玻璃钢大罐壁厚设计计算(基于ASME标准)

大罐壁厚设计计算书

1. 计算参数

计算参数包含几何参数和工程设计参数(见表1、表2),以下计算书中统一按照将罐体分作七段阶梯计算,更加优化成本。计算中涉及到的一些材料力学性能参数数据,主要参考经验数据(见表3)。

表1 设计参数

参数名称 设计压力 操作负压 介质容重 风压 雪压 顶部活载 许用应变 地震烈度 安全系数

代号 P Po γ Mf Wx Pw 【ξ】 n

数值 1960 490 1000 500 350 1200 0.10% 7 10

单位 Pa Pa kg/m³ Pa Pa Pa

表2 几何参数

参数名称 储罐内径 储罐高度 分段高度 分段高度 分段高度 分段高度 分段高度 分段高度 分段高度

代号 Di H H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7

数值 16000 11900 11900 10000 8000 6000 4000 2760 760

单位 mm mm mm mm mm mm mm mm mm

注:其中红色部分数据为待输入数据。

2计算壁厚(基于ASME-RTP-1-2007) 2.1接触型

P D i 总 Hoop Loading : t =h

2S h /n

N ax

S a /n

Axial Loading : t

a

=

where

Di —— inside diameter, in.

n ——design factor ,n=10.

N ax —— axial force per circumferential inch of shell, lb/in. P 总 —— total internal pressure, psig (internal pressure plus hydrostatic head),P 总 = P+ρɡH i.

Sa —— ultimate axial tensile strength, psi Sh —— ultimate hoop tensile strength, psi ta —— total wall thickness, in., for axial stress

th —— total wall thickness, in., for circumferential tress

2.2缠绕型

t ’h =

a

P 总D i

(20. 001E h )

Hoop Loading : t ’ = N ax Axial Loading : where

E h —— hoop tensile modulus

D D +2δ2.3薄壁模型D D i

i

当K ≤1.2为薄壁容器 ;K >1.2则为厚壁容器。 根据第三强度理论(最大剪应力理论) σ三=σ1-σ3=

PD

-0≤[σ] 2t b

K =

S a /n

=

i

=1+

2δD i

采用中径公式,将平均直径换为圆筒内径D=Di+t; 将压力P 换为计算压力Pc ;则有:

(D i +t b ) *Pc

=[σ] 故, t b =P c D i

2t b 2[σ]-P c

其中, t b —计算壁厚,mm ;

[σ] —材料在设计温度下的许用应力,[σ]=Sh /n,Mpa; S h — 环向最大拉伸强度,Mpa 。 2.4设计壁厚取值

t 取值为上述计算值的较大值。且壁厚最小不得低于4.8mm 。 即: t=Max(4.8,th ,t a ,t h ' ,t a ' ,t b, ) mm

3 实际工程案例计算

案例:飞雁滩联合污水处理系统2000方玻璃钢一次除油罐 计算条件和参数:见上述表1、表2、表3。 计算壁厚:t=Max(4.8,th ,t a ,t h ' ,t a ' ,t b, ) mm 代入数据计算得:

将计算壁厚值代入力学性能校核计算书中验算得,各项力学性能满足条件。因此,上述壁厚设计计算具有参考意义。


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