甲醇球形儲罐設計

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1、鋼制球形儲罐 計算單位 壓力容器專用計算軟件 計算條件 簡 圖 拉桿與支柱連接形式 相鄰 球殼形式 混和式 近震還是遠震 近震 地震設防烈度 8 場地土類別 2 球殼分帶數(shù) 3 支柱數(shù)目 n 16 一根支柱上地腳螺栓個數(shù) nd 2

2、 壓力試驗類型 液壓 地面粗糙度類別 B 充裝系數(shù) k 0.85 公稱容積 2500.0 m3 球罐中心至支柱底板底面的距離 H0 9580.0 mm 拉桿與支柱交點至基礎的距離 l 6000.0 mm a點(支柱與球殼連接最低點)至 球罐中心水平面的距離 La 2300.0 mm 支柱類型 軋制鋼管 支柱外直徑 do 480.0 mm 支柱厚度 13.0 mm 拉桿直徑 65.0 mm 耳板和支柱單邊焊縫長

3、L1 500.0 mm 拉桿和翼板單邊焊縫長 L2 250.0 mm 支柱和球殼焊縫焊腳尺寸 S 10.0 mm 耳板和支柱焊縫焊腳尺寸 S 1 9.0 mm 拉桿和翼板焊縫焊腳尺寸 S2 10.0 mm 球殼鋼板負偏差C1 0.0 mm 球殼腐蝕裕量 C2 2.0 mm 拉桿腐蝕裕量 CT 2.0 mm 地腳螺栓腐蝕裕量 CB 3.0 mm 支柱底板腐蝕裕量 Cb 3.0 mm 保溫層厚度 無保溫 mm 保溫層密度 無保溫 kg/m3 設計壓力 p 1.60

4、MPa 試驗壓力 pT 2.00 MPa 設計溫度 25.0 基本風壓值 q0 500.0 N/m2 基本雪壓值 q 600.0 N/m2 物料密度r2 791.0 kg/m3 附件質量 m7 7000.0 kg 焊接接頭系數(shù)f 1.00 支 柱 底 板 與 基 礎 的 摩 擦 系 數(shù) fS 0.3 球殼內徑 Di 16838.9 mm  球殼材料名稱 16MnR(正火) 支柱材料名稱 20(GB9948) 支柱底板材料名稱 16M

5、nR(正火) 地腳螺栓名稱 40MnB 拉桿材料名稱 16Mn 銷子材料名稱 35 耳板材料名稱 16MnR(熱軋) 翼板材料名稱 16MnR(正火) 自上而下帶號 液柱高 (非JB/T標準時輸入) mm 校核球殼名義厚度 dn mm 1 0.0 45.0 2 0.0 45.0 3 0.0 45.0 4 5 6 7 8 9 材料性能 設計溫度下球殼材料的許用應力 174

6、.0 MPa 支柱材料的許用應力 163.3 MPa 殼體材料常溫屈服點 305.0 MPa 支柱材料常溫屈服點 245.0 MPa 支柱底板材料常溫屈服點 305.0 MPa 地腳螺栓材料常溫屈服點 635.0 MPa 拉桿材料常溫屈服點 275.0 MPa 銷子材料常溫屈服點 265.0 MPa 耳板材料常溫屈服點 325.0 MPa 翼板材料常溫屈服點 345.0 MPa 支柱和球殼角焊縫許用剪應力 58.8 MPa 耳板和支柱角焊縫許用剪應力 58.8 MPa 拉桿和翼板

7、角焊縫許用剪應力 66.0 MPa 地腳螺栓材料許用剪應力 254.0 MPa 支柱底板材料許用彎曲應力 203.3 MPa 拉桿材料的許用應力 183.3 MPa 銷子材料的許用剪應力 106.0 MPa 耳板材料的許用壓應力 295.5 MPa  設計球殼時球殼的計算厚度,設計厚度及名義厚度 自上而下帶號 計算厚度 mm 設計厚度 mm 名義厚度 mm d +C 2 dn = 1 38.8 40.8 45 2 38.8 40.8 45 3 38

8、.8 40.8 45 4 5 6 7 8 9 校核球殼時球殼設計溫度下殼壁的計算應力 自上而下帶號 計算應力 MPa 1 157.0 合格 2 157.0 合格 3 157.0 合格 4 5

9、 6 7 8 9 試驗壓力校核 試驗壓力 p T 2.00 MPa 試驗壓力下球殼的應力s T 212.5 MPa 校核試驗壓力 合格 球罐質量計算 球殼質量 m1=pDcp2dnr110-9= 316357.2 kg 物料質量 1680874.9 kg 壓力試驗時流體的質量 2499999.8 kg 積 雪 質 量 5508.6 kg 保溫層質量 M5 =

10、 0.0 kg 支柱和拉桿的質量 m6 = 28651.0 kg 附件質量 m7 = 7000.0 kg 操作狀態(tài)下的球罐質量 mo = m1+m2+m4+m5+m6+m7= 2038391.6 kg 壓力試驗狀態(tài)下的球罐質量 mT =m1+m3+m6+m7= 2852008.0 kg 球罐最小質量 mmin =m1+m6+m7= 352008.2 kg  地震載荷計算 支柱橫截面的慣性矩 520343712.0 mm4 拉桿影響系數(shù) 0.315 球罐的基本自振周期 1.0773 s 地震

11、影響系數(shù) a 0.1424 球罐的水平地震力 Fe=Czamog= 1280918.0 N 風載荷計算 系數(shù) x 1 = 1.7464100 風振系數(shù) K2=1+0.35x1= 1.611 風 壓 高 度 變 化 系 數(shù) f1 0.983 球罐的水平風力 Fw=(p/4)D20k1k2 qo f1 f2 X10-6 = 7.845e+04 N 彎矩計算 由水平地震力和水平風力引起的最大彎矩 Mmax=Fmax L= 4.656e+09 Nmm 支柱計算 操作狀態(tài)下的重力載荷 1.24

12、9e+06 N 壓力試驗狀態(tài)下的重力載荷 1.748e+06 N 最大彎矩對支柱產生的垂直 載荷的最大值 (Fi)max= 6.912e+04 N 拉桿作用在支柱上的垂直 載荷的最大值 (Pi-j)max= 2.969e+05 N 以上兩力之和的最大值 (Fi+Pi-j)max= 3.176e+05 N 操作狀態(tài)下支柱的 最大垂直載荷 Wo=Go+(Fi+Pi-j)max= 1.567e+06 N 壓力試驗狀態(tài)下支柱的 最大垂直載荷 1.754e+06 N 操作狀態(tài)下支柱的偏心彎矩

13、 7.194e+06 N.mm 壓力試驗狀態(tài)下支柱的 偏心彎矩 1.027e+07 N.mm 操作狀態(tài)下支柱的附加彎矩 2.998e+07 N.mm 壓力試驗狀態(tài)下支柱的 附加彎矩 3.822e+07 N.mm 操作狀態(tài)下支柱的總彎矩 Mo=Mo1 + Mo2= 3.717e+07 N.mm 壓力試驗狀態(tài)下支柱的總彎矩 MT=MT1 + MT2= 4.848e+07 N.mm  支柱底板計算 支柱底板直徑 Db= 864.0 mm 底板的壓應力 2.99 MPa

14、 底板計算厚度 +Cb= 43.33 mm 底板名義厚度 44 mm 拉桿、銷子、耳板和翼板計算 拉桿的最大拉力 338543.5 N 拉桿螺紋小徑 +CT= 50.558 mm 拉桿的螺紋公稱直徑 M 65 mm 銷子直徑計算值 = 45.2 mm 銷子直徑 dP= 46 mm 耳板厚度計算值 24.91 mm 耳板厚度 dc= 25 mm 翼板厚度計算值 11.73 mm 翼板厚度 da= 12 mm 耳板與支柱連接

15、焊縫的剪切應力 53.4 MPa 應力校核結果 合格 拉桿與翼板連接焊縫的剪切應力 48.0 MPa 應力校核結果 合格 支柱與球殼連接最低點a的應力校核 操作狀態(tài)下a點的剪切應力 6.6 MPa 壓力試驗狀態(tài)下a點的剪切應力 8.7 MPa 操作狀態(tài)下物料在a點的 液柱靜壓力 poa=hoar2g 10-9= 0.000 MPa 液壓試驗狀態(tài)下液體 在a點的液柱靜壓力 pTa=hTa 1000g10-9= 0.105 MPa  操作狀態(tài)下a點的緯向應力

16、 157.0 MPa 壓力試驗狀態(tài)下a點的 緯向應力 206.6 MPa 操作狀態(tài)下a點的組合應力 soa=sol + to= 163.6 MPa 應力校核 合格 壓力試驗狀態(tài)下a點的組合應力 sTa=sTl + tT= 215.4 MPa 應力校核 合格 支柱與球殼連接焊縫的強度校核 支柱與球殼連接焊縫的剪切應力 53.3 MPa 應力校核 合格 球殼許用壓力計算 設計溫度下球殼最大允許工作壓力 pw 1.773 MPa 外壓 A 值 0.0006384 外壓 B

17、 值 84.7 MPa 球殼許用外壓絕對值 [p] 0.4328 MPa 支柱穩(wěn)定性校核 單個支柱的橫截面積 19072.6 mm2 單個支柱的截面系數(shù) 2168098.8 mm3 支柱的慣性半徑 165.2 mm 支柱長細比 58.00 軸心受壓支柱的穩(wěn)定系數(shù)Fp 0.87755 操作狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性 = 110.5 MPa 壓力試驗狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性 = 127.2 MPa 穩(wěn)定性校核結果 合格 地腳螺栓計算 拉桿作用在支柱上的水平力 Fc=

18、(Pi-j)max tgb= 162584.3 N 支柱底板與基礎的摩擦力 64725.4 N 地腳螺栓的螺紋小徑 18.7 mm 地腳螺栓 M 36 mm 注：帶＃號的材料數(shù)據(jù)是設計者給定的。 主體設計參數(shù) 設計壓力 (MPa) 1.6 支柱底板與基礎的摩擦系數(shù) 0.3 設計溫度 (℃) 25 壓力試驗類型 液壓 容器公稱容積(m3) 2500 試驗壓力(MPa) 2 殼體腐蝕裕量(mm) 2 指定殼體材料負偏差為0 0 殼體焊接接頭系數(shù) 1 球型殼體輸入數(shù)據(jù) 容器充裝系數(shù)

19、0.85 基本雪壓值(N/m2) 600 物料密度(Kg/m3) 791 球殼類型 混合型 殼體保溫層厚度(mm) 0 地震類型 近震 殼體保溫層重度(Kg/m3) 0 地震強度 八級 附件質量(Kg) 7000 場地土類型 II級 球殼分帶數(shù) 3 地面粗糙度類別 B類 基本風壓值(N/m2) 500 第1球帶輸入數(shù)據(jù) 該帶球殼名義厚度(mm) 45 殼體材料在常溫下的許應用力(MPa) 174 該帶底部至液面距離(mm) 0 殼體材料在設計溫度下許應用力(MPa) 174 殼體材料 16MnR(正火

20、) 殼體材料在常溫下屈服點(MPa) 305 第2球帶輸入數(shù)據(jù) 該帶球殼名義厚度(mm) 45 殼體材料在常溫下的許應用力(MPa) 174 該帶底部至液面距離(mm) 0 殼體材料在設計溫度下許應用力(MPa) 174 殼體材料 16MnR(正火) 殼體材料在常溫下屈服點(MPa) 305 第3球帶輸入數(shù)據(jù) 該帶球殼名義厚度(mm) 45 殼體材料在常溫下的許應用力(MPa) 174 該帶底部至液面距離(mm) 0 殼體材料在設計溫度下許應用力(MPa) 174 殼體材料 16MnR(正火) 殼體材料在常溫下屈服點(MPa

21、) 305 球殼支撐件和附件設計數(shù)據(jù)輸入 拉桿與支柱連接形式 0 支柱底板材料 16MnR(正火) 支柱數(shù)目 16 支柱底版材料屈服點(MPa) 305 支柱外徑(mm) 480 拉桿直徑(mm) 65 支柱壁厚(mm) 13 拉桿腐蝕裕量(mm) 2 支柱底板腐蝕裕度(mm) 3 拉桿材料類型 3 支柱材料類型 管材 拉桿材料 16Mn 支柱材料 20(GB9948) 拉桿材料屈服點(MPa) 275 支柱材料屈服點(MPa) 245 支柱與球殼連接最低a點至主球殼中心水平面距離(mm) 2300

22、地腳螺栓材料 40MnB 一根支柱上地腳螺栓個數(shù) 2 地腳螺栓材料屈服點(MPa) 635 地腳螺栓公稱直徑(mm) 36 球殼中心至支柱底板底面距離Ho(mm) 9580 地腳螺栓腐蝕裕度(mm) 3 拉桿與支柱交點至基礎距離 I(mm) 6000 耳板和支柱單邊焊縫長L1(mm) 500 耳板材料 16MnR(熱軋) 拉桿和翼板單邊焊縫長L2(mm) 250 耳板材料屈服點(MPa) 325 支柱和球殼焊縫焊腳尺寸(mm) 10 翼板材料 16MnR(正火) 耳板和支柱焊縫焊腳尺寸(mm) 9 翼板材料屈服點(MPa) 345 拉桿和翼板焊縫焊腳尺寸(mm) 10 銷子材料 35 銷子材料屈服點(MPa) 265