液化石油气罐车罐体设计的几个问题.pdf

开发研究 中图分类号S 2 2文献标识码B 文章编号1 0 0 7 - 7 7 8 22 0 0 60 4 - 0 0 4 2 - 0 2 液化石油气罐车作为一种充装易燃易爆介质的 三类储运压力容器, 它具有潜在危险性。 本人参与设 计并试制了1 0 t液化石油气罐车,通过这次设计和 产品试制,使公司取得了罐车的设计资质和制造资 质。产品投入市场后,用户反馈使用方便且安全可 靠。现就液化石油气罐车罐体的设计中应注意的问 题详述如下。 1设计参数的确定 设计压力一般取等于或略高于最高操作压力, 操作压力又取决于环境温度。环境温度的确定由压 力容器使用地区的最高气温条件确定,并据此确定 设计温度和设计压力。按 压力容器安全监察规程 第3 6条规定取5 0 ℃为设计温度,按5 0 ℃时混合液 化石油气饱和蒸汽压的大小来确定设计压力 , 一般 取设计压力为1 . 7 7 M P a。其余参数腐蚀余量取 1 m m, 焊缝系数取1, 单位容积允装量取0 . 4 2。 2主体材料选用 根据G B 1 5 0 - 1 9 9 8钢制压力容器 附录C规 定, 当壳体或其受压元件使用在 “低温低应力工况” 下, 若其设计温度加5 0 ℃后高于- 2 0 ℃时, 不必视为 低温容器。新疆地区虽然环境温度低于- 2 0 ℃, 但液 化石油气储罐属低温低应力工况,故设计时不考虑 其低温情况, 可采用常温钢。 根据液化石油气罐车罐 体的设计温度、 设计压力、 介质特殊性和操作特点及 材料的焊接性能, 设备制造工艺及经济合理性, 基材 选用1 6 M n R热轧钢板符合G B 6 6 5 4 - 1 9 9 6的要求。 3结构设计 3 . 1主体结构 罐体的直径和长度尺寸应符合公路车车辆界限 范围, 并满足罐车整车稳定性计算要求。 罐车的罐体 是安装在汽车大梁上, 故设置了两根条形支座。 为便 于吊装, 在罐体两端对称布置4个吊耳。 其结构如图 1所示。 图1液化石油气罐车罐体结构 1 .条形支座2 .筒体3 .气相口4 .液相口5 .温度计口6 .入孔 7 .液位计口8 .封头9 .后安全阀1 0 .防波板1 1 .前安全阀口1 2 . 吊耳 3 . 2管口 罐车罐体的开口数量在满足使用的情况下尽可 能的少, 一般应开设液面计口、 温度计口、 气相口、 液 相口、 入孔和两个安全阀口即可。 各接管连接面形式选用凹凸面, 以增强密封性。 各接管外伸越短越安全, 所以选用凸缘形式, 伸出壳 体外壁仅2 0 m m左右, 入孔外伸约4 0 m m。同时凸缘 厚度经计算也满足了G B 1 5 0推荐的以厚壁接管来 代替补强圈补强的要求。 4强度设计 液化石油气罐车罐体的强度设计按照G B 1 5 0 - 1 9 9 8进行。 4 . 1封头厚度计算 δ设计 P DN/ 2 [ δ] t - 0 . 5 P1 式中P设计压力,M P a;D N 公称直径,m m; [ δ] t 设计温度下的许用应力, M P a。 液化石油气罐车罐体设计的几个问题 孙红梅 新疆中泰化学股份公司技术中心, 新疆 乌鲁木齐8 3 0 0 0 9 摘 要 介绍了在液化石油气罐车罐体设计中参数的确定、 材料选用、 结构设计、 强度设计及安全泄放能力计算等问题。 关键词 液化石油气; 罐车; 罐体; 设计 收稿日期2 0 0 6 - 0 6 - 2 9 新疆农机化2 0 0 6年第4期 4 2.. 上接第1 0页 膜头用土压严, 拾净棉田内外漂浮残 膜, 拔净棉田杂草, 清除田间障碍, 平整地头沟埂, 畅 通道路桥涵。并用人工拾净地两头各1 5 m的棉花, 防车碾压。 4机采棉运输、 垛放 4 . 1机采棉运输拖斗的配置 根据加工厂与棉田的运输距离和采棉机采摘 量, 为每台采棉机配备2台拖拉机, 拉4个专用的, 容积各4 2 m 3的倾斜自卸拖车。拖车要制动挂结可 靠, 结构坚固耐用, 拖车上要配盖布。 4 . 2机采棉堆垛存放 因每天运输到加工厂的机采棉量大,所以要在 棉场配备堆花机和吹棉机,按检验水分含量不同指 挥分配到相应垛口卸花。对特别湿水分达1 4 以上 的花及时卸到独立烘干炉旁, 先烘干后垛放。 5机采棉清理加工 机采棉含杂率一般为1 0 左右, 杂物为铃壳、 小 棉秆、 大叶片等。在清理时大杂很易清理掉, 而小叶 屑等较难清除。 机采棉含水率一般为1 0 , 而手采棉 含水率只有4 ～ 5 。 经烘干后, 机采棉含水率5 . 5 ～ 7 最适合轧花。 开发研究 δ名义 δ设计 C 1 C 2 C 3 圆整值2 δ有效 δ名义- C 1 - C 2 - C 33 式 中C 1材 料 厚 度 负 偏 差 ,1 6 M n R板 为0; C 2腐蚀裕度,m m;C 3封头冲压减薄量, m m。 4 . 2筒体厚度计算 δ设计 P DN/ 2 [ δ] t - P4 δ名义 δ设计 C 1 C 2 圆整值 δ有效 δ名义- C 1 - C 2 式中代号同上。 4 . 3液压试验一次薄膜应力校核 封头薄膜应力σ T PT DN 0 . 5 δ有效 / 2 δ有效 5 筒体薄膜应力σ T PT DN δ有效 / 2 δ有效6 式中P T 水压试验压力,1 . 5 P。 计算出σ T 0 . 9 σS T, 即水压试验时安全。 式中σ S T 材料设计温度下屈服强度。 4 . 4壳体开孔补强计算 按等面积补强原理对各管口凸缘进行开孔补强 计算。 4 . 4 . 1壳体开孔所需补强面积 A d δ 2 δ δ e t 1 - fτ 7 式中d开孔直径,m m;δ开孔处壳体计 算厚度,m m;δ e t凸缘有效厚度,m m;f τ 强 度削弱系数,为设计温度下该材料与壳体材料许用 应力之比值, 当该比值大于1 . 0时, 取f τ 1。 4 . 4 . 2在有效补强范围内, 可作为补强的截面积 A e A 1 A 2 A 38 式中A 1壳体有效厚度减去计算厚度之外的 多余面积;A 2凸缘有效厚度减去计算厚度之 外的多余面积;A 3焊缝金属截面积。 若A e ≥A, 则开孔不需另加补强; 若A e A,则增加凸缘外圆直径来另加开孔所 需的补强, 其另加补强面积A 4 A - A e。 5安全泄放能力计算 5 . 1安全泄放所需最小排放面积计算 按 液化气体罐车安全监察 第6 4条规定进行 A ′ G / 7 . 6 1 0 - 2 C o X P M / Z T9 式中A ′安全阀所需最小排气截面积, m m 2 ;G 罐体安全泄放量, k g / h;G 1 . 5 5 1 0 5 A 0 . 8 2 / γ, 式中A罐体外表面积m 2 ;γ安全阀在额 定排放压力下的液化气体汽化潜热k j / k g;C o额 定排放系数,取C o 0 . 6;X标准状态下介质特 征系数, 液化石油气X 3 3 0;P安全阀进口处排 放压力绝压 , M P a;M气体摩尔质量, 液化石油 气M 4 4 k g / k m o l;Z额定排放压力下饱和气体 压缩系数;T额定排放压力下饱和气体的绝对 温度。 5 . 2安全阀型号选择 根据计算出的安全阀所需最小排气截面积计算 安全阀座喉径,将计算出的喉径向上靠两级得到安 全阀直径。罐车用安全阀型式通常采用内置全启式 弹簧安全阀。 参考文献 [ 1 ]压力容器安全技术监察规程[ S ] .北京中国劳动社会保 障出版社,1 9 9 9 . [ 2 ]液化气体罐车安全监察规程[ S ] .北京中国劳动社会保 障出版社,1 9 9 2 . [ 3 ] G B 1 5 0 - 1 9 9 8钢制压力容器[ S ] .北京中国标准出版社, 1 9 9 8 . 新疆农机化2 0 0 6年第4期 4 3.. 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载