U形管式換熱器課程設(shè)計.doc

《U形管式換熱器課程設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《U形管式換熱器課程設(shè)計.doc（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、青島科技大學(xué)過程設(shè)備設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 《過程設(shè)備課程設(shè)計》指導(dǎo)書 1．課程設(shè)計任務(wù)書 課程設(shè)計題目： U型管式換熱器設(shè)計 課程設(shè)計要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 一、課程設(shè)計要求： 1.使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計的全過程。 2.廣泛查閱和綜合分析各種文獻(xiàn)資料，進(jìn)行設(shè)計方法和設(shè)計方案的可行性研究和論證。 3.設(shè)計計算采用電算，要求設(shè)計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。 4.工程圖紙要求手工繪圖。 5.畢業(yè)設(shè)計全部工作由學(xué)生本人獨立完成。 二、原始數(shù)據(jù)： 1. 臥式換熱器

2、設(shè)計條件表 序號 項 目 殼程 管程 1 設(shè)備名稱 冷卻器 2 型 式 BEM 3 工作壓力MPa 見設(shè)計參數(shù)表 見設(shè)計參數(shù)表 4 工作溫度℃（進(jìn) / 出） 見設(shè)計參數(shù)表 見設(shè)計參數(shù)表 5 工作介質(zhì) 水、甲醇 水 6 介質(zhì)特性 易燃易爆、中度危害 7 腐蝕裕量mm 2.0 2.臥式換熱器條件圖 3.臥式U型管式換熱器設(shè)計參數(shù)表 公稱直徑 (mm) 管程 工作 壓力 (MPa) 殼程 工作 壓力 (MPa) 管程 工作溫度 進(jìn)/出（℃） 殼程 工作溫度 進(jìn)/出（℃） 換熱管布管型式

3、 折流板個數(shù) 程數(shù) 換熱管 規(guī)格 ΦL DN400 1.4 0.8 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191500 1.5 0.9 30/40 50/42 正方形 6 2管程 Φ192000 1.6 1.0 30/40 50/42 正方形 6 4管程 Φ192000 DN500 1.4 1.5 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191500 1.5 1.6 30/40 50/42 正方形 6 2管程 Φ192000 1.6 1.7 30/40 50/42 正方形

4、8 2管程 Φ193000 1.4 1.5 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191500 1.5 1.6 30/40 50/42 正方形 6 4管程 Φ252000 1.6 1.7 30/40 50/42 正方形 8 4管程 Φ253000 1.4 1.5 30/40 50/42 正方形 4 4管程 Φ251500 1.5 1.6 30/40 50/42 正方形 6 4管程 Φ252000 1.6 1.7 30/40 50/42 正方形 8 4管程 Φ253000 DN600

5、1.3 1.4 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191500 1.4 1.5 30/40 50/42 正方形 6 2管程 Φ192000 1.5 1.6 30/40 50/42 正方形 8 2管程 Φ193000 1.3 1.4 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191500 1.4 1.5 30/40 50/42 正方形 6 2管程 Φ192000 1.5 1.6 30/40 50/42 正方形 8 2管程 Φ253000 1.3 1.4 30/40 50/42

6、正方形 4 4管程 Φ251500 1.4 1.5 30/40 50/42 正方形 6 4管程 Φ252000 1.5 1.6 30/40 50/42 正方形 8 4管程 Φ253000 DN800 1.0 1.1 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191500 1.1 1.2 30/40 50/42 正方形 6 2管程 Φ192000 1.2 1.3 30/40 50/42 正方形 8 2管程 Φ193000 1.0 1.1 30/40 50/42 正方形 4 2管程 Φ191

7、500 1.1 1.2 30/40 50/42 正方形 6 4管程 Φ252000 1.2 1.3 30/40 50/42 正方形 8 4管程 Φ253000 1.0 1.1 30/40 50/42 正方形 4 4管程 Φ251500 1.1 1.2 30/40 50/42 正方形 6 4管程 Φ252000 1.2 1.3 30/40 50/42 正方形 8 4管程 Φ253000 三、課程設(shè)計主要內(nèi)容： 1.設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計 包括：管箱、管板、折流板、拉桿等結(jié)構(gòu)形式的確定以及標(biāo)準(zhǔn)件（支座、容器法蘭、管

8、法蘭）的選取等。 2. 設(shè)備強(qiáng)度計算 （1）管、殼程的筒體及封頭壁厚計算以及水壓試驗應(yīng)力校核。 （2）管板的厚度計算及應(yīng)力校核。 3．技術(shù)條件編制 4．繪制設(shè)備總裝配圖 5．編制設(shè)計說明書 四、學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件(論文)： 1.設(shè)計說明書一份 2.總裝配圖一張 (折合A1圖紙一張) 五、主要參考資料： [1] GB150-1998《鋼制壓力容器》， 學(xué)苑出版社， 1999 [2] GB151-1999《管殼式換熱器》， 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2000 [3] 秦叔經(jīng) 葉文邦等，《化工設(shè)備設(shè)計全書——換熱器》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.12 [4] 中國化工設(shè)備

9、設(shè)計技術(shù)中心站，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》，2000，11 [5] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過程設(shè)備設(shè)計》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [6] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，中國勞動社會保障出版社，1999 [7] 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司，《化工工藝設(shè)計手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社，2009 2．過程設(shè)備課程設(shè)計、計算 2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計 換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：管箱、管板、折流板、拉桿等結(jié)構(gòu)形式的確定以及標(biāo)準(zhǔn)件（支座、容器法蘭、管法蘭）的選取。 a.筒體和封頭結(jié)構(gòu)設(shè)計 筒體直徑一般由工藝條件決定，但要注意符合壓力容器的公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭是中低壓容

10、器中經(jīng)常采用的封頭型式。封頭的公稱直徑必須與筒體的公稱直徑相一致。封頭標(biāo)準(zhǔn)采用JB/T4746－2002《鋼制壓力容器用封頭》。 b.法蘭設(shè)計 法蘭設(shè)計一般根據(jù)法蘭標(biāo)準(zhǔn)的選型設(shè)計。法蘭有壓力容器法蘭和管法蘭。 管法蘭按照HG/T20592~20637-2009《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》標(biāo)準(zhǔn)，容器法蘭按照J(rèn)B/T4700~4707-2000《壓力容器法蘭》進(jìn)行設(shè)計。法蘭的選取依據(jù)如下： （1）根據(jù)設(shè)計壓力、操作溫度和法蘭材料決定法蘭的公稱壓力PN； （2）根據(jù)公稱直徑DN、公稱壓力PN及介質(zhì)特性決定法蘭類型及密封面型式； （3）根據(jù)溫度、壓力及介質(zhì)腐蝕性選擇墊片材料； （4）選擇

11、與法蘭材料、墊片材料相匹配的螺柱和螺母材料。 選擇的標(biāo)準(zhǔn)法蘭應(yīng)按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行標(biāo)記。 c. 支座結(jié)構(gòu)設(shè)計 按照J(rèn)B/T4712.1~4-2007 《容器支座》進(jìn)行設(shè)計。對接接頭應(yīng)采用等厚度焊接 d. 焊接接頭設(shè)計 容器各受壓元件的組裝通常采用焊接。焊接接頭是焊縫、熔合線和熱影響區(qū)的總稱，焊縫是焊接接頭的主要部分，通常所稱的焊縫與焊接接頭具有同樣的含義。焊接接頭形式和坡口形式的設(shè)計直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全。焊接接頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)在設(shè)備的總裝配圖或部件圖中以節(jié)點圖的方式表示出來。 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則 1) 回轉(zhuǎn)殼體的拚接接頭必須采用對接接頭 殼體上的所有縱

12、向及環(huán)向接頭、凸形封頭上的拚接接頭，即A、B類接頭，必須采用對接焊，不允許采用搭接焊。對接焊易于焊透，質(zhì)量容易保證，易于作無損檢測，可獲得最好的焊接接頭質(zhì)量。 2) 對接接頭應(yīng)采用等厚度焊接 當(dāng)厚度差較大的兩部分回轉(zhuǎn)殼體對接時應(yīng)對厚度較大的一側(cè)進(jìn)行削薄加工，以使得兩側(cè)的厚度基本相等。這樣可減小剛度差，降低應(yīng)力集中，并便于焊接。 3) 焊接接頭應(yīng)便于進(jìn)行無損檢測 對某些無損檢測要求較高的容器，應(yīng)使一些角接接頭設(shè)計成對接接頭，例如，采用嵌入式接管。容器焊接接頭的坡口設(shè)計 焊接接頭的坡口設(shè)計是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容。坡口形式指被焊兩金屬件相連接處預(yù)先被加工成的結(jié)構(gòu)形式，一般由焊接工藝本身來

13、決定。坡口的基本尺寸為坡口角度α、鈍邊高度（根高）P和根部間隙（根距）b（圖2-1）。設(shè)備設(shè)計圖紙上對重要的焊接接頭必須用節(jié)點圖表明坡口基本尺寸的具體數(shù)值。 坡口形式的選擇主要考慮以下因素： l 填充于焊縫部位的金屬盡量少。這樣既可節(jié)省焊接材料，又可減少焊接工作量。 l 根據(jù)需要盡量采用雙面焊或單面焊雙面成型。 l 便于施焊，改善勞動條件。盡量減少容器內(nèi)部焊接的工作量，清根盡可能在容器外部進(jìn)行。 l 盡量減小焊接變形和殘余應(yīng)力。如較厚板材拚接時宜設(shè)計成內(nèi)外對稱的X形坡口。 （1）殼體對接接頭的坡口設(shè)計 屬于殼體的對接接頭，當(dāng)厚度較小時可以進(jìn)行雙面焊的則可不開坡口，厚度較大

14、時則必須開坡口。常用的對接坡口有V形、U形及X形三種。選用參見下表2-3 2-3 手工電弧焊常用對接接頭坡口形式及尺寸 名 稱 坡口形式 坡口尺寸 適用范圍 不開坡口 δ=3～6 b =0～2.5 薄板的殼體縱環(huán)對接焊縫 V 形 δ=3～26 b =0～3 P=1～4 α=40～60 殼體縱環(huán)對接焊縫 X 形 δ=12～60 b =0～3 P=1～3 α=40～60 殼體的縱縫(常為內(nèi)外對稱的X形坡口) 殼體的環(huán)縫(常為內(nèi)外不對稱的X形坡口內(nèi)側(cè)較小) U 形 δ=20

15、～60 b =0～3 P=1～3 α=1～8 R=6～8 厚壁筒的單面環(huán)焊縫,但需氬弧焊打底 帶墊板V形 δ=6～26 b =3～6 P=0～2 α=45～55 直徑500mm以內(nèi)的縱環(huán)焊縫(無法作雙面焊的),可不清根 (2) 接管與帶補(bǔ)強(qiáng)圈的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 接管與殼體及補(bǔ)強(qiáng)圈之間的焊接一般只能采用角焊和搭焊，具體的焊接結(jié)構(gòu)還與對容器強(qiáng)度與安全的要求有關(guān)，有多種形式，涉及到是否開坡口、單面焊與雙面焊、焊透與不焊透等問題。 容器焊接接頭詳細(xì)結(jié)構(gòu)見HG20583－1998《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》。 常用焊接方法與焊接材料 根據(jù)焊接過程中接頭的狀

16、態(tài)，焊接方法可歸納為三個基本類型，即熔化焊、壓力焊和釬焊。壓力容器制造中常用的焊接方法是熔化焊中的電弧焊、電渣焊、等離子弧焊等。其中，電弧焊又包括手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護(hù)焊等。各種熔化焊都是依靠電能轉(zhuǎn)變成熱能，熔化金屬形成焊縫而把兩部分構(gòu)件焊成一體的。 熔化焊過程中，由電能轉(zhuǎn)變成的熱能會將焊接材料和母材的被焊部位加熱熔化而形成一個不大的熔化區(qū)，叫焊接熔池。熔池體積小、溫度高、存在時間短。如果裸露于空氣中，高溫液態(tài)金屬將與空氣中的氧、氮等發(fā)生劇烈反應(yīng)，難于形成有實用價值的焊縫。因此，對以熔池為中心的焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)使之免受空氣侵害，是熔化焊的一個關(guān)鍵技術(shù)問題。 一般在壓力容器的設(shè)計中，

17、都是按手工電弧焊的要求來進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計，并選用相應(yīng)的焊接材料。因此，下面僅介紹手工電弧焊及其焊接材料。 手工電弧焊是利用焊條與焊件之間的電弧熱，將焊條及部分焊件熔化而形成焊縫的焊接方法。焊接過程中焊條藥皮熔化分解生成氣體和熔渣，在氣體和熔渣的共同保護(hù)下，有效地排除了周圍空氣對熔化金屬的有害影響。通過高溫下熔化金屬與熔渣間的冶金反應(yīng)，還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。 手工電弧焊設(shè)備簡單，便于操作，適用于各種焊接，在壓力容器制造中應(yīng)用十分廣泛，鋼板對接，接管與筒體、封頭的連接等都可以采用手工電弧焊。其缺點是生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，對焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。 手工電弧焊的焊接

18、材料是焊條。容器設(shè)計時，要選擇合適的焊條牌號，并在圖紙上注明。 （1） 焊條成分及作用 焊條由焊芯和藥皮兩大部分組成。 焊芯的作用有二：一是作為電極傳導(dǎo)電流和引燃電弧，二是自身熔化并與母材熔合在一起形成焊縫。 藥皮是決定焊縫質(zhì)量的重要因素。藥皮可以提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，保護(hù)焊接熔池，保證焊縫脫氧和去除硫磷雜質(zhì)，并能給焊縫金屬添加適量的有益合金元素以及改善焊接工藝性能。為了保證藥皮在焊接過程中發(fā)揮這些作用，藥皮的成分比較復(fù)雜，常由7～9種以上原料配成，根據(jù)其作用的不同分別叫作穩(wěn)弧劑、脫氧劑（降低藥皮和熔渣的氧化性，脫除金屬中的氧）、造渣劑（形成具有一定物理化學(xué)性能的熔渣，保護(hù)焊縫并改善

19、焊縫成形）、造氣劑（進(jìn)一步加強(qiáng)對焊縫區(qū)的保護(hù)）、合金劑（使焊縫金屬獲得必要的化學(xué)成分）、粘結(jié)劑（將藥皮牢固地粘結(jié)于焊芯上）、稀渣劑（增加渣的流動性，降低渣的粘度）等。 （2） 焊條的分類 焊條按用途可分為碳鋼焊條，低合金鋼焊條，鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條，不銹鋼焊條，堆焊焊條，低溫鋼焊條，鑄鐵焊條及各類合金焊條等。壓力容器制造中，使用最廣泛的是碳鋼焊條和低合金鋼焊條。這兩類焊條的牌號見附錄。 按藥皮化學(xué)性質(zhì)可分為酸性焊條和堿性焊條。 酸性焊條藥皮中主要含有TiO2、MnO2、FeO等酸性氧化物及少量有機(jī)物，氧化性較強(qiáng)，施焊時藥皮中合金元素?zé)龘p較大，焊縫金屬的氧氮含量較高，故焊縫力學(xué)性能（特別

20、是沖擊韌性）較低；酸性渣難于脫硫脫磷，因而焊縫的抗裂性較差。但焊條工藝性能好，成形美觀，特別是對銹、油、水分等的敏感性不大，抗氣孔能力強(qiáng)。酸性焊條廣泛地用于一般結(jié)構(gòu)的焊接。 堿性焊條藥皮中主要含有CaCO3、CaF2、MgCO3、SiO2等堿性氧化物，并含有較多的鐵合金，如錳鐵、鈦鐵、鉬鐵、釩鐵、硅鐵等作為脫氧劑和滲合金劑，使焊條有足夠的脫氧能力。堿性焊條的最大特點是焊縫金屬中含氫量低，所以也叫“低氫焊條”。堿性焊條藥皮中某些成分能有效地脫硫脫磷，故其抗裂性能良好，焊縫金屬的力學(xué)性能，特別是沖擊韌性較高。堿性焊條多用于焊接重要結(jié)構(gòu)，是壓力容器制造中廣泛使用的焊條。 （3） 焊條的選用

21、焊條選用應(yīng)考慮以下因素： a. 考慮母材力學(xué)性能與化學(xué)成分。對低碳鋼和低合金鋼構(gòu)件，要按等強(qiáng)度原則選擇焊條，即要求焊縫與母材強(qiáng)度相等或基本相等，而不要求焊縫金屬的化學(xué)成分與母材相同。焊接厚壁結(jié)構(gòu)時，由于冷卻速度快，焊接應(yīng)力大，容易產(chǎn)生裂紋，因而第一層打底焊縫應(yīng)選用塑性好、強(qiáng)度稍低的低氫焊條，然后選用與母材等強(qiáng)度的焊條進(jìn)行焊接。 當(dāng)?shù)吞间撆c低合金鋼之間、或不同種類的低合金鋼之間進(jìn)行異種鋼焊接時，應(yīng)選用與其中強(qiáng)度較低的鋼材等強(qiáng)度的焊條進(jìn)行焊接。 耐熱鋼、不銹鋼的焊接，應(yīng)保證焊接接頭與母材具有相同的高溫性能和耐腐蝕性能，故要求焊條熔敷金屬的化學(xué)成分與母材相同或相近。 b. 考慮構(gòu)件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜

22、程度和剛性。對同一強(qiáng)度等級的酸性焊條和堿性焊條，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀和鋼材厚度進(jìn)行選用，形狀復(fù)雜、厚度大、結(jié)構(gòu)剛性大的構(gòu)件，由于焊接應(yīng)力較大，應(yīng)選用抗裂性能較好的低氫焊條。 c. 在保證焊接質(zhì)量的前提下，綜合考慮勞動生產(chǎn)率、勞動條件、經(jīng)濟(jì)合理性等多種因素，選用合適的焊條。 焊接材料選用表見JB 4709－2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》。 2.2材料選擇 正確選擇結(jié)構(gòu)材料對于保證設(shè)備的安全使用和降低成本是至關(guān)重要的。材料選擇要綜合考慮設(shè)備結(jié)構(gòu)、制造工藝（鍛造、焊接和切削加工等）、實際的工作條件（壓力、溫度、介質(zhì)特性等）和材料的力學(xué)性能、物理性能、耐腐蝕性能、價格與供應(yīng)等諸多因素。

23、材料的正確選擇是一個實踐性很強(qiáng)的問題。課程設(shè)計中應(yīng)注意如下幾點： （1） 材料的使用條件。如碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板Q235B的使用條件為：容器設(shè)計壓力p≤1.6MPa，鋼板使用溫度為0～350℃，用于殼體時，鋼板厚度不大于20mm；不得用于液化石油氣介質(zhì)以及毒性程度為高或極度危害介質(zhì)的壓力容器。 （2）碳素鋼和低合金鋼的選用。低合金鋼的強(qiáng)度指標(biāo)高于碳素鋼。當(dāng)設(shè)計壓力較小、直徑較 大，這時可能是以剛度控制或是以結(jié)構(gòu)設(shè)計為主，這種情況下通常應(yīng)盡量選用普通碳素鋼；當(dāng)設(shè)計壓力較高、在以強(qiáng)度控制的情況下，根據(jù)設(shè)計厚度的不同再權(quán)衡考慮選用哪一種鋼材，如使用鋼板的厚度在8～10mm以下時，則盡量選用碳素鋼，反

24、之則優(yōu)先考慮選用低合金鋼。一般來說，以強(qiáng)度設(shè)計為主的中壓設(shè)備以采用普通低合金鋼為宜。因為普通低合金鋼如Q345R和15MnVR的屈服極限比普通碳素鋼甚至優(yōu)質(zhì)碳素鋼的屈服極限高出許多，采用這類鋼材制造壓力容器，可以顯著減小設(shè)備重量、降低制造成本，同時給設(shè)備的運(yùn)輸和安裝也帶來很大的方便。對于含碳量大于0.24%的材料，一般不得用于制造壓力容器殼體。鋼管所用鋼材不宜采用強(qiáng)度級別高的鋼種，因為鋼管的強(qiáng)度一般不是使用中的主要問題。 （3）高溫、低溫和腐蝕介質(zhì)的情況，應(yīng)選用相應(yīng)的合金鋼。 （4）選材時應(yīng)明確材料的供應(yīng)類型，如管材、板材、鍛件或是其它的型式。常用壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板有Q235-

25、B、Q245R、Q345R等；無縫鋼管常用材料為10、20、16Mn等。 2.3強(qiáng)度計算 依據(jù)我國現(xiàn)行壓力容器設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)GB150-1998《鋼制壓力容器》、GB151-1999《管殼式換熱器》進(jìn)行強(qiáng)度計算。 2.3.1筒體厚度計算及校核 (1)內(nèi)壓圓筒的計算厚度由(2-1)式確定 (2-1) (2)壓力試驗時的應(yīng)力校核 水壓試驗壓力： 水壓試驗時應(yīng)力： 當(dāng)時，校核合格。 2.3.2封頭的厚度計算與校核 （1）封頭選用選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計算厚度由(2-2)式確定： (2-2) （2）強(qiáng)度

26、校核 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭最大允許工作壓力 當(dāng)時，校核合格。 式中：pc-計算壓力，MPa，根據(jù)設(shè)計壓力p和液柱靜壓力來確定。當(dāng)受壓元件所承受的液柱靜壓力小于設(shè)計壓力的5%時，可忽略靜壓力的影響，取pc=p，否則計算壓力為設(shè)計壓力與液柱靜壓力的和。， 2.3.3管板強(qiáng)度計算及校核 見GB151-1999《管殼式換熱器》第5.7。 2.2.4開孔補(bǔ)強(qiáng)計算； 見GB150-1998《鋼制壓力容器》第8章。 3.過程設(shè)備裝配圖的繪制 設(shè)備圖紙的繪制分為草圖設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階段。 草圖設(shè)計階段的目的是通過草擬結(jié)構(gòu)圖，以合理確定結(jié)構(gòu)型式和主要的結(jié)構(gòu)尺寸。在該階

27、段，設(shè)計者可自由發(fā)揮，用草圖記錄自己思考的結(jié)果，可做幾種方案進(jìn)行綜合比較選擇。草圖的繪制不要求圖面工整清潔，但應(yīng)按一定的比例，要有實物真實感，多畫一些局部放大圖，并應(yīng)標(biāo)注主要結(jié)構(gòu)尺寸。草圖一般繪制在坐標(biāo)紙上，最好不用三角板等繪圖工具，用徒手畫圖。 施工圖設(shè)計階段就是將草圖設(shè)計的成果繪制成正規(guī)的施工圖（總裝配圖、部件圖和全部的零件圖）。施工圖必須具有清楚正確的圖示，齊全的尺寸，完整的文字資料（技術(shù)要求、明細(xì)表標(biāo)題欄等）。繪圖必須遵循現(xiàn)行國家制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 3.1 裝配圖的內(nèi)容和要求 裝配圖是表示設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸，各零部件之間的裝配和連接關(guān)系，技術(shù)特性和技術(shù)要求等資料的圖樣，是設(shè)備進(jìn)行

28、裝配、安裝、使用及維修的主要依據(jù)。 過程設(shè)備裝備圖包括如下內(nèi)容： 1) 圖形部分：主視圖、俯視圖（立式設(shè)備）或側(cè)視圖（臥式設(shè)備），局部放大圖，局部剖視圖，尺寸標(biāo)注，焊接接頭標(biāo)注，零部件件號、管口符號標(biāo)注等。 2) 文字部分：技術(shù)要求，技術(shù)特性表，管口表，明細(xì)欄，主標(biāo)題欄等。近年來，隨著技術(shù)引進(jìn)、合作與交流，借鑒國外工程公司經(jīng)驗，國內(nèi)各主要化工工程公司和設(shè)計單位大多數(shù)采用了數(shù)據(jù)表與文字條款相結(jié)合的形式表達(dá)技術(shù)要求和技術(shù)特性等內(nèi)容。采用設(shè)計數(shù)據(jù)表和文字條款相結(jié)合的形式時，圖4-1中技術(shù)要求和技術(shù)特性表的內(nèi)容全部匯集到設(shè)計數(shù)據(jù)表和文字條款中，設(shè)計數(shù)據(jù)表布置在裝配圖的右上角。壓力容器設(shè)計數(shù)據(jù)表的

29、形式及內(nèi)容填寫見附錄。 3.2 裝配圖繪制步驟 1) 布圖：合理確定設(shè)備中心線位置，使主視圖和局部視圖等處于合適的位置，做到圖面整體協(xié)調(diào)美觀，避免疏密不勻。 2) 用淡細(xì)線繪制視圖底稿，以便于對局部結(jié)構(gòu)和尺寸的修改。 3) 標(biāo)注尺寸。 4) 編排標(biāo)引零部件件號和管口符號等。 5) 填寫主標(biāo)題欄、明細(xì)欄、管口表和技術(shù)特性表，編寫技術(shù)要求（或填寫設(shè)計數(shù)據(jù)表和編寫文字條款）。 6) 經(jīng)全面審核無誤后加深描重，使之成為正式的施工圖。 3.3 化工設(shè)備裝配圖的圖示特點 1) 視圖配置 設(shè)備圖一般都采用兩個基本視圖來表達(dá)設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)。對于臥式設(shè)備，通常采用主左兩個基本視圖。除

30、基本視圖外輔以必要的局部視圖和局部放大圖（包括重要焊接接頭的節(jié)點圖）來表達(dá)局部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)情況。 2) 簡化畫法和夸大畫法 一般法蘭的連接螺栓、螺母、墊片、帶有兩個接管的液面計，可采用簡化畫法。人孔、手孔等可根據(jù)主要尺寸按比例畫出表示其特性的外形輪廓線（粗實線）。 對于設(shè)備中的重復(fù)結(jié)構(gòu)，如換熱器的管束，管板孔等，也可采用簡化畫法。 設(shè)備的壁厚尺寸與設(shè)備的直徑、高度（或長度）相差太大，可將壁厚不按比例適當(dāng)夸大畫出。 3) 接管位置表示法 在過程設(shè)備的裝配圖中，各接管在主視圖中可假想將這些接管分別旋轉(zhuǎn)到與正投影面平行的位置再進(jìn)行投影畫圖。這樣處理后，各接管的周向位置（管口方位）應(yīng)在俯視圖

31、或左視圖中表達(dá)。各視圖中對應(yīng)接管要用同一小寫英文字母標(biāo)注，但字母中i、l、o、p不推薦使用。 為了提供設(shè)計文件再次選用的可能性，或由于繪制裝配圖時管口方位尚難確定，裝配圖上的管口方位可不定，此時應(yīng)在圖紙的技術(shù)要求中注明“管口方位見管口方位圖，圖號見選用表”。根據(jù)工程配管需要，由工藝人員編制管口方位圖，圖號編入工藝安裝圖中。但設(shè)備制造時，應(yīng)根據(jù)提供的管口方位圖進(jìn)行制造。對無再次選用的可能，且管口方位在繪制施工圖時已能確定的設(shè)備，不必另繪管口方位圖。此時在圖紙的技術(shù)要求中注明“管口方位按本圖”。 4) 焊縫畫法和標(biāo)注 當(dāng)焊縫寬度或焊腳高度經(jīng)縮小比例后，圖形線間距離的實際尺寸大于等于3mm時，

32、焊縫輪廓線（粗實線）應(yīng)按實際焊縫形狀畫出，剖面用交叉的細(xì)實線或涂色法表示。 當(dāng)焊縫寬度或焊腳高度經(jīng)縮小比例后，圖形線間距離實際尺寸小于3mm時，對接焊縫的圖形線用一條粗實線表示，而對于角焊縫，因一般已有母體金屬輪廓線，故焊縫可不畫出。焊縫剖面用涂色法表示。 焊縫如用代號標(biāo)注按GB324-1988《焊縫符號表示法》。對于重要焊縫應(yīng)配以節(jié)點放大圖表示并標(biāo)注其尺寸。 3.4 尺寸標(biāo)注 設(shè)備裝配圖應(yīng)標(biāo)注的尺寸有如下五類： 1) 外形尺寸，即設(shè)備的總體輪廓尺寸，是設(shè)備在安裝、包裝、運(yùn)輸及廠房設(shè)計時的依據(jù)。 2) 特性尺寸，即表明設(shè)備的特征、規(guī)格性能等的尺寸。 3) 裝配尺寸，即表示設(shè)備

33、上各個零部件相對位置的尺寸，它是設(shè)備裝配制造的必要依據(jù)。 4) 安裝尺寸，即表明設(shè)備安裝在基礎(chǔ)或其它建筑物上時所需的尺寸。根據(jù)這些尺寸和設(shè)備重量及其它載荷可以設(shè)計所需基礎(chǔ)的大小。 5) 其它尺寸，指不單獨繪制零件圖的零件必需的尺寸。一些結(jié)構(gòu)簡單不需經(jīng)過機(jī)械加工（焊縫坡口及少量鉆孔等加工除外）的鉚焊件等，在裝配圖上標(biāo)注相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸，就可不單獨繪制零件圖也能夠進(jìn)行制造。但對國家標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等的標(biāo)準(zhǔn)零部件和外購件，雖不單獨出圖，也不應(yīng)標(biāo)注其結(jié)構(gòu)尺寸，只須在明細(xì)欄內(nèi)做相應(yīng)的標(biāo)記。 尺寸標(biāo)注要選擇合理的尺寸基準(zhǔn)?？勺鳛槌叽缁鶞?zhǔn)的有如下幾種： 1）設(shè)備筒體、封頭和接管的軸對稱中心線 2）筒體

34、和封頭的結(jié)合處，設(shè)備法蘭的端面，支座的底面。 3）接管伸出長度以接管中心線和相連接零件的外表面的交點為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注。 尺寸基準(zhǔn)選擇既要保證設(shè)備在制造和安裝時達(dá)到設(shè)計要求，又要便于測量檢查，重要尺寸盡量集中標(biāo)注于主視圖，除參考尺寸、外形尺寸外，不允許標(biāo)注封閉尺寸，尺寸線應(yīng)盡量安排在視圖的右側(cè)和下方。 3.5 圖面技術(shù)要求、技術(shù)特性表及管口表 根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，壓力容器設(shè)計總圖或裝配圖應(yīng)注明下列內(nèi)容： 設(shè)計溫度，設(shè)計壓力；最大允許工作壓力（必要時）； 介質(zhì)名稱（必要時注明其特性）；容積；壓力容器凈重； 焊接接頭系數(shù)；腐蝕裕量；熱處理要求（必要時）；

35、壓力試驗要求（包括試驗壓力、介質(zhì)、種類等）； 對包裝、運(yùn)輸、安裝的要求（必要時）； 特殊要求，如換熱器應(yīng)注明換熱面積和程數(shù)；夾套壓力容器應(yīng)分別注明殼體和夾套的試驗壓力等。 下面介紹圖面技術(shù)要求、技術(shù)特性表和管口表的內(nèi)容。 1) 技術(shù)要求 技術(shù)要求應(yīng)寫在圖紙的右上方，可用條文表示，也可用數(shù)據(jù)表格形式加文字條款的形式表示（此時表格中已含有技術(shù)特性的內(nèi)容）。當(dāng)技術(shù)要求內(nèi)容過多，在圖紙上寫不下時，也可以單獨編寫。單獨編寫的技術(shù)要求稱為技術(shù)條件。 一般來說，技術(shù)要求應(yīng)包括對設(shè)備在制造、試驗和驗收時應(yīng)遵循的規(guī)范和規(guī)定、以及對于材料、表面處理及涂飾、潤滑、包裝、保管和運(yùn)輸?shù)鹊奶厥庖蟆? 鋼制壓

36、力容器的技術(shù)要求，大致包括下列幾列幾方面的內(nèi)容： a. 按哪一個通用技術(shù)條件規(guī)定制造，如GB150中的有關(guān)規(guī)定。 通用技術(shù)條件是為了使制造廠對壓力容的制造、檢驗有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，把各種壓力容器制造中的共同性問題予以歸納并制定成標(biāo)準(zhǔn)，成為壓力容器制造中的最低質(zhì)量要求，其內(nèi)容包括材料驗收、尺寸允差、焊縫布置、焊縫熱處理、試驗方法和驗收規(guī)則（焊接接頭、機(jī)械性能檢測、壓力試驗等）、標(biāo)志包裝運(yùn)輸?shù)取? 通用技術(shù)條件（標(biāo)準(zhǔn)）所反映的僅是制造和檢驗中的共性問題和產(chǎn)品的最低質(zhì)量要求，往往不會滿足各類壓力容器產(chǎn)品的全部要求。對于一臺壓力容器而言，由于選材、結(jié)構(gòu)和操作條件的不同，或多或少總還有些超出通用技術(shù)條

37、件（標(biāo)準(zhǔn)）的特殊要求，這些特殊要求都必須在圖面技術(shù)要求中注明。 這些特殊要求可能包括下述幾項： b. 焊接要求：不同鋼材，不周結(jié)構(gòu)、不同制造方法及不同用途的壓力容器，其所選用的焊接材料（焊條、焊絲和焊劑）、焊接結(jié)構(gòu)型式和尺寸、焊前預(yù)熱和焊后熱處理要求等是不同的，需在技術(shù)要求中注明。 當(dāng)焊接材料、焊接接頭的型式及尺寸采用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定時，需在技術(shù)要求中加以說明，此時焊縫型式只用焊縫代號標(biāo)明即可。 在石油化工壓力容器中，有關(guān)焊接結(jié)構(gòu)的通用技術(shù)條件（標(biāo)準(zhǔn)）主要采用JB/T4709《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》。 c. 檢測要求：關(guān)于焊縫的無損檢測要求，一般是根據(jù)設(shè)計參數(shù)在GB150規(guī)定的范圍內(nèi)選

38、取，為了強(qiáng)調(diào)施工的方便，一般在技術(shù)要求中重復(fù)寫出檢測長度的百分率，例如縱焊縫檢測長度占總長的%。 d. 檢驗要求：一般壓力容器在制造完成后，均需做壓力試驗，以對產(chǎn)品進(jìn)行全面的檢驗。在技術(shù)要求中應(yīng)寫明此點，并寫明試驗壓力（表壓），對做氣壓試驗或氣密性試驗的容器，應(yīng)寫出試驗壓力（表壓）和加壓介質(zhì)的種類。 e. 管口方位：對管口方位應(yīng)明確寫明“管口方位按本圖”或“管口方位見管口方位圖”。 f. 其它特殊要求。 2) 技術(shù)特性表 在設(shè)備總圖或兼做總圖的裝配圖上，需繪制產(chǎn)品的技術(shù)特性表（采用設(shè)計數(shù)據(jù)表時，技術(shù)特性數(shù)據(jù)填入數(shù)據(jù)表中）。 對于一般過程設(shè)備，技術(shù)特性表中應(yīng)填寫設(shè)計壓力、工作壓力（指

39、表壓，如為絕壓應(yīng)注明“絕壓”）、設(shè)計溫度、工作溫度、焊接接頭系數(shù)、腐蝕裕度以及容器類別等。此外應(yīng)根據(jù)設(shè)備類型填寫相應(yīng)的內(nèi)容，如對容器類填寫全容積，必要時還應(yīng)填寫工作容積；對專用化工設(shè)備應(yīng)填寫主要物料名稱，如系有毒、易燃、易爆或腐蝕性較強(qiáng)的物料應(yīng)詳細(xì)填寫。 3) 管口表 一般管口表應(yīng)填寫管口符號、公稱尺寸、連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)、用途或名稱等項內(nèi)容。 管口符號按a、b、c、……，順序由上而下填寫，當(dāng)管口規(guī)格、連接標(biāo)準(zhǔn)、用途完全相同時，可合并成一項填寫，如f1-2。 不對外連接的管口，連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)和連接面形式兩欄內(nèi)用斜細(xì)實線表示，如人孔、手孔等。 螺紋連接的管口，連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)欄內(nèi)填寫螺紋規(guī)格如M2

40、4等，連接面形式欄內(nèi)填寫內(nèi)螺紋或外螺紋。 4.設(shè)計計算說明書的編寫 設(shè)計計算說明書屬于技術(shù)文件，是包括設(shè)計計算在內(nèi)的全部設(shè)計工作的整理和總結(jié)，是圖紙設(shè)計的理論依據(jù)。編寫一份完整的設(shè)計計算說明書是設(shè)計工作的一個重要組成部分。 設(shè)計計算說明書由下述幾部分組成： 1) 封面：設(shè)計題目，學(xué)校、院、專業(yè)、班級，指導(dǎo)教師，完成年月。 2) 目錄。 3) 課程設(shè)計任務(wù)書。 4) 正文：是設(shè)計計算說明書的主要部分，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計，材料選擇，強(qiáng)度計算，其它技術(shù)說明。編寫時要注意如下幾點： a. 說明書與圖紙表達(dá)要一致，不可相互矛盾。 b. 計算要正確，引用資料和數(shù)據(jù)要合理。 c. 要求論述清楚，層次分明，文字精煉準(zhǔn)確，字跡清楚工整，插圖簡明正確。 d. 引用的重要資料要有相應(yīng)的文獻(xiàn)索引（附參考資料編號）。 e. 結(jié)構(gòu)簡圖應(yīng)按比例繪制，尺寸標(biāo)注要齊全。 f. 統(tǒng)一采用法定計量單位，并用規(guī)定（或習(xí)慣）的符號表示。 g. 正確使用簡化字和標(biāo)點符號。 5) 參考文獻(xiàn)。圖書著錄格式為： [序號]著者. 書名. 出版地(如北京): 出版者(如化學(xué)工業(yè)出版社). 出版年; 頁次 6) 結(jié)束語。 說明書采用統(tǒng)一規(guī)格的紙張書寫，并統(tǒng)一裝訂成冊，與設(shè)計圖紙一起裝入文件袋中親自交指導(dǎo)教師。 附錄1 換熱器設(shè)計數(shù)據(jù)表 12