柴油储罐设计说明书Word格式.docx
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500
圆筒材料
Q235B
圆筒名义厚度δo
6
封头材料
圆筒有效厚度δe
4.5
鞍座材料
封头名义厚度δhn
7.75
圆筒材料常温许用应力[σ]
160
封头有效厚度δhe
6.25
封头材料常温许用应力[σ]h
鞍座垫板名义厚度δre
圆筒材料设计温度下许用应力[σ]ht
鞍座腹板名义厚度bo
鞍座材料许用应力[σ]sa
两封头切线间距离L
1540
地脚螺栓材料许用应力[σ]bt
59
圆筒长度Lc
1500
圆筒材料常温屈服强度ReL
235
封头曲面深度hi
250
圆筒材料常温弹性模量E
2.06×
105
鞍座轴向宽度b
200
圆筒材料设计温度下弹性模量E1
鞍座包角θ
120
(°
)
圆筒材料密度ρS
7.85×
10-6
kg/mm3
鞍座底板中心至封头切线距离A
封头材料密度ρh
焊接接头系数φ
0.85
操作时物料密度ρo
8.4×
10-7
设计温度
20
℃
物料填充系数φo
0.90
试验压力PT
常压
液压试验介质密度ρT
1.0
三、强度计算表
支座反力计算
筒体质量(两切线间)m1
m1=π(Di+δn)LδnρS=223kg
封头质量(曲面部分)m2
m2=142kg
附件质量m3
m2=90.8kg
封头容积(曲面部分)VH
VH=1.51×
108mm3
容器容积
V=π4Di2L+2VH=1.17×
109mm3
容器内充液质量m4
操作工况m4=Vρoφo=1058kg
m4'
=VρT=1400kg
隔热层质量m5
m5=0kg
总重量m
操作时
m=m1+m2+m3+m4+m5=1513.8kg
试压压力
m'
=m1+m2+m3+m4'
=1855.8kg
支座反力F
F'
=12mg=7417.6N
'
=12m'
g=9093.4N
F=max{F'
,F'
}=9093.4N
系数确定
系数确定条件
A≤Rn/2或(A>Ra/2)
θ=120˚
系数
查表2得:
K1=1.0
K2=1.0
查表4得:
K3=0.880
K4=0.401
查表5得:
K5=0.760
K6=0.013
查表6得:
K7=/
K8=/
查表8得:
K9=0.204
C4=/
C5=/
圆筒轴向应力及校核
轴向弯矩
圆筒中间截面
操作工况
M1=F'
L41+2(Ra2-hi2)/L21+43·
hiL-4AL=1.36×
107N·
水压试压工况
MT1=F'
hiL-4AL=1.67×
鞍座平面
M2=-F'
A1-1-AL+Ra2-hi22Al1+43·
hiL=-4.1×
107N·
MT2=-F'
hiL=-5.05×
强度计算表(续)
轴向应力
(盛装物料)
内压未加压
圆筒中间横截面最高点处
σ1=-M13.14Ra2δe=-0.78MPa
鞍座平面最低点处
σ4=M23.14K2Ra2δC=-0.02MPa
内压加压
圆筒中间横截面最低点处
σ2=pcRa2δe+M13.14Ra2δe=/MPa
鞍座平面最高点处
σ3=pcRa2δe-M23.14K1Ra2δe=/MPa
外压加压
σ1=pcRa2δe-M13.14Ra2δe=/MPa
σ4=pcRa2δe+M23.14K2Ra2δe=/MPa
水压试压工况(充满水)
外压未加压
σ2=-M13.14Ra2δe=/MPa
σ3=-M23.14K1Ra2δe=/MPa
未加压
σT1=-MT13.14Ra2δe=-0.23MPa
σT4=-MT23.14K2Ra2δe=-0.07MPa
加压加压
σT2=pTRa2δe+MT13.14Ra2δe=/MPa
σT3=pTRa2δe+MT23.14K1Ra2δe=/MPa
应力校核
许用压缩应力[σ]ac
外压应力系数B
A=0.094δe/Ro=0.009根据圆筒材料,按GB150.3规定求取B=0.77MPa,B0=0.79MPa
σact=minσt,B=0.77MPa、
充满水未加压状态
σac=min0.9ReLRp0.2,B0=0.79MPa
内压加压(外压未加压)
maxσ1,σ2,σ3,σ4=0.31≤φ[σ]t=1.21合格
内压未加压(外压加压)
minσ1,σ2,σ3,σ4=0.04≤σact=0.77合格
加压
maxσT1,σT2,σT3,σT4≤0.9φReLRp0.2/
外加压
minσT1,σT2,σT3,σT4≤σac/
圆筒切向剪应力
圆筒未被封头加强(A>Ra2时)
τ=K3FRaδeL-2AL+4hi=/MPa
圆筒被封头加强(A≤Ra2时)
τ=K3FRaδe=0.21MPa
封头应力
τ=K4FRaδhe=0.06MPa
τ=0.21≤0.8[σ]t=128合格
椭圆
σh=KpcDi2δhe=0.72MPa
K=162+Di2hi2
蝶形
σh=MpcRb2δhe=/MPa
M=143+Rτr=/
半球形
σh=pcDi4δhe=/MPa
τh=0.06≤1.25[σ]t-σh=199.28合格
圆筒周向应力及校核
无加强圈圆筒
圆筒的有效宽度
b2=b+1.56Raδn=296.7mm
鞍座垫板厚度
δre=6mm
鞍座垫板包角
(132°
)≥θ+12°
取k=0.1
无垫板或垫板不起加强作用b≤b4≤b2
横截面最低点处
σ5=-kK5Fδeb2=-0.3MPa
鞍座边角处
L/Ra≥8时
σ6=-F4δeb2-3K6F2δe2=/MPa
L/Ra<8时
σ6=-F4δeb2-12K6FRaLδe2=-104MPa
垫板起加强作用b4>b2δm≥0.6δn
σ5=-kK5Fδe+δreδeb2=/MPa
σ6=-F4δe+δreb2-3K6F2δe2+δre2=/MPa
σ6=-F4δe+δreb2-12K6FLδe2+δre2=/MPa
鞍座垫板边缘处
σ6'
=-F4δeb2-3K6F2δe2=/MPa
=-F4δeb2-12K6FRaLδe2=/MPa
有加强圈圆筒
加强圈参数
材料/
e=/mm,d=/mm
加强圈位置参数图8、图9
加n=/个
组合载Ao=/mm2
组合截面Io=/mm4
设计温度下σrt/MPa
加强圈位于鞍座平面内
圆筒周向应力
σ7=C4K7FRaeI0-K8FA0=/MPa
加强圈边缘周向应力
σ8=C5K7FRadI0-K8FA0=/MPa
加强圈靠近鞍座平面
无垫板或垫板不起加强作用
横截面最低点
σ5=-kK5δeb2=/MPa
σ6=-F4δeb2-3K6F2δe2=/MPa
σ6=-F4δeb2-12K6FRaLδe2=/MPa
垫板起加强作用
σ5=-kK5Fδe+δreb2=/MPa
σ6=-F4δe+δreb2-3K6F2δe+δre2=/MPa
σ6=-F4δe+δreb2-12K6FLδe+δre2=/MPa
靠近水平中心线
σ7=C4K7FRaeI0-K8FA0=/MPa
σ8=C5K7FRadI0-K8FA0=/MPa
σ5≤σ'
σ6,σ6'
σ7≤1.25σ'
σ8≤1.25σrt
鞍座设计技术
结构参数
鞍座实际高度
H=200mm
鞍座计算高度
Hs=minH,13Ra=200mm
鞍座腹板厚度
b0=6mm
鞍座垫板实际宽度
b4=200mm
圆筒有效宽度
鞍座垫板有限宽度
br=b2=296.7mm
圆筒中心至基础表面距离
Hv=700mm
腹板与筋板(小端)组合截面积
Asa=/mm2
腹板与筋板(小端)组合截面系数
Zr=/mm3
腹板水平拉力及校核
腹板水平拉力
Fs=K9F=3560N
水平拉应力
σ9=FaHsb0=0.5MPa
σ9=FaHsb0+brδre=/MPa
σ9=0.5≤23[σ]sa=106合格
鞍座压缩应力及校核
地震引起的腹板与筋板组合截面应力
水平地震影响系数
查表9得a1=0.24
防震设防烈度
8度,0.30g
水平地震力
FEv=a1mg=3560N
当FEv≤mgf时:
σsa=-F'
Asa-FEvH2Zr-FEvHvAsaL-2A=-0.7MPa
当FEv>mgf时:
Asa-FEv-FfsHZr-FEvHvAsaL-2A=-1.1MPa
温差引起的腹板与筋板组合截面应力
σsa'
=-F'
Asa-F'
fHZr=-0.08MPa
σsa≤K0σsa=192,K0=1.2合格
≤σsa合格
地震引起的地脚螺丝应力及校核
地脚螺丝参数
筒体轴线两侧螺栓间距
l=/mm
承受倾覆力矩螺栓个数
n=/
承受剪应力螺栓个数
n’=/
倾覆力矩
MEv0-0=FEvHv-m0gl2=/N·
地脚螺丝拉应力
σbt=MEv0-0nlAbt=/MPa
地脚螺丝剪应力
σbt=FEv-2Ffsn'
=/MPa
压力校核
拉应力
σbt≤K0σbt
剪应力
σbt≤K00.8σbt
四、无损检测
1.容器对接焊接接头应进行局部射线检测或超声检测,检测长度不得少于各条焊接接头长度的10%。
局部无损检测应优先选择T形接头部位。
2.焊接接头的无损检测应按NB/T47013.2-2015、NB/T47013.3-2015的规定进行,要求如下:
a)焊接接头的射线检测技术等级为AB级;
质量等级III级合格;
b)焊接接头的超声检测技术等级为B级;
质量等级II级合格。
五、试验
制造完成后,应进行盛水试验,试验方法按照NB/T47003.1-2009第9.7.5的要求进行。
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