基苯酚甲醛樹(shù)脂成套裝置設(shè)計(jì)—計(jì)量罐的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)苯基苯酚甲醛樹(shù)脂成套裝置設(shè)計(jì)計(jì)量罐設(shè)計(jì)Phenyl phenol formaldehyde resin complete sets of equipment designthe design of the tank 班級(jí) 過(guò)程裝備與自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng)副教授/高級(jí)工程師 導(dǎo)師單位 機(jī)電工程技術(shù)學(xué)院 論文提交日期 2013年11月30日 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課題名稱(chēng)： 苯基苯酚甲醛樹(shù)脂成套裝置設(shè)計(jì) 計(jì)量罐的設(shè)計(jì) 課題性質(zhì)： 工程設(shè)計(jì)類(lèi) 系 名 稱(chēng)： 機(jī)電工程系 專(zhuān)業(yè)： 過(guò)程裝備與自動(dòng)化 班級(jí)： 過(guò)程裝備與自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 一選題意義及背景對(duì)于

2、目前的酚醛樹(shù)脂的生產(chǎn)和使用有可能因?yàn)榧兹┨幚聿煌耆?，影響生態(tài)環(huán)境，然而注意或加強(qiáng)治理，包括廢水處理和廢舊酚醛樹(shù)脂產(chǎn)品及其復(fù)合材料的循環(huán)利用，可使酚醛樹(shù)脂健康而快速發(fā)展。 而對(duì)于今后有關(guān)酚醛樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)和研究工作，主要圍繞著增強(qiáng)、阻燃、低煙以及成型適用性方面開(kāi)展，向功能化、精細(xì)化發(fā)展，各國(guó)科學(xué)家部以高附加值的酚醛樹(shù)脂材料為研究開(kāi)發(fā)對(duì)象。而對(duì)于整個(gè)合成樹(shù)脂的裝置中計(jì)量的工作必不可少。2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：生產(chǎn)合成樹(shù)脂生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)計(jì)量槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三計(jì)劃進(jìn)度：1.第一周：查閱資料，完成論文的緒論，完成初步方案論證2.第二周：完成計(jì)量槽筒體封頭壁厚及接管法蘭的選用3.第三周和第四周：完成

3、計(jì)量槽基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制作4.第五周：查缺補(bǔ)漏，修改論文和圖紙，并提交畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯四畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)束應(yīng)提交的材料：.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告.畢業(yè)設(shè)計(jì)論文評(píng)閱表和交叉評(píng)閱表.答辯評(píng)分表.論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明.設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū).圖紙.其它相關(guān)資料指導(dǎo)教師 教研室主任 年 月 日 年 月 日論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實(shí)性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在

4、文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對(duì)學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對(duì)他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 19摘要摘 要計(jì)量罐是根據(jù)生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求，取得檢測(cè)儀器得到的物料高低位差信號(hào)、通過(guò)信號(hào)放大自動(dòng)控制物料進(jìn)出口執(zhí)行部件（如泵、閥等），對(duì)物料進(jìn)行有效的計(jì)量和控制的一類(lèi)儲(chǔ)罐。在工業(yè)領(lǐng)域，隨著大多企業(yè)對(duì)于罐體的要求越來(lái)越多，所以?xún)?chǔ)罐的發(fā)展也更上一層樓。使得罐體呈

5、現(xiàn)多樣化、實(shí)用化。計(jì)量罐就是儲(chǔ)罐發(fā)展的重要基石。本文主要介紹了在固定的工作環(huán)境中對(duì)計(jì)量槽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)計(jì)量槽的筒體封頭支座等零部件進(jìn)行計(jì)算選型來(lái)使計(jì)量罐體適應(yīng)當(dāng)?shù)氐墓ぷ鳁l件而達(dá)到計(jì)量罐所處的作用，能夠在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：苯基苯酚樹(shù)脂 計(jì)量 工業(yè)領(lǐng)域 基石AbstractMetering tank is according to the requirements of production process and technology, the acquisition of a material detection level instrument obtains the

6、difference signal, the signal amplification control the material inlet and outlet execution unit (such as pump, valve and so on), a kind of tank measurement and control to the material.In the industrial field, as most enterprises and more requirements for the body, so the tank development also striv

7、e for further improvement. The tank has diversified, practical. Metering tank is an important cornerstone of the development of the tank.This paper mainly introduces the fixed work environment design of the metering tank structure. The selection of metering tank was calculated to adapt to local cond

8、itions to achieve the function of metering tank through the metering tank cylinder head support and other components, can be widely used in the industrial field.Keywords: phenyl phenol resin calculate Industrial areas cornerstone目錄目錄第一章 緒論11.1 苯基苯酚甲醛樹(shù)脂簡(jiǎn)介11.1.1 產(chǎn)品名稱(chēng)介紹11.1.2 產(chǎn)品合成簡(jiǎn)介11.1.3 產(chǎn)品中所需介質(zhì)性質(zhì)介紹11

9、.1.4 產(chǎn)品現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展前景展望11.2 計(jì)量罐11.2.1 計(jì)量罐簡(jiǎn)介11.2.2 通用計(jì)量方法及原理21.2.3 計(jì)量罐結(jié)構(gòu)型式21.2.4 罐體的國(guó)內(nèi)外發(fā)展2第二章 計(jì)量槽結(jié)構(gòu)材料的選擇確定4第三章 計(jì)量槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)53.1 罐體的直徑計(jì)算53.2 罐體高度的計(jì)算53.3 圓筒厚度設(shè)計(jì)53.4 封頭厚度設(shè)計(jì)63.5 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63.6 接管、法蘭的設(shè)計(jì)73.6.1 放空口(a)73.6.2 進(jìn)料口(b)83.6.3 真空口(C)83.6.4 出料口(d)83.6.5 液位計(jì)口(e1-2)93.6.6 真空表口(f)93.6.7 備用口(g)93.7 支座設(shè)計(jì)103.7.1 支

10、座類(lèi)型的選用103.7.2 支座制造與安裝要求113.8 液面計(jì)的設(shè)計(jì)選擇113.9 壓力計(jì)的設(shè)計(jì)選擇12第四章 開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)13第五章 強(qiáng)度校核145.1筒體應(yīng)力校核：145.2封頭應(yīng)力校核：145.3水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核145.4支座應(yīng)力校核：14第六章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)156.1焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求：156.2焊縫的布置：156.3焊接的方法：156.4.1 罐底的焊接順序166.4.2 罐頂?shù)暮附禹樞?66.4.3 罐壁的焊接順序16總結(jié)17致謝18參考文獻(xiàn)19苯基苯酚甲醛樹(shù)脂成套裝置設(shè)計(jì)計(jì)量罐的設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1 苯基苯酚甲醛樹(shù)脂簡(jiǎn)介1.1.1 產(chǎn)品名稱(chēng)介紹苯基苯酚甲醛樹(shù)脂產(chǎn)品外觀為

11、淡黃色至紅棕色粘稠液體或透明固體，能溶于乙醇。有熱塑性和熱固性?xún)煞N。目前以油溶性鄰苯基苯酚甲醛樹(shù)脂為主，能做出壽命長(zhǎng)、而且對(duì)水和堿穩(wěn)定性能極好的清漆，這種清漆具有極強(qiáng)耐久性和耐候性，特別適用于潮濕寒冷和海上船只使用。尤其是船舶漆，具有極佳的耐久性，特別適用于海上船只。1.1.2 產(chǎn)品合成簡(jiǎn)介苯基苯酚甲醛樹(shù)脂是以鄰苯基苯酚和甲醛為原料，經(jīng)陰離子交換樹(shù)脂(或陽(yáng)離子交換樹(shù)脂)催化縮合、過(guò)濾、蒸餾等過(guò)程制得產(chǎn)品，研制出一種新型催化法工藝路線。1.1.3 產(chǎn)品中所需介質(zhì)性質(zhì)介紹甲醛：一種無(wú)色，有強(qiáng)烈刺激性和窒息性氣味的氣體；分子式為CH2O，分子量為30.03。乙醇:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為C2H5OH，俗稱(chēng)酒精，它

12、在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無(wú)色透明液體，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略帶刺激性。1.1.4 產(chǎn)品現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展前景展望我國(guó)在苯基苯酚甲醛樹(shù)脂方面沒(méi)有成熟的生產(chǎn)技術(shù)，僅檢索到以鄰苯基苯酚 和甲醛為原料的氫氧化鈉催化縮合工藝、以苯酚和甲醛為原料的氫氧化鈉及鹽酸催化縮合工藝，對(duì)于以苯基苯酚和甲醛為原料的無(wú)機(jī)酸、堿性陰離子交換樹(shù)脂、酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化縮合工藝末見(jiàn)報(bào)到。這次實(shí)驗(yàn)，我們采用 NaOH、HC1、H2SO、堿性陰離子交換樹(shù)脂、酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑制備苯基苯酚甲醛樹(shù)脂。堿催化法生產(chǎn) 的苯基苯酚甲醛樹(shù)脂,帶有羥甲基為反應(yīng)型樹(shù)脂，酸催化法生產(chǎn)的苯基苯酚甲醛樹(shù)脂，不帶有羥甲

13、基,為非反應(yīng)型樹(shù)脂。苯基苯酚是重要的新型精細(xì)化工中間體。鄰苯基苯酚用途廣泛，主要用于合成樹(shù)脂、殺菌防腐劑、紡織印染助劑和表面活性劑等,對(duì)苯基苯酚主要用于涂料、熱敏信息染料和印染助劑等。國(guó)外多采用合成法生產(chǎn)鄰苯基苯酚，主要企業(yè)在日本、美國(guó)和德國(guó)。美國(guó)陶氏是最早廠家 ，主要采用氯苯為原料生產(chǎn)。德國(guó)拜耳公司主要采用環(huán)己酮為原料，經(jīng)過(guò)二聚脫氧生產(chǎn)鄰苯基苯酚。國(guó)外現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出從環(huán)己酮一步催化法合成鄰苯基苯酚，時(shí)聯(lián)產(chǎn)對(duì)苯基苯酚的方法，該技術(shù)關(guān)鍵在于催化劑制備與選擇。目前世界苯基苯酚總年產(chǎn)能力約7000噸，主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)陶氏公司、英國(guó)煤化工產(chǎn)品公司、德國(guó)拜耳公司和日本三光興產(chǎn)化學(xué)公司。 而苯基苯酚甲醛樹(shù)脂

14、將來(lái)的前景發(fā)展主要傾向于催化法的合成發(fā)展，包括高粘度苯基苯酚甲醛樹(shù)脂的固體酸催化合成及低粘度苯基苯酚甲醛樹(shù)脂的固體酸催化合成新工藝研究。據(jù)資料分析我國(guó)市場(chǎng)需求量約15002500哲年，目前遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需求，隨著我國(guó)石油化工快速發(fā)展，應(yīng)盡快利用環(huán)己酮一步法催化合成苯基苯酚技術(shù)進(jìn)行商品化開(kāi)發(fā)。1.2 計(jì)量罐1.2.1 計(jì)量罐簡(jiǎn)介計(jì)量罐按計(jì)量介質(zhì)分為液體計(jì)量、粉末顆粒固體計(jì)量?jī)纱箢?lèi)。按計(jì)量精度等級(jí)分為普通計(jì)量、精確計(jì)量?jī)蓚€(gè)等級(jí)。制造計(jì)量罐采用材料分類(lèi)有；碳鋼、鋁、鈦、塑料、大容量計(jì)量罐采用碳鋼外殼十內(nèi)襯防腐有色金屬板、碳鋼外殼十內(nèi)襯塑、襯膠。結(jié)構(gòu)有立式、臥式兩種型式。對(duì)于本生產(chǎn)流程中計(jì)量罐在其中的作

15、用是舉足輕重。一方面是流程最開(kāi)始的部分，主要作用是對(duì)按一定比例的原料甲醛和乙醇進(jìn)行工作。另一方面對(duì)于計(jì)量罐來(lái)說(shuō)原料的進(jìn)入需要充分考慮到介質(zhì)對(duì)容器的影響及其完成計(jì)量工作之后的出處都是要充分做好準(zhǔn)備。而且此次的設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)立在一個(gè)封閉的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，更需要各方面注意。1.2.2 通用計(jì)量方法及原理采用液位計(jì)、超聲波檢測(cè)儀、壓力測(cè)量?jī)x等檢測(cè)儀器測(cè)量物料在容器中高低差，計(jì)算出物料儲(chǔ)存量，根據(jù)生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求，取得檢測(cè)儀器得到的物料高低位差信號(hào)、通過(guò)信號(hào)放大自動(dòng)控制物料進(jìn)出口執(zhí)行部件（如泵、閥等），對(duì)物料進(jìn)行有效的計(jì)量和控制。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。適用于物料儲(chǔ)存、計(jì)量精度要求不

16、高場(chǎng)合使用。計(jì)量有定量檢測(cè)、和稱(chēng)重檢測(cè)兩種計(jì)量方式。定量檢測(cè)計(jì)量：它是在普通計(jì)量方法和原理基礎(chǔ)上、通過(guò)對(duì)容器結(jié)構(gòu)改進(jìn)，最大限度地放大最終液體在測(cè)量管中的液位高底差而達(dá)到對(duì)物料高精度0.5%計(jì)量，它有兩種產(chǎn)品適用不同的場(chǎng)所使用，一種是每只計(jì)量罐只能計(jì)量一種容量如20升、50升、100升、500升、1000升等規(guī)格。適用人員對(duì)液體流量裝置、設(shè)備檢驗(yàn)使用準(zhǔn)確性，和生產(chǎn)工藝中定量不變的場(chǎng)合使用。另一種為了達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程中需要改變定量數(shù)而改進(jìn)的一種產(chǎn)品，它是通過(guò)對(duì)計(jì)量罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造達(dá)到一只計(jì)量罐有幾種定量計(jì)量功能，適用于對(duì)液體高精度計(jì)量又經(jīng)常變更容量的生產(chǎn)工藝和場(chǎng)合。稱(chēng)重檢測(cè)計(jì)量：采用重力計(jì)量加注的方法，

17、無(wú)需計(jì)算液體重量，采用“托利多”稱(chēng)重傳感器與稱(chēng)重終端來(lái)實(shí)現(xiàn)液體與其他原料比例加料。為了精度被嚴(yán)格的檢,整個(gè)系統(tǒng)采用三菱或西門(mén)子PLC控制，觸摸屏顯示操作,在計(jì)量時(shí)物料產(chǎn)生的波動(dòng)被PLC中運(yùn)算后自動(dòng)補(bǔ)償。系統(tǒng)計(jì)量精確度被控制在0.5%。1.2.3 計(jì)量罐結(jié)構(gòu)型式計(jì)量罐結(jié)構(gòu)型式分為：上下封頭立式、上封頭下錐底立式、平蓋下錐底立式、平底平蓋立式、雙封頭臥式、平頭封頭臥式計(jì)量罐。1.2.4 罐體的國(guó)內(nèi)外發(fā)展壓力容器制造隨著技術(shù)的不斷成熟，應(yīng)用的范圍也在隨之增長(zhǎng)其發(fā)展也越來(lái)越快，它主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是壓力容器向大型化過(guò)渡，容器直徑和壁厚成倍增長(zhǎng)；二是低合金高強(qiáng)度鋼的廣泛應(yīng)用，大部分壓力容器均采用

18、了各種級(jí)別的低合金高強(qiáng)度鋼；三是焊接新工藝、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高，從而提高了這些大型產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。目前，壓力容器用材料的主要研究成果和技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：材料的高純凈度：冶金工業(yè)整體技術(shù)水平和裝備水平的提高，極大地提高了材料的純凈度，提高了壓力容器用材料的力學(xué)性能指標(biāo)，提高了壓力容器的整體安全性；材料的介質(zhì)適應(yīng)性：針對(duì)各種腐蝕性介質(zhì)和操作情況，已研究開(kāi)發(fā)出超級(jí)不銹鋼、雙相鋼、特種合金等金屬材料，使之適合各種應(yīng)用條件，給容器設(shè)計(jì)者以更多選擇的空間，為長(zhǎng)期安全生產(chǎn)提供了保證；材料的應(yīng)用界限：針對(duì)高溫蠕變、回火脆化、低溫脆斷所進(jìn)行的研究，準(zhǔn)確地給出材料的適用范圍。中國(guó)

19、是壓力容器的生產(chǎn)大國(guó)，目前生產(chǎn)的目的主要是滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的需求。隨著我國(guó)加入WTO和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，壓力容器制造業(yè)今后也必然會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展，只有認(rèn)清發(fā)展趨勢(shì)，才能把握住自己的發(fā)展方向，才會(huì)使壓力容器制造業(yè)有更好的發(fā)展。第二章 計(jì)量槽結(jié)構(gòu)材料的選擇確定第二章 計(jì)量槽結(jié)構(gòu)材料的選擇確定筒體封頭材料：根據(jù)此次中式裝置反應(yīng)的工作條件和環(huán)境為實(shí)驗(yàn)室且根據(jù)文獻(xiàn)2故可取其材料為不銹鋼0Cr18Ni9。其在常溫下的許用應(yīng)力t=137MPa，筒體內(nèi)徑為600mm,高度為700mm；封頭根據(jù)文獻(xiàn)2表2-3知取封頭的直邊高度h支座材料：根據(jù)JB/T47312,支座選用材料為0Cr18Ni9。法蘭材料：由于法蘭必

20、須具有足夠大的強(qiáng)度和剛度，以滿(mǎn)足連接的條件，使之能夠密封良好，也可使用不銹鋼16Mn。接管材料：接管要求焊接性能好且耐腐性好。選16Mn制作各型號(hào)接管。苯基苯酚甲醛樹(shù)脂成套裝置設(shè)計(jì)計(jì)量罐的設(shè)計(jì)第三章 計(jì)量槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 罐體的直徑計(jì)算已知通體容積V=0.03m3,求該罐體直徑。由于計(jì)量苯基苯酚甲醛樹(shù)脂合成過(guò)程中的甲醛、乙醇混合溶液呈常溫狀態(tài)，故裝料系數(shù)應(yīng)取0.85，故而盡可能提高設(shè)備的利用率，因此罐體體積V與實(shí)際操作容積V的關(guān)系可表為：V0=V=0.85×0.03=0.0255m3對(duì)于液液物料，高徑比H/Di為11.3，故可選取H/Di=1.2,則故將計(jì)算結(jié)果圓整至公稱(chēng)直徑標(biāo)準(zhǔn)系列

21、可選取筒體直徑Di=600mm。3.2 罐體高度的計(jì)算由上文已知Di=600mm,則查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002可知該標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的曲面高度hi=150mm,封頭容積Vk =0.0352m3,則：故筒體長(zhǎng)度圓整為H=700mm。于是H/Di=700/600=1.2,基本復(fù)核結(jié)果符合原定范圍。3.3 圓筒厚度設(shè)計(jì)在工作溫度為常溫的條件下，查文獻(xiàn)3中表2-9常用容器鋼板（管）許用應(yīng)力表按設(shè)計(jì)溫度25，取得t=137MPa。表2-11得鋼板厚度負(fù)偏差為0.3；表2-10取焊縫系數(shù)為=1，因材料為不銹鋼故取C2=0且因其設(shè)計(jì)壓力取負(fù)壓值故按外壓薄壁圓筒計(jì)算壁厚且只要滿(mǎn)足筒體外壓小于或等于筒體內(nèi)壓

22、即可滿(mǎn)足工藝條件。1)因?yàn)楣ぷ鳁l件需要對(duì)容器進(jìn)行抽真空，即取計(jì)算外壓力Pc =0.1Mpa。設(shè)罐體名義厚度n =4mm，則：e=n-C=n-(C1+C2)=4-0.3=3.7mm D0=Di+2n=600+8=608mm 計(jì)算長(zhǎng)度 L=l+2hi（1/3）+2h=700+100+50=850mm 則L/D=1.398 D0/e =164.3>20 2)根據(jù)文獻(xiàn)3圖3-5(外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖)知：L/D與D0/e在圖上交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的值A(chǔ)為0.0045。3)讀圖3-8得系數(shù)B=60Mpa,則： 4)由P>PC ，故假定壁厚符合要求；若通過(guò)試驗(yàn)壓力下的應(yīng)力校核，可確定壁厚為4

23、mm。注:銘牌及銘牌座設(shè)在筒體上500mm居中見(jiàn)裝備圖。3.4 封頭厚度設(shè)計(jì)壓力容器封頭分為凸形封頭、錐殼、變徑段、平蓋及緊縮口等，其中凸形封頭包括半球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭和球冠形封頭。而橢圓形封頭應(yīng)用最為廣泛。橢圓形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成，直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變，以改善焊縫的受力狀況。設(shè)計(jì)結(jié)合文獻(xiàn)2，取封頭公稱(chēng)直徑DN=Di=600mm，選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，即長(zhǎng)短軸比值為2，由文獻(xiàn)2中 表2-3得封頭曲面深度為150mm，直邊高度取25mm。1)設(shè)罐體名義厚度n =4mm，則 e=n- C =3.7mm h0=hi+n=154mm 2)D

24、0/2h0=608/308=2，查文獻(xiàn)3得K1=0.9，計(jì)算得：R0=K1D0=0.9x608=547.2mm R0/e=547.2/3.7=147.89 3) 根據(jù)文獻(xiàn)4表3-14計(jì)算系數(shù)A得： 4)由文獻(xiàn)2中圖3-8得系數(shù)B=20,由式3-15知： 5)由P>PC且接近PC,故橢圓形封頭壁厚為4mm，符合設(shè)計(jì)要求。 3.5 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由筒體的結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)圓柱形，具體見(jiàn)厚度設(shè)計(jì)。需要指出的是筒體材料性能對(duì)裝置的影響，由于外壓圓筒有因剛度不夠造成的失穩(wěn)和強(qiáng)度不夠造成的破壞，可見(jiàn)對(duì)外壓筒體強(qiáng)度和剛度要求至高，所以校核期間應(yīng)特別注意。而對(duì)于橢圓形長(zhǎng)短軸之比為2，即Di/2hi=2，得H

25、i=Di/4=150mm。封頭查文獻(xiàn)2中表2-3、圖2-1可知橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，質(zhì)量，見(jiàn)表3-1和圖3-1。由：V=/4DiL0+2V封（取裝料系數(shù)為0.85）， 則：V/0.85=/4DiL0+2V封即： 算得L0=0.77mm,圓整后取為L(zhǎng)0=1mm。表3-1 封頭尺寸表公稱(chēng)直徑 Di/mm曲面高度 hi/mm 直邊高度 h/mm內(nèi)表面積A F/ 容積 V/ 質(zhì)量 Kg60015025 0.436 0.0352 14圖3-1 橢圓形封頭(未按尺寸標(biāo)注)3.6 接管、法蘭的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的裝置中在計(jì)量槽的罐體上分別設(shè)置了放空口、進(jìn)料口、真空口、出料口、液位計(jì)口、真空表口和一個(gè)備用口。以

26、上接管材料皆為低合金鋼管16Mn。其各管口方位見(jiàn)圖3-4-1。根據(jù)文獻(xiàn)9表3-32接管伸出長(zhǎng)度除真空表口皆為100mm；表3.2.2確定法蘭密封面除真空表口連接面形式為內(nèi)螺紋外其余均采用RF（突面密封）。且可確定六個(gè)法蘭類(lèi)型皆為板式平焊法蘭。其詳細(xì)參數(shù)見(jiàn)圖3-4-2，法蘭各參數(shù)整理根據(jù)HGT_20583-2011_鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定如表3-4。 圖3-4-1 管口方位圖圖3-4-2 板式平焊法蘭(未按尺寸標(biāo)注)公稱(chēng)通徑DN管子外徑 A連接尺寸法蘭厚度C法蘭內(nèi)徑B坡口寬度b法蘭理論重量kg法蘭管徑D 螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L 螺栓、螺柱數(shù)量n螺紋Th20259065114M10142

27、60.6253210075114M1014330.73表3-4 PN0.6Mpa（6bar）板式平焊鋼制管法蘭3.6.1 放空口(a)由于根據(jù)工藝要求所定，需開(kāi)公稱(chēng)直徑DN=25mm的放空口，故可根據(jù)鋼制管法蘭，基礎(chǔ)（HG 20592-2009）表1-1公稱(chēng)尺寸和鋼管外徑選用32x3.5的無(wú)縫鋼管。1)確定放空口公稱(chēng)直徑為25mm,查文獻(xiàn)4得其接管尺寸為Ø32x3.5mm。2)由接管尺寸為Ø32x3.5選取法蘭a、已知Ø32x3.5接管法蘭公稱(chēng)直徑為25mm,即DN=25mm；b、根據(jù)接管材料為16Mn和設(shè)計(jì)溫度t=25，按照設(shè)計(jì)壓力不得高于對(duì)應(yīng)工作溫度下最高無(wú)沖

28、擊工作壓力的原則，查文獻(xiàn)5得16Mn最高無(wú)沖擊壓力0.25Mpa,確定管法蘭公稱(chēng)壓力PN=0.25Mpa；c、根據(jù)PN=0.25Mpa，DN=25mm，查文獻(xiàn)3表4-6確定法蘭類(lèi)型為板式平焊法蘭，突面密封面；表4-14確定墊片為石棉橡膠墊片，表4-15和4-16確定螺栓為A2-50，螺母為I型六角螺母；d、查標(biāo)準(zhǔn)HG20593-1997知法蘭結(jié)構(gòu)尺寸。綜上所知：HG20593-1997 法蘭 PL 20-0.25 RF 16Mn。3.6.2 進(jìn)料口(b)由于根據(jù)工藝要求所定，需開(kāi)公稱(chēng)直徑DN=25mm的進(jìn)料口，故可根據(jù)鋼制管法蘭，基礎(chǔ)（HG 20592-2009）表1-1公稱(chēng)尺寸和鋼管外徑選用

29、32x3.5的無(wú)縫鋼管。1)確定進(jìn)料口公稱(chēng)直徑為25mm,查文獻(xiàn)4得其接管尺寸為Ø32x3.5mm。2)由接管尺寸為Ø32x3.5選取法蘭a、已知Ø32x3.5接管法蘭公稱(chēng)直徑為25mm,即DN=25mm；b、根據(jù)接管材料為16Mn和設(shè)計(jì)溫度t=25，按照設(shè)計(jì)壓力不得高于對(duì)應(yīng)工作溫度下最高無(wú)沖擊工作壓力的原則，查文獻(xiàn)5得16Mn最高無(wú)沖擊壓力0.25Mpa,確定管法蘭公稱(chēng)壓力PN=0.25Mpa；c、根據(jù)PN=0.25Mpa，DN=25mm，查文獻(xiàn)3表4-6確定法蘭類(lèi)型為板式平焊法蘭，突面密封面；表4-14確定墊片為石棉橡膠墊片，表4-15和4-16確定螺栓為A2

30、-50，螺母為I型六角螺母；d、查標(biāo)準(zhǔn)HG20593-1997知法蘭結(jié)構(gòu)尺寸。綜上所知：HG20593-1997 法蘭 PL 20-0.25 RF 16Mn。3.6.3 真空口(C)由于根據(jù)工藝要求所定，需開(kāi)公稱(chēng)直徑DN=25mm的真空口，故可根據(jù)鋼制管法蘭，基礎(chǔ)（HG 20592-2009）表1-1公稱(chēng)尺寸和鋼管外徑選用32x3.5的無(wú)縫鋼管。1)確定真空口公稱(chēng)直徑為25mm,查文獻(xiàn)4得其接管尺寸為Ø32x3.5mm。2)由接管尺寸為Ø32x3.5選取法蘭a、已知Ø32x3.5接管法蘭公稱(chēng)直徑為25mm,即DN=25mm；b、根據(jù)接管材料為16Mn和設(shè)計(jì)溫度t=

31、25，按照設(shè)計(jì)壓力不得高于對(duì)應(yīng)工作溫度下最高無(wú)沖擊工作壓力的原則，查文獻(xiàn)5得16Mn最高無(wú)沖擊壓力0.25Mpa,確定管法蘭公稱(chēng)壓力PN=0.25Mpa；c、根據(jù)PN=0.25Mpa，DN=25mm，查文獻(xiàn)3表4-6確定法蘭類(lèi)型為板式平焊法蘭，突面密封面；表4-14確定墊片為乙丙橡膠墊片，表4-15和4-16確定螺栓為A2-50，螺母為I型六角螺母；d、查標(biāo)準(zhǔn)HG20593-1997知法蘭結(jié)構(gòu)尺寸。綜上所知：HG20593-1997 法蘭 PL 20-0.25 RF 16Mn。3.6.4 出料口(d)由于根據(jù)工藝要求所定，需開(kāi)公稱(chēng)直徑DN=25mm的出料口，故可根據(jù)鋼制管法蘭，基礎(chǔ)（HG 20

32、592-2009）表1-1公稱(chēng)尺寸和鋼管外徑選用32x3.5的無(wú)縫鋼管。1)確定出料口公稱(chēng)直徑為25mm,查文獻(xiàn)4得其接管尺寸為Ø32x3.5mm。2)由接管尺寸為Ø32x3.5選取法蘭a、已知Ø32x3.5接管法蘭公稱(chēng)直徑為25mm,即DN=25mm；b、根據(jù)接管材料為16Mn和設(shè)計(jì)溫度t=25，按照設(shè)計(jì)壓力不得高于對(duì)應(yīng)工作溫度下最高無(wú)沖擊工作壓力的原則，查文獻(xiàn)5得16Mn最高無(wú)沖擊壓力0.25Mpa,確定管法蘭公稱(chēng)壓力PN=0.25Mpa；c、根據(jù)PN=0.25Mpa，DN=25mm，查文獻(xiàn)3表4-6確定法蘭類(lèi)型為板式平焊法蘭，突面密封面；表4-14確定墊片為

33、石棉橡膠墊片，表4-15和4-16確定螺栓為A2-50，螺母為I型六角螺母；d、查標(biāo)準(zhǔn)HG20593-1997知法蘭結(jié)構(gòu)尺寸。綜上所知：HG20593-1997 法蘭 PL 20-0.25 RF 16Mn。3.6.5 液位計(jì)口(e1-2)由于根據(jù)工藝要求所定，需開(kāi)兩個(gè)公稱(chēng)直徑DN=20mm的液位計(jì)口，故可根據(jù)鋼制管法蘭，基礎(chǔ)（HG 20592-2009）表1-1公稱(chēng)尺寸和鋼管外徑選用25x2.5的無(wú)縫鋼管。1)確定液位計(jì)口公稱(chēng)直徑為20mm,查文獻(xiàn)4得其接管尺寸為Ø25X2.5mm。2)由接管尺寸為Ø25X2.5選取法蘭a、已知Ø25X2.5接管法蘭公稱(chēng)直徑為20

34、mm,即DN=20mm；b、根據(jù)接管材料為16Mn和設(shè)計(jì)溫度t=25，按照設(shè)計(jì)壓力不得高于對(duì)應(yīng)工作溫度下最高無(wú)沖擊工作壓力的原則，查文獻(xiàn)5得16Mn最高無(wú)沖擊壓力0.25Mpa,確定管法蘭公稱(chēng)壓力PN=0.25Mpa；c、根據(jù)PN=0.6Mpa，DN=20mm，查文獻(xiàn)3表4-6確定法蘭類(lèi)型為板式平焊法蘭，突面密封面；表4-14確定墊片為乙丙橡膠墊片，表4-15和4-16確定螺栓為A2-50，螺母為I型六角螺母；d、查標(biāo)準(zhǔn)HG20593-1997知法蘭結(jié)構(gòu)尺寸。綜上所知：HG20593-1997 法蘭 PL 20-0.25 RF 16Mn。3.6.6 真空表口(f)1)選用Z-50Z軸向無(wú)邊型真

35、空壓力表（精確度為正負(fù)2.5）；2)確定出料口公稱(chēng)直徑為20mm,查文獻(xiàn)6得表口以?xún)?nèi)螺紋連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)為M20x1.5mm，伸出長(zhǎng)度為50mm。3.6.7 備用口(g)由于根據(jù)工藝要求所定，需開(kāi)公稱(chēng)直徑DN=25mm的備用口，故可根據(jù)鋼制管法蘭，基礎(chǔ)（HG 20592-2009）表1-1公稱(chēng)尺寸和鋼管外徑選用32x3.5的無(wú)縫鋼管。1)確定備用口公稱(chēng)直徑為25mm,查文獻(xiàn)4得其接管尺寸為Ø32x3.5mm。2)由接管尺寸為Ø32x3.5選取法蘭a、已知Ø32x3.5接管法蘭公稱(chēng)直徑為25mm,即DN=25mm；b、根據(jù)接管材料為16Mn和設(shè)計(jì)溫度t=25，按照設(shè)計(jì)壓

36、力不得高于對(duì)應(yīng)工作溫度下最高無(wú)沖擊工作壓力的原則，查文獻(xiàn)5得16Mn最高無(wú)沖擊壓力0.25Mpa,確定管法蘭公稱(chēng)壓力PN=0.25Mpa；c、根據(jù)PN=0.25Mpa，DN=25mm，查文獻(xiàn)3表4-6確定法蘭類(lèi)型為板式平焊法蘭，突面密封面；表4-14確定墊片為乙丙橡膠墊片，表4-15和4-16確定螺栓為A2-50，螺母為I型六角螺母；d、查標(biāo)準(zhǔn)HG20593-1997知法蘭結(jié)構(gòu)尺寸。綜上所知：HG20593-1997 法蘭 PL 20-0.25 RF 16Mn。3.7 支座設(shè)計(jì)3.7.1 支座類(lèi)型的選用立式容器有耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座等四種。因其公稱(chēng)直徑DN=600mm，故可

37、采用腿式支座。根據(jù)腿式支座標(biāo)準(zhǔn)JB/T4712.2-2007進(jìn)行結(jié)構(gòu)和尺寸的定位。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可確定腿式支座中支柱選用角鋼制作，因角鋼可與容器的圓筒容易吻合，焊組裝容易些，并選用AN型帶有墊板的樣式。其標(biāo)記為：JB/T4712.2-2007，支腿 AN-600-4。支腿各部分參數(shù)如表3-7所示，結(jié)構(gòu)如圖示3-7所示：表3-7 AN型腿式支座參數(shù)表支座號(hào)允許載荷（在H高度下）Q0/KN適用公稱(chēng)直徑DN/mm支腿數(shù)量殼體最大切線距Lmax/mm最大支撐高度Hmax/mm尺寸/mm角鋼支柱H2焊縫長(zhǎng)度 hf 底板 蓋板 規(guī)格 bbd長(zhǎng)度 LH邊長(zhǎng) B厚度 b邊長(zhǎng) C2106003300080080801

38、094596511512020190137003500 附表一墊板 地腳螺栓 支腿質(zhì)量/Kg寬度AP長(zhǎng)度AX厚度a孔徑db規(guī)格中心圓支柱底板蓋板總質(zhì)量（不含墊板）參數(shù)D直徑Db230180取筒體一致24M20 563D0=D+211.22.30.814.3 665圖3-7 AN型腿式支座結(jié)構(gòu)示圖3.7.2 支座制造與安裝要求（1）支座應(yīng)平直，且無(wú)凹坑和損傷等明顯的缺陷，支柱直線度允許誤差長(zhǎng)度L<H/1000。（2）焊接采用電弧焊，所有的角焊縫尺寸均等于較薄件厚度，且為連續(xù)焊。焊縫表面不得有裂紋、弧坑和夾渣等缺陷。（3）支柱或墊板組焊時(shí)，凡被覆蓋的殼體焊縫應(yīng)先進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。有熱處理要求的容

39、器，墊板與容器殼體的焊接應(yīng)在熱處理之前。墊板與殼體的焊接應(yīng)在熱處理之前進(jìn)行。墊板與殼體的焊接在最低處留10mm不焊。（4）各支腿底板應(yīng)在同一水平線上，其最高與最低相差不得超過(guò)3mm。（5）支腿與容器焊接后，應(yīng)于容器中心軸線平行，其允許誤差小于H/500，且不得大于2mm。3.8 液面計(jì)的設(shè)計(jì)選擇液面計(jì)其類(lèi)型大體上可分為四類(lèi)，有玻璃板液面計(jì)、玻璃管液面計(jì)、浮子液面計(jì)和浮標(biāo)液面計(jì)。而應(yīng)用最多的即是玻璃板液面計(jì)。液面計(jì)的選用標(biāo)準(zhǔn)：a、根據(jù)工作條件和環(huán)境條件，選擇玻璃板液面計(jì)。（HG/T21592-1995）b、考慮到計(jì)量罐內(nèi)液位高度變化，用一只液面計(jì)不能滿(mǎn)足要求，故需選用兩只液面計(jì)e1、e2。c、玻

40、璃管液面計(jì)尺寸如表3-8。 表3-8 液面計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 型號(hào)公稱(chēng)壓力使用溫度 結(jié)構(gòu)特征 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)結(jié)構(gòu)形式液面計(jì)主體材料D0.6Mpa0-250不保溫型0Cr18Ni9HG/T21592-1993d、液面計(jì)結(jié)構(gòu)布局示意圖3.9 壓力計(jì)的設(shè)計(jì)選擇壓力表的選用應(yīng)根據(jù)使用要求，針對(duì)具體情況做具體分析。在滿(mǎn)足工藝要求的前提下.應(yīng)本著節(jié)約的原則全面綜合地考慮，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:儀表類(lèi)型的選用儀表類(lèi)型的選用必須滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)的要求。例如是否需要遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄或報(bào)警;被側(cè)介質(zhì)的性質(zhì)(如被測(cè)介質(zhì)的溫度高低、粘度大小、腐蝕性、臟污程度、是否易燃易爆等)是否對(duì)儀表提出特殊要求，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件(如濕度、溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度

41、、振動(dòng)等)對(duì)儀表類(lèi)型的要求等。因此根據(jù)工藝要求正確地選用儀表類(lèi)型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。(2)儀表測(cè)量范圍的確定為了保證彈性元件能在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠地工作，在選擇壓力表量程時(shí)，必須根據(jù)被側(cè)壓力的大小和壓力變化的快慢，留有足夠的余地，因此，壓力表的上限值應(yīng)該高于工藝生產(chǎn)中可能的最大壓力值。根據(jù)“化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”，在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的2/3;測(cè)量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的1/2;測(cè)量高壓時(shí)，最大工作壓力不應(yīng)超過(guò)測(cè)量上限值的3/5。一般被測(cè)壓力的最小值應(yīng)不低于儀表測(cè)上限值的1/3。從而保證儀表的輸出量與輸入量之間的線性關(guān)系

42、，提高儀表測(cè)量結(jié)果的精確度和靈敏度。(3)考慮到原料甲醛具有腐蝕性介質(zhì)，結(jié)合文獻(xiàn)7故應(yīng)選用不銹鋼膜片壓力計(jì)，其技術(shù)指標(biāo)：精度等級(jí)：（0.6）公稱(chēng)直徑 測(cè)量范圍：00.6Mpa。第四章 開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)考慮到容器開(kāi)孔后承載面積減小使整體強(qiáng)度削弱，同時(shí)由于開(kāi)孔使器壁材料的連續(xù)性被破壞，在開(kāi)孔處產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，結(jié)果使開(kāi)孔附近產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，故若容器需要進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)應(yīng)綜合考慮，采取合理的補(bǔ)強(qiáng)措施。工程中采用的補(bǔ)強(qiáng)方法有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)及整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)。設(shè)計(jì)中常采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)，此種補(bǔ)強(qiáng)方法在中低壓容器中應(yīng)用較多，補(bǔ)強(qiáng)圈貼焊在殼體和接管連接處并以全焊透將外部補(bǔ)強(qiáng)件與接管、殼體

43、相焊接。為了便于檢驗(yàn)焊接情況，在補(bǔ)強(qiáng)圈上開(kāi)有小螺紋孔，以便焊后通壓縮空氣看有無(wú)不緊密之處，補(bǔ)強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。圖4-1 補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu) 根據(jù)文獻(xiàn)2中規(guī)定的可不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑，滿(mǎn)足無(wú)需開(kāi)孔的四個(gè)條件即：(1)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5Mpa；(2)兩相鄰開(kāi)孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；(3)接管外徑小于或等于89；(4)接管最小壁厚滿(mǎn)足表4-1要求表4-1 不另行補(bǔ)強(qiáng)的接管外徑及其最小厚度/mm接管公稱(chēng)外徑253238454857657689最小厚度3.54.05.06.0故綜上所述，本設(shè)計(jì)中所有接管因滿(mǎn)足以上四個(gè)條件故無(wú)需考慮開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)。第五章 強(qiáng)度校

44、核第五章 強(qiáng)度校核5.1筒體應(yīng)力校核：因內(nèi)壓圓筒的設(shè)計(jì)壓力為-0.1Mpa的負(fù)壓，即Pc=0.1Mpa的內(nèi)壓。按外壓穩(wěn)定設(shè)計(jì)的壁厚一定能滿(mǎn)足內(nèi)壓設(shè)計(jì)要求，即可不再作內(nèi)壓設(shè)計(jì)校核。5.2封頭應(yīng)力校核：因內(nèi)壓圓筒的設(shè)計(jì)壓力為-0.1Mpa的負(fù)壓，即Pc=0.1Mpa的內(nèi)壓。按外壓穩(wěn)定設(shè)計(jì)的壁厚一定能滿(mǎn)足內(nèi)壓設(shè)計(jì)要求，即可不再作內(nèi)壓設(shè)計(jì)校核。5.3水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核常溫下，水的壓縮系數(shù)比氣體小的多，且來(lái)源豐富，是常用的介質(zhì)。(1)按以下公式確定水壓試驗(yàn)壓力Pt為：故由上式得0.125作為水壓試驗(yàn)的壓力，可取為0.3Mpa。(2)水壓試驗(yàn)壓力校核：(3)查文獻(xiàn)8（不銹鋼熱扎鋼板屈服強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表）得厚度4m

45、m的0Cr 18Ni9的屈服極限為205Mpa 常溫水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為：0.9S=0.9205=184.5Mpa，故t<0.9S,因此滿(mǎn)足水壓試驗(yàn)要求。筒體厚度即可確定為4mm。5.4支座應(yīng)力校核：(1)計(jì)算罐體總質(zhì)量?jī)?chǔ)罐總質(zhì)量即：m=m1+2m2+m3+m4 m1-筒體質(zhì)量：m1=DL0=3.14x0.6x0.04x1x7.93x103 =597.6kg m2-單個(gè)封頭的質(zhì)量：m2=14kgm3-充液質(zhì)量：水>甲，水壓試驗(yàn)充滿(mǎn)罐體,取水=1000kg/m3即m3=水V=353kgm4-附件質(zhì)量：接管法蘭質(zhì)量總和約取10kg。綜上所述：m=m1+2m2+m3+m4=597.6+

46、28+353+20=988.6kg(2)取3個(gè)支座，即n=3，故：每個(gè)鞍座只承受3.2KN負(fù)荷，由標(biāo)準(zhǔn)JB/T4712.2-2007得在允許載荷（在H高度下）Q0=10KN，因3x3.2=9.6KN<10KN故校核成功。苯基苯酚甲醛樹(shù)脂成套裝置設(shè)計(jì)計(jì)量罐的設(shè)計(jì)第六章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求：(1)合理選材 在滿(mǎn)足使用結(jié)構(gòu)性能要求的前提下，盡量選用焊接性能好、價(jià)格便宜的材料，如低碳鋼、低合金鋼對(duì)于各種焊接方法都具有優(yōu)良的焊接性，是焊接結(jié)構(gòu)最常用的材料。普通熱軋鋼材比冷軋剛材便宜，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)使用性能情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇熱軋鋼材。鎮(zhèn)靜鋼比沸騰鋼含雜質(zhì)少，焊接不易產(chǎn)生氣孔、裂紋等

47、工藝缺陷，重要結(jié)構(gòu)（如低溫下承受動(dòng)載荷、沖擊載荷的結(jié)構(gòu)）應(yīng)優(yōu)先選擇鎮(zhèn)靜鋼。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量可能不用或少用貴重金屬材料，根據(jù)結(jié)構(gòu)各部位的工作條件和性能要求，選配最適宜的材料。盡可能利用型材、鍛件和沖壓件代替板材拼焊。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的工作環(huán)境為實(shí)驗(yàn)室故選用了奧氏體不銹鋼進(jìn)行焊接具體見(jiàn)6.3。(2)保證焊接結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、鋼度以及適應(yīng)于實(shí)際運(yùn)行工作條件下的其他性能要求（如高溫、低溫、壓力、腐蝕、沖擊和磨蝕等），并在結(jié)構(gòu)有效期限內(nèi)穩(wěn)定。(3)應(yīng)使焊接接頭的變形和應(yīng)力減至最小，避免產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。(4)合理選擇焊接方案 在滿(mǎn)足焊接質(zhì)量的前提下，盡量選用工藝簡(jiǎn)便、成本低的焊接方法（如手弧焊、CO2電

48、弧焊和氣焊等）。注意采用焊接新技術(shù)、新工藝。(5)應(yīng)使焊接施工和焊后熱處理易于進(jìn)行，保證施工質(zhì)量。盡量減少焊接工作量和輔助工作量（如坡口的加工處理、夾具的設(shè)計(jì)制造的等）。(6)焊接接頭處應(yīng)便于進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠。6.2焊縫的布置：根據(jù)文獻(xiàn)10確定罐壁焊縫的布置：根據(jù)板長(zhǎng)條件設(shè)計(jì)縱焊縫的數(shù)量，2條環(huán)焊縫，為減少焊接影響和變形，相鄰兩壁板的縱向焊接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)的最小距離應(yīng)大于下層壁板厚度的5倍，且不得小于100mm。罐壁縱向接頭應(yīng)采用全焊透的對(duì)接形式，環(huán)向接頭均應(yīng)采用全熔透的對(duì)接形式。頂部包邊角鋼與最上一圈罐壁板間可采用搭接接頭連接。罐底的焊縫布置：罐底的中幅板大部分是用整

49、塊鋼板拼接而成。四周與罐壁圈相連接的一圈為邊緣板。中幅板鋼板與鋼板之間絕大部分是搭接焊縫，只是直接處在罐底圈板下的一部分為對(duì)接焊縫，邊緣板與壁板之間為T(mén)形接頭，里外圈都為環(huán)焊縫。其中短焊縫之間要錯(cuò)開(kāi)200300mm。罐頂?shù)暮缚p布置：罐頂由中心板和扇形板組成，可用一塊鋼板切成。每一塊扇形由兩塊鋼板焊成縱焊縫，扇形板與扇形板之間也是縱焊縫，扇形板與中心板之間焊成環(huán)焊縫，與邊緣板之間也是環(huán)焊縫焊接。6.3焊接的方法：生產(chǎn)中常用的方法是手工電弧焊、氬弧焊和埋弧自動(dòng)焊。CO2氣體保護(hù)焊，因合金元素氧化燒損和增碳，一般不宜采用。(1)手工電弧焊 手工電弧焊是奧氏體不銹鋼中應(yīng)用最多的焊接方法，一般用直流弧焊

50、機(jī)，并用反接。焊接電流一般比碳鋼小20%左右。手工電弧焊應(yīng)注意選用焊條。奧氏體不銹鋼焊條有堿性低氫型藥皮和鈦鈣型酸型藥皮兩種。前者抗裂性良好，但工藝性差，電弧不穩(wěn)定，飛濺多，脫渣性不好，焊波較粗糙，對(duì)腐蝕不利。相反，后者工藝性好，焊波平滑，利于腐蝕，但抗裂性差。實(shí)際生產(chǎn)中大多著眼于工藝性，因此大都采用鈦鈣型酸型焊條。(2)埋弧自動(dòng)焊 奧氏體不銹鋼的埋弧焊，一般用于6mm以上厚度鋼板焊接。故不適合本次設(shè)計(jì)。其生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，但易產(chǎn)生弧坑熱裂紋，對(duì)腐蝕不利，對(duì)于埋弧焊焊劑的選擇需注意防止熱裂紋的產(chǎn)生。(3)氬弧焊 目前氬弧焊已廣泛應(yīng)用于不銹鋼焊接，其優(yōu)點(diǎn)也是熔池保護(hù)好，焊縫質(zhì)量可靠。電弧熱量集中，焊件變形小。 表6-3 焊接材料選用表焊接方法焊條/焊絲焊劑埋弧焊H0Cr21Ni10HJ260手工電弧焊E308-16A102注：本設(shè)計(jì)中采用手工電弧焊，采用鈦鈣型酸性焊條。6.4焊接的順序確定：在壓力容器簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)中，不允許環(huán)縫和縱縫呈十字形相交的焊縫。必須將相鄰倆焊縫錯(cuò)開(kāi)。這樣大型的拼版構(gòu)件可以看成由若干T字形對(duì)接焊縫焊接而成。6.4.1 罐底的焊接順序1)邊緣板與