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2）、筒体的设计温度 0 40 + 20 =60C 3）、腐蚀裕量 筒体材料为16mnR查表得 C2 =1.5 mm 4）、钢管厚度负偏差 C1 = 0.8mm 5）、筒体的许用应力 [σ]t =170Mpa 6）、筒体的焊缝系数，因为采用2面焊局部检测 ? =0.85 5.换热器筒体厚度计算 内压薄壁圆筒体的计算厚度为: ?? ?PcDi2[?]??Pct ??0.44mm 0.107?12002?170?0.85?0.107 ?0.44mm 设计厚度 ?d???C2?0.44?1.5 ?1.94mm 名义厚度 ?n??d?C1?1.94?0.8 ?2.74mm 圆整，取 ?n?6mm 有效厚度：?=6-0.8-1.5=3.7
?d?1.94mm ?n?6mm - 11 -
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6、液压试验校核 液压试验时的压力为： P??1.25?Pc?e?3.7 ??? t??? =1.25×0.107×170／170 =0.13 Mpa p??0.13Mpa 圆筒应力校核，由于容器承受的压力P?高于设计压力P,为了防止 容器产生过大的应力，要求在试验压力下圆筒产生的最大应力不超 过圆筒材料在试验温度下屈服点的90%，即 ?PT?PL??Di??e??0.9??s??0.2? ?T?=0（液压静力不2?ePL =(0.13+0)（1200+3.7）／2×3.7 =21.15Mpa 在试验压力下应满足下列条件则为合格 ?T?0.9??s计取0） ?T?21.15Mpa ??0.2? 查表得0.9??s??0.2??0.9?0.85?345?263.9Mpa 即?T?0.9??s所以液压试验的应力校核满足要求. ?T?0.9??s??0.2?合格 三、换热器封头设计 封头材料选择与论证： 封头材料应与筒体材料一致，则取： GB-6654 16MnR 论证：因各种工作条件、环境和筒体的一样，并且材料一致时，可以减少应力集中，以及它的局限性，故选择与筒体相同的材料。 1、封头结构形式的选择： 封头是压力容器的重要组成部分。按其结构可分为凸行封头、锥行封头和平盖封头三类。采用什么封头需要根据工艺条件要求、制造难以程度及材料的消耗等情况来确定。 根据经验，以及各种封头的程度和经济合理性进行比较，选择标准椭圆形封头来进行设计最为合理。 2、封头厚度计算： 椭圆形封头由半个椭封面和高为h的短圆筒，又称直边所组成，直边段的作用是避免筒体与封头间的环向连接焊缝处出现边缘应力
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叠加，以改善焊缝的受力情况，圆封头为冲压成型，则?取1.0根 据第一强度理论，并考虑焊接接头系数等因数，可得出标准椭圆形 封头的厚度计算公式为： KPcDi?= t标准统一封头K2?????0.5Pc 封头设计温度： t?tw?20?C?100?C?20?C ?120?C 许用应力： [?]t?170MPa P为0.65Pma与管道内的压力一致 则 ?=PcDi2??值均去1。 ?d?3.8mm ??t?0.5Pc ?0.65?12002?170?1.0?0.5?0.65 =2.3mm 设计厚度 ?d???C2?2.3?1.5 =3.8mm 名义厚度 ?n??d?C1?3.8?0.8 ?4.6mm 向上圆整取6mm 有效厚度 ?e??n?C2?C1 ?n圆整取6mm ?6?0.8?1.5 ?3.7mm ?e?3.7mm 根据数据，封头材料、厚度和直边的对应关系查表得高度h为 25mm 。 h=25mm
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3、 封头校核 选用的为标准椭圆形封头根据加工和制造即K取 1.0 椭圆形封头头的最大允许工作压力 [Pw]? ?2[?]??e K取 1.0 KDi?0.5?e 2?170?1?3.71?1200?0.5?3.7 ?1.04MPa?Pw?0.65MPa 即封头满足要求。 ?pw??1.04Mpa 四、容器法兰的设计与选取 1、根据DN=1200, PN=0.65Mpa 设计温度为120?C,筒体内径1200mm,设计压力为0、107MPa及法兰材料为16MnR GB6654-1996 查[1]表1-28初选乙型平焊法兰。 2、选定法兰公称压力： 根据法兰材料、容器设计压力及操作温度公称压力为0.65Mpa 。 法兰材料16MnR的乙型平焊法兰在操作温度为120?C时是最大允许工作压力为0.65Mpa，适合该换热管使用。 1．验证初步选取的法兰的使用性 根据以上选定的法兰公称压力和设备内径（即法兰的公称直径），再查表1-29可知初步选取的乙型平焊法兰满足要求。 2．选择密封面形式 选择凹凸型密封面，它由一个凸面和一个凹面所组成，在凹面上放置垫片压紧时，由于凸面的外侧有挡台，垫片不会挤出来，可用于压力稍高外。 则选用凹凸型密封面 3．查出相应尺寸 法兰外径 D=1360mm 螺栓孔中心直径 D1?1315mm 凹面密封面外径 D2=1276mm 凹面密封面内径 D3=1256mm
乙型平焊法兰 选用凹凸型密封面 - 14 -
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凸面密封面外径 D4=1253mm 法兰盘厚度 ?=66mm 短节高 H=265mm 短节厚度 ?t 法兰FM 1200-1.0 JB/T 4703-2000 AS?22721.04mm2=16mm 螺栓孔直径 a=21mm 螺栓数量 36个 螺纹 M24 写出法兰标记： 法兰FM 1200-1.0 JB/T 4703-2000 1．壁与圆筒壁温差所产生的轴向力F 筒体的横截面积 ： As??(Di??n)?n?3.14?(1200?6)?6 ?22721.04mm2 N根管子的横截面积： Ab?n??d??n??n?919?3.14??25?2.5??2.5 ?162318.38mm2 所以： N?Ws?W?Ps? ?4?42(d1?nd)?Pb?222(d0?2t)n 2 2? ?0.107?（12004?919?25）?0.65?（25?2?2.5）?9194? Ab?162318.38mm2=290832.7+750271.6 =1041104.3N Nb?NAbAs?Ab?1041104.3?162318.3822721.04?162318.38 N=1041104.3N 22721.0422721.04?162318.38 =913266.8N Ns?NAsAs?Ab?1041104.3? Nb?913266.8N =127837.5N 管束内的拉应力：
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