从钢材耗用量来说,球形封头的用材最少,比椭圆开封头节约,但缺点是深度大,所以冲压比较困难;从几何特性和强度性能上来说,球形封头的单位容积表面积最小。如果是在直径壁厚以及工作压力相同的条件下,球形封头的应力最小,但从制造工艺分析的角度来看,容器的直径、壁厚越大,封头越深,则加工难度愈大,制造的成本也会越高。所以,各方面综合考虑下,采用椭圆型封头最为合理。
3.3.2 封头的设计计算
这个设计根据相关文献[8]采用的封头封头为标准椭圆封头,如下图:
图3.1 标准椭圆封头
封头的设计厚度
(3.17)
式中,
——封头的计算厚度,mm
——设计压力,MPa
——焊接系数,取0.85
——材料的许用应力
钢板厚度负偏差
腐蚀裕量
厚度附加量
(3.18)
名义厚度
(3.19)
查找《钢板的常用厚度表》,得到钢板的厚度规格,
将厚度圆整,所以 =4mm,根据此钢材在市场上的规格,从经济角度考虑,选择 =6mm,在3~16mm的范围内,所以厚度符合在3~16mm的范围内,所以厚度符合。
3.4水压试验来!自~751论-文|网www.751com.cn
3.4.1试验目的
因为容器的材料本身就会有缺陷,而且在制造和使用的过程中也是会产生各种各样的缺陷。参考相关文献[9]所以压力容器制造完成后就需要进行水压试验,来核实各种缺陷对压力容器安全性能的影响。
3.4.2 水压试验及强度校核
水压试验用水对船体、锅炉、压力容器、管件(管干、管路部件和配件等)作密封性或强度检验以及对管道安装时接头作密封性检验的试验。
确定试验温度下材料的许用应力
Q245R
=4mm
PC= 0.36MPa
=147MPa
=0.85
查表得
试验温度取20°C
此时 =148MPa
确定试验压力
先确定水压试验的压力 为:
(3.20)
取两者中较大的值作为水压试验压力
所以取 ,
水压试验时应力为
a (3.21)
式中,
——圆筒的有效厚度,mm
——水压试验压力,MPa
——液柱静压力,MPa
——焊接系数,取0.85
——水压试验时的应力
故在常温水压试验时的许用应力为
(3.22)
故 因此满足水压试验要求
3.5 人孔的设计
3.5.1选型
由于储罐工作压力0.3MPa,设计温度80℃,人孔的公称压力选取为0.6MPa,按照此等级进行设计。因为人孔的直径比较大而且比较重,参考相关资料[4],所以采用回转盖板式平焊法兰人孔(A)型