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化工设备的强度设计计算

发布时间:2017-08-14 23:25:00 点击:    

无锡瑞升真空耙式干燥机:化工设备的强度设计在化工非标设备设计中占有十分重要的位置。当一个单体设备或管件在使用时,若强度不够,即使工艺结构合理,也往往提前损坏发生安全事故;或者在设计时盲目加大尺寸,浪费材料,使设备笨重庞大。因此,在设计单体化工设备时,强度设计是必不可少的。

  一、化工设备强度设计的基本原则

  1)按规范设计;

  2)确定载荷条件;

  3)计算各种应力;

  4)推断腐蚀性环境;

  5)选择使用材料;

  6)确定设计温度;

  7)考虑应力集中、材料疲劳、冲击、热应力;

  8)考虑破坏时危险性;

  9)确定许用应力。

  二、受压容器

  按照设备受压情况分为外压容器和内压容器。外压容器一般指真空设备;内压容器一般指盛有蒸汽等热介质或是为发生蒸气而加热的固体或液体、在容器内由于发生反应而产生蒸气,以及因加热容器内的液体而产生蒸气或蓄存有饱和水等类容器。内压容器内的压力往往超过大气压。一般,内压容器又分为常压(操作压力小于0.07MPa)、低压(0.07)1.6MPa)、中压(1.6~10MPa)、高压(10~100MPa)和超高压(操作压力大于100MPa)容器等。在设计受压容器时使用的一些参数

  在进行单体化工设备强度设计时,往往要遇到下列的一些述语。

  1)压力若不特别指明,一般指表压;

  2)工作压力指在正常工作状态下,压力容器顶部的最大压力;

  3)最大许用压力(最大工作压力)指在一定温度下,压力容器安装后,顶部可能允许的最大压力。它是按最终设计的容器壁厚(除去腐蚀裕量)而反算出来的。

  三、许用应力

  在制作化工单体设备时,使用的材料绝大多数是碳素钢材。在钢材焊接时产生焊缝,构件连接经常采用螺栓,这些钢材、焊缝和螺栓在强度设计时都要考虑在温度和压力下的屈服极限,一般考虑到钢材实际屈服点可能比技术条件规定的标准值偏低,作用在材料上的实际载荷可能比设计时所采用的载荷值偏高,还有其他不利因素,所以,把各种材料的屈服点的标准值降低,即用许用应力。作为设计计算时的极限值,为钢材的屈服极限。

  由于焦化厂的许多设备都是在温度较高的情况下工作的,对于高温载荷的许用应力,其基本强度应采用蠕变强度,但实际上是以拉仲强度为基本强度。

  四、内压容器的强度设计

  焦化厂大多数贮槽、塔类等都属内压设备,在设计内压容器时,目的是确定容器的壁厚。下面介绍各类内压容器的强度设计:薄壁圆筒2)厚壁圆筒3)薄壁球壳4)厚壁球壳5)圆锥壳壁厚6)封头厚度的计算(1)碟形封头(2)半椭球形封头(3)半球形封头半球形封头壁厚的计算与前述的薄壁球壳计算相同。(4)圆锥形封头

  焊接在钢结构的连结中应用最广。目前主要采用电弧焊。常用的电弧焊可分手工焊、自动焊和半自动焊三种。焊缝的型式有两种,一是对接焊缝,它可以连接同一平面的两块钢板或两个型钢;另一种是贴角焊缝,它可以连接相互搭接的零件的边缘。在焊接结构中贴角焊缝的应用较广。而又以焊缝的截面为直角三角形的最多。

  对接焊缝和贴角焊缝焊缝的厚度焊缝截面中直角边的长度称为焊缝的厚度hf。在施工图上都以焊缝的厚度来表示焊缝的设计尺寸,而自直角的顶点到斜边的距离称为焊缝的计算厚度。


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