钢制焊接常压容器设计说明（计算）书编写：郭攀审核：曾淦伟批准：庆东日期2018年3月21日省博来特石油设备安装分公司一、设计概述该产品为钢制焊接常压容器，盛装介质为柴油。
柴油的理化特性包括：外观与性状：稍有粘性的棕色液体，熔点(℃)：-18，相对密度(水=1)：0.87-0.9，沸点(℃)：282-338，闪点(℃)：38，引燃温度(℃)：257。
该产品罐体为卧式单层容器，罐体横截面为圆形，封头为标准椭圆形，主体材质为Q235B，设计容积为1m3。
该产品设计按照NB/T 47003.1-2009《钢制焊接常压容器》的要求进行，设计计算按照NB/T 47042-2014《钢制卧式容器》的有关规定进行。
二、基本参数表参数名称数值单位参数名称数值单位设计压力p 0.09 MPa 圆筒直径Di 100mm计算压力p c0.09 MPa 圆筒平均半径R a500 mm 圆筒材料Q235B 圆筒名义厚度δo 6 mm 封头材料Q235B 圆筒有效厚度δe 4.5 mm 鞍座材料Q235B 封头名义厚度δhn7.75 mm 圆筒材料常温许用应力[σ] 160 MPa 封头有效厚度δhe 6.25 mm 封头材料常温许用应力[σ]h160 MPa 鞍座垫板名义厚度δre 6 mm圆筒材料设计温度下许用应力160 MPa 鞍座腹板名义厚度b o 6 mm鞍座材料许用应力[σ]sa160 MPa 两封头切线间距离L 154mm地脚螺栓材料许用应力[σ]bt59 MPa 圆筒长度L c 150mm圆筒材料常温屈服强度R eL235 MPa 封头曲面深度h i250 mm圆筒材料常温弹性模量E 2.06×105MPa 鞍座轴向宽度b 200 mm圆筒材料设计温度下弹性模量E12.06×105MPa 鞍座包角θ120 （°）圆筒材料密度ρS 7.85×10-6kg/mm3鞍座底板中心至封头切线距离A200 mm封头材料密度ρh 7.85×10-6kg/mm3焊接接头系数φ0.85操作时物料密度ρo 8.4×10-7kg/mm3设计温度20 ℃物料填充系数φo0.90 试验压力P T常压MPa 液压试验介质密度ρT 1.0kg/mm3三、强度计算表支座反力计算筒体质量（两切线间）m1m1=π(D i+δn)LδnρS = 223 kg封头质量（曲面部分）m2m2=142kg 附件质量m3m2= 90.8kg封头容积（曲面部分）V HV H=1.51×108mm3容器容积=1.17×109mm3容器充液质量m4操作工况m4=Vρoφo=1058 kg=VρT=1400kg隔热层质量m5m5= 0 kg总重量m操作时m=m1+m2+m3+m4+m5=1513.8kg试压压力= m1+m2+m3+=1855.8kg支座反力F操作时mg=7417.6N试压压力g=9093.4NF=max{}=9093.4 N系数确定系数确定条件A≤R n/2或（A＞R a/2）θ=120˚系数查表2得：K1=1.0 查表2得：K2=1.0 查表4得：K3=0.880 查表4得：K4=0.401 查表5得：K5=0.760 查表5得：K6=0.013 查表6得：K7=/ 查表6得：K8=/ 查表8得：K9=0.204 查表6得：C4=/ 查表6得：C5=/圆筒轴向应力及校核轴向弯矩圆筒中间截面操作工况1.36 ×107 N·mm水压试压工况1.67 ×107 N·mm鞍座平面操作工况-4.1 ×107N·mm水压试压工况-5.05 ×107N·mm强度计算表(续)轴向应力操作工况（盛装物料）压未加压圆筒中间横截面最高点处-0.78MPa鞍座平面最低点处-0.02MPa压加压圆筒中间横截面最低点处/MPa鞍座平面最高点处/ MPa外压加压圆筒中间横截面最高点处/ MPa鞍座平面最低点处/MPa水压试压工况（充满水）外压未加压圆筒中间横截面最低点处/MPa鞍座平面最高点处/MPa未加压圆筒中间横截面最高点处-0.23MPa鞍座平面最低点处= -0.07MPa加压加压圆筒中间横截面最低点处/MPa鞍座平面最高点处= /MPa应力校核许用压缩应力[σ]ac外压应力系数BA=0.094δe/R o=0.009根据圆筒材料，按GB 150.3规定求取B=0.77MPa，B0=0.79 MPa操作工况=0.77MPa、充满水未加压状态=0.79MPa操作工况压加压（外压未加压）max=1.21 合格压未加压（外压加压）=0.77 合格水压试压工况（充满水）加压max/外加压/ 强度计算表(续)圆筒切向剪应力圆筒未被封头加强（A＞）/ MPa圆筒被封头加强（A≤时）0.21MPa封头应力圆筒被封头加强（A≤时）0.06 MPa应力校核圆筒切向剪应力=128 合格封头应力椭圆= 0.72 MPa蝶形=/MPa=/半球形=/MPa=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=296.7 mm鞍座垫板厚度δre= 6 mm 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-0.3MPa鞍座边角处L/R a≥8时/ MPaL/R a＜8时-104 MPa垫板起加强作用b4＞b2δm≥0.6δn横截面最低点处/ MPa鞍座边角处L/R a≥8时/ MPaL/R a＜8时/ MPa鞍座垫板边缘处L/R a≥8时/ MPaL/R a＜8时/ MPa 强度计算表(续)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A o= /mm2组合截面I o= /mm4设计温度下/ MPa加强圈位于鞍座平面鞍座边角处圆筒周向应力=/ MPa加强圈边缘周向应力=/ 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=/MPa鞍座边角处L/R a≥8时/ MPaL/R a＜8时/ MPa垫板起加强作用横截面最低点/MPa鞍座边角处L/R a≥8时/MPa L/R a＜8时/MPa靠近水平中心线圆筒周向应力/ MPa 加强圈边缘周向应力/ MPa应力校核≤，,≤1.25≤1.25强度计算表(续)鞍座设计技术结构参数鞍座实际高度H= 200mm 鞍座计算高度H s=minmm鞍座腹板厚度b0=6mm鞍座垫板实际宽度b4=200 mm圆筒有效宽度b2=b+1.56=296.7 mm鞍座垫板有限宽度b r=b2=296.7mm圆筒中心至基础表面距离H v=700 mm腹板与筋板（小端）组合截面积A sa=/ mm2腹板与筋板（小端）组合截面系数Z r=/ mm3腹板水平拉力及校核腹板水平拉力F s=K9F=3560 N水平拉应力无垫板或垫板不起加强作用0.5MPa垫板起加强作用/MPa应力校核=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F Ev=a1mg= 3560 N当F Ev≤mgf时：-0.7 MPa当F Ev＞mgf时：-1.1 MPa温差引起的腹板与筋板组合截面应力-0.08MPa应力校核，K0=1.2 合格≤合格强度计算表(续) 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=/N·mm地脚螺丝拉应力=/MPa地脚螺丝剪应力当时：=/MPa压力校核拉应力剪应力四、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/T 47013.2-2015、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。