设计打印版 (3)

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?T?试验时器壁的应力为：

PT(Di??e)2?e? (3.3)

其中有效厚度?e??n?C1?C2?20?0.8?2?17.2mm，故

?T?PT(Di??e)2.7?(2400?17.2)??189.722MPa2?e?2?17.2?1

3.3.3. 校核强度

查表2.1可知20mm的16MnR钢板的常温强度指标σs=325MPa。

.5MPa，则?T?0.9?s?，故所设计的器壁厚所以0.9?s??0..9?325?1?292度满足水压试验要求。

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4. 选择人孔并核算开孔补强

4.1. 人孔的选择

在化工设备中，为了便于内部附件的安装，修理和村里，防腐以及对设备内部进行检查、清洗，往往开设人孔和手孔。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。贮罐的工作温度为常温，设计压力为2.16MPa，故人孔的标准按公称压力为2.5MPa等级选取。由于人孔盖直径较大且质量较重，故选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔(HG 21524-95)，公称直径为450mm，突面法兰密封面(RF型)。该人孔结构中有吊钩和销轴，在检修时只需松开螺栓将盖板绕销轴旋转，即可轻松进入，而不必将其取下以节约维修时间。查得该人孔的有关数据如下:

表4.1 水平吊盖带颈对焊法兰人孔(突面)标准尺寸

(mm)

公称压力 MPa 2.5

公称直径 450

dW×S 480×12

D 670

D1 600

d 450

b 46

b1 39

b2 44

A 380

H1 320

H2 214

d0 36

该水平吊盖带颈对焊法兰人孔的标记为：HG21524-95 人孔RF Ⅴ（A?G）450-2.5 其中RF指突面密封，Ⅴ指接管与法兰的材料为16MnR，A?G是指用普通石棉橡胶板垫片，450-2.5是指公称直径为450mm、公称压力为2.5 Mpa。

表4.2 人孔PN2.5 DN450(HG21524-95)明细表

件号 1 2 3 4

标准号 HGJ52-91 HGJ69-91 HGJ63-91

名称 筒节 法兰 垫片 法兰盖

数量 1 1 1 1

7

材料 16MnR 16Mn(锻件) 石棉橡胶板 16MnR

尺寸/mm

dW×S=480×12，H1=320

δ=3(代号A.G) b1=39， b2=44

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5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

HGJ75-91P

GB95-85 GB41-88

螺柱 螺母 吊环 转臂 垫圈20 螺母M20 吊钩 环 无缝钢管 支承板

20 40 1 1 1 2 1 1 1 1

35 25 Q235-A.F Q235-A.F 100HV 4级 Q235-A.F Q235-A.F

20 16MnR

M33×2×175

M33 d0=36

4.2. 开孔补强的计算

由于人孔的筒节不是采用无缝钢管，故不能直接选用补强圈标准。由表3.1知本设计所选用的人孔筒节内径di＝450mm，壁厚δnt＝12mm。据此差得补强圈尺寸(JB/T 4736-2002)为：外径D2=760mm，内径D1=450+2×12+14=488mm。

开孔补强的有关计算参数如下： (1) 开孔所需补强面积A

内压容器的圆筒开孔后所需的补强面积为

A?d??2??et(1?fr) mm2 (4.1) 式中 d——开孔直径，圆形孔取接管内直径加两倍壁厚附加量，mm；

δ——壳体开孔处的计算厚度，mm； δet——接管有效厚度，mm；

fr——强度削弱系数，等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比值。

对于圆筒，壳体开口出的计算厚度为：

??2?????ptpDi?2.16?2400?16.008mm2?163?1?2.16

开孔直径d?di?2C?450?2?(0.8?2)?455.6mm

由于接管材料与壳体材料都为16MnR，故fr=1，将这些数据代入式(4.1)得：

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2.2448mm 开孔所需补强面积A?455.6?16.008?7293(2) 有效宽度B

B?2d?2?455.6?911.2mm

B?d?2?n?2?nt?455.63?2?20?2?12?519.6mm 二者中取较大值B=911.2mm。 (3) 有效高度

①外侧高度h1

h1?d?nt?455.6?12?73.94mm

h1?接管实际外伸高度?274mm 二者中取较小值h1=73.94mm

②内侧高度h2

h2?d?nt?455.6?12?73.94mm

h2?接管实际外内伸高度?0mm 二者中取较小值h2=0mm。 (4) 补强面积Ae

在有效补强范围内，可作为补强的截面积按下式计算

Ae?A1?A2?A3 (4.2) 式中 Ae——补强面积，mm2；

A1——壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2; A2——接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2； A3——焊缝金属截面积，mm2。

计算如下：

A1?(B?d)(?e??)?2?et(?e??)(1?fr) (4.3) 其中接管有效厚度为?et??nt?C1?C2?12?0.8?2?9.2mm，故

A1?(911.2?455.6)(17.2?16.008)?2?9.2(17.2?16.008)(1?1)?543.0752mm2 A2?2h1(?et??t)?2h2(?et?C2)fr (4.4)

?t?其中接管计算厚度为

2?????ptpcd?2.16?455.6?3.039mm2?163?1?2.16，故

A2?2?73.94?(9.2?3.039)?1?0?911.089mm2

1A3?2??12?12?144mm22焊缝金属截面积，故补强面积Ae为

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Ae?A1?A2?A3?543.0752?911.089?144?1598.1642mm2 由于Ae?A，故开孔需另加补强，其另加补强面积为 A4?A?Ae?7293.2448?1598.1642?5695.0806mm2 (5) 补强圈厚度δ’

?'?A45695.0806??20.9377mmD2?D1760?488

圆整后取?'?22mm，补强材料与壳体材料相同为16MnR。

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