封头、罐壁尺寸计算、法兰
GB150-98解释
压力容器设计中有关标准问题的探讨全国压力容器标准化技术委员会秘书长寿比南摘要GB150-1998《钢制压力容器》实施二年来，标准使用者相继提出了一些标准使用过程中出现的问题，有些是使用者对标准理解的偏差，有些则值得进一步研究和探讨。
本文重点讨论了GB150-1998《钢制压力容器》和新版《压力容器安全技术监察规程》实施过程中的某些问题，并阐述了作者自己的见解，希望能够对使用者有所裨益。
前言GB150-1998《钢制压力容器》实施后，国家于一九九九年颁布了新版《压力容器安全技术监察规程》，使得压力容器的设计、制造、检验等环节得到了更为有效的控制。
通过大量的标准和法规宣贯活动以及压力容器标准提案审查制度的有效实施，我们从各方面收集到一些在标准使用过程中遇到的问题，其内容涉及到压力容器的设计、制造、检验及管理等诸方面，我们对这些问题分别进行了研究并提出了相应的处理意见。
为了使广大标准使用者能够更好地理解和使用GB150及“容规”，保证压力容器产品的安全和质量，全国压力容器标准化技术委员会在开设的网站：上先后公布了对《压力容器安全技术监察规程》和压力容器标准条款的解释。
本文拟就其中一些有共性的问题进行探讨，详细阐述相关的标准和法规条款的含义，以期加深使用者对标准和法规的理解，使业内人员在压力容器设计、制造、检验等环节上能够正确地运用标准和法规。
必须声明的是，本文只代表个人观点，作者不对任何与本文技术内容有关的法律纠纷负责。
1. 压力容器的设计使用寿命问题压力容器的设计使用寿命问题一直是我国的设计单位和设计者尽量避免涉及和回避的问题，其主要表现在以下两个方面：首先，受技术条件、管理体制和人员观念等因素的制约，设计者对压力容器的设计使用寿命大都不愿或难以给出准确的预报值，从而导致压力容器超期服役现象的存在；其次，由于缺乏相关标准和法规条文对超期服役的压力容器进行必要的规定和限制，使得其使用和检验缺乏有效的依据，处理不好客观上会造成重大的安全隐患。
《化工设备机械基础》第六章习题解答
第六章 容器零部件二、填空题：A 组：1 法兰联接构造，一般是由〔联接〕件，〔被联接〕件和〔密封元〕件三局部组成。
2 在法兰密封所需要的预紧力一定时，采取适当减小螺栓〔直径〕和增加螺栓〔个数〕的方法，对密封是有利的。
3 提高法兰刚度的有效途径是1〔增加法兰厚度〕 2〔减小螺栓作用力臂〕 3〔增加法兰盘外径〕。
4 制定法兰标准尺寸系列时，是以〔16MnR 〕材料，在〔200〕℃时的力学性能为根底的5 法兰公称压力确实定与法兰的最大〔操作压力〕，〔操作温度〕和〔法兰材料〕三个因素有关。
6 卧式容器双鞍座的设计中，容器的计算长度等于〔筒体〕长度加上两端凸形封头曲面深度的〔2/3〕。
7 配有双按时制作的卧室容器，其筒体的危险截面可能出现在〔支座〕处和〔跨距中间〕处。
8 卧式容器双鞍座的设计中，筒体的最大轴向总应力的验算条件是：轴向应力应为〔σ拉 ≤[]σt 〕 轴向压力应为〔σ压 ≤[]σt 〕和〔轴向许用压缩应力[]σac 的较小值〕 B 组：1 采用双鞍座时，为了充分利用封头对筒体临近局部的加强作用，应尽可能将支座设计的靠近封头，即A≤()D 0,且A 不大于〔0.2〕L2 在鞍坐标准规定的鞍座包角有θ=〔120°〕 和θ=〔150°〕两种。
3 采用补强板对开孔进展等面积补强时，其补强范围是：有效补强宽度是〔}22,2m ax {nt n d d B δδ++=〕外侧有效补强高度是〔min {接管实际外伸高度,1nt d h δ= }〕 内侧有效补强高度是〔min {接管实际内伸高度,2nt d h δ=}〕 4 根据等面积补强原那么，必须使开孔削弱的截面积A≤A e =(壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 1+(接收有效厚度减去计算厚度之外的多余面积)A 2+(焊缝金属截面积)A 3。
5 采用等面积补强时，当筒体径Di ≤1500mm时，须使开孔最大直径d≤(1/2)D i ,且不得超过〔520〕mm.当筒体直径D i ,>1500mm 时，，须使开孔最大直径d≤( 1/3)D i ,,且不得超过〔1000〕。
化工课程设计--夹套反应釜课程设计 (2)
化工设备机械基础课程设计题目：1m3夹套反应釜设计学院: 化学与材料工程学院专业: 化学工程班级: 10化工姓名:学号: ***********指导老师:完成日期: 2012年6月1日夹套反应釜设计任务书设计者：班级：10化工学号：10111003101指导老师：日期：一、设计内容设计一台夹套传热式带搅拌的配料罐。
二、设计参数和技术特性指标见下表三、设计要求1.进行罐体和夹套设计计算；2.选择支座形式并进行计算；3.手孔校核计算；4.选择接管、管法兰、设备法兰；5.进行搅拌传动系统设计；（1）进行传动系统方案设计（指定用V带传动）；（2）作带传动设计计算：定出带型，带轮相关尺寸（指定选用库存电机Y1322-6，转速960r/min,功率5.5kW）；（3）选择轴承；（4）选择联轴器；（5）进行罐内搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计；6.设计机架结构；7.设计凸缘及安装底盖结构；8.选择轴封形式；9.绘制装配图；10. 绘传动系统部件图。
表1 夹套反应釜设计任务书简图设计参数及要求容器内夹套内工作压力，Mpa设计压力，MPa0.2 0.3工作温度，℃设计温度，℃<100 <150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积，m3 1.0操作容积，m30.8全容积传热面积，m2>3.5腐蚀情况微弱推荐材料Q235-A搅拌器型式推进式搅拌轴转速，r/min200轴功率，kW 4接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a 25 蒸汽入口b 25 加料口c 80 视镜d 65 温度计管口e 25 压缩空气入口f 40 放料口g 25 冷凝水出口h 100 手孔目录1. 夹套反应釜的结构 (5)1.1 夹套反应釜的功能和用途 (5)1.2 夹套反应釜的反应条件 (5)2. 设计标准 (6)3. 设计方案的分析和拟定 (6)4. 各部分结构尺寸的确定和设计计算 (7)4.1 罐体和夹套的结构设计 (7)4.1.1 罐体几何尺寸计算 (8)4.1.2 夹套几何尺寸计算 (10)4.2 夹套反应釜的强度计算 (12)4.2.1 强度计算(按内压计算强度) (12)4.2.2 稳定性校核(按外压校核厚度) (15)4.2.3水压试验校核 (21)4.3 反应釜的搅拌器 (23)4.3.1 搅拌装置的搅拌器 (23)4.3.2 搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计 (23)4.3.3 搅拌装置的搅拌轴设计 (24)4．4 反应釜的传动装置设计 (26)4.4.1 常用电机及其连接尺寸 (26)4.4.2釜用减速机类型、标准及其选用 (26)4.4.3 V带减速机 (27)4.4.4凸缘法兰 (30)4.4.5安装底盖 (31)4.4.6机架 (31)4.4.7联轴器 (32)4.5 反应釜的轴封装置设计 (33)4.5.1 填料密封 (33)4.5.2 机械密封 (33)4.6反应釜的其他附件设计 (34)4.6.1 支座 (34)4.6.2 手孔和人孔 (35)4.6.3 设备接口 (35)5. 设计小结 (38)6. 参考文献 (39)设计说明书1. 夹套反应釜的结构夹套反应釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。
标准封头计算公式刷漆
封头面积怎么算封头面积公式：S=πr[r+h1×C+2h]其中r=Di/2 h1=H-h 标准椭圆封头C=0.760346S＝π×(D＋A)×A式中 D——直径；A——法兰翻边宽。
(6)带封头的设备防腐(或刷油)工程量计算式：S＝L×π×D+(D÷2) 2×π×1.5×N式中 N——封头个数；1.5——系数值。
3、绝热工程量。
(1)设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式：V＝π×(D＋1.033δ)×1.033δS＝π×(D＋2.1δ＋0.0082)×L式中 D——直径1.033、2.1——调整系数；δ——绝热层厚度；L——设备筒体或管道长；0.0082——捆扎线直径或钢带厚。
(2)伴热管道绝热工程量计算式：①单管伴热或双管伴热(管径相同，夹角小于90°时)。
D′＝D1＋D2 ＋(10～20mm)式中D′——伴热管道综合值；D1 ——主管道直径；D2 ——伴热管道直径；(10～20mm)——主管道与伴热管道之间的间隙。
②双管伴热(管径相同，夹角大于90°时)。
D′＝D1＋1.5D2 ＋(10～20mm)③双管伴热(管径不同，夹角小于90°时)。
D′＝D1 ＋D伴大＋(10～20mm)式中D′——伴热管道综合值；D1 ——主管道直径。
将上述D′计算结果分别代入相应公式计算出伴热管道的绝热层、防潮层和保护层工程量。
(3)设备封头绝热、防潮和保护层工程量计算式。
V＝[(D＋1.033δ)÷2]2×π×1.033δ×1.5×NS＝[(D＋2.1δ)÷2]2×π×1.5×N(4)阀门绝热、防潮和保护层计算公式。
V＝π×(D＋1.033δ)×2.5D×1.033δ×1.05×NS＝π×(D＋2.1δ)×2.5D×1.05×N(5)法兰绝热、防潮和保护层计算公式。
中石化定额中,外爱惜层中阀门盒和法兰盒的计算公式[指南]
![中石化定额中,外爱惜层中阀门盒和法兰盒的计算公式[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/23a5440ba200a6c30c22590102020740be1ecdb5.png)
中石化定额中,外保护层中阀门盒和法兰盒的计算公式工程量计算公式：1.设备筒体或管道绝热、防潮和保护层计算公式：V=π×(D+1.033δ)×1.033δ5-1S=π×(D+2.1δ+0.0082)×L 5-2式中:D-设备筒体或管道直径；1.033、2.1-调整系数；δ-绝热层厚度；L-设备筒体和管道长；0.0082-捆扎线直径或钢带厚。
2.伴热管道绝热工程量计算式：(1)单管伴热或双管伴热(管径相同，夹角小于90°时)：D'=D(1)+D(2)+(10~20mm) 5-3式中:D'-伴热管道综合值；D(1)-主管道直径；D(2)-伴热管道直径；(10~20mm)-主管道与伴热管道之间的间隙。
(2)双管伴热(管径相同，夹角大于90°时)：D'=D(1)+1.5D(2)+(10~20mm) 5-4(3)双管伴热(管径相同，夹角小于90°时)：D'=D(1)+D伴大+(10~20mm) 5-5式中：D'-伴热管道综合值；D(1)-主管道直径。
将上述D'计算结果分别代入分式5-2、5-3，计算出伴热管道的绝热层、防潮层和保护层工程量。
3.设备封头绝热、防潮和保护层工程量计算分式：V=[(D+1.033δ)/2]2×π×1.033δ×1.5×N5-6S=[(D+2.1δ)/2]2×π×1.5×N 5-7式中；N-封头个数。
4.阀门绝热、防潮和保护层计算公式：V=π×(D+1.033δ)×2.5D×1.033δ×1.05×N5-8S=π×(D+2.1δ)×2.5D×1.05×N 5-9式中：N-阀门个数。
5.法兰绝热、防潮和保护层计算公式：V=π×(D+1.033δ)×1.5D×1.033δ×1.05×N5-10S=π×(D+2.1δ)×1.5D×1.05×N 5-11式中：N-法兰个数6.弯头绝热、防潮和保护层计算公式：V=π×(D+1.033δ)×1.5D×2π×1.033δ×N/B5-12S=π×(D+2.1δ)×1.5D××2π×N/B 5-13式中：N-弯头个数；B取定值为：90°弯头B=4;45°弯头B=8。
液氨储罐设计(专业知识)
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。
稻谷课件
12
5．人孔补强确定
筒节不是无缝钢管不能直接用补强圈标准。 人孔筒节壁厚dn＝12mm,
内径d i＝480 - 2*12=456mm， 补强圈内径D1=484mm，外径
稻谷课件
20
(5)放空管接管
用f32×3.5mm无缝钢管， 法兰 HG20592 法兰SO25-2.5RF 16MnR。
稻谷课件
21
(6)安全阀接管
安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。 本贮罐选用f32×2.5mm的无缝钢管， 法兰为 HG20592 法兰 SO25-2.5 RF 16MnR。
稻谷课件
D2=760mm，
稻谷课件
13
补强金属面积应大于等于开孔减少截面积， 补强圈的厚度
d补
di 2Cd
D2 D1
(456 2 2.8) 20 2.8 28.8mm
760 484
故补强圈取30mm厚。
稻谷课件
14
稻谷课件
15
6．接口管
(1)液氨进料管：
用f57×5mm无缝钢管
(强度验算略)。一端切成45°。
液氨 30.52m3
27
接管表
符号 连接法兰标准
密封面形式 用途
a1-2 HG20592 SO15-2.5 RF
厚的16MnR钢板制作罐体。
稻谷课件
4
2．封头壁厚设计
采用标准椭圆形封头。材质、壁厚(dn)与筒体 相同。
稻谷课件
5
校核罐体与封头水压试验强度式(4-19)
化工设备机械基础
φ
规格
包角
θ/°
肋板数
垫板
2600
442
250
1880
300
1640
24
M20
120
6
带垫板
安装位置,筒体长度:
(3.10)
式中A——鞍座与封头切线之间的距离，mm；
L1——两鞍座间距，mm。
由于筒体L/D较大，且鞍座所在平面无加强圈，取
4其他材料及结构的选择与论证
4.1液面计的选择
由于液氨为无色液体，设计压力为2.126MPa，最高使用温度为50℃，故选择透光式玻璃板液面计，因为公称直径为2600mm，所以选择长度为1150mm的液面计两只，型号为HG 21589.1-95，普通型。
4.2爆破片的选择
爆破片装置是受压容器中保护容器安全的一Байду номын сангаас泄放装置。它的作用在于防止压力容器在操作过程中因压力突然变化，达到容器不能承受时，爆破片突然破裂，随着压力介质的泄放，容器的应力降低，安全获得保障。
表2.1压力容器用16MnR钢板的许用应力
钢号
钢板标准
使用状态
厚度
mm
常温强度指标
在下列温度(℃)下的需用应力/MPa
σb
MPa
σs
MPa
≤20
100
150
16MnR
GB 6654
热轧，正火
6～16
510
345
170
170
170
＞16～36
490
325
163
163
163
＞36～60
470
305
157
液氨的物化性质，无色液体，有刺激性恶臭味。分子式NH3，分子量17.03，相对密度0.7714g/l，熔点-77.7℃，沸点-33.35℃，自燃点651.11℃，蒸汽密度0.6，蒸汽压1013.08kPa（25.7℃）。蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%（最易引燃浓度17%）。按氨在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,0.1N水溶液PH值为11.1。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X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。与硫酸或其他强无机酸反应放热，混合物可达到沸腾。不能与下列物质共存：乙醛、丙烯醛、硼、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
筒体,封头体积重量计算
内径 不锈钢
2350 9563.06
板厚
300
38 2.345
19 0.0021
管子壁厚 所有管总容积
2 2.82
长度 个数
12000 1328
大直径法兰 O C
法兰内径 mm : di
法兰重量：Kg
45.25 3.88 785 445
ASME B16.47-1996 A系列 Y 8.75 X 34.69 mm 碳钢 不锈钢
法兰公称直径
32 A 32 R 36 以上单位为英寸
8.6769961 359.368729 1719.54738
直径单位： mm 壁厚单位： mm 重量单位： Kg
轴计算 轴直径 长度 碳钢 不锈钢 50 2.34 厚度 不锈钢 90弯头 弯头半径 弯头管外径 弯头管壁厚 碳钢 不锈钢 盘管 管子外径 管子壁厚 盘管中径 盘管圈数 碳钢 1224.65 57 4 3728 20 不锈钢 1237.13 重量： 76 57 4 0.62 0.63 16 4992 7.88 7.96 6 2.36 个数 16 126.1 127.3 总长 992
钢(矩形钢）
法兰磅级
螺栓个数n
螺栓孔直径d
300 28 2
3
2500 2973.59
长度 不锈钢
4000 3003.89
筒体壁厚
12
2500 534.41
封头壁厚 不锈钢
10 539.86
封头直边
25
159 5.97 5.97 14 0.09
管子壁厚 不锈钢
63 6.03 6.03
长度 个数
40 1 扁钢(矩形钢）
厚 9466.58
注：蓝格子处为需要输入的数据，浅绿格子处为计算的结果。 筒体 筒体内直径 碳钢 标准椭圆封头 公称直径 碳钢 钢管 外径 碳钢 圆板 直径 碳钢 环板 外径 碳钢 圆锥体 锥体大端外直径 锥体小端外直径 碳钢 矩形板 长度 碳钢 半球内径 Ri= 壁厚= 重量= 换热管 外径 单根管容积m3 9900 2014.37 2330 60 16483.45 宽度 不锈钢 1440 2034.90 板厚 18 2000 1600 1720.24 大端锥角 高度 不锈钢 78.69 999.99 1737.77 锥体壁厚 容积(m )
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二、已知容器（罐）封头，计算容器壁展开长度：
（封头周长/3.1416-一个壁厚）*3.1416=容器（罐）壁展开长度
三、这几个缩写主要表示法兰颈与筒体或者接管的焊接结ห้องสมุดไป่ตู้形式
WN 是【带颈对焊法兰】 SO是【带颈平焊法兰】 BL是【法兰盖】也叫“盲板 TH是【螺纹颈法兰】 SW是【承插焊法兰】
一、1.球形封头下料尺寸：D=Dix3.14156/2+2hi
2.标准椭圆封头下料尺寸：D=1.2Di+2hi+（0-50）。（注：括号内尺寸由封头厂提供）
3.蝶形封头：由于蝶形封头变化较多，暂时还没有见到计算公式，可以测量其弧长+2hi确定。
式中：D----下料尺寸mm。
Di----封头内直径mm。
class300=PN5.0=公称压力为5.0MPa
等等等等
Bar是压力单位，1Bar约等于0.1MPa，
可以此类推
【注意】公称压力为2.0，并不代表小于等于2.0MPa设计压力都可以使用此压力等级下的法兰，不同温度、不同材质、不同类型密封面和焊接结构形式的法兰有不同的最大使用设计压力。
一般2.0MPa在通常情况下的设计压力徘徊在1.6～2.0MPa之间，详细数据请见HG/T 20615-2009 化工部法兰标准
LJ是【松套法兰】此类现在在2009年新标准中业已不存在了，被修改为【LF/SE 对焊环松套法兰】
RF表示密封面 M凸面 FM凹凸面 RF突面
class 150 是美国ASME标准体系中的压力等级，
我国化工部标准援引欧洲、美国标准体系，故引入了这种压力等级体系
class150=PN2.0=公称压力为2.0MPa