換熱器強度校核計算說明書

1、軟件批準號：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN 工程名 ： PROJECT 設(shè)備位號： ITEM 設(shè)備名稱： EQUIPMENT 圖 號： DWG NO。 設(shè)計單位： 天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司 DESIGNER設(shè) 計Designed by日期Date校 核Checked by日期Date審 核Verified by日期Date審 定Approved by日期Date固定管板換熱器設(shè)計計算 計算單位天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司 設(shè) 計 計 算 條 件 殼 程管 程設(shè)計壓力 1.5MPa設(shè)計壓力 4

2、MPa設(shè)計溫度 227.5設(shè)計溫度 314殼程圓筒內(nèi)徑 400 mm管箱圓筒內(nèi)徑400mm材料名稱16MnR(正火)材料名稱16MnR(正火) 簡 圖 計 算 內(nèi) 容殼程圓筒校核計算前端管箱圓筒校核計算前端管箱封頭(平蓋)校核計算后端管箱圓筒校核計算后端管箱封頭(平蓋)校核計算管箱法蘭校核計算管板校核計算筒體法蘭校核計算前端管箱筒體計算計算單位天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司計算條件筒體簡圖計算壓力 Pc 4.00MPa設(shè)計溫度 t 314.00° C內(nèi)徑 Di 400.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 14

3、1.20MPa試驗溫度下屈服點 ss 345.00MPa鋼板負偏差 C1 0.00mm腐蝕裕量 C2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d = = 6.78mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm名義厚度 dn = 8.00mm重量 18.75Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值PT = 1.25P = 6.0198 (或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 sTsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 sT = = 205.89 MPa校核條件 sT£ sT校核結(jié)果 合格壓

4、力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 Pw= = 4.12845MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 116.29MPastf 120.02MPa校核條件stf st結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格前端管箱封頭計算計算單位 天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 Pc 4.03MPa設(shè)計溫度 t 314.00° C內(nèi)徑 Di 400.00mm曲面高度 hi 100.00mm材料 16MnR(正火) (板材)試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 141.20MPa鋼板負偏差 C1 0.00mm腐蝕裕量 C

5、2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算形狀系數(shù) K = = 1.0000計算厚度 d = = 6.77mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm最小厚度 dmin = 0.60mm名義厚度 dn = 8.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 14.44 Kg壓 力 計 算最大允許工作壓力 Pw= = 4.16426MPa結(jié)論 合格后端管箱筒體計算計算單位天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司計算條件筒體簡圖計算壓力 Pc 4.00MPa設(shè)計溫度 t 314.00° C內(nèi)徑 Di 400.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 1

6、70.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 141.20MPa試驗溫度下屈服點 ss 345.00MPa鋼板負偏差 C1 0.00mm腐蝕裕量 C2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d = = 6.78mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm名義厚度 dn = 8.00mm重量 18.75Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值PT = 1.25P = 6.0198 (或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 sTsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 sT = = 205.89 MPa校核

7、條件 sT£ sT校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 Pw= = 4.12845MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 116.29MPastf 120.02MPa校核條件stf st結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格后端管箱封頭計算計算單位 天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 Pc 4.03MPa設(shè)計溫度 t 314.00° C內(nèi)徑 Di 400.00mm曲面高度 hi 100.00mm材料 16MnR(正火) (板材)試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 141.20MP

8、a鋼板負偏差 C1 0.00mm腐蝕裕量 C2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算形狀系數(shù) K = = 1.0000計算厚度 d = = 6.77mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm最小厚度 dmin = 0.60mm名義厚度 dn = 8.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 14.44 Kg壓 力 計 算最大允許工作壓力 Pw= = 4.16426MPa結(jié)論 合格殼程圓筒計算計算單位天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司計算條件筒體簡圖計算壓力 Pc 1.53MPa設(shè)計溫度 t 227.50° C內(nèi)徑 Di 400.00mm材料 16MnR(正火

9、) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 162.30MPa試驗溫度下屈服點 ss 345.00MPa鋼板負偏差 C1 0.00mm腐蝕裕量 C2 1.00mm焊接接頭系數(shù) f 0.85厚度及重量計算計算厚度 d = = 2.23mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.00mm名義厚度 dn = 8.00mm重量 153.26Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值PT = 1.25P = 1.9640 (或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 sTsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗壓力下圓筒的應(yīng)

10、力 sT = = 67.17 MPa校核條件 sT£ sT校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 Pw= = 4.74538MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 44.48MPastf 137.96MPa校核條件stf st結(jié)論 筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度6.00mm,合格管箱法蘭計算計算單位天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司設(shè) 計 條 件簡 圖設(shè)計壓力 p4.030MPa計算壓力 pc4.639MPa設(shè)計溫度 t314.0° C軸向外載荷 F80000.0N外力矩 M1430000.0N.mm殼材料名稱16MnR(正火)體許用應(yīng)力 141.2M

11、Pa法材料名稱0Cr18Ni9許用sf137.0MPa蘭應(yīng)力stf84.2MPa材料名稱40MnVB螺許用sb210.0MPa應(yīng)力stb164.9MPa栓公稱直徑 d B20.0mm螺栓根徑 d 117.3mm數(shù)量 n20個Di437.0Do515.0墊 結(jié)構(gòu)尺寸Db480.0D外446.0D內(nèi)436.008.0 mmLe17.5LA-3.5h40.0125.0材料類型軟墊片N5.0m2.00y11.0壓緊面形狀1a,1bb2.50DG441.0片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D內(nèi) )/2b0 > 6.4mm b=2.53 b0 > 6.4mm DG=

12、 D外 - 2b螺 栓 受 力 計 算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WaWa= bDG y = 38099.6N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WpWp = Fp + F = 772798.5 N所需螺栓總截面積 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 4685.9mm2實際使用螺栓總截面積 AbAb = = 4698.0mm2力 矩 計 算操FD = 0.785pc = 695385.4NLD= L A+ 0.51 = 9.0mmMD= FD LD = 6258469.0N.mm作FG = Fp = 64233.5NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 19.5mmMG= FG LG

13、= 1252552.5N.mmMpFT = F-FD = 12788.4NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 20.5mmMT= FT LT = 262163.2N.mm外壓: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MT Mp = 7773184.5N.mm預(yù)緊 MaW = 985306.6NLG = 19.5mmMa=W LG = 19213478.0N.mm計算力矩 Mo= Mp 與 中大者 Mo=11802966.0N.mm螺 栓 間 距 校 核實際間距 = 75.4mm最小間距 46.0 (查GB150-98表9-3)m

14、m最大間距 148.0mm 形 狀 常 數(shù) 確 定59.13h/ho = 0.7 K = Do/DI = 1.178 3.1由K查表9-5得T=1.848Z =6.144Y =11.905U=13.082整體法蘭查圖9-3和圖9-4FI=0.75578VI=0.111800.01278松式法蘭查圖9-5和圖9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查圖9-7由得f = 2.04504整體 法蘭 = 442807.2松式 法蘭 = 0.00.2=f e+1 =1.58g = y/T = =0.851.77 = 1.06剪應(yīng)力校核計 算 值許 用 值結(jié) 論預(yù)緊狀態(tài)0.00MPa操

15、作狀態(tài)0.00MPa輸入法蘭厚度f = 45.0 mm時, 法蘭應(yīng)力校核應(yīng)力性質(zhì)計 算 值許 用 值結(jié) 論軸向應(yīng)力 82.00MPa =126.2 或 =353.0( 按整體法蘭設(shè)計的任 意 式法蘭, 取 ) 校核合格徑向應(yīng)力 22.27MPa = 84.2校核合格切向應(yīng)力21.98MPa = 84.2校核合格綜合應(yīng)力 = 52.13MPa = 84.2校核合格法蘭校核結(jié)果校核合格筒體法蘭計算計算單位天津市塘沽區(qū)紅光化工設(shè)備有限公司設(shè) 計 條 件簡 圖設(shè)計壓力 p4.004MPa計算壓力 pc4.098MPa設(shè)計溫度 t227.5° C軸向外載荷 F14211.0N外力矩 M1540

16、0.0N.mm殼材料名稱16MnR(正火)體許用應(yīng)力 162.3MPa法材料名稱16MnR(正火)許用sf157.0MPa蘭應(yīng)力stf143.4MPa材料名稱40MnVB螺許用sb210.0MPa應(yīng)力stb177.4MPa栓公稱直徑 d B20.0mm螺栓根徑 d 117.3mm數(shù)量 n20個Di437.0Do515.0墊 結(jié)構(gòu)尺寸Db480.0D外446.0D內(nèi)436.008.0 mmLe17.5LA-3.5h40.0125.0材料類型軟墊片N5.0m2.00y11.0壓緊面形狀1a,1bb2.50DG441.0片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D內(nèi) )/2b0

17、> 6.4mm b=2.53 b0 > 6.4mm DG= D外 - 2b螺 栓 受 力 計 算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WaWa= bDG y = 38099.6N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WpWp = Fp + F = 682716.0 N所需螺栓總截面積 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 3849.5mm2實際使用螺栓總截面積 AbAb = = 4698.0mm2力 矩 計 算操FD = 0.785pc = 614326.8NLD= L A+ 0.51 = 9.0mmMD= FD LD = 5528941.0N.mm作FG = Fp = 56746.0NLG=

18、 0.5 ( Db - DG ) = 19.5mmMG= FG LG = 1106546.8N.mmMpFT = F-FD = 11297.7NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 20.5mmMT= FT LT = 231603.7N.mm外壓: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MT Mp = 6867091.0N.mm預(yù)緊 MaW = 897488.8NLG = 19.5mmMa=W LG = 17501032.0N.mm計算力矩 Mo= Mp 與 中大者 Mo=15985018.0N.mm螺 栓 間 距 校 核實際間距 = 75.4mm最小間距 46.0 (查GB150-98表9-3)mm最大間距 148.0mm 形 狀 常 數(shù) 確 定59.13h/ho = 0.7 K = Do/DI = 1.178 3.1由K查表9-5得T=1.848Z =6.144Y =11.905U=13.082整體法蘭查圖9-3和圖9-4FI=0.75578VI=0.111800.01278松式法蘭查圖9-5和圖9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查圖9-7由得f = 2.045