夹套容器设计（内筒常压，夹套正压0.4MPa）

近期接一批夹套容器设计任务（内筒常压，夹套正压0.4MPa），因初次设计，翻了许多标准，逛了许久论坛，形成一个初稿，供海友交流，不足之处请指正。设计参数：
容器内（材质321、直径2800）：
介质：硫酸钠、氢氧化锂溶液   密度：1200kg/m3  工作压力：常压    工作温度：-3~-6
夹套内（材质Q245R、直径3000）：
介质：乙二醇     工作压力：0.4MPa    工作温度：-10
管口表见附件。
设计过程：
1、设计压力、设计温度的选取
夹套设计压力、设计温度按照HG/T20580-2011标准选择，压力0.4*1.05=0.42MPa；温度选最低工作温度-10；
内筒设计压力选常压，设计温度选择最低工作温度-6；
2、内筒设计
内筒设计压力为常压，但是工作时承受外压，因SW6在设计压力处输入0无法计算，因此内筒设计压力输入0.001MPa。
在SW6计算圆筒时，需要输入外压圆筒计算长度，按GB150.3-2011中4.3 e)计算(设置了加强圈)。
该处疑问：（1）如果不设计加强圈，那么SW6计算出来需要内筒保压，但内筒顶部为平盖封头，即使保压压力很低也需要很厚的钢板做封头，因此设置加强圈。为提高安全系数，在内筒内部设计两圈加强圈，加强圈将内筒（连同下封头曲面深度）基本平分为3段，选择最大的L1（如图）作为外压圆筒计算长度，不知是否合理？？
（2）SW6中加强圈输入时要求输入“该加强圈两边圆筒计算长度之和的一半”，对于该值得理解，分别以单个加强圈为中心，计算其两边的计算长度之和的一半（l1+l2）/2与（l3+l2）/2），然后选择较大值，不知是否正确？
3、封头设计
上封头设计选用平盖封头，因上部布置搅拌设备，壁厚选择较保守，与筒体一致；
下封头设计同样考虑负压作用，同时在SW6中封头名义厚度应选择最小成型厚度，且负偏差指定为0。
封头最小厚度计算为：
δmin=δn-C1-(δn-C1)*减薄率%   其中C1为厚度负偏差，一般为0.3；减薄率见封头标准GB/T 25198-2010。
封头除最小成型厚度外，还需注意焊接接头系数选择与设备一致，且需100%射线及100%渗透（奥氏体不能用磁粉）。
4、夹套筒体
考虑液注静压力
5、内筒人孔选择
内筒为常压容器，人孔设置在顶部，不受压，但内筒介质为强碱性，考虑泄露选用稍高压力等级的人孔。

请海友积极讨论、指教！

内筒常压，夹套0.4MPa,那么计算时应该考虑最大压差，内筒计算压力应该是-0.4MPa,为什么取0呢？

feng飘逸 发表于 2017-8-1 13:33
内筒常压，夹套0.4MPa,那么计算时应该考虑最大压差，内筒计算压力应该是-0.4MPa,为什么取0呢？

GB150.1-2011 中4.3.3中e)规定夹套容器应分别确定其设计压力，计算压力按最大压差。设计压力选的是常压，计算压力SW6会自动考虑。

feng飘逸 发表于 2017-8-1 13:33
内筒常压，夹套0.4MPa,那么计算时应该考虑最大压差，内筒计算压力应该是-0.4MPa,为什么取0呢？

sw6让输入的是设计压力，它会把计算压力定为-0.4的，楼主的思路还是很清晰的

看了下感觉问题比较多，说说自己看法抛砖引玉一下看看大家怎么讨论。
1.设计参数：
  设计温度应该不仅仅有低温还应考虑有可能达到的高温，而且应该从工艺系统考虑是否有温度波动会出现比操作温度低或者高的情况，要考虑最苛刻的情况。同理设计压力也不是简单的乘以1.05，还需从系统考虑。
2.内筒设计：
看了你这个设备应该是有搅拌的，尽量不要加内部外压加强圈，有可能会影响内部物料的搅拌效果。而且温度压力都不高，只是直径大一些个人感觉直接按无加强圈计算较好，注意外压计算长度应考虑封头高度。没搞懂你说的内压需要保压是什么意思？是不是已经定了厚度所以外压不够才说的要保压？那增厚厚度不就行了。
3.封头设计：
个人感觉没必要100%渗透检测，RT就够了，而且100%RT合格级别III就可以了。
上封头问题较多，上封头是平盖是不承受压力的，但是由于有搅拌器和自身刚度需要，应考虑布梁。这个你如果想计算就按常压容器有计算方法，如果不想计算可以取上6到8毫米应该差不多了但是一定要考虑梁，如果不考虑梁还要加搅拌器你这个厚度需要会比较大。
4.夹套筒体：
没看懂你的意思，为什么不按内部设计压力计算？
5.人孔：
人孔在顶部又确定常压看了看介质貌似也没什么易挥发或者有什么危害性，如果是我感觉常压人孔就够了，想提高一个等级也没什么大问题。

fxy1860 发表于 2017-8-1 13:57
看了下感觉问题比较多，说说自己看法抛砖引玉一下看看大家怎么讨论。
1.设计参数：
  设计温度应该不仅仅 ...

谢谢这位海友
1、设计压力和设计温度这个只有有限的数据，虽说考虑系统，但业主方未提供；
2、内筒设计时保压的意思就是夹套水压试验时，内筒受不了那么大的压力，因此设置加强圈，设计加强圈主要考虑成本，增加2mm钢板将增加一吨料，将近2万元；
3、封头100%渗透是150规定的表面检测；
4、夹套是需要考虑液注静压力；
5、赞同

375189182 发表于 2017-8-1 15:51
谢谢这位海友
1、设计压力和设计温度这个只有有限的数据，虽说考虑系统，但业主方未提供；
2、内筒设计 ...

1.业主未提供那就需要业主对设计参数进行确认，否则可能会有后患。
2.需确定加强圈对搅拌是否有影响，否则如果搅拌效果不好也很头疼。
3.没太懂你这个150规定的表面检测，哪里规定的？你这个是大于20mm了？如果超过了那不仅仅封头需要表面检测吧？
4.你这个液柱静压还挺有意思的，本来设备不高可能都懒得管，但是你这个本身压力也低，倒是内筒验算水压试验外压的时候一定要考虑上，夹套计算考虑上也可以，但是严格来说乙二醇的密度可比水低不少。

内筒  直接输入 -0.4mpa不就按外压容器计算 了？第一次见到输入0.001的

学习中，没什么意见给楼主。

fxy1860 发表于 2017-8-1 17:00

                               
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1.业主未提供那就需要业主对设计参数进行确认，否则可能会有后患。
2.需确定加强圈对搅拌是否有影响，否 ...

就是要业主确认，业主出设计条件表。
加强圈也是为节约成本。
关于表面检测是Gb150.4—2011表面检测里面写的，拼接封头需要表面检测。你说大于20mm需要检测还没怎么注意，应该是材料部分的要求，不是设计文件的。明天看看。
液柱静压力不是都要考虑吗？除了小于设计压力的5%。

wanlirn_YDAL 发表于 2017-8-1 18:05

                               
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内筒  直接输入 -0.4mpa不就按外压容器计算 了？第一次见到输入0.001的

因为用sw6计算，输入0.001计算结果也是考虑了负压的。所以就这么算了，我觉得输入-0.4也行，但是要提前考虑液柱静压力。

375189182 发表于 2017-8-1 19:57
因为用sw6计算，输入0.001计算结果也是考虑了负压的。所以就这么算了，我觉得输入-0.4也行，但是要提前考 ...

输入0.001计算结果也是考虑了负压的？你的思路我是真的不明白  做设计N多年了  第一次见到这么玩的 你说的考虑负压 是谁考虑的 SW6?还是你自己？另外这么点液柱静压  还用考虑吗

wanlirn_YDAL 发表于 2017-8-3 09:16

                               
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输入0.001计算结果也是考虑了负压的？你的思路我是真的不明白  做设计N多年了  第一次见到这么玩的 你说 ...

SW6考虑了；
0.04MPa的液柱静压力占设计压力0.4MPa的10%，按照150要求，大于5%的需要考虑，不管您做了多少年，大家讨论而已。

375189182 发表于 2017-8-1 19:57
因为用sw6计算，输入0.001计算结果也是考虑了负压的。所以就这么算了，我觉得输入-0.4也行，但是要提前考 ...

内筒直接输-0.4不可以，这样上封头也会按-0.4的外压计算。

allforum 发表于 2017-8-3 10:59
内筒直接输-0.4不可以，这样上封头也会按-0.4的外压计算。

别的我没细看 就针对  筒体计算压力上  我明白了  你是按立式容器 算的    要是我算 就按零部件一个一个算 就没那么多事了  计算书也一样出

有几个建议，仅供参考：1、夹套内在内筒外焊接螺旋导流板，这样可减少内筒的壁厚。在计算内筒时，直径输入外压计算长度为加螺旋导流板后内筒的最大外压长度，不点设加强圈。2、上封头选用标准椭圆封头也可以，选用平盖还要考虑平盖加筋（因为有搅拌）。3、SW6计算时，设计参数输入时，把水压试验压力人工输入。

zxhslm 发表于 2017-8-3 11:51
有几个建议，仅供参考：1、夹套内在内筒外焊接螺旋导流板，这样可减少内筒的壁厚。在计算内筒时，直径输入 ...

第一个建议业主不同意，第二个建议搅拌厂家已经定了结构，第三个建议可以。
但是我想请问一下，如果考虑液柱静压力怎么办。比如夹套试验压力是0.525MPa，那是容器顶部的压力，容器底部压力为0.565MPa，那么内筒外压应该输入多少？-0.525 OR -05.65？