化電焊條和焊材，冷卻后來達(dá)到使它們結(jié)合的目的。焊接變壓器有自身的特點(diǎn)，外特性就是在焊條引燃后電壓急劇下降的特性。
常用電焊機(jī)從焊接電流上分有直流、交流、脈沖三類，但常用的是交流和直流逆變電焊機(jī)。交流焊機(jī)實(shí)質(zhì)是一個(gè)特殊變壓器，但直流逆變電焊機(jī)要復(fù)雜些，其控制方式現(xiàn)在基本采用變頻式。
電焊機(jī)的主要部件是一個(gè)降壓變壓器，次級(jí)線圈的兩端是被焊接工件和焊條，工作時(shí)引燃電弧，在電弧的高溫中將焊條熔接于工件的縫隙中。由于電焊變壓器的鐵芯有自身的特點(diǎn)，因此具有電壓急劇下降的特性，即在焊條引燃后電壓下降；在焊條被粘連短路 時(shí)，電壓更是急劇下降。在焊接操作時(shí)，雖然電路中的電流處處相等，但由于各處的電阻 不一樣，在不固定接觸處的電阻最 大(這個(gè)電阻叫接觸電阻)，根據(jù)焦?fàn)柖芍涸陔娏飨嗟葧r(shí)，則電阻越大的部位發(fā)熱越高，因此在焊 接時(shí)，焊條的觸頭也就是被接的金 屬體的接觸處的接觸電阻最大，則 在這個(gè)部位產(chǎn)生的電熱自然也就最 多，加之焊條是熔點(diǎn)較低的合金，自然容易熔化。熔化后的合金焊條芯 粘合在被焊物體上，冷卻后便把焊 接對(duì)象粘合在一塊。
實(shí)習(xí)效果分析
（實(shí)習(xí)收獲及對(duì)所做課題的幫助）
本次實(shí)習(xí)使我第一次親身感受了所學(xué)知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用，理論與實(shí)際的相結(jié)合，讓我們大開眼界，也算是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一個(gè)初審吧！這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)對(duì)于我們以后學(xué)習(xí)、找工作也真是受益菲淺。實(shí)習(xí)使我們的專業(yè)知識(shí)得到鞏固和開拓，使我們更容易將所學(xué)與實(shí)踐聯(lián)系起來；實(shí)習(xí)使我們認(rèn)識(shí)到自身知識(shí)的缺漏，必須重拾書本，虛心請(qǐng)教老師， ；實(shí)習(xí)使我們?cè)诮ㄖ囆g(shù)上、環(huán)境規(guī)劃上有了更大的提升。實(shí)習(xí)使我們更加明確自己的努力的方向，必須充分利用好圖書館的資料、網(wǎng)絡(luò)來加深自己的專業(yè)涵養(yǎng)。期間，我們收集到了一些專業(yè)上的珍貴圖片和工地現(xiàn)場(chǎng)的照片，這是最珍貴的第一手材料。專業(yè)實(shí)習(xí)還讓我懂得如何將理論和實(shí)際結(jié)合起來。我們要經(jīng)常跟蹤專業(yè)新技術(shù)、新動(dòng)態(tài)，時(shí)刻走在時(shí)代的前列；還要注重積累經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)習(xí)時(shí)，積累一些通用俗語，才能使自己慢慢地融入工人之中，更快地進(jìn)入工作角色；此外，還要注重養(yǎng)成終身的學(xué)習(xí)習(xí)慣，擴(kuò)大自己的知識(shí)面，才能促進(jìn)自己不斷進(jìn)步。在短短的二個(gè)星期中，讓我們初步讓理性回到感性的重新認(rèn)識(shí)，也讓我們初步的認(rèn)識(shí)了這個(gè)社會(huì)，對(duì)于以后做人所應(yīng)把握的方向也有所啟發(fā)！隨著時(shí)間的流失，到此我們?yōu)槠趦芍艿漠厴I(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)就完成了，在著兩周讓我學(xué)到了不少東西，我也非常感謝老師的幫助，這兩周的實(shí)習(xí)將是我在人生旅途上的寶貴財(cái)富。
指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)習(xí)情況評(píng)價(jià)：
實(shí)習(xí)成績：
指導(dǎo)教師： 年 月 日
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)議表
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
所在院系
機(jī)電與車輛工程學(xué)院
專業(yè)年級(jí)
指導(dǎo)教師
職稱
論文題目
空氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算
課題來源
工程實(shí)際
課題類別
工程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師意見：
預(yù)評(píng)成績：
簽名：
年 5 月 22 日
評(píng)閱教師意見：
評(píng)閱成績：
簽名：
年 5 月 25 日
答辯小組意見：
答辯成績：
答辯小組組長簽名：
年 月 日
綜合成績：
答辯委員會(huì)主任簽名：
年 月 日
結(jié)題報(bào)告
姓名
性別
年級(jí)
學(xué)號(hào)
系別
機(jī)電與車輛工程學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
設(shè)計(jì)題目
空氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算
題目來源
工程實(shí)際
題目類別
工程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師
宋洪梅
本課題研究的是空氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)過程中，具體包括總體方案設(shè)計(jì)及論證，儲(chǔ)罐的工藝計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各零部件的選型論證設(shè)計(jì)等。
工作總結(jié):
通過兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。
通過對(duì)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)合自己的專業(yè)知識(shí)首先對(duì)所設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐有了整體的了解，然后運(yùn)用二維AutoCAD軟件繪出零件圖以及裝配圖。
1．根據(jù)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，確定設(shè)計(jì)參數(shù)和容器類型。
2．在確保安全的前提下，經(jīng)濟(jì)、正確并且合理地選擇筒體和封頭結(jié)構(gòu)型式及材料。
3．通過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定筒體和封頭的壁厚，并通過水壓試驗(yàn)，確定筒體厚度是否滿足強(qiáng)度要求。
4. 容器的開孔及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)
5．附件的選擇，如支座結(jié)構(gòu)和材料的選取及設(shè)計(jì)。
6. 根據(jù)壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)容器的焊縫，其中包括筒體與橢圓封頭的焊接接頭、管法蘭與接管的焊接接頭、接管與殼體的焊接接頭設(shè)計(jì)。
通過這次設(shè)計(jì)，可以準(zhǔn)確快速的完成空氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)工作，初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)繪圖的融合，鞏固了在校學(xué)習(xí)的制圖學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)，學(xué)習(xí)了由原理到結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路。
但是，該設(shè)計(jì)還存在著欠缺和不足：
1．設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)需要長期積累，不斷充實(shí)和完善的,因此該設(shè)計(jì)內(nèi)容還有待于進(jìn)一步的補(bǔ)充、完善。
2．計(jì)算機(jī)軟件只是輔助工具，設(shè)計(jì)只能由人來完成，不能依賴計(jì)算機(jī)。
3．本設(shè)計(jì)有一定的局限性，所包括的內(nèi)容也不全面，離投入實(shí)際生產(chǎn)還有一定的距離。
今后要進(jìn)加強(qiáng)以下方面的工作：
（1） 考慮實(shí)際生產(chǎn)情況，結(jié)合相應(yīng)的實(shí)例進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)的實(shí)用性。
（2） 進(jìn)一步加強(qiáng)和完善強(qiáng)度方面的校核，保證設(shè)備的安全性。
（3） 利用三維圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，使所設(shè)計(jì)的設(shè)備更加安全和可靠。
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名
2012年5 月 30 日
院（系）學(xué)位委員會(huì)意見：
（簽章）
2012年6月 8 日
外 文 譯 文
外文出處Khimicheskoe i Neftyanoe Mashinostroenie
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
學(xué)生成績
譯 文 要 求
1. 外文翻譯必須使用鋼筆，手工工整書寫，或用A4紙打印。
2. 所選的原文內(nèi)容必須與課題或?qū)I(yè)方向緊密相關(guān)，注明詳細(xì)出處。
3. 外文翻譯書文本后附原文（或復(fù)印件），譯文不少于3000字符。
譯 文 評(píng) 閱
評(píng)閱要求：應(yīng)根據(jù)學(xué)校“譯文要求”，對(duì)學(xué)生譯文的準(zhǔn)確性、翻譯數(shù)量以及譯文的文字表述情況等作具體的評(píng)價(jià)。
指導(dǎo)教師評(píng)語：
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
摘要
壓力容器在石油、化工以及冶金等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)雖然簡單，但受力情況卻很復(fù)雜，一旦投入使用就要連續(xù)運(yùn)行，還具有爆炸的危險(xiǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓力容器制造水平越來越高，壓力容器涉及多個(gè)學(xué)科，綜合性很強(qiáng)，一臺(tái)壓力容器從參數(shù)確定到投入正常使用，要通過很多的環(huán)節(jié)及相關(guān)部門的各類工程技術(shù)人員的共同努力才能實(shí)現(xiàn)。因此，重視壓力容器設(shè)計(jì)具有重要的意義。本論文簡述了壓力容器結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，主要探討壓力容器設(shè)計(jì)的一般要求。通過查閱壓力容器工藝手冊(cè)，我們發(fā)現(xiàn)壓力容器的每個(gè)部分都需要確定使用的材料與工藝，不可忽視每一個(gè)很小的環(huán)節(jié)，否則將會(huì)有生命的危險(xiǎn)。這樣多種性的操作特點(diǎn)給壓力容器從選材、制造、檢驗(yàn)到使用、維護(hù)以致管理等諸方面造成了復(fù)雜性，因此對(duì)壓力容器的制造、現(xiàn)場(chǎng)組焊、檢驗(yàn)等諸多環(huán)節(jié)提出了越來越高的要求。
關(guān)鍵詞: 壓力容器 設(shè)計(jì)要求 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) 工藝
ABSTRACT
The pressure vessel is widely used in petroleum, chemical, metallurgy and other fields.
Although its structure is simple, the force is very complex. Once put into use ,it is necessary to run continuously, and also has a risk of explosion. With the development of science and technology, the level of pressure vessel manufacturing increasingly high.The pressure vessel involves multiple disciplines and highly integrated.A pressure vessel,from the determination of the parameters to put into regular use, can be achieved through the joint efforts of many links and relevant departments of the various types of engineering and technical personnel. Therefore, the emphasis on pressure vessel design is of great significance. This paper outlines the pressure vessel structural standards,mainly has discussed the design requirements of pressure vessels.Through the inspection of pressure vessel technology manual, we found that each part of the pressure vessel needs to determine the use the materials and craft and each a small part can not be ignored, otherwise there will be lives at risk.Such a variety of operating characteristics result in the pressure vessel from the selection of materials, manufacture, examination to the use, maintenanceand complexity.Therefore,to the manufacture, scene group welded, examination and so many other aspects of the pressure vessel set the more and more high demands.
Keywords ：pressure vessel;design requirements ;structural standards;craft
21
目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
前言 1
第1章 壓力容器 2
1.1 壓力容器的結(jié)構(gòu)與分類 2
1.2 壓力容器的失效和設(shè)計(jì)要求 3
1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定 3
第2章 容器的選型和選材 5
2.1 筒體的選材及結(jié)構(gòu) 5
2.2 封頭的結(jié)構(gòu)及選材 5
第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算 6
3.1 筒體壁厚計(jì)算 6
3.2 封頭壁厚計(jì)算 6
3.3 壓力試驗(yàn) 7
第4章 容器的開孔及補(bǔ)強(qiáng) 8
4.1 容器的開孔 8
4.2 容器的補(bǔ)強(qiáng) 9
第5章 支座的選擇 13
5.1 支座結(jié)構(gòu)和材料的選取 13
5.2 裙座設(shè)計(jì) 13
5.2.1 座體設(shè)計(jì) 13
5.2.2基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì) 14
5.2.3 螺栓座的設(shè)計(jì) 15
第6章 容器焊縫標(biāo)準(zhǔn) 16
6.1 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 16
6.2 筒體與橢圓封頭的焊接接頭 16
6.3 管法蘭與接管的焊接接頭 16
6.4 接管與殼體的焊接接頭 16
結(jié)束語 18
參考文獻(xiàn) 19
致謝 20
前言
壓力容器是一種特殊的焊接結(jié)構(gòu)，它比較容易發(fā)生事故且事故的危害較為嚴(yán)重。隨著我國改革開放的深入，壓力容器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，數(shù)量不斷增加。在化工、煉油、醫(yī)藥等行業(yè)中，壓力容器幾乎成為生產(chǎn)中的主要設(shè)備。設(shè)備的增多，隨之而來的安全問題，顯得非常突出。近年來，國內(nèi)已經(jīng)多次發(fā)生壓力容器爆炸傷人的惡性事故。因此，保證壓力容器生產(chǎn)和使用安全，是從事壓力容器生產(chǎn)制造、管理以及壓力容器使用人員義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。國內(nèi)外壓力容器發(fā)生破壞的事故不少，究其原因，基本上可分為兩類性質(zhì)完全不同的破壞方式：一類是超強(qiáng)度破壞，即容器因晶間腐蝕、均勻腐蝕和高溫氧化等原因，導(dǎo)致材料強(qiáng)度削弱或壁厚減薄引起的破壞，以及操作失誤，致使壓力、溫度超過極限值引起的破壞。另一類是裂紋擴(kuò)展破壞，即在正常使用條件或設(shè)計(jì)條件下，甚至在水壓試驗(yàn)時(shí)，由于制造和使用中形成的各種裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展所引起的破壞。
壓力容器都是采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，在以往的壓力容器設(shè)計(jì)中，由于 對(duì)容器各部分的受力以及它們對(duì)容器強(qiáng)度的影響，缺乏全面、精確、深刻的了解，因而只能在設(shè)計(jì)中采用較高的安全系數(shù)，以保證壓力容器的運(yùn)行安全。在很長一段時(shí)間內(nèi)，這一設(shè)計(jì)方法對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)和技術(shù)的發(fā)展起著積極的推動(dòng)作用。由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法簡單易行，具有豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，各國依然采用它進(jìn)行一般壓力容器的設(shè)計(jì)。在壓力容器建造的初期，產(chǎn)品建造的目的為滿足本國相應(yīng)工業(yè)的需求，壓力容器的生產(chǎn)技術(shù)也是以本國的基本生產(chǎn)條件為基礎(chǔ)。生產(chǎn)技術(shù)的總結(jié)和統(tǒng)一安全質(zhì)量的要求，使得國家依據(jù)自己的生產(chǎn)技術(shù)和管理要求制定出了適合于本國國情的相應(yīng)安全法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。中國已經(jīng)加入WTO，我國的壓力容器行業(yè)已經(jīng)不可避免地面臨國際市場(chǎng)的激烈競爭。在新形勢(shì)下，壓力容器生產(chǎn)廠家應(yīng)充分認(rèn)識(shí)自身的優(yōu)勢(shì)和不足，改變觀念，實(shí)行國際壓力容器生產(chǎn)的通行做法，使產(chǎn)品早日走出國門。
壓力容器設(shè)計(jì)是指根據(jù)給定的工藝設(shè)計(jì)條件，遵循現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定，在確保安全的前提下，經(jīng)濟(jì)、正確合理地選擇材料，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)、強(qiáng)（剛）度 和密封設(shè)計(jì)。
壓力容器設(shè)計(jì)的基本思路：設(shè)計(jì)參數(shù)、容器類別和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定、結(jié)構(gòu)型式選擇、主體尺寸確定、材料的選擇、強(qiáng)度計(jì)算（應(yīng)力分析）、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)、容器附件的選擇、安全附件的配用、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的技術(shù)條件的編制。
第1章 壓力容器
1.1 壓力容器的結(jié)構(gòu)與分類
化學(xué)工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域使用的受壓設(shè)備十分繁多，這些設(shè)備的功能及其內(nèi)、外結(jié)構(gòu)各異，但從強(qiáng)、剛度的角度分析，除個(gè)別者外都是受壓力載荷的回轉(zhuǎn)殼體，都屬于壓力容器范疇。壓力容器通常由筒體、封頭、接管(開孔）、密封件、支座等部分組成。它們又被稱為化工設(shè)備通用零部件，通常，承壓不大的化工設(shè)備通用零件大多有已有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能直接選用。
為了保證使用的安全性，我國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局制定及公布了《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）。按照《容規(guī)》的要求，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力的高低、在運(yùn)行中可能發(fā)生危險(xiǎn)的程度、所儲(chǔ)介質(zhì)的毒性和易燃等級(jí)等把壓力容器劃分為一、二、三等三個(gè)類別。其要點(diǎn)如下。
⑴按設(shè)計(jì)壓力大小容器分為四個(gè)等級(jí)：
低壓(代號(hào)L)容器 0.1MPa≤p＜1.6MPa;
中壓(代號(hào)M)容器 1.6MPa≤p＜10MPa;
高壓(代號(hào)H)容器 10MPa≤p＜100MPa;
超高壓(代號(hào)U)容器 p≥100MPa。
⑵按容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理可分為:
反應(yīng)壓力容器(代號(hào)R):用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。
換熱壓力容器(代號(hào)E):用于完成介質(zhì)的熱量交換。
分離壓力容器（代號(hào)S):用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離。
儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C，其中球罐代號(hào)B）：用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)。
這兩種分類方法還不便于對(duì)壓力容器的分類管理工作。因此，從安全監(jiān)察的角度，《容規(guī)》將壓力容器按照其危險(xiǎn)性和危害性進(jìn)行分類，即綜合考慮設(shè)計(jì)壓力的高低、容器內(nèi)介質(zhì)的危險(xiǎn)性大小、反應(yīng)或作用過程的復(fù)雜程度以及一旦發(fā)生事故的危害性大小，把它分為三類。
⑴第三類壓力容器，具有下列情況之一的，為第三類壓力容器：
高壓容器；
中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；
中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于10MPa·m3 ）；
中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.5MPa·m3）；
低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且乘積大于等于0.2MPa·m3）；
高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；
中壓搪玻璃壓力容器；
使用強(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器；
移動(dòng)式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車[液化氣體運(yùn)輸（半掛）車、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車、永久氣體運(yùn)輸（半掛）車]和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等；
球形儲(chǔ)罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5m3）。
低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5m3）
⑵第二類壓力容器，具有下列情況之一的，為第二類壓力容器：
中壓容器；
低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；
低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；
低壓管殼式余熱鍋爐；
低壓搪玻璃壓力容器。
⑶第一類壓力容器 ,除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。
1.2 壓力容器的失效和設(shè)計(jì)要求
壓力容器常見的失效現(xiàn)象有以下三大類：過度變形失效（強(qiáng)度失效、剛度失效）、斷裂失效、表面損傷失效。壓力容器存在多種失效模式，容器設(shè)計(jì)時(shí)必須切實(shí)防止各種失效的出現(xiàn)以保障容器的安全。容器設(shè)計(jì)時(shí)按防止各種不同失效所建立的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行強(qiáng)度或剛度的設(shè)計(jì)校核。概括的說，壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以安全為前提，綜合考慮質(zhì)量保證的各個(gè)環(huán)節(jié)，并盡可能做到經(jīng)濟(jì)合理。一般先從掌握應(yīng)力分析的理論基礎(chǔ)著手，進(jìn)入具體問題的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后從綜合考慮落實(shí)到機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定
工作壓力（PW） 指在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。
設(shè)計(jì)壓力（P） 指設(shè)定容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不得低于工作壓力。即P≥PW。
計(jì)算壓力（PC） 指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜
壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。故PC≥P；
試驗(yàn)壓力（Pt） 指壓力試驗(yàn)時(shí)，容器頂部的壓力。（試驗(yàn)用壓力表口設(shè)計(jì)位置應(yīng)位
于容器頂部）
設(shè)計(jì)溫度 指容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的
溫度平均值）。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。
試驗(yàn)溫度 指壓力試驗(yàn)時(shí)，殼體金屬的溫度。
計(jì)算厚度δ 指按厚度計(jì)算公式計(jì)算得到的厚度。
設(shè)計(jì)厚度δd 指計(jì)算厚度（δ）與腐蝕裕量（C2）之和。即δd =δ+C2, 因此δd ≥δ
名義厚度δn 指設(shè)計(jì)厚度（δd ）加上鋼材厚度負(fù)偏差（C1）后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。即標(biāo)在圖樣上的厚度。
δn≥（δd + C1）
有效厚度δe 指名義厚度（δn）減去腐蝕裕量（C2）和鋼材厚度負(fù)偏（C1）。
δe =δn-C1-C2
=δn-（C1+C2）=δn-C（厚度附加量）
厚度附加量C 由鋼材厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量C2兩部分組成。
C = C1 + C2
鋼材厚度負(fù)偏差C1 按鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；當(dāng)鋼材厚度負(fù)偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6%時(shí)，厚度負(fù)偏差C1可忽略不計(jì)。
腐蝕裕量C2 為防止容器元件由于腐蝕、機(jī)械磨損而導(dǎo)至厚度的削弱減薄，應(yīng)考慮腐蝕裕量。對(duì)有腐蝕或磨損的零件，應(yīng)根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對(duì)鋼材的腐蝕速率而定。
最小厚度 容器在較低內(nèi)壓力作用下，按厚度計(jì)算方法得到的厚度很小，雖然能滿足容器的強(qiáng)度要求，但剛度不夠。為解決剛度問題，GB150中規(guī)定了殼體加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度：
1)對(duì)碳素鋼、低合金鋼制容器，不小于3 mm；
2)對(duì)高合金鋼制容器，不小于2 mm。
因此，碳素鋼和低合金鋼制的容器的最小名義厚度應(yīng)不小于4 mm。
許用應(yīng)力 容器使用鋼材常用指標(biāo)是力學(xué)性能，在D類容器中，主要指標(biāo)是材料的抗拉強(qiáng)度σb和屈服點(diǎn)σs（或σ0.2）。容器使用中達(dá)到屈服或斷裂時(shí)即為破壞，在實(shí)際應(yīng)用中必須控制容器的材料受力處在安全范圍內(nèi)，即除以系數(shù)n，n稱為材料許用應(yīng)力系數(shù)（即是設(shè)計(jì)安全系數(shù)）。
焊接接頭系數(shù) 焊接接頭系數(shù)應(yīng)根據(jù)受壓元件的焊接接頭型式及無損檢測(cè)的長度比例確定。
第2章 容器的選型和選材
2.1 筒體的選材及結(jié)構(gòu)
本設(shè)計(jì)課題條件：工作溫度：45℃；設(shè)計(jì)溫度：50℃；工作壓力：0.8 MPa；設(shè)計(jì)壓力：0.85 MPa；介質(zhì)：空氣；Di=3200mm；總?cè)莘e：60m3
查相關(guān)手冊(cè)可以判斷設(shè)計(jì)的容器為儲(chǔ)存內(nèi)壓壓力容器，按《容規(guī)》規(guī)定，0.1 MPa≤p＜1.6 MPa; 屬于低壓容器。設(shè)計(jì)溫度為50℃，在-20℃～200℃條件下工作屬于常溫容器。
根據(jù)空氣的物性選擇罐體材料，空氣的腐蝕性很小，且又屬于低壓儲(chǔ)罐，可以考慮20R和16MnR這兩種鋼材。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用20R類的低碳鋼板， 16MnR鋼板的價(jià)格雖比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量設(shè)備的計(jì)價(jià)16MnR鋼板比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭材料。鋼板標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB6654-1996。
筒體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圓筒形。因?yàn)樽鳛槿萜髦黧w的圓柱形筒體，制造容易，安裝內(nèi)件方便，而且承壓能力較好，這類容器應(yīng)用最廣。
2.2 封頭的結(jié)構(gòu)及選材
封頭有多種形式，半球形封頭就單位容積的表面積來說為最小，需要的厚度是同樣直徑圓筒的二分之一，從受力來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式，但缺點(diǎn)是深度大，直徑小時(shí)，整體沖壓困難，大直徑采用分瓣沖壓，其拼焊工作量也較大。橢圓形封頭的應(yīng)力情況不如半球形封頭均勻，但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與厚度相等的筒體連接時(shí)，可以達(dá)到與筒體等強(qiáng)度。它吸取了蝶形封頭深度淺的優(yōu)點(diǎn)，用沖壓法易于成形，制造比球形封頭容易，所以選擇橢圓形封頭，結(jié)構(gòu)由半個(gè)橢球面和一圓柱直邊段組成。查橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)（JB/T4737-95）
表2.1 橢圓封頭標(biāo)準(zhǔn)
公稱直徑DN
曲面高度h1
直邊高度h2
內(nèi)表面積Fi/m2
容積V/m3
3200
800
40
11.25
4.29
封頭取與筒體相同材料。
第3章 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 筒體壁厚計(jì)算
查 《壓力容器材料使用手冊(cè)-碳鋼及合金鋼》得16MnR的密度為7.85t/m3，熔點(diǎn)為1430℃，許用應(yīng)力列于下表：
表3.1 16MnR許用應(yīng)力
鋼號(hào)
板厚/㎜
在下列溫度（℃）下的許用應(yīng)力/ Mpa
≤20
100
150
200
250
300
16MnR
6～16
170
170
170
170
156
144
16～36
163
163
163
159
147
134
36～60
157
157
157
150
138
125
>60～100
153
153
150
141
128
116
圓筒的計(jì)算壓力為0.85 Mpa,容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的對(duì)接接頭都采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的焊接接頭，取焊接接頭系數(shù)為0.85,局部無損探傷。取許用應(yīng)力為170 Mpa。
壁厚：
式(3-1)
鋼板厚度負(fù)偏差mm,查材料腐蝕手冊(cè)得50℃下空氣對(duì)鋼板的腐蝕速率小于0.05㎜/年，所以雙面腐蝕取腐蝕裕量mm。
所以設(shè)計(jì)厚度為：
式 (3-2)
圓整后取名義厚度14mm。
3.2 封頭壁厚計(jì)算
標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭a:b=2:1 ，其中a、b分別為橢圓形封頭的長半軸和短半軸。
封頭計(jì)算公式 ：
式（3-3）
可見封頭厚度近似等于筒體厚度，則取同樣厚度。由封頭壁厚查標(biāo)準(zhǔn)得標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的直邊高度h2=40㎜。
3.3 壓力試驗(yàn)
水壓試驗(yàn)，為了避免試驗(yàn)時(shí)發(fā)生低溫脆性破壞，對(duì)于16MnR鋼制容器，其液體的溫度不得低于5℃；
試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡，試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持容器外表面的干燥。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于30min。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長的時(shí)間以便對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。
水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力
式（3-4）
水壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核：
水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力
式（3-5）
水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為
式(3-6）
,故筒體厚度滿足水壓試驗(yàn)時(shí)的強(qiáng)度要求。
第4章 容器的開孔及補(bǔ)強(qiáng)
4.1 容器的開孔
考慮到容器主要用來空氣貯備，應(yīng)開7個(gè)孔，包括進(jìn)氣孔、出氣孔、安全閥孔、放凈氣孔、備用孔、壓力計(jì)孔、人孔。
開孔N1：接管公稱直徑為Φ150mm，外徑為Φ159mm，厚度為4.5mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M16，數(shù)量為8個(gè)，法蘭重量為6.12㎏。
開孔N2：出氣孔的基本尺寸以及法蘭與進(jìn)氣孔相同。接管公稱直徑為Φ150mm，外徑為Φ159mm，厚度為4.5mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M16，數(shù)量為8個(gè)，法蘭重量為6.12㎏。
開孔N3：接管公稱直徑為Φ100mm，外徑為Φ108mm，厚度為4mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M16，數(shù)量為8個(gè)，法蘭重量為4.01㎏。
開孔N4：接管公稱直徑為Φ50mm，外徑為Φ57mm，厚度為3.5mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M16，數(shù)量為4個(gè)，法蘭重量為2.09㎏。
開孔N5：接管公稱直徑為Φ50mm，外徑為Φ57mm，厚度為3.5mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M16，數(shù)量為4個(gè)，法蘭重量為2.09㎏。
開孔M：接管公稱直徑為Φ500mm，外徑為Φ530mm，厚度為9mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M22，數(shù)量為20個(gè)，法蘭重量為27.7㎏。
開孔P：接管公稱直徑為Φ25mm，外徑為Φ35mm，厚度為3.5mm，接管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)見16-17（《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》華東化工學(xué)院出版社出版），法蘭直徑為M12，數(shù)量為4個(gè)，法蘭重量為0.89㎏。
為了增強(qiáng)容器的強(qiáng)度需驗(yàn)證是否需要補(bǔ)強(qiáng)。
4.2 容器的補(bǔ)強(qiáng)
開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。
補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。在一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)形式。但必須滿足規(guī)定的條件。
壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算方法有多種，為了計(jì)算方便，采用等面積補(bǔ)強(qiáng)法，即殼體截面因開孔被削弱的承載面積，必須由補(bǔ)強(qiáng)材料予以等面積的補(bǔ)償。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材料與被削弱殼體的材料相同時(shí)，則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用16MnR。
補(bǔ)強(qiáng)范圍：有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)（即開孔應(yīng)力集中區(qū)）
補(bǔ)強(qiáng)區(qū)寬度：B=2d
補(bǔ)強(qiáng)區(qū)外側(cè)高度：h1=[d（St-C）]/2或等于接管外伸高度，取二者中較小值
補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)側(cè)高度：h2=[d（St-2C）]/2或等于接管內(nèi)側(cè)高度，取二者較小值
式中：d—考慮腐蝕后的開孔直徑，等于開孔內(nèi)徑加兩倍腐蝕裕度
St—接管的實(shí)際壁厚
C—壁厚附加量
⑴有效補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)，可作為補(bǔ)強(qiáng)金屬截面面積A的計(jì)算
A=A1+A2+A3＋A4
式中：A—筒體或封頭承受內(nèi)壓或外壓所需壁厚和壁厚附加量兩者之外的多余金屬
A4—在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)另外加的補(bǔ)強(qiáng)金屬截面面積
A1=(B-d)Φ[（S-C）-S0]
式中：Φ—焊縫系數(shù)，焊縫不通過開孔時(shí)，取Φ=1.0：焊縫通過開孔時(shí)，取Φ=0.85
A2—接管承受內(nèi)壓或外壓所需要厚度和壁厚附加量兩者之外的多余金屬
A3=2h1（ St- St0-C）+2h2（St-2C）
式中：St0—接管的計(jì)算厚度
A3—在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫截面面積
⑵開孔所削弱的金屬截面F的計(jì)算：
對(duì)于內(nèi)壓容器：A=d×S0 ,其中S0為殼體開孔處計(jì)算壁厚，對(duì)于封頭S0的計(jì)算為：如果開孔位于以橢圓形封頭中心為中心80%封頭內(nèi)徑范圍內(nèi)，則S0=PK1Di/2[σ]t Φ，式中：K1—當(dāng)量球體半徑系數(shù)
⑶等面積補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則方程式
若A1+A2+A3 >A,則不需補(bǔ)強(qiáng);若A1+A2+A3 ≤A，則需補(bǔ)強(qiáng)，要求有效補(bǔ)強(qiáng)金屬截面面積A4 ：A4 ≥A-(A1+A2+A3 )
N1：開孔接管，接管的實(shí)際外伸長度L=194mm，實(shí)際的內(nèi)伸長度為0，接管焊接接頭系數(shù)F=1，接管材料選用20（GB8163）管材，接管的腐蝕裕量C=1.8mm，接管厚度負(fù)偏差C1r=0.562mm，接管材料的許用應(yīng)力[σ]=130Mpa。開孔的計(jì)算厚度S=8.883mm，所以開孔銷所需的補(bǔ)償面積：A=S×d=8.883×159=1379mm2
接管的有效外伸長度h1=26.34mm，接管的有效內(nèi)伸長度h2=o，殼體多余金屬面積A1=(B-d)Φ[（S-C）-S0]，代入數(shù)據(jù)得：A1=553.4mm2
接管多余金屬面積：A2=2h1（ St- St0-C）+2h2（St-2C）
代入數(shù)據(jù)得：A2=79.53mm2
補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積：A3=20.25mm2
則：A1+A2+A3=653.1mm2
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