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ag亚洲集团大型立式容器支腿的设计计算方法

发布时间:2020-06-28 07:26

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  维普资讯 蔓 删 ” 大型立式容 器支腿的设 H 童垒董 『王 苎 , 洋 (庆 田 计 黑 江 大 市 17) 大 油 设 院 龙 省 庆 61 32 摘 要 按 日本 标 准 ‘I J s压 力容 器 — — 算 。就容 器本体 重力 而言 ,静载 容器 本体 的重 力 即 为其本 体 重量 ,带有 动力 装置 的容器 ,其 动力 装置 会 产 生扰力 。对 于扰 力不 大 的 设 备 , ( 反 应釜 和 如 搅 拌容 器等 ) ,其扰 力 可 以简 化 为 当量 静载 荷 , 将其 同其 他 静 载 荷 一 起 考 虑 ,其 值 可 以按 下 式 计 算 : Ⅳ =o9 p 0 .8 (1J 说 明和计 算倒 ( 改版 ) 建 立 力 学 修 ) 计 算模型 ,按 国 内现行 的标 准 ,如 ( 结 钢 构设 计规 范 ( Bl— 8 )、( G .7 8》 钢制 压 力容 1 器 ( B 5- 8) G 10 9 》和 ( 油化 工钢 制设备 石 抗震 设 计 规 范 (H 08- 3 ) 等 进 行 了 S 34-9 ) 各种 载荷 的计 算 ,给 出大型 立 式容器 支腿 的设 计计 算方 法 ,用该 方 法设 计计 算的 3 台外 径 迭 4 0 r 的 大型 立 式 搅 拌 容 器 , 60 m a 式 中: — — 当量 静载 荷 ,N; — — 运 动部分 的重 量 ,N; 已在 大庆 油 田化 学助 剂厂 聚合物 工程 丙稀 酰胺 单体 生产 车 间正 常运转 多年 。 主题 词 计 . — — 动 力 系 数, 查 文 献 [ 2] 中 的 表 1 l 。 一 2 大庆油田 方 法 容器 支架 设 将式 ( )算 得 的 当量 静 载 荷 加上 其 未 计 人 的 1 静载 荷 . 计算 ( 本体 重量 ) ,即为其 应考 虑的 重力 载 荷 计 立式容 器 的支承 形式 一般 有裙 座 、支腿 和挂 耳 即 W= +Ⅳ0 (2) 算 方 必 须 对支 腿进 行详尽 的设 计计 算 。在大 庆油 田化 学 助剂 1 法物 工程丙 烯酰 胺单 体生 产车 间 的设 计过 大 厂聚合 支承 形式 ,如 果工艺 要求 必须 采用 支腿 形式 时 ,则 程 中,就 遇到 了这种 情况 。在该 丙烯 酰胺 单体 车 间 中 ,N 3 3 一 1 A和 N 3 3 催 化 剂 卸 料 罐 及 N 34 - 1B 一 1 三 种 对 于 大 型 立 式 容 器 ,应 优 先 考 虑 采 用 裙 座 式 12 校 核计 算 . 设计 时 ,先 确定 支腿 的结 构 ,然后 再进 行校 核 计算 ,其 校核项 目有 :① 强度 校核 ;② 整体 稳定 校 核 ;③ 局 部稳定 校核 ;④ 支腿 地脚 板计 算 ;⑤地 脚 螺栓计 算 ;⑥ 焊 接 接 头 ( 腿 与容 器 焊 接 处 ) 校 支 核 ;⑦ 基 础强度 校核 。 12 1 支腿 反 力计 算 ( 图 1 .. 见 ) 催 化 剂 储 罐 均 为 立 式 搅 拌 容 器 ,其 容 器 外 径 达 4 0 rm ,工艺要 求 采 用 支腿 式 支 承 。这 样 大 的支 60 a 腿 已经远 远地 超 出 了 国 家标 准 中 ‘ 式 支 座 (B 腿 Jt T73 Z > 4 1 —9) …的适用 范 围 ,文 献 [ ]也 投 有给 出 2 现成 的 资料 。为 了解 决工 程设计 的急 需 ,根 据查 得 的文 献 [] [] [] [ ] 3 、 4 、 5 、 6 ,整 理 出 了如 下的 设 计计 算方 法 。 1 设 计 计 算 , 1 1 载 荷计 算 . 一 般 情 况 下 ,需 要 考 虑 的 载 荷 有 风 载 荷 、地 震 圈 1 支 髓 反 力 筒 圈 载荷和 容器 本体 重力 。 风 载荷 按 文 献 [ ]计 算 ,地 震 载 荷 按 ‘ 油 2 石 化 工 钢 制 设 备 抗 震 设 计 规 范 ( H 08- 3 》 计 S 34-9 ) 支 腿 的 水 平 反 力 按 式 ( ) 确 定 3 油气 田地面工程 ( G E 第 1 O S) 7卷第 3期 (9 85 19 .) 4 7 维普资讯 R: 式 中 : 尺 — 支 腿 水 平 反 力 ,ag亚洲集团N; — ( 3) ^= 式 中 :^ — 支 腿 的 细 长 比 ; — — — ( 9) F —— 由风 载 荷 和 地 震 载 荷 产 生 的 作用 于 容器 上 的水平 反力 ,N; n — 支 腿 个 数 ,n≥3 。 — 支腿 的 当量 长 度 ,11,当 支腿 高 度 11 1 T 为 £时 ,它 由支 腿两端 的约束 条件 按 下述条 件 确 定 :当两 端 铰 接 时 ,f = ‘ £,当 两 端 固 定 时 , =05 .L; 当 一 支腿 的垂 直反力 按 下式 确定 耻 一W ( 4) — — 端 铰接 而 另一端 固定 时 ,l=07 l 。 .L 支腿 的惯 性半 径 ,r l I ,按式 ( 0 I Ⅱ 1 )确 定 = 其 中 t: a 等 n — — 式 中 : —— 容器 重力 ,N; D —— 容器 外径 ,mm; 日— — 基 础 平 面 至 水 平 力 作 用 点 的 距 离 , √ ( - o ) 式 中 :卜 一 支 腿的 截面惯 性矩 ,m ; 支腿 的截面 积 ,? 。 n 然 后 求 支 腿 的 临 界 细 长 比 于 是 : 一 t 詈 () 5 122 支腿 的强 度和整 体稳 定枝 棱计 算 .. 假定 支腿 和本体 的连 接 为 固接 ,支腿 和基 础地 脚 螺栓 的 连接 点为铰 接 ,则 在一个 支腿 上 引起 的最 大 应力 产 生在 其 受 压 侧 ,其 弯 曲 应力 和 压 缩 应 力 由式 ( ) 7 6 、( )求 出 √ 怒 2. 6× l MPa; 0 … ) 式 中:E—— 材料 的 纵 向 弹性 模 量 .MP ,碳 钢 为 a F—— 材料 的许 用应 力 ,MP ,按表 1 a 选取 。 再求 许 用压 应力 当 ^ ^时 , 《 h — 。一 — = ~ ㈩ O , F j ( 7) 当 ^>^ 时 ? 甫 (, 寺 n . (2 1) 1 5+÷ I I . 式 中 : —— 支腿 高度 ,从 基 础板 底 面至 支腿 的 焊 接 中 心的距 离 ,m/ l; i 互 —— 支腿 的最 小截 面 系数 ,m ’ m; ^—— 支腿 的截面 积 ,l ; T I l — — n3 ) 从容器本 体外侧 至支腿形 心 的距离 , 123 支腿 局 部稳 定爰 地脚板 的枝 棱计 算 .. 按 ( 钢结构 设计规 范 ( B 1-8 ) 第 541 G J7 8 ) ,. 条至第 545条进 行 校核 计算 ;支腿 地 脚板 可按 文 .. 献 []第五 章第 六节进 行计 算 。 2 上述 应力 必须 满足式 ( ) 8 + ≤ 1 式 中 : — — 许用 弯 曲应力 ,M a P ,查 表 1 ; — — ( s) 124 她 脚 螺拴 计算 .. 在式 () 中 ,当 F >0时 ,应 按 式 (4 4 o 1)校 核基础 地 脚螺 栓的拉 伸强 度 (4 1) 式 中 :g —— 安装 螺栓 上产 生 的应力 ,MP ; r B a — — 一 许 用 压 缩 应 力 ,M a P。 寰 1 钢 材 的 许 用应 力值 载 葡 种 类 长期 载 荷 _ 长 期 载 荷 +蛙 期 载 待 许应 ^ 用 力 号 , | 个 支腿 上设 置 的螺栓个 数 ; 注: f值蠹 ‘ 锕结挣设计规范 ( 町l一B) 中表 32 1 G 7 g) —2 ^ —— 安装 嫌 栓根径 的截面 积 ,m 。 对于 剪切 ,应用 下式 校核 其剪 切强度 许用 压缩 应力 按 下述 方法 进行 计算 首 先 求 支 腿 的 细 长 比 ^,^应 不 大 于 2 0 5 蚰 油气 田地面 工程 ( G E 第 l OS ) 7春第 3期 (9 85 19 .) d≤ [ ] dB (5 t) 维普资讯 式 中 :[ ]—— 螺栓许 用 应力 ,MP ,查 表 2 a 。 寰 2 簟栓许 用应力 将容 器 设置 在混 凝 土上 时 ,由式 ( 3 2 )计 算混 凝 土的压 缩 载荷 B B= (3 2) 拄 :[ ]崔 ‘ d 钢制压力窖器 ( B S-  ̄) 表 2 7 G IO- > — 式 中 : B — 混 凝 土 基 础 的 压 缩 载 荷 ,M a — P; 螺 栓 受 到 的 剪 切 应 力 为 一 ^ — — 支 腿底板 面积 , 。 里 (6 1) B 应 满 足 下 式 B≤ [ B] 式 中: [ 5 E (4 2) 式 中 : l — — 螺 栓 所 受 剪 切 应 力 ,M a " 8 P; — — —— 混凝 土 的许用 压 应力 ,M a P。 摩擦 系 数 。 。 [ 的 值应 由土 建专 业 给 出,其 值参 见 表 引 寰 5 混凝 土许 用应力位 从偏 于安 全 考 虑 ,可 取 摩 擦 系数 为 零 ,则 式 (6 1 )变 为 (7 1) 应 满足 式 (8 1) 棍 凝土 强 度 等 缀 应 力 种 类 C1 C1 c 0 C2 C3 5 4 0 5 2 5 o C3 c 。 C0 5 许 用 轴 心 抗 压 ≤ [ ] (8 1) 瞳 力 [ ]MP ( a ) 4B 7 95 l1 .I l 2 z 2 4 5 7 9 l 3 式 中 :[ ]—— 许用剪 切应 力 ,MP ,查表 3。 f a 寰 3 螺栓许 用剪切应 力 载 荷种 类 许 用 剪 切 应 力 许 用 弯 曲 抗 压 5. 8 1 5 3 I 1 5 l 2 2 2 0. l 6 B.2 3 5 应 力 [ ( a ] MP) 长期 载 荷 r 长 期 载 荷 +垃期 载 荷 12 [ ] [ r ) ]( 08 [ j . 口 2 结 语 . 上述 设计 计算 方 法 已经应用 于实 际的 工程设 计 注 :[ ]考 ‘ 铜村压力窖器 ( B  ̄-8 )c 2 7 G j -9> - 表 — 12 5 支腿安 蓉 外焊接 接 头 强度 校核 .. 支腿 与 容 器 筒 体 的 连接 焊 接 接 头 受式 ( )和 3 式 ( )所求 的 支腿 反 力 作 用 ,必 须具 有 足 够 的 强 5 度 。在 焊接 接 头上 所产生 的 应力 按下 式求 得 中。在大 庆 油 田化学 助剂 厂聚合 物工 程丙 烯酰胺 单 体生 产 车 间 ,有 三 台 大 型 立 式 搅 拌 容 器 :N 一 3 3 、 N 33 1A - 1B催 化 剂 卸 料 罐 和 N 一3 4催 化 剂 储 I 鲁 : ( 述方 法 ,从而 解决 了工 程设 计 中的实 际 问题 ,满 足 1 9 ) (0 2) 了工程设 计 的需要 。这 三 台大型 立式 容器 已经经 历 了几年的 实际 运行 ,运转 正 常 。这 说 明上述 设计 计 算 方法具 有 比较现 实的 工程应 用意 义 。 ? 罐 。在这 三 台立式 容器 支腿 的设 计计 算 中应用 了上 式 中 : f — — 焊 接 接 头 上 产 生 的 剪 切 应 力 ,M a P; — — 焊接接 头 上产 生 的弯 曲应力 ,M a P; 焊 脚 的 截 面 积 ,m ; 参 考 文 献 — — z —— 对 焊接本 体环 向轴 的 断 面系数 ,m 。 f 和 d 应 满 足 f S ≤ (1 2) 1 行业标 准 < 腿式 支座 (BT 73- 2 ) J/41-9 ) 2 居 文 明 主 编 . 架 设 计 . 海 科 学 技 术 出 版 社 .第 1 钢 上 艋 .1 8 . 9 9 3 中村 康 治 主 编 ,刘 人 侃 译 . 8压力 容器 — — 说 明 和 计 算 J 1 d ≤S 寰 4 焊 缱 许 用应 力 (2 2) - 倒 ( 修订艋 ) 化学工业部设备设计技术 中心站 ,18 99 4 国家标 准 ( 钢结构设计规范 ( s 1- 8 ) . G 1 ̄ 8 ) 5 国家标 准 ‘ 石油化工钢制设备抗 震设 计规 范 ( [ 08 81 4- - 3 9) . 3) 6 国家标准 < 钢制压力容器 ( B 5-- ),、 G 10 8  ̄ 9 式中:s —— 焊 接 接头 许用 应力 ,MP ,查 表 4 a 。 拄 :[ ]查 ‘ 锕制 压力 窖器 ( ms- s) [ 2 G o 9) 表 一 ( 收稿 丑期 19.01 97 1.2 编辑 王德祥) I26 基 础 强 度 校 核 .. 油气田地匾工程 ( G E 第 l O S) 7卷第 3埘(9 85 19 .) 4 9

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