18立方米卧式储油罐设计说明书
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一设计产品概要:
1.1产品概要
金属油罐是采用钢板材料焊成的容器。普通金属油罐采用的板材是一种代号叫A3F的平炉沸腾钢;寒冷地区采用的是A3平炉镇静钢;对于超过10000m3的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。
常见的金属油罐形状,一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套顶罐和浮顶罐等,其中最常用的是拱顶罐和浮顶罐。拱顶罐结构比较简单,常用来储存原料油、成品油和芳烃产品。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐两种,罐内有钢浮顶浮在油面上,随着油面升降。浮顶不仅降低了油品的消耗,而且减少了发生火灾的危险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐,蒸发损耗较小,可以减少空气对油品的氧化,保证储存油品的质量,对消防比较有利。前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的轻质油品,是一种被推广应用的储油罐。
卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力,有利于减少油品的蒸发损耗,也减少了发生火灾的危险性。它可在机械,一成批制造,然后运往工地安装,便于搬运和拆迁,机动性较好。缺点是容量一般较小,用的数量多,占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用,如放空罐和计量罐等。球形油罐具有耐压、节约材料等特点,多用于石油液化气系统,也用做压力较高的溶剂储罐。
1.2设计特点:
容器的设计一般由筒体,封头,法兰,支座,接口管及人孔等组成。常低压化工设备通用零件大都有标准,设计时可直接选用。本设计书主要介绍了卧式储罐的筒体,封头的设计计算,低压通用零件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准,这样让设计有章可循,并考虑到结构方面的要求,合理的进行设计。
1.3设计参数:
产品主体尺寸:Ф2800×8×3200 mm
工作压力:常压
主体材质:Q235-A
设计温度:0~350℃
设计寿命:15年
焊接接头系数:0.85
腐蚀裕量:1.5 mm
水压试验压力:盛水试漏
装量系数:0.98
操作介质:燃料油
二产品结构分析:
2.1 材料的选择[5]:
选择Q235-A碳钢钢板作为筒体焊接材料,是因为它具有适当的强度和塑性,工艺性能良好,价格低廉,因而被广泛用来制造一般的中低压容器。
优质中碳钢的强度较高、韧性较好,但是焊接性能较差,不宜作接管用钢,由于接管要求焊接性能较好且塑性较好,故选择10号优质低碳钢的普通无缝钢管制作各型号接管。
2.2 力学分析[1]
2.2.1 厚度计算
钢板厚度δ=8 mm,则其厚度负偏差C1=0.8 mm,腐蚀裕量C2=1.5 mm,则其厚度附加量
C = C1+ C2+=2.3 mm
根据其设计数据可得计算厚度
δ=PD i
=2.1 mm
2[σ]t∅−P
[σ]t为Q235-A钢板在最高设计温度下的许用应力值为77Mpa。
则设计厚度
δd=δ+ C2=4.6 mm
名义厚度
δn= δd+ C1=6 mm
有效厚度
δe=δn−C=3.7 mm
2.2.2 筒体与封头水压试验强度校核
σt=P T(D i+δe)
≤0.9σs
2δe∅
式中P T=1.23P=0.125 Mpa,D i为筒体公称直径2800 mm,σs为Q235-A钢板的屈服强度为235 Mpa。
则有
σt=0.125×(2800+3.7)
=55.7 Mpa
2×3.7×0.85
又有
0.9σs=211.5Mpa
所以水压试验满足强度要求。
2.2.3 筒体与封头应力校核(Q235-A的密度为7860kg/m3)
筒体质量
m1=ρV1=π·2.8×(0.9×2+0.8)×8×10−3×7860 kg 封头质量
m2=ρV2=0.03926×7860kg=308.9 kg 附件质量
m3=32.7 kg
则油罐总质量约为
m=1779.5 kg
负荷
Q=mg 2=1779.5×9.82=8719.55 N ≈8.72 KN
则每个支座承受约4.36 KN 的负荷,均分载荷就为
q=2F L‘=2Q L+4h i 3=2.84 KN/m
则圆筒中间处的轴向弯矩
·mm 1026.21]4341)(21[462
a 122N L A L h L h R FL
M i i ⨯=-+-+=
筒体上半部分受压缩,下半部受拉伸
支座处的圆筒横截面上的轴向弯矩
·mm 1024.1]341211[622
2N L h AL h R L A FA M i i a ⨯=+-+---= 最高点处的圆筒轴向应力
MPa Rm M PR e
e m 39.18π22211=-=δδσ 最低点处的圆筒轴向应力
MPa Rm M PR e
e m 34.19π22212=+=δδσ 最高点处支座的圆筒轴向应力(包角=120°,K 1=1,K 2=1)
MPa Rm K M PR e
e m 81.18π22123=-=δδσ
最低点处支座的圆筒轴向应力
MPa Rm K M PR e
e m 92.18π22224=+=δδσ 又有
{σ1,σ2,σ3,σ4}max=19.34 Mpa
[σ]T =77 Mpa
{σ1,σ2,σ3,σ4}max ≤[σ]T
2.3 产品图(产品零件图见图纸,坡口形式及参数见焊接工艺卡)
三 工艺流程[2]
:
3.1 筒体加工工艺过程
检验:材料应符合国家标准要求的质量证书
↓
划线:号料、划线、筒体由三节组成
↓
切割下料:按划线尺寸切割下料
↓
刨边:按图样要求刨各筒节坡口
↓
成形:卷边成形
↓
焊接:焊缝和试板组对,出去坡口及其两侧的铁锈、油污等;按焊接工艺组
焊纵缝和试板
↓
检验:纵焊缝外观合格,按JB4730-94标准进行局部射线探伤,达到Ⅱ级合