大型料仓吊耳的设计

第４９卷第３期　２０１２年６月　化工设墨与管道　Ｖ．ｏ】．４９　ＮＯ．３　Ｊｕｎ．２０１２　ＰＲＯＣＥＳＳ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＰＩＰＩＮＧ　大型料仓吊耳的设计　孙雅娣　（中石油东北炼化工程有限公司吉林设计院，吉林省吉林市１３２００２）　摘要：通过对特殊材质大型料仓整体吊装吊耳的设计计算，　提出了在大型薄壁料仓中采用标准吊耳的一　种改进方法。　关键词：薄壁；料仓；吊耳：设计　中图分类号：ＴＱ　０５３．２；ＴＨ　４９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—３２８１（２０１２）０３—００２８—０３　随着石油化工行业的飞速发展，石油化工储存　设备逐步向大型化方向发展。在对常压（微内压）　标准板式吊耳ＳＰ．７５及尾部吊耳ＡＰ一７５。　固体物料（粉料）的储存中，大型料仓得到了广泛　’　厂　７５００　的应用。　Ｊ　大型料仓体积大都在几百到几千立方米，直径　较大，壁厚较薄，材料特殊，多为铝、铝合金或不锈钢。　大型料仓的制作一般为预制场预制，现场进行　分段组对，空中立式组焊成整体。有时，由于现场空　间有限，在现场分段组对有困难时，就要考虑料仓在　１　０　０　－＿　ｆ　、　５００　．　ｒ　制造厂整体制作，并设计整体吊装吊耳［１－２］ｏ大型料　仓由于直径大，壁厚薄，材料特殊，选择设备标准吊　耳，起吊载荷在设备壳体上引起的局部应力较大，需　Ｊ　葛　Ｌ　Ｉｌ　Ｌ　、　Ｊ　小７　３０　』　，＿　０　磊　ｎ　１　ｒ　Ｊ　ｌ　ｌ—　—ｌ、　（ｂ　５　瑚　要增加料仓壳体壁厚，这不但造成料仓局部结构不合　理，也必将承担经济上的损失。下面就根据具体例子，　对某一双相钢材质的料仓进行吊耳设计。　，Ｉ　４，ＩＩ　Ｉ，　０　禽　ｎ　ｎ　２　１　４５ｏ　Ａｏ　ｍ，　Ｌ　，ｌ’　ｌ　Ｊ　１　应用实例　Ｉｎ　窘　某化工装置中一粉料仓的主要设计参数如下：　设计压力设计温度公称直径　，　０．０２３　ＭＰａ　１５０℃　７　５００ｍｍ　图１粉料仓结构　板式吊耳ＳＰ－７５要求在壳体上焊接厚度为４０　ｍｍ　筒体长度锥体长度设备材质１０　０００ｍｉ／１　１３　０９２ｍｍ　Ｓ３１８０３　的垫板，由于此料仓材质为瑞典进口的Ｓ３１８０３双相　钢，材料成本高，如果按照标准采购４０　ｍｍ的双相　钢板材不现实，结构及经济上都不合理。结合现场材　料情况决定作如下处理：　粉料仓结构示意图如图１。　２料仓整体吊装吊耳的结构设计　收稿日期：２０１１－１２—２９　考虑到此料仓壳体壁厚较薄，无法选用轴式吊　耳，故采用侧壁板式吊耳附助尾部吊耳的结构。选择　作者简介：孙雅娣（１９６３一），女，吉林省吉林市人，高级工　程师。主要从事化工设备设计工作。　２０１２年６月　孙雅娣．大型料仓吊耳的设计　（１）先在料仓壳体上焊接一块较大的１６　ｒｎｌｌ＇ｌ厚　的双相钢垫板，以增加料仓此处壳体的刚度。　（２）在此垫板上再焊接２４　ｎｌｌｎ厚的Ｑ３４５Ｒ的标　准吊耳垫板，为了增加焊缝长度，在此垫板中间增加　１２　ｍｍ×１２０　ｍｍ的塞焊，以保证焊缝强度。　（３）封头上增加１６　ｍｍ厚的双相钢垫板。　（４）吊耳其余件按标准制作并焊接。　（５）吊耳与Ｑ３４５Ｒ焊缝采用１００％ＭＴ检测，　符合ＪＢ／Ｔ　４７３０．３中Ｉ级要求。较大的１６　１１１／１１的双相　钢垫板与设备壳体的所有焊缝进行１００％ＰＴ检测，　符合ＪＢ／Ｔ４７３０．４中Ｉ级要求。　（６）本设备交货时，保留制作时设备内部焊接　的临时支撑，以便于设备整体吊装时用。　３吊耳的设计计算　３．１　吊耳的强度计算Ｉ。Ｉ　吊耳受力计算及结构简图见图２。　Ｉｌ—　　、　ｆ一　　Ｉ｝Ｌ　一　】　Ｂ　＾　、　的　磊　’　《．　Ｎ　４　４０　１　ＴＬ　ｌ　ＷＬ　８　！　暑Ｉ　－。。　７　『　—●厂ｌ　ｌ　、ｌ‘　‘　、－　塑ｌ　ｉ　＿上ｌ　Ｊ　●２＼一　＼　　　＼　一　Ｉｌ　Ⅳ　＼　．＼塞焊　６０　’　图２吊耳结构　单个吊耳起吊质量：６５　ｔ　大垫板材质：ｓ３ｌ８０３　许用拉应力　：１８１　ＭＰａ　许用剪应力［　：１０８　ＭＰａ（取０．６　）　吊耳板材质：Ｑ３４５Ｒ　许用拉应力　：１７０ＭＰａ　许用剪应力［　：１０２　ＭＰａ（取０．６［ｃｒ】）　角焊缝系数：　ａ＝０．７　综合影响系数：Ｋ＝Ｉ．６５　吊耳竖向载荷：　＝６５×１　０００×９．８１×１．６５＝１　０５２　１２３　Ｎ　吊耳　截面拉应力：　０＝：　［　（　］Ｄ）＋２Ｓ２（Ｄ１—Ｄ）］　式中Ｓ＝５９．７，Ｄ＝１２０，　：１５．７，Ｄ】＝２４０，计算　得ａ＝６６．９８　ＭＰａ　，满足要求。　３．２垫板焊缝剪应力计算　ｒ＝Ｆ　／｛０．７０７×０．８Ｓ１［２（ＨｓＰ＋ＬｓＰ）一８×２０＋２ｒｃ×　２０＋１２×１２０］　｝　式中风　、　ｓＰ、　ｌ为垫板尺寸，　Ｐ＝４４０　ｍｍ，ＬｓＰ＝　３３０ｍｍ，Ｓ，＝２４，计算得ｆ＝６８．１１　ＭＰａ。　［　，满足要求。　３．３　吊耳板焊缝剪应力计算　ｒ＝ＦＪ｛０．７０７ａ［２（Ｌｓｐ－Ｇ也１）＋０．５７ｃＦ＋　卜８　＋２７ｃ　）　式中参数为标准吊耳的尺寸，ａ＝３６，Ｇ＝６０，Ｌ　＝１６０，　Ｆ＝１００，／／－－３２０，ｒ＝３０，计算得ｒ＝４２．０２　ＭＰａ。　［　，满足要求。　３．４　吊耳板　截面剪应力计算　Ｆ　｛２［Ｓ（Ｈ－Ｄ）／２＋Ｓｉ（Ｄ１—Ｄ）】｝　式中Ｓ：５９．７，Ｄ＝１２０，　＝１５．７，Ｄ１：２４０，计　算得ｒ：６６．９８ＭＰａ。　Ｈ，满足要求。　３．５大垫板剪应力计算‘。　Ｔ　｛０．７０７￣０．８Ｓ１［２（ＧＰ＋￡ｓＰ）一８Ｘ２０＋２＝Ｘ２０］　｝　式中　、　、　为大垫板尺寸’风ｊ＝５６０　ｍｍ，　ＬｓＰ＇＝４５０　ｍｍ，Ｓ１‘＝１６，计算得ｒ＝８３．６４　ＭＰａ。　＜　，满足要求。　３．６　吊耳处壳体局部应力计算　设置吊耳在壳体中引起的局部应力按ＷＲＣ１０７　公报［４］的方法计算。计算起吊载荷对圆筒引起的局　部应力。　起吊载荷折换成沿圆筒轴向的外力矩　＝　９２　９１０　５１２　Ｎ・ｍｍ，按照ＳＷ６软件计算得：　最大表面应力Ｓｍ￣＝４４７．２　ＭＰａ　最大膜应力Ｓｍ＝１３４．２　ＭＰａ　材料许用应力＆＝１８１　ＭＰａ　由于吊耳处的最大表面应力属于二次应力，故　它的许用应力值取３．０倍的标准许用应力值，即　（下转第６３页）　２０１２年６月　崔节国，等．中开多级重载输油泵试压工装的设计与应用　６３　的方法途径来实现，哪种方法最简便、易操作，便是　我们研究的方向。　参考文献　［１】蔡春源　新编机械设计实用手册［Ｍ】．北京：学苑出版社　ｌ９９０．　［３】　关醒凡．现代泵技术手册【Ｍ】．北京：宇航出版社，１９９５．　［４】易亚军．浅谈卧式中开多级泵的设计［Ｊ］．化工设备与管　道，２０１０，４７（４）：３５—３７．　［５］　李香，杨博峰，郑国运．高温重油泵用金属波纹管机械密封　失效分析［Ｊ］．化工机械，２０１１，３８（３）：３６７—３６９．　［６】周夏，白云升．多级离心泵技术综述［Ｊ】．化工设备与管道，　２００８，４５（２）：４１—４４．　［２］孟少农　机械加工工艺手册［Ｍ】．北京：机械工业出版社　１９９０．　［７】　陶高峰．多级中开式输油泵设计［Ｊ］．石油化工设备，１９９７，　２６（５）：３０—３３．　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ　Ｔｏｏｌ　ｆｏｒ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　Ｍｕｌｔｉ—ｓｔａｇｅ　Ｈｅａｖｙ　Ｌｏａｄ　Ｏｉｌ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｐｌｉｔ　Ｐｕｍｐ　ＣＵＩ　Ｊｉｅ－ｇｕｏ，ＷＡＮＧ　Ｇｕｏ－ｈｕａ，ＺＨＵ　Ｗｅｎ－ｈｕｉ　（ＳｈａｎｄｏｎｇＳｈｕａｎｇｌｕｎＣＬＹＤＥＵＮＩＯＮＰｕｍｐｓＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｗｅｉｈａｉ　２６４２００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢＢ１　ａｎｄ　ＢＢ３　ｈｅａｖｙ　ｌｏａｄ　ｏｉｌ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ａｘｉａｌｌｙ　ｓｐｌｉｔ　ｐｕｍｐｓ　ｉｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆＡＰＩ　６１０　ａｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｈｉｃｈ　ａｒｅ　ｈｏｐｅｄ　ｔｏ　ｂｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｆｅｗ　ｙｅａｒｓ．ＢＢ　１　ａｎｄ　ＢＢ３　ｓｅｒｉｅｓ　ｈａｖｅ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｍｕｌｔｉｓｔａｇｅ　ｉｍｐｅｌｌｅｒ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．　Ａｓ　ｔｈｅｒｅ　ｒｅ　ｂｉｇ　ｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔ　ａｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｉｎ　ｃｈａｍｂｅｒ，ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｔｅｓｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｈａｒｄ　ｐｏｉｎｔ　ｆｏｒ　ｂｏｔｈ　ｐｕｍｐｓ　ｆｏｒ　ａ　ｌｏｎｇ　ｔｉｍｅ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｈｅ　ｄｅｓｉｔｇｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｕｎｔ　ｔｏｏｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ＢＢ３　２８０＿１　１　０，ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｒ　ｍｏｕｎｔ　ｔｆｏｏｌ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｉｎ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｅｎｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｖｙ　ｌｏａｄ　ｏｉｌ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｐｌｉｔ　ｐｕｍｐ；ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｅｓｉｇｎ；ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｔｅｓｔ；ｓｅａｔｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ；ｔｏｒｑｕｅ　ｘ＾　…一…………　）。一　…一一一ｎ）　０ｆ　，　，×　～　…　（上接第２９页）　辅助标准吊耳的结构是可行的。　参考文献　［１］　武建宏．直立设备板式吊耳强度计算【Ｊ】．石油化工设备，　２００４，３３ｆ４）：４９—５０．　３．０Ｓ￣＝５４３　ＭＰａ；而最大膜应力属于一次局部应力，　此局部应力的许用应力值取１．５倍的标准许用应力　值，即１．５　＿２７１．５　ＭＰａ。　瓠＜３．０　，且　１．５　满足要求。　［２］　黄志筠．大重型塔设备整体吊装结构选取及计算［Ｊ］．石油化　４结束语　此料仓现场一次吊装成功，已安装就位。通过　工设备，２００１，３０（Ｓ１）：５２—５４．　［３］ＨＧ／Ｔ　２１５７４－－２００８，化工设备吊耳及工程技术要求［ｓ】．　［４】Ｋ　Ｒ　Ｗｉｃｈｍａｎ，Ａ　Ｇ　Ｈｏｐｐｅｒ　ａｎｄ　Ｊ　Ｌ　Ｍｅｒｓｈｏｎ．Ｌｏｃａｌ　ｓｔｒｅｓｓｅｓ　ｉｎ　ｓｐｅｆｉｃａｌ　ｎｄ　ａｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　ｓｈｅｌｌｓ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｌｏａｄｉｎｇｓ［Ｒ］．ＷＲＣ　ＢＩＪＬＬＥＴＩＮ　１０７，ｌ９７９．　对吊耳强度及料仓壳体局部应力的计算，并且得到现　场实践验证，证明在大型薄壁料仓中采用较大薄垫板　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｌｉｆｔｉｎｇ　Ｌｕｇ　Ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｉｌｏ　ＳＵＮ　Ｙ＿ａ．ｄｉ　（ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＲｅｉｆｎｉｎｇ＆ＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，ＪｉｌｉｎＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｌｉｎ　１３２００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｆｔｉｎｇ　ｌｕｇ　ｏｎ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ　ｌａｒｇｅ　ｓｉｌｏ，ｏｎｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ　ｌｉｆｔｉｎｇ　ｌｕｇ　ｗａｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎ　ｗａｌｌ；ｓｉｌｏ；ｌｉｔｉｆｎｇ　ｌｕｇ；ｄｅｓｉｎ　ｇ