中北大学--玻璃钢卧式储罐课程设计
概述
在当前已经开发的复合材料制品中，玻璃纤维增强树脂基复合材料（俗称玻璃钢）的贮罐占有相当的比重。玻璃钢贮罐有较好的耐腐蚀性和承载能力，与金属贮罐相比，制造工艺比较简单且容易修补，所以，在石油，化工等部门已有逐步替代金属贮罐的趋势。近几年来，我国生产的玻璃钢贮罐已由中小吨位向大吨位发展，最大的玻璃钢贮罐容积已达到3
m 1500。
目前玻璃钢贮罐的设计方法有两种，一种是以强度为标准，在已经的安全系数下，使贮罐的应力小于材料的许用应力；另一种是以变形为标准，使贮罐的应变不超过规定值。在实际产品设计中，由于材料强度极限的数据积累较充分，而且能方便的使用最大应力失效准则及相应的设计标准，所以第一种方法较通用，而应变设计方法在变形需严格控制时才使用。
玻璃贮罐按使用功能与放置场地的不同，可以有多种结构形式。按使用压力不同，有压力贮罐和常压贮罐之分；按形状不同有圆柱形、球形、箱形等结构形式；按置于地面或运输车上有静置贮罐和运输贮罐之分。
由于玻璃钢贮罐具有耐腐蚀性、质量轻、强度高、易制造、运输安装费用低等特点，已广泛应用与化工、石油，造纸、医药、食品、冶金、粮食、饲料等领域。
（1）玻璃钢贮罐化学应用：贮存酸、碱、盐及各类化学用品。 （2）玻璃钢地下油罐：用于汽车加油站代替钢油罐。 （3）玻璃钢运输贮罐：分为汽车运输和火车运输贮罐两种。
&
本文着重讨论了卧式玻璃钢贮罐的造型设计、性能设计、结构设计、工艺设计、安装、及检
验等各方面。
{
2.性能设计
原材料的选择原则
（）比强度，比刚度高的原则
（）材料与结构的使用环境相适应的原则
】
（）满足结构特殊性能的原则
（）满足工艺要求的原则
（）成本低效益高的原则
树脂基体的选择
树脂的选择按如下要求选取：
（）要求基体材料能在结构使用温度范围内正常工作；
（）要求基体材料具有一定的力学性能；
（）要求基体材料的断裂伸长率大于或者接近纤维的断裂伸长率；
(
（）要求基体材料具有满足使用要求的物理、化学性能；
（）要求基体材料具有一定的公益性。
玻璃钢制品所用的树脂原料有：聚酯、环氧、酚醛、呋喃树脂及改性树脂等。目前可供选择的的树脂主要有两类：一类为热固性树脂，其中包括环氧树脂、聚酰亚胺是指、酚醛树脂和聚酯树脂。连一类为热塑性树脂，如聚醚醚酮、尼龙、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺等。
目前树脂基复合材料中用得较多的基体是热固性树脂，它们有较高的力学性能，但工作温度低。对于需耐高温的复合材料，主要是用聚酰亚胺作为基体材料，目前较新的树脂基体有双马来酰胺、聚醚醚酮等，能满足一般高温的要求，且韧性好，有较大的复合材料强度许用值。
贮罐储存质量分数的硫酸，根据耐酸性，力学性能和经济效益综合考虑，可选用酚醛树脂。
增强材料的选择
目前已有多种纤维可作为复合材料的增强材料，如加各种玻璃纤维、凯夫拉纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳纤维等，有些纤维已经有多种不同性能的品种。
选择纤维类别，是根据结构的功能选取能满足一定的力学、物理和化学性能的纤维。
表1 四种玻璃钢常用树脂特性比较
特性环氧树脂&
聚酯树脂酚醛树脂呋喃树脂
耐酸性
耐碱性
耐水性
耐溶剂性
耐热性
）
机械性能
电气性能
固化时挥发物
固化收缩率
成型压力
最大优点
最大弱点
价格）
较好
较好
最好
一般
较低（125℃）
好
最好
无
￥
小
低→中
机械性能好
不易脱模
高
一般
差
很好
》
差
低（60～120℃）
好
好
无
大
低→中
工艺性好
《
收缩大
低
好
差
很好
好
较高(150℃)
较好
…
好
有
较大
低→高
耐酸
性脆
较低
好
|
好
好
好
高(200℃)
较好
好
有
较大
，
低→高
耐酸耐碱
工艺性差
较低
工程上通常选用玻璃纤维、凯夫拉纤维或者碳纤维作为增强材料。对于硼纤维，由于它的刚度大和直径粗，弯曲半径大，成型困难，所以应用范围收到很大的限制。所以，在生产中一般以玻璃纤维为主。
玻璃纤维价格便宜，性能优异，可以满足储罐的使用要求，增强材料选择玻璃纤维，常用的玻璃增强材料主要有无捻粗纱布、加捻布、短切毡、表面毡、玻璃纤维无捻粗纱和短切玻璃纤维。玻璃纤维按其使用要求分为
(1)E-玻璃纤维，无碱纤维，具有优良的、耐老化性和耐水性。
~
(2)C-玻璃纤维，耐酸性好，耐碱性不如无碱纤维，成本低。
(3)A-玻璃纤维，有碱纤维，含碱量大于12%。
(4)S-玻璃纤维，高强度玻璃纤维，拉伸强度较大。
(5)中碱玻璃纤维，耐酸性好，成本低。
）（6耐碱玻璃纤维，抗碱性较好，主要用于增强水泥制品。 ）（7空心玻璃纤维，纤维中空，弹性模量较高。
表
无碱和中碱纤维的性能对比
种类
耐酸性
耐水性 机械强度 防老化性 电绝缘性 |
成本
浸润性 适合条件
无碱玻璃纤维一般 好
高
较好 ；
好 较高
树脂易浸润
用于强度高的
场合 中碱玻璃纤维好 差 较低 ^
较差
低
低
树脂浸润性差
用于强度低的
场合
储罐用来储存质量分数为
的硫酸，并且有一定的力学承载，以及经济效益综合考虑选
择中碱玻璃纤维，因为中碱玻璃纤维耐酸性好，成本低。
玻璃钢贮罐的结构有四层组成
￥
图
贮罐铺层
内表层； 次表层； 结构层； 外表层。
（）内表层（也称内衬防腐层）
其功能是抵抗介质腐蚀，是防腐蚀的主要组成部分。
防腐蚀的制造方法有两种。一是用玻璃纤维表面粘、有机纤维表面粘或其他增强材料的富树脂层，要求含胶量达到
左右，其厚度为0.25~0.5mm 。二是采用热塑性塑料如聚氯乙烯或橡胶等
内衬材料。
】
（）次表层（也称防腐蚀层）其含胶量比内衬层低，约70%~80%。通常由短切纤维制成的短切毡铺成；其主要功能是防止介质渗漏。次表层通常至少含有2
1200g m的短切原丝毡。
内表层和次表层应选用韧性好、冲击强度高的耐腐蚀树脂。内表层与次表层的组合纤维含量应为275%
（），组合厚度不小于2.5mm。
±
（）结构层（又称强度层）这一层是贮罐壁的主要结构，用来承受外荷载，由连续纤维缠绕成型或由纤维织物手糊成型，含胶量为35%~55%。玻璃钢贮罐结构设计主要是确定这一层的铺层方式和厚度。
（）外表层（又称防老层，有些要求阻燃）它是贮罐结构层的外表层。其功能是保护层免受外界机械损伤和外界环境引起的老化。同时也是对贮罐外表面的装饰。这一层含胶量约为60%~70%。外表层也可用树脂腻子修补后喷漆处理。对于室内使用的设备可不用此层。
确保既有良好的耐介质腐蚀性，又具有足够的物理机械性能满足盛装要求。采用
玻璃纤维高张力、多层次、多角度、包封头缠绕，满足有机、无机溶剂及具有化学、电化
学腐蚀性介质的储存、中转和生产需要，满足非电解质流体的中转、输送、消除静电的需
要满足抗各式支承剪切及掩埋与荷载的力学要求。设计灵活性大、罐壁结构性能优异。
纤维缠绕玻璃钢可以通过改变树脂体系或增强材料来调整贮罐的物理化学性能，以适应不
同介质和工作条件的需要。通过结构层厚度、缠绕角和壁厚结构的设计来调整罐体的承载
能力，适应不同压力等级、容积大小，以及某些特殊性能的玻璃钢贮罐需要，是各向同性
的金属材料无法与其相比的。耐腐蚀、防渗漏、耐候性好。玻璃钢具有特殊的耐腐蚀性
能，在贮存腐蚀性介质时，玻璃钢显示出其他材料所无法比拟的优越性，可以耐多种酸、
碱、盐和有机溶剂。具有优良的机械物理性能。玻璃钢贮罐制品的材料密度在3
μ的玻璃纤维缠绕成型，降
1.8~
2.1g cm之间约为钢材的14~15采用直径为7~17m
低了纤维的微裂纹存在率，实现等强度，该成型方法能使纤维含量高达，比强度高
于钢材、铸铁和塑料等，热膨胀系数。
3.造型设计
！
贮罐制造尺寸确定
根据设计要求，贮罐的容积为583
m ，取直径为3m ，则贮罐直径取3.0m ，则贮罐长
度为()[]()
[]
m 21.814.320.35822
2
=?==πD V
L
初定贮罐尺寸为
m 0.3=D m 8=L
封头的设计
根据要求封头取半椭球形封头，半椭球封头是由半个椭球壳和一段高度为
的圆筒形部分组
成。由于半椭球形曲线的曲率半径变化是连续的，所以封头中的应力分布比较均匀，受力仅此于半球形封头，加工制造比较方便。
按设计要求采用半椭球形封头，0.620.9m H D =?=。
伸臂长度确定
、
根据规定0.2A L
≤即0.28 1.6m A =?=。
支座及间距
卧式贮罐一般采用是水平安装在支座上。支座分为纵向双边连续支座、鞍座、圈座和支腿4种。
鞍式支座上的贮罐受力情况与受均匀布荷载的外伸梁相似。采取三至座或多支座形式比采用双支座好，因为多支座(连续梁)贮罐产生的应力小。但是，由于贮罐的直度、局部不圆度以及各部分绕曲时相对变形差异的原因，要使各支座保持在同一水平面比较困难。而且常因支座基础布均匀沉降，影响支座反力的均匀分布，反而会使贮罐局部应力增加，体现不出多支座的优点，故一般都习惯采用双支座形式。
根据设计要求选用鞍型支座，宽，包角0
120。支座间距为
=
L。
2=
-A
-
8
8.4
m
2.3
造型设计简图
；
图卧式贮罐设计简图
如图所示，贮罐的零部件有人孔、进口孔、放空口、备用口、放液孔、液面计孔。
4.结构设计
贮罐荷载和设计简图
…
①贮罐构造
如下图14-所示，为贮罐构造示意图。
L H
A
D
图4-1
②荷载计算
按公式
L 2
R 1.1~05.1q ρπ）（=计算，单位长度载荷为 m
KN 8.10840.15.114.31.1R 1.1q 2L 2=???==ρπ（）
贮罐受力计算
~
按双支架外伸梁计算贮罐受力。
①计算长度
m
2.99.03
2
28H 322L L =??+=?+=计（
）
②受力计算
a.支座反力按式
KN 48.5009.034
828.108H 34L q 21F F B A =?+?=+=
=）（）（
（
）
b.支座处剪力
当取支座内侧截面时，按式qH
qA F A 32
Q --=内计算，即
！
KN
H A F Q A 12.2619.08.1083
2
6.18.10848.500q 32q =??-?-=--=内（）
当取支座外侧截面时，按式
qH 32
qA Q +
=外计算，即
KN
H A Q 36.2399.08.1083
2
6.18.108q 32q =??+?=+=外（
）
支座和跨中弯矩
支座处弯矩按下面公式计算可得
m
KN H A q M A ?=?+??-=+-=59.526)9.03
2
6.1(8.10821)32(212（）
跨中弯矩按下式计算
m 26.34036.1289.03488.108219.03488.10821)2)(34q 21)34q 2122?=-?+??-?+??=-+-+=
KN A L
H L H L M ））（（）（（（（）
由贮罐轴向应力计算壁厚
；
贮罐的最大轴向应力发生在跨中贮罐底部和支座处贮罐的顶部，计算结果取最大
值。
①跨中贮罐底部轴向应力按下式计算
]
[t
R t 2max 2max
x L M R σπρσθ≤+=（）
缠绕聚酯玻璃钢的轴向拉伸强度查表查得为a 160~85MP ，取强度值a 160MP 。则
K
x 160][=σ，为荷载系数，实验表明4.13=K 。则MPa x 9.11][=σ（2cm kg 119），
改变上式为求贮罐底部厚度，则
cm R M R X x L 86.44
.11915014.334032600
4.11900140
.0150][][t 2
22max 2=??+
?=
+=σπσρ（）
②支座处贮罐顶部厚度
t 2max R M A πσθ=
即
]
[t x 2σπR M A =
（
）
cm 624.04.11915014.35265900
t 2
=??=
按剪力计算支座处贮罐厚度
贮罐的最大剪力发生在支座底部，当支座处有加强圈时，按下式计算。
][t
max
max τπτ≤=
R Q
（
）
即
[]
τπR Q max t =
（
）
聚酯玻璃钢的剪切强度为a 9.8MP ，取安全系数为
，则MPa 11.1][=τ
cm
24.61.1115014.332640
t =??=
按环向应力计算贮罐厚度
{
贮罐环向应力的最大值，发生在支座处。 a.鞍座设计
增大鞍座包角θ时，可以减小储罐的环形应力，但是鞍座变得笨重，材料消耗增多；而过分
减小包角，将使设备容易从鞍座上倾倒。在一般情况下，鞍座包角应在150120?≤θ≤?范围内，本设计选择120θ=?，取鞍座宽度为
。
加强圈的设计
由于设置加强圈，支座处的荷载由筒体和加强圈共同承担。
设支座处的贮罐壁厚cm 3.4t =，支座宽度
cm
200=B ，则单元环的有效宽度按下
式计算。
()4
00
013t 2L L
E E R B B νν-???
? ??+
=（）
缠绕树脂玻璃钢的环向和轴向弹性模量为别4
102?和4
101?，其泊松比为
和
，代入上式，则单元环的有效宽度为：
。
cm
77.52)15.03.01(10
110
233.41502204
4
4
=?-????
??+
=B
当0
120=β时，查表的R F M A 053.0=β
A
F N 34.0=β由表查得缠绕玻璃钢环向拉伸强度为
a
300y MP ==βσσ，弯曲强度为a 150m MP =σ，按上式计算求的
t
t 2R M B N πσβ
β
β+=
即
]
[]
[t 2m y R M B N σπσβ
β+
=
（
）
取安全系数8
=K 则
MPa
y 5.378300][==σ，MPa 75.188150][m ==σ。
cm 16.175.1815014.3150
8.5004053.05.37538.500434.0t 2
=????+??=
半椭球形封头壁厚计算
按下式计算封头壁厚
cm DM y 4.05
.37280.030025.1][2p t =???=≥
σ（
）
《
式中
MPa
y 5.378300][==σ
80
.0])902300(2[61])2(2[612
2=?+?=+=H D M
设计结果
①由轴向应力计算贮罐中壁厚，mm 6.48t =； ②由支座剪力计算计算支座底部壁厚，mm 4.62t =； ③按环向应力验算支座处壁厚，mm 6.11t =； ④封头强度计算壁厚，mm 4t =。
综上计算结果，考虑到缠绕成型的特点，确定：罐体、封头及支座处壁厚均选用。
按整数计算，取
。在支座处设加强圈，其宽度为。
5.工艺设计
玻璃钢贮罐技术主要包括三方面内容，原材料的选择、成型方法的优选和生产装备选择及工艺参数。根据这三条原则，可将三种不同的设计，分别为预应力玻璃钢组装贮罐、整体式玻璃钢贮罐和缠绕玻璃钢贮罐制造技术。
根据设计参数，可选用缠绕玻璃钢成型的方法，其制造方法是先将贮罐分成“钟罩”（直
筒加一个封头）和封头。将这两部分组装在一起即构成贮罐的完整结构，然后在进行结构层
缠绕。
钟罩的成型
a、模具的清理
缠绕成型的储罐的模具一般为钢模，对模具进行清理是为了保证其表面平滑无异物，使制得的产品内表面光滑，便于脱模。清理完后，胶黏带堵住模具上的脱模孔，"
b、涂脱模剂
用脱模蜡或聚乙烯醇脱模剂在钟罩模上均匀涂层，要求厚度均匀，防止漏涂。
c、加热树脂
使其温度达到35~40℃。
d、按设计要求的原材料和厚度制造内衬层
封头的内衬层用喷射成型或手工成型，铺覆方法根据设计要求，可选用喷射、干法或者湿法缠绕。制作封头的加强层，采用喷射和铺玻璃纤维布。
e、脱模
待钟罩固化完全后脱模。脱模是利用液压空气，通过模具上的脱模孔使模具和钟罩间形成一层空气垫，靠空气压力将钟罩推出。
【
第二个封头制造
a、清理模具，堵脱模气孔；
b、涂脱模剂；
c、按设计要求缠制内衬层和加强层。在制作过程中，始终进行手动滚压，排除气泡，待树脂固化后脱模。
组装
将第二个封头和钟罩对接成一个整体。对接时先将两部分对接边磨成坡口，用短切毡片和聚酯树脂进行加强，保证组装区平整。
在缠绕机上进行缠绕
由于此卧式储罐具有轴向应力，要进行螺旋缠绕；缠绕工序在缠绕机上进行。缠绕成型用的原材料为乙烯基酯树脂，增强材料为中碱玻璃纤维。缠绕成型需要在全自动缠绕机上进行。
`
缠绕成型工艺参数控制：
a、缠绕角θ=°
b、无捻粗纱的烘干处理
玻璃纤维表面的含有水分，不仅影响树脂基材与玻璃纤维之间的粘结性能，同时将引起应力腐蚀，并且使微裂纹等缺陷进一步扩展，从而使制品强度和耐老化性下降。因此玻璃纤维在使用之前必须进行烘干处理。无捻粗纱在60~80℃烘干24h。
c、玻纤浸胶含量分布
玻纤含胶量的高低及其分布对玻璃钢制品性能影响很大，直接影响制品的重量及厚度；含胶量过高，玻璃钢制品的复合强度降低；含胶量过低，制品的纤维孔隙率增加，使制品的气密性、防老化性能及剪切强度下降，同时也影响纤维强度的发挥；此外含胶量变化大会引起应力分布不均，并在某些区域引起破坏。因此，过程必须严格控制，控
制结构层含胶量在25%~30%。
d、缠绕张力
缠绕张力大小、各纤维束间张力的均匀性，以及各缠绕层之间纤维张力的均匀性，对制品的质量影响极大。张力过小，制品的强度低，内衬层所受压缩应力较小，因而内衬在充压时的变形较大，其疲劳性能就越低。张力过大，则纤维磨损大，使纤维和制品强度下降。此外，缠绕张力对制品的密实度和含胶量会产生很大的影响。
、
为了使制品里的各缠绕层不会由于缠绕张力作用导致产生内松外紧的现象，采用张力递减制度，使内外层纤维的初始应力相同，容器充压后内外层纤维能同时承受荷载。
e、纱片宽度的变化和缠绕位置
纱片间隙会成为富树脂区，结构上的薄弱环节。纱片宽度很难精确控制，这是因为它会随着缠绕张力的变化而变化，选取纱片宽度20mm。
f、缠绕速度
缠绕速度通常是指纱线速度，应控制在一定范围内。因为纱线速度过低，生产率低；纱线速度过大，运行不稳，因产生颠簸振动。缠绕速度控制为0.85m/s。
g、固化制度
玻璃钢的固化主要有常温固化和加热固化两种。，加热固化制度包括加热的范围，升温速度，恒温温度及保温时间。
本设计采用加热固化，因为加热固化可以提高化学反应的速度，缩短固化时间，缩短生产周期，提高生产率。
，
升温速率一般在0.5℃/min~1℃/min，本设计选用1℃/min，既可以提高生产周期，提高生产率，又不至于影响玻璃钢制品的质量。
保温时间由树脂发生聚合反应所需要的时间和传热时间决定；降温冷却阶段速度要始终，防止使制品产生内应力，并且要尽量缩短生产周期。
h、固化制度
采用分层固化制度，这样可以消弱环向应力沿筒壁的分布高峰；可以提高纤维的初始张力；减缓树脂含量沿筒壁分布不均的现象，同时利于溶剂的挥发，提高制品内外质量的均匀性。
i、环境温度
环境温度降低，树脂的粘度升高，纤维浸渍不充分。所以环境温度要控制在一定的范
围内，保证缠绕过程的浸渍效果，避免某些固化剂的低温析出。环境温度控制在15℃以上。
铺层设计
储罐采用分次成型，先成型罐身的内衬层及盖子，内衬层是采用喷射成型，而盖子是
采用手糊成型
!
内衬层铺层过程：聚酯毡（
层）→网眼布（排除气泡）（
层）→喷射纱（层）→网眼布（层）→喷射纱（
层）→网眼布（
层）→
布（
层）→网眼布（层）→表面毡（
层）→喷射纱（层）→布（层）→喷射纱（
层）→
布（层）→喷射纱（层）→
布（
层）→喷射纱（
层）。
然后进行缠绕成型，这里的缠绕成型主要是成型的是结构层。
玻璃钢储罐包括内衬层，结构层与保护层，内衬层由富树脂层及中间层组成。富树脂
层由内衬树脂加有机纤维聚酯毡增强
树脂含量
以上
该层气密性好
非常光滑
主要提供制品的耐腐蚀性和防渗透能力。中间层由内衬树脂和无碱玻璃纤维喷射纱组成树脂含量为%90~%70。该层的主要作用是保护富树脂层提高内层的抗内压失效能力
阻止
裂纹扩散。结构层采用无捻玻璃纤维粗纱采用玻璃织物或短切纤维毡增强
承受拉应力、
压应力和各种外载荷
保护内层。保护层也称外富树脂层
树脂含量大于
采用玻璃
纤维表面毡增强该层主要是保护壁不受外界机械损伤和防紫外线作用。
、
，
6.零部件设计
进出管的设计
进出关一般采用带法兰的的短接管，其规格与管子相同，接管长度一般不小于
mm 100~180。壳体与进出口管的连接部位，要求坚固耐用，不渗漏。建议在管口处设置三个或四个角撑板以提高接管强度。有时进口管插入壳体mm 80~50，除了起到增强作用外，并能避免腐蚀液体进入壳体时沿壳壁流淌，冲刷壳壁。此设计取内径为
，接官长
。
手孔和人孔
…
手孔和人孔是为了检验设备内部空间，对设备内部进行清洗、安装及拆卸内
部结构而设置的。
手孔常用短接管加以盲板设计的。手孔的直径应使工人带上手套并握有工具
时能方便地通过，故手孔直径不宜小于
，常用的手孔公称直径有和
，本设计选用
。
人直径大于
的储罐应开设人孔，以便检修时工作人员能进入设备内部，及时
发现内表面的腐蚀、磨损或裂纹，并进行修补。常用的人孔形式为圆形，人孔的构造处理应按照大型接管一样处理。人孔盖可以是平的，带有手柄；但是也可以是盘形的。人孔一般应设置角撑板。
根据标准，可得选用人孔尺寸如下表
表
储罐选用的人孔尺寸
人孔直径/mm 法兰及盖子直径/m 法兰及盖子厚度/m ）
螺孔分布圆直径/m 螺栓孔直径/mm
508
699
10
635
13
排液管
…
贮罐的排液管通常设置在罐底和罐壁下部。取内径为
。
排气孔
排气口能够将储罐内的气体自由排放到大气中，使储罐不产生正压或者负压，因此最小排气口尺寸应足以控制所有的联合入口或者排出口的排气量。
经查阅中华人民共和国行业标准，玻璃钢储罐标准系列
，
卧式储罐容积350V m =，选用排气孔直径100mm
d d =。
液面计口
液面计口用于测量液面高度。经查阅中华人民共和国行业标准，玻璃钢
储罐标准系列，卧式储罐容积3
50V m =，选用液面计口内
径25mm
a d =。
】
7.安装及连接
安装
7.1.1.零部件与贮罐的连接
在储罐筒壁和封头开设，按图纸要求的直径，并且在图纸要求的位置开设圆孔，本设计总共开设八个孔，其中包括人孔、手孔、排液孔、排气孔和液面计孔。
将这些零部件安装在孔中。还有就是法兰与盖子的安装，均按标准安装。
7.1.2法兰接管与筒体或封头的组装
（1）开口断面处应进行封闭处理，所用材料应与内衬层材料相同。
}
（2）除排气口外，其他开口均用层合结构补强，开口补强直径不得小于开口直径的两倍；开口直径小于 150 mm时，应不小于开口直径与 150 mm之和[13]。
（3）补强层极的拉伸强度不得低于表6．1的要求。
表6．1 补强层极的拉伸强度规定
厚度mm…
拉伸强度MPa628293103
7.1.3法兰平面与管轴线的垂直度
—
法兰平面与管轴线的垂直度不应大于表6．2的规定。
表6．2 法兰平面与管轴线的垂直度规定
法兰管公称直径≤10
＜
250
＜
500
＜
1000
—
＜
1800
＜
2500
＜
3500
≤40
00
垂直
度
( 681013
7.1.4法兰接管的方位偏差及角度偏差
法兰接管的方位偏差（法兰接管的轴线对罐体径向或轴向基准线的位置），角度偏差应符合表6．3的规定。
【
表6．3 角度偏差规定
法兰管公称直径＜250≥250
容许角偏差φ1°°
7.1.5管接头力矩载荷
直径不大于50mm的管接头应承受1360N的力矩载荷而无损伤，大于50mm的管接头应承受2700N的力矩载荷而无损伤[14]。
》
储罐课程设计
目录 摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................. I I 第一章绪论 (1) 1.1液化石油气储罐的用途与分类 (1) 1.2液化石油气特点 (1) 1.3液化石油气储罐的设计特点 (2) 第二章工艺计算 (3) 2.1设计题目 (3) 2.2设计数据 (3) 2.3设计压力、温度 (3) 2.4主要元件材料的选择 (4) 第三章结构设计与材料选择 (5) 3.1筒体与封头的壁厚计算 (5) 3.2筒体和封头的结构设计 (6) 3.3鞍座选型和结构设计 (7) 3.4接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (10) 3.5人孔的选择 (15) 3.6安全阀的设计 (15) 第四章设计强度的校核 (19) 4.1水压试验应力校核 (19) 4.2筒体轴向弯矩计算 (20) 4.3筒体轴向应力计算及校核 (20) 4.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 (21) 4.5封头中附加拉伸应力 (22) 4.6筒体的周向应力计算与校核 (22) 4.7鞍座应力计算与校核 (23) 第五章开孔补强设计 (26) 5.1补强设计方法判别 (26) 5.2有效补强范围 (26) 5.3有效补强面积 (27) 5.4.补强面积 (28)
卧式储罐设计..
安徽工程大学 课程设计说明书 题目名称：卧式储罐设计 专业班级：食品122班 学生姓名：王飞腾 指导教师：季长路 完成日期： 2015-09-24
目录 摘要 (3) 第一章绪论 (4) 1.1设计任务： (4) 1.2设计思想： (4) 1.3设计特点： (4) 第二章材料及结构的选择与论证 (5) 2.1材料选择 (5) 2.2结构选择与论证 (5) 2.2.1 封头的选择 (5) 2.2.2容器支座的选择 (5) 2.3法兰型式 (6) 2.4液面计的选择 (6) 第三章结构设计 (7) 3.1壁厚的确定 (7) 3.2封头厚度设计 (7) 3.2.1计算封头厚度 (7) 3.2.2水压试验及强度校核 (8) 3.3储罐零部件的选取 (8) 3.3.1储罐支座 (8) 3.3.2 罐体质量 (8) 3.3.3封头质量 (9) 3.3.4液氨质量 (9) 3.3.5附件质量 (9) 第四章接管的选取 (10) 4.1液氨进料管 (10) 4.2平衡口管 (10) 4.3液位指示口管 (10) 4.4放空口管 (10) 4.5液体进口管 (11) 4.6液体出口管 (11) 第五章压力计选择 (12) 符号说明 (13) 总结 (14)
摘要 本说明书为《1.2m3液氨储罐设计说明书》。扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。 本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。 关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强
《压力容器与管道安全》课程设计.
湖南大学 《压力容器与管道安全》课程设计 专业安全工程 姓名刘恶 学号023412229 课程名称压力容器与管道安全 指导教师杨有豪马莲 市政与环境工程学院 2019年12月
目录 1. 目的与任务 (2) 2. 储罐的设计要求 (2) 2.1 设计题目 (2) 2.2 设计要求 (2) 3. 卧式液氨储罐的结构设计 (3) 3.1储罐主要结构的设计 (3) 3.1.1筒体和封头的结构选择 (3) 3.1.2用方案一计算筒体和封头的厚度 (4) 3.1.3用方案二计算筒体和封头的厚度 (5) 3.1.4两种方案的比较 (6) 3.2计算鞍座反力 (7) 3.3支座及其位置选取 (8) 3.3.1鞍座数量的确定 (8) 3.3.2鞍座安装位置的确定 (8) 3.3.3鞍座标准的选用 (10) 3.4储罐应力校核 (10) 3.4.1筒体轴向应力校核 (10) 3.4.2筒体和封头切向剪应力校核 (12) 3.4.3筒体周向应力校核 (12) 3.4.4鞍座有效断面的平均应力校核 (13) 3.5 入孔设计 (13) 3.6开孔补强计算 (14) 3.7接管与法兰联结设计 (16) 参考文献 (19)
1. 目的与任务 本课程设计是在学完《压力容器与管道安全》之后综合利用所学知识完成一个压力容器设计。该课程设计的主要任务 1.是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对压力容器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际设计方案的分析比较，设计计算，元件选择等环节，初步掌握工程中压力容器设计方法。 4.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 2. 储罐的设计要求 2.1 设计题目 某厂需添置一台液氨贮罐，设计原始数据：设计压力P=1.9Mpa，设计温度T=43℃，容器内径D=1230mm,容积V=3.1m3，设备充装系数0.9。采用鞍式支座。试设计该设备。 2.2 设计要求 根据已知的条件，按照以下顺序进行设计： 1.主要结构设计—筒体、封头、接管、法兰密封、鞍座及其位置。 2.主要材料—焊缝和探伤 3.筒体和封头的厚度计算 4.计算鞍座反力
中北大学--玻璃钢卧式储罐课程设计
概述 在当前已经开发的复合材料制品中，玻璃纤维增强树脂基复合材料（俗称玻璃钢）的贮罐占有相当的比重。玻璃钢贮罐有较好的耐腐蚀性和承载能力，与金属贮罐相比，制造工艺比较简单且容易修补，所以，在石油，化工等部门已有逐步替代金属贮罐的趋势。近几年来，我国生产的玻璃钢贮罐已由中小吨位向大吨位发展，最大的玻璃钢贮罐容积已达到3 m 1500。 目前玻璃钢贮罐的设计方法有两种，一种是以强度为标准，在已经的安全系数下，使贮罐的应力小于材料的许用应力；另一种是以变形为标准，使贮罐的应变不超过规定值。在实际产品设计中，由于材料强度极限的数据积累较充分，而且能方便的使用最大应力失效准则及相应的设计标准，所以第一种方法较通用，而应变设计方法在变形需严格控制时才使用。 玻璃贮罐按使用功能与放置场地的不同，可以有多种结构形式。按使用压力不同，有压力贮罐和常压贮罐之分；按形状不同有圆柱形、球形、箱形等结构形式；按置于地面或运输车上有静置贮罐和运输贮罐之分。 由于玻璃钢贮罐具有耐腐蚀性、质量轻、强度高、易制造、运输安装费用低等特点，已广泛应用与化工、石油，造纸、医药、食品、冶金、粮食、饲料等领域。 （1）玻璃钢贮罐化学应用：贮存酸、碱、盐及各类化学用品。 （2）玻璃钢地下油罐：用于汽车加油站代替钢油罐。 （3）玻璃钢运输贮罐：分为汽车运输和火车运输贮罐两种。 & 本文着重讨论了卧式玻璃钢贮罐的造型设计、性能设计、结构设计、工艺设计、安装、及检 验等各方面。 {
2.性能设计 原材料的选择原则 （）比强度，比刚度高的原则 （）材料与结构的使用环境相适应的原则 】 （）满足结构特殊性能的原则 （）满足工艺要求的原则 （）成本低效益高的原则 树脂基体的选择 树脂的选择按如下要求选取： （）要求基体材料能在结构使用温度范围内正常工作； （）要求基体材料具有一定的力学性能； （）要求基体材料的断裂伸长率大于或者接近纤维的断裂伸长率； ( （）要求基体材料具有满足使用要求的物理、化学性能； （）要求基体材料具有一定的公益性。 玻璃钢制品所用的树脂原料有：聚酯、环氧、酚醛、呋喃树脂及改性树脂等。目前可供选择的的树脂主要有两类：一类为热固性树脂，其中包括环氧树脂、聚酰亚胺是指、酚醛树脂和聚酯树脂。连一类为热塑性树脂，如聚醚醚酮、尼龙、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺等。 目前树脂基复合材料中用得较多的基体是热固性树脂，它们有较高的力学性能，但工作温度低。对于需耐高温的复合材料，主要是用聚酰亚胺作为基体材料，目前较新的树脂基体有双马来酰胺、聚醚醚酮等，能满足一般高温的要求，且韧性好，有较大的复合材料强度许用值。 贮罐储存质量分数的硫酸，根据耐酸性，力学性能和经济效益综合考虑，可选用酚醛树脂。 增强材料的选择 目前已有多种纤维可作为复合材料的增强材料，如加各种玻璃纤维、凯夫拉纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳纤维等，有些纤维已经有多种不同性能的品种。 选择纤维类别，是根据结构的功能选取能满足一定的力学、物理和化学性能的纤维。
卧式液氨储罐课程设计
目录 一、前言 (3) 二、摘要 (4) 三、绪论 (5) 3.1 设计任务： (5) 3.2设计思想： (5) 3.3 设计特点： (5) 四、设备材料及结构的选择 (6) 4.1材料选择 (6) 4.2结构选择 (6) 4.2.1 封头的选择 (6) 4.2.2容器支座的选择 (6) 4.3法兰型式 (6) 4.4液面计的选择 (7) 4.4.1 (7) 4.4.2 (7) 4.4.3 (7) 五、结构计算 (8) 5.1罐体壁厚设计 (8) 5.2封头厚度设计 (9) 5.2.1计算封头厚度 (9) 5.2.2校核罐体与封头水压实验强度 (9) 5.3选择人孔并核算开孔补强 (10) 5.4储罐零部件的选取 (12) 5.4.1储罐支座 (12) 5.4.2罐体质量 (12) 5.4.3封头质量 (12) 5.4.4液氨质量 (13) 5.4.5附件质量 (13) 六、接管的选取 (14) 6.1液氨进料管 (14) 6.1.1接管的计算厚度为： (14) 6.1.2开孔有效补强宽度B，有效补强高度的确定 (14) 6.1.3需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积的计算 (14) 6.2 平衡口管 (14) 6.3 液位指示口管 (15) 6.4 放空口管 (15) 6.5 液体进口管 (15) 6.6 液体出口管 (15) 七、压力计选择 (16) 八、符号说明 (17) 九、致谢 (18)
十、参考文献 (19)
一、前言 压力容器是一种密闭的承压容器，通常是由板、壳组合而成的焊接结构。其应用广泛且用量大，但又比较容易发生事故且事故往往是严重的。压力容器的设计一般有筒体、封头、密封装置、支座、接口管、人孔及安全附件等组成。与任何工程设计一样，压力容器的设计目标也是对新的或该进的工程系统和装置进行创新和优化，以满足人们的愿望与需要。具体来说，压力容器的设计人员应根据设计任务的特定要求，遵循设计工作的基本规则或规范，以及材料控制﹑结构细节﹑制造工艺﹑检验及质量管理等方面的规则，并尽可能地采用标准。 液氨储罐是合成氨工业中必不可少的储存容器，所以本设计过程的内容包括容器的材质的选取、容器筒体结构和强度的设计，密封的设计、罐体壁厚设计、封头壁厚设计、确定支座，人孔及接管、开孔补强的情况以及焊接形式的设计与选取。在设计过程中要综合考虑经济性、实用性和安全可靠性。设备的选择大都有相应的执行标准，设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标准，则选择合适的非标设备。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。此次设计主要原理来自《化工设备机械基础》一书以及其他参考资料。 本设计的液料为液氨，它是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。分子式 NH3，分子7.03，相对密度0.7714g/L，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽压1013.08kPa(25.7℃)。蒸汽与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。氨在20℃水中溶解度34%,25℃时，在无水乙醇中溶解度10%，在甲醇中溶解度16%，溶于氯仿、乙醚，它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品，橡胶和涂层。遇热、明火，难以点燃而危险性较低；但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在，则危险性更高。 本次设计的所有参数都严格按照国家标准，让设计有章可循。但由于知识水平有限，又是第一次做关于化工设备机械基础的设计，难免会有很多缺陷和不足，还请老师给予批评和指正，最后感谢老师能在百忙之中抽出时间进行评阅 兰亚军2014年1月5日
储罐 课程设计
茂名学院课程设计 目录 一、绪论 (1) 1．1设计任务、设计思想、设计特点 (1) 1．2主要设计参数的确定记说明 (1) 二、材料及结构的选择与论证 (2) 2．1 材料选择与论证 (2) 2．2 结构选择与论证 (3) 2．2．1 封头形式的确定 (3) 2．2．2 人孔的选择 (3) 2．2．3 法兰的选择 (3) 2．2．4 液面计的选择 (4) 2．2．5 鞍式支座的选择与确定 (4) 三、设计计算 (5) 3．1筒体厚度的计算 (5) 3．2封头壁厚的计算 (5) 3．3水压试验压力及其强度的计算 (6) 3．4人孔的选择及核算开孔补强 (6) 3．5鞍座的选择及核算承载能力 (8) 3．6液位计的选择 (9) 3．7选配工艺接管 (9) 四．设备总装备图（附录） (10) 五．小结 (10) 六．设计参考书目 (10)
液氨储罐机械设计 一. 绪论 1. 1 设计任务、设计思想、设计特点 （1）设计任务 按要求设计一压力容器，液氨储罐的公称直径为1400mm，罐体的公称容积为20m3，制造地点：广东省广州市。 （2）设计思想 液氨储罐通常由卧式圆柱形圆筒和两端椭圆封头组成，按照化学生产工艺的要求设置进料口，出料口，放空口，排污口，压力表，安全阀和液面计等，为了检修方便开设人孔，用鞍式支座支撑于混凝土基座上。 综合运用化工过程设备机械基础及所学的知识，联系实际，进而巩固加深和发展所学的知识，提高分析实际问题和解决问题的能力。 （3）设计特点 液氨对钢材的腐蚀作用很小，但是，至于室外的液氨储罐，其工作温度为环境温度，其工作压力为该环境温度下的饱和蒸汽压，随着气温的变化，液氨储罐的操作温度和操作压力也会变化，所以其材料的钢材必须应能承受这种变化，在我国的北方严寒地区，冬季气温很低，普通钢材就可能出现低温脆性，所以选用低温设备用钢。 ①壁厚分类———薄壁容器 工程上的容器外径和内径的比值K=D0/D i小于等于1.2的压力容器称为薄壁容器。 ②受压状况的分类——内压容器 容器器壁承受的拉应力，通过强度条件计算壁厚。 ③安装方式分类——卧式容器 在自重和内部充满液体等载荷作用下在壳体一些特殊部位产生各种局部应力，加以考虑。 ④容器工作温度的确定——常温容器 设计温度在－200C～2000C的压力容器，根据本次设计的容器的工作温度为－400C～400C，确定为常温容器。 ⑤设计压力的分类——中压容器 压力1.6MPa到10MPa的容器为中压容器，本次设计的容器工作的压力为1.55MPa，设计压力稍大于工作压力，所以为中压容器。 ⑥容器在生产中的用途和分类——贮存容器 ⑦按《压力容器安全技术监察视程》分类——第二类容器 1. 2主要设计参数的确定和说明 （1）工作温度的确定 贮罐常至于室外，在夏天经过太阳的曝晒，温度可达400C，所以工作温度应低于400C （2）工作压力的确定
课程设计--卧式储罐工艺设计
1. 卧式储罐结构简介 液氮低温储罐是广泛应用于空分系统中的产品储罐，由于其特殊的工作环境，工作温度为-196℃，致使其结构及材料的应用必须满足超低温的要求，工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。设计温度为-20℃以下的压力容器被称为低温压力容器，对于低温压力容器首先要选用合适的材料，材料在使用温度下应具有良好的韧性。致使低于-196℃时可选用奥氏体不锈钢。罐体分内罐，外罐两层，因此内罐材质选用不锈钢为0Cr18Ni9，外罐材质选用碳钢为Q235-B。内外罐中间填充绝热材料，即内筒壁与外筒壁之间用珠光砂填充绝热。本储罐结构示意图见图1.1。 图1.1卧式储罐结构示意图
表1.1 设计数据 依据表1.1设计参数得出卧式储罐结构尺寸见表1.2。 封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。本储罐选择椭圆形封头，其内胆封头与外胆封头尺寸见表1.3。 表1.3 EHA椭圆形封头内表面积、容积 储罐还有人孔、支座以及各种接管组成。接管主要设有排污管、安全阀、压力表、温度计、进料口和出料口等。 根据HG/T21517-2005回转盖带颈平焊法兰人孔，查表3-3，选用凹凸面型，其明细尺寸见表1.4。
查JB4712.1-2007《容器支座》，选取轻型，焊制为BⅠ,包角为120°，有垫板的鞍座。设计鞍座结构尺寸如下表1.5。 接管的材料为0Cr18Ni9，长度根据实际情况选择，查得接口管口参数见表1.6。 表1.6 接口管口表
查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表8.2.2-2 PN10带颈对焊焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸见表1.7。 表1.7 法兰表 密封垫片选择非金属软垫片系列中的石棉橡胶板。
液化石油气卧式储罐课程设计精编版
液化石油气卧式储罐课 程设计精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
前言 随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。 液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～ 300倍。液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。 目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大。所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站内地方受限制等）才选用立式。 本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。 目录
(整理)完整版玻璃钢卧式储罐课程设计.
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：詹锋学号：0603044238 学院：材料科学与工程学院 专业：复合材料与工程 题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸 卧式玻璃钢储罐设计 指导教师：陈剑楠曹杨职称: 讲师讲师 2009年 12月 31日
中北大学 课程设计任务书 学年第一学期 学院：材料科学与工程学院 专业：复合材料与工程 学生姓名：学号： 课程设计题目：容积为60m3贮存质量分数为37%的硝酸 卧式玻璃钢储罐设计 起迄日期：2009年12月21日～2009年12月31日课程设计地点：中北大学材料科学与工程学院 指导教师：陈剑楠曹杨 系主任：李迎春
下达任务书日期: 2009年12月18日课程设计任务书
课程设计任务书
目录 1.前言 (1) 2.造型设计 (2) 2.1储罐构造尺寸确定 (2) 2.2封头的选择 (2) 2.3伸臂长度确定 (3) 2.4支座及间距 (3) 3.性能设计 (4) 3.1基体材料性能及其特点介绍 (5) 3.2增强材料介绍 (6) 4.节构设计 (7) 4.1储罐荷载计算和设计简图 (7) 4.2由储罐的轴向应力计算壁厚 (8) 4.3由储罐的剪力计算储罐的壁厚 (8) 4.4由储罐的环形应力计算储罐壁厚 (8) 4.5由蝶形封头设计壁厚 (10) 4.6设计结果 (10) 5.工艺设计 (11) 5.1筒身设计 (11) 5.2封头的制造工艺及模具制造方法 (12) 6.玻璃钢卧式贮罐零部件设计 (14) 6.1贮罐的开孔与补强 (14) 6.2排气孔 (14) 6.3贮罐进出口管和人孔设计 (14) 6.4排液管 (16) 6.5支座设计 (16) 7.安装设计 (17) 8.制品检验 (18)
液化石油气卧式储罐课程设计报告书
前言 随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。 液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～ 300倍。液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。 目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大。所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站地方受限制等）才选用立式。 本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。主要容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
完整版 玻璃钢卧式储罐课程设计
中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业：
詹锋
学 号： 0603044238 材料科学与工程学院 复合材料与工程
目：容积为 60m3 贮存质量分数为 37%的硝酸 卧式玻璃钢储罐设计
指导教师： 指导教师： 陈剑楠
曹 杨
职称: 职称: 讲 师 讲 师
2009 年
12 月 31 日
1
中北大学
课程设计任务书
学年第 一 学期
学 专
院： 业：
材料科学与工程学院 复合材料与工程 学 号：
3
学 生 姓 名：
课程设计题目：容积为 60m 贮存质量分数为 37%的硝酸
卧式玻璃钢储罐设计
起 迄 日 期：2009 年 12 月 21 日～2009 年 12 月 31 日 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 中北大学材料科学与工程学院 陈剑楠 曹 杨
李迎春
下达任务书日期: 2009 年 12 月 18 日
2
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过复合材料玻璃钢产品课程设计，强化学生课堂上学习到的复合材料产品设计的 知识，加深学生对复合材料设计思路的理解，培养学生独立设计复合材料产品的能力， 使学生熟练掌握 Auto CAD 等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作 打下良好的基础。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
（1）卧式玻璃钢贮罐，容积为 60m3； （2）贮存质量分数为 37%的硝酸； （3）使用温度为常温，采用蝶形封头设计； （4） 设计内容包括卧式玻璃钢贮罐装配图一张及铺层表， 全部非标准件零件图及铺层表， 并打印设计说明书。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
本次课程设计的工作内容包括以下几个部分： （1）产品设计图纸一张，要求写明技术要求以及所用原材料； （2）产品设计图（零号图纸）一张； （3）产品零件图（除标准件） ； （4）复合材料产品结构计算说明书一本。
注：以上各项内容均要求打印。
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卧式液氨储罐课程设计说明书
卧式液氨储罐课程设计说明书 3.1 设计任务： 针对化工厂中常见的卧式液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计， =1000mm，罐体（不包括绘制总装配图。本次设计的卧式液氨储罐的工艺尺寸为：储罐径D i 封头）长度L=1200mm，使用地点：新疆。 3.2设计思想： 综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，综合的进行设计。 3.3 设计特点： 容器的设计一般由筒体,封头，法兰，支座，接管等组成。常，低压化工设备通用零部件大都有标准，设计师可直接选用。本设计书主要介绍了液罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家使用标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。 四、设备材料及结构的选择 4.1材料选择 根据本次课程设计的安排和要求，本次设计采用Q235-C号钢。所以在此选择Q235-C钢板作为制造筒体和封头材料。 4.2结构选择 4.2.1 封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和
制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 4.2.2容器支座的选择 容器支座有鞍座,圈座和支腿三种,用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。从应力分析看，承受同样载且具有同样截面几何形状和尺寸的梁采用多个支承比采用两个支承优越，因为多支承在粱产生的应力较小。所以，从理论上说卧式容器的支座数目越多越好。但在是实际上卧式容器应尽可能设计成双支座，这是因为当支点多于两个时，各支承平面的影响如容器简体的弯曲度和局部不圆度、支座的水平度、各支座基础下沉的不均匀性、容器不同部位抗局部交形的相对刚性等等，均会影响支座反力的分市。因此采用多支座不仅体现不出理论上的优越论反而会造成容器受力不均匀程度的增加，给容器的运行安全带来不利的影响。所以一台卧式容器支座一般情况不宜多于二个。圈座一般对于大直径薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座简称支腿，因这种支座在与容器壳壁连接处会造成严重的局部应力，故只适合用于小型设备（DN≤1600，L≤≤5m）。综上考虑在此选择鞍式支座作为储罐的支座。 4.3法兰型式 法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。缺点是不能快速拆卸、制造成本较高。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。甲型平焊法兰有PN0.25 MPa 0.6 MPa1.0 MPa1.6 MPa，在较小围（DN300 mm -2000 mm）适用温度围为-20o C-30o C。乙型平焊法兰用于PN0.25 MPa-1.6 MPa压力等级中较大的直径围，适用的全部直径围为DN300 mm -3000 mm，适用温度围为-20o C-350o C。对焊法兰具有厚度更大的颈，进一步增大了刚性。用于更高压力的围（PN0.6 MPa-6.4MPa）适用温度围为 -20o C-45o C。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。 法兰设计时，须注意以下二点：管法兰钢制管法兰、垫片、紧固件设计参照 HG20592~HG20635的规定。 4.4液面计的选择 液面计是用以指示容器物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为四类，有玻璃板液面计、玻璃管液面计、浮子液面计和浮标液面计。在中低压容器中常用前两种。玻璃板液面计有透光式和反射式两种结构，其适用温度一般在0~250o C。但透光式适用工作压力较反射
油罐课程设计
《油罐与管道强度设计》课程设计 题目《15m3埋地卧式油罐》 所在院（系）石油工程学院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 完成时间2011年07月08日
《油罐及管道强度设计》课程设计任务书
目录 1绪论 (1) 1.1 金属油罐设计的基本知识 (1) 1.1.1 金属油罐的发展趋势 (1) 1.1.2 对金属油罐的基本要求 (1) 1.2 金属油罐的分类 (2) 1.2.1 地上钢油罐 (2) 1.2.2 地下油罐 (3) 1.3 课题意义 (4) 2设计说明书 (5) 2.1 设计说明书 (5) 2.1.1适用范围 (5) 2.1.2 设计、制造遵循的主要标准规范 (5) 2.1.3主要设计内容 (5) 2.1.4 安全 (6) 2.1.5 设计遵循参照的主要规范 (6) 2.1.6 设计范围 (6) 2.1.7防腐 (7) 2.1.8油罐接管 (7) 2.1.9油罐容积的确定 (8) 2.1.10 其它 (8) 3设计计算书 (9) 3.1 设计的基本参数 (9) 3.2 壳体壁厚计算 (9) 3.2.1 壁厚计算 (9) 3.2.2 封头壁厚计算 (9) 3.3 鞍座的选择计算 (10) 3.3.1 罐体重Q1 (10) 3.3.2 燃料油重Q2 (10) 3.3.3储罐的总重 (10) 3.4鞍座作用下筒体应力计算 (10) 3.4.1筒体轴向弯矩计算 (10) 3.4.2 筒体轴向应力计算 (11) 3.4.3 筒体周向应力计算 (12) 3.5 抗浮验算 (13) 参考文献 (15)
1绪论 1.1 金属油罐设计的基本知识 1.1.1 金属油罐的发展趋势 近一、二十年来，油罐的设计与施工技术都较过去有了更快的发展。从世界范围来讲，这一状况与前一时期国际上的能源危机有关。由于能源危机，近若干年来许多工业化的、靠进口原油的国家都增加了原油的储备量，这就迫使这些国家不得不建造更多更大的油罐。这一经济需求不仅促进了油罐事业的发展，也使越来越多的新课题，随着这些新课题的研究和解决，这就使油罐的设计与施工技术进一步发展和深化。 现在油罐发展的总体趋势是走向大型化，而所以有此趋势是由于大型化具有下列优点： (1)节省钢材。 (2)减少投资。 (3)占地面积小。 (4)便于操作管理。 (5)节省管线及配件。 由以上分析可以看出，油罐大型化有许多经济利益，这也就是这种趋势的动力。目前油库的组成结构与十年前相比有了很大的改观，由油罐的“小而多”变为“大而少”。这一点也是衡量一个国家在油罐设计、研究、建造等方面技术水平高低的一个 尺度。 1.1.2 对金属油罐的基本要求 对金属油罐的基本要求主要有以下五个方面： (1)强度要求。油罐在卸载以后不应留下塑性变形。 (2)有抵抗断裂的能力。无论在水压或操作条件下，油罐不得产生断裂破坏。 (3)有抵抗风荷的能力。在整个建造及使用期间，在建罐地区的最大风荷下不产生破坏。 (4)有抗地震的能力。要求在整个使用期间内，在建罐地区的最大烈度下不产生烈性变形。 (5)油罐要坐落在稳固的基础之上。油罐的基础在整个使用期间期间的不均匀沉陷要在允许的范围之内。 上述基本要求是就总体而言的，具体的某一构件还要有其各自的特殊要求。 如前所述，油罐大型化以后给人们带来了一些利益，但另一方面随着油罐大型化，也出现了一些新的技术课题。因而要付出更大的努力才能满足以上五个基
卧式储罐设计参考
目录 1 绪论 .................................................................................................. 错误！未定义书签。 1.1 低温储罐的发展状况 ................................................................. 错误！未定义书签。 1.2 低温储罐的结构简介 ................................................................. 错误！未定义书签。 1.2.1 储罐的基本结构................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.2 储罐的强度要求................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 低温储罐的焊接工艺 ................................................................. 错误！未定义书签。 1.4二氧化碳的用途 ............................................................................ 错误！未定义书签。 1.5课题设计意义 ................................................................................ 错误！未定义书签。 1.6 低温卧式储罐的设计任务 (1) 1.6.1 设计压力............................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.2 设计温度............................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.3 设计中应考虑的载荷........................................................... 错误！未定义书签。 1.6.4 充装系数............................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.5 焊接接头系数....................................................................... 错误！未定义书签。 1.6.6 应力腐蚀的控制................................................................... 错误！未定义书签。 2 低温卧式储罐的结构设计 (2) 2.1 低温卧式储罐筒体材料的选择 (2) 2.2 筒体尺寸计算 (2) 2.3 封头的选择 (3) 2.3.1 封头类型的确定 (3) 2.3.2 椭圆形封头厚度的计算 (3) 2.4 储罐开孔设计和附件选择 (4) 2.4.1 人孔 (4) 2.4.2 其他接管的开孔设计 (7) 2.4.3 管法兰组件的选择 (7) 2.4.4 垫片的选择 (7) 2.4.5 管法兰组中的螺栓 (7)
立式储罐课程设计
过程设备课程设计任务书 一、设计题目：二氧化碳立式储罐 二、技术特性指标 设计压力：1.81MPa 最高工作压力：1.6MPa 设计温度：165℃工作温度：≤125℃ 受压元件材料：16MnR 介质：二氧化碳气体 腐蚀裕量：1.0mm 焊缝系数：0.85 全容积：13m3 装料系数：0.9 三、设计内容 1、储罐的强度计算及校核 2、选择合适的零部件材料 3、焊接结构选择及设计 4、安全阀和主要零部件的选型 5、绘制装配图和主要零部件图 四、设计说明书要求 1、字数不少于5000字。 2、内容包括：设计参数的确定、结构分析、材料选择、强度计算及校核、焊接结构设计、标准零部件的选型、制造工艺及制造过程中的检验、设计体会、参考书目等。 3、设计说明书封面自行设计（计算机打印），要求有设计题目、班级、学生姓名、指导教师姓名、设计时间。（全班统一） 4、设计说明书用A4纸横订成册，封面和任务书在前。
目录 第一章绪论 (1) 1.1储罐的分类 (1) 1.2立式二氧化碳储罐设计的特点 (2) 1.3设计内容及设计思路 (2) 第二章零部件的设计和选型 (4) 2.1材料用钢的选取 (4) 2.1.1容器用钢 (4) 2.1.2附件用钢 (4) 2.2封头的设计 (5) 2.2.1封头的选择 (5) 2.2.2封头的设计计算 (5) 2.3筒体的设计 (6) 2.3.1筒体的设计计算 (6) 2.4人孔的设计 (6) 2.4.1人孔的选择 (6) 2.4.2人孔的选取 (7) 2.5容器支座的设计 (9) 2.5.1支座选取 (9) 2.5.2支座的设计 (9) 2.5.3支座的安装位置 (10) 2.6接管、法兰、垫片和螺栓的选取 (12) 2.6.1接管的选取 (12) 2.6.2法兰的选取 (12) 2.6.3垫片的选取 (14) 2.6.4螺栓的选取 (14) 第三章强度设计与校核 (16) 3.1圆筒强度设计 (16) 3.2封头强度设计 (16) 3.3人孔补强设计 (17) 第四章试验校核 (20)
液化石油气卧式储罐课程设计
随着我国石油化工行业的快速发展，液化石油气作为炼油化工的副产品，以其经济高效、清洁环保以及灵活方便的优势占据着城乡能源市场，储配站的液化石油气通常采用球形储罐或卧式储罐进行储存。 液化石油气是一种低碳的烃类混合物，主要由乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量的戊烷、戊烯等组成。常温常压下是气态，在加压和降低温度的条件下变成液体。气态相对密度为空气的2倍，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其膨胀系数较大,一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～300倍。液化石油气是一种极易燃烧、爆炸的石油化工原料，其储罐属于具有较大危险的储存容器之一。因此，在满足设施功能要求下，储罐具有良好的安全性是设计的首要问题。 目前我国普遍采用的常温压力贮罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐与圆筒形储罐相比，前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形储罐比较经济。而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大。所以在总贮量小于500m3，单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,，只有某些特殊情况下（站内地方受限制等）才选用立式。 本次设计对液化石油气卧式储罐进行设计计算。主要内容包括储罐工艺参数计算、储罐的结构设计、储罐的强度计算、应力校核、绘制设备总图以及针对一些安全问题提出对策措施。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。