环境工程设备第2章3

2容器设计与制造32008年10月2.3容器结构设计中的防腐问题表面衬覆防腐层电化学保护改变腐蚀介质特性腐蚀裕量腐蚀裕量的确定假设:(1)腐蚀均匀进行(2)腐蚀速度可经验确定腐蚀裕量的确定：腐蚀速度与设备预期寿命的乘积,包括磨损裕量和其它损失裕量.设备厚度:计算厚度加上腐蚀裕量主要影响因素：材料耐腐性、腐蚀环境、使用寿命腐蚀裕量推荐值GB150《钢制压力容器》规定腐蚀裕量：碳钢和低合金钢≥1mm一般腐蚀介质或15~30℃冷却水：3mm非腐蚀性气体、液体或中、低压蒸汽：1.5mm不锈钢：当腐蚀性极微时（如空气、水）为０，其余≥0.5mm设备与零部件两面受腐时，其厚度以受力计算得出，则按上述规定，增加两面的腐蚀裕量合理的结构设计原则结构简单，设计成可拆式：易腐和不易腐分开结构上应避免应力集中避免异种金属接触：防止电化学腐蚀正确的焊接接头设计：对焊连续焊单面焊尽可能消除缝隙合理的结构设计原则正确选用密封垫片：包集四氟乙烯消除死角和排流保持适当流速，避免流道急变：0.7~2.6mm/s保持温度、浓度均匀防止空气带入2.9常压容器压力≤0.1MPa，环境工程设备中大部分容器设计压力PＤ在-0.02－0.1MPa、设计温度tD为-20－350oC以薄膜应力理论为基础，壁厚受最小厚度控制常压容器设计、制造、安装、使用、检修、改造没有压力容器监管严格常压容器的设计参数设计参数与中低压容器相同压力工作压力：正常操作工况下，容器顶部的最高压力设计压力：设容器顶部的最高压力，不小于设计温度下的工作压力计算压力：在相应的设计温度下用以确定容器各部位或元件计算厚度的压力，其值为设计压力与容器各部位或元件所承受的液柱静压力之和温度金属温度：容器元件沿截面厚度的平均温度，任何情况下，表面温度不超过允许使用温度设计温度：正常操作情况下设定的元件金属温度，不低于设计压力下可能出现的最高金属温度容器设计温度：壳体的设计温度试验温度：压力试验时，容器壳体的金属温度常压容器的设计参数载荷设计压力液柱静压力容器自重和内装物料的重力载荷以及粒料摩擦力附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯等自重雪载荷其它作用力常压容器的设计参数常压容器的设计参数厚度厚度附加量Ｃ(mm),C=C1+C2最小厚度：圆筒形碳素及低合金钢为3mm等计算厚度：设计厚度：max{计算厚度、最小厚度}+C2名义厚度：设计厚度＋C1，圆整有效厚度：名义厚度-Ｃ常压容器的设计参数许用应力许用应力按材料各项强度数据除以下表安全系数当Ｔ≤20oC，取20oC时的许用应力不锈复合钢板许用应用计算公式：212211][][][ttt常压容器的设计参数焊接接头系数按接头型式和无损检测要求选取双面焊或相当于双面焊的全熔透对接接头100%无损检测φ=1.0局部无损检测φ=0.85不作无损检测φ=0.70单面焊对接接头，沿根部全长具有垫板100%无损检测φ=0.90局部无损检测φ=0.80不作无损检测φ=0.65单面焊无垫板对接接头局部无损检测φ=0.70不作无损检测φ=0.60受内压或液柱静压圆筒厚度计算同中低压容器计算厚度：计算应力：圆筒形常压容器设计ticDp][2eictDp2tt][碳素钢筒体最小厚度3mm,不锈钢筒体最小厚度2mm圆筒形常压容器设计立式圆筒形储罐设计形状优点：材料省、容积大，受力均匀组成：罐壁、罐底、罐顶钢筋混凝土基础上铺砂垫层，避免应力集中设计容积20-10000m3,设计温度：－20-250oC设计内容：罐壁、罐底、、包边角钢、罐顶立式圆筒形储罐设计罐壁:φ=0.9不小于最小厚度ticDp][2罐顶最小厚度规定为4.5mm(不含Ｃ1)自支承式锥顶：适用于Ｄ5m，1/6锥顶坡度3/4有效厚度不小于4.5mm锥顶厚度：立式圆筒形储罐设计titEpD0sin24.2自支承式拱顶：拱顶内半径为储罐内直径0.8-1.2倍拱顶板有效厚度不小于4.5mm光面拱顶的临界压力：稳定验算：p0≤pcr，不符合，加肋立式圆筒形储罐设计2)(1.0itetcrREp包边角钢设计罐顶与罐壁上端连接处设置罐顶与罐壁上端连接处有效面积：φ=0.9立式圆筒形储罐设计tan][82tiPDA储罐底板设计：钢板拼接Ｄ12.5m条形排板组焊Ｄ≥12.5m弓形板组焊罐底边缘板伸出罐壁外表面的宽度≥50mm罐底边缘板与中幅板的最小厚度参考规定焊接具体要求立式圆筒形储罐设计风载荷罐壁稳定校核罐壁许用临界压力：立式圆筒形储罐设计5.215))((1006.5inicrDHDpcinHH5.21)(ciicihHＨn：罐壁当量高度Ｈci：第i层罐壁板的当量高度hi：第i层罐壁板的实际高度δi:最薄层罐壁板厚度δci:第i层罐壁板有效厚度罐壁稳定校核1025.2pqKpzcr立式圆筒形储罐设计加强圈的设置数量n当量高度：crzppqKn1025.2)1(nHLne多个时省材料，少占地容器转角处应力集中，壁板弯曲变形设计一般要求加固：顶边、垂直、横向、拉杆、垂直和横向组合、带双向水平联杆垂直矩形容器设计各种加固计算矩形容器底板型钢支承的底板计算厚度：支承梁最大间距：矩形容器设计gHCLtn][)(25.11tgHL][8.01底板在平基础上全平面支承：砂垫层，最小厚度4-6mm2.10容器新材料与新技术Ｌipp罐技术柔性搪瓷预制钢板拼装罐技术工程塑料玻璃钢Ｌipp罐技术Ｌipp罐技术优点：气密性好、整体性好、质量高工期短、自动化程度高、造价低有利于设备化、系列化占地面积小、应用范围广缺点：只适于圆形直径小于4m不能做小容积容器搪瓷复合钢板拼装容器钢板外涂有２－３层搪瓷，能防腐抗磨优点建设周期短，成本低耐腐、维修方便可对现有设备扩容产品系列化、标准化、质量稳定玻璃钢强度和弹性性能的可设计怀各向异性性能非均质性高强度，低弹性模量工程塑料容器主要为耐腐性好，用于酸碱盐的容器制作与金属材料相比，具耐腐性、长期使用温度高、表面光滑、不渗漏、寿命长作业Ｐ157思考题28、32、34