过程设备强度软件SW6使用培训课件

过程设备强度软件过程设备强度软件SW6SW6使使用培训课件用培训课件目录第一部分 卧式设备的计算第二部分 立式设备的计算SW6操作探讨和交流第一部分 SW6卧式设备的操作1.1 软件编制依据1.2 适用范围1.3 内压计算1.3.1 主体设计参数输入1.3.2 筒体数据输入1.3.3 封头数据输入1.3.4 设备法兰数据输入1.3.5 鞍座数据输入1.3.6 接管开口补强输入1.4 外压计算SW6操作探讨和交流1.1 1.1 编制依据编制依据主要是以容规、GB150、JB/T4731-2005和HG/T20580以及HG/T205821.2 1.2 适用范围适用范围内压为0.1100MPa，或真空度为：-0.02-0.1 MPa；筒体内径150mm；设计温度为-2699001.3 1.3 内压计算内压计算1.3.11.3.1主体设计参数输入主体设计参数输入 如果为指定试验压力可以不输入；如果液压试验能满足就选用液压试验，如果容器结构没法进行液压试验时，焊缝系数必须有1.0。SW6操作探讨和交流1.3.2筒体数据输入筒体数据输入 1）液柱压力计算为:液柱压力=0.01*H;为介质与水的比重，H为液位高度；当液柱压力小于设计压力的5%时，可以不考虑液柱压力。2）壳体长度为实际的壳体长度，不含封头直边。3)钢板负偏差不用指定为0；4）材料根据项目具体情况选用，尽量不选用在设计温度区域材料使用变化较大的材料。比如设计温度200尽量不选用Q245R和Q345R。SW6操作探讨和交流1.3.3封头数据输入封头数据输入 中、低压压力容器的封头形式宜优先使用标准椭圆形封头，必要时可以选用碟形封头、锥形封头或半球形封头，标准封头可按压力容器封头GB/T25198-2010和钢制压力容器用封头 JB/T4746-2002。1.3.3.1椭圆形封头的输入椭圆形封头的输入 1)标准椭圆形封头标准GB/T25198和JB/T4746的范围均为：159mmDN6000mm,如封头超过此范围需要跟业主和封头制造厂商定相应的制造检验尺寸。2）腐蚀裕量=封头减薄率+腐蚀裕量；159mmDN6000mm，6mmn60mm的标准椭圆形封头的减薄率参照GB/T25198-2010附录表J.1或JB/T4746-2002 附录表A.1，如超出此范围需要和封头制造厂商定。SW6操作探讨和交流1.3.3.2半球形封头的输入 腐蚀裕量=封头减薄率+腐蚀裕量；封头的减薄率以前我们是按照名义厚度的15%。SW6操作探讨和交流1.3.3.3平盖的类型选择平盖的类型选择 平面法兰选12、突面法兰选用13，凹凸面和榫槽面法兰选用14。平盖上有法兰接管时，同一截面上开孔之和的最大之和就根据实际开口计算，只是螺栓孔无需输入。SW6操作探讨和交流螺栓垫片结构参数螺栓垫片结构参数1、低压无毒介质选用平面密封形式；有中度危害介质、中低压容器和中高压容器法兰密封面选用突面或凹凸面密封面形式；极度危害高度、中高压容器和中度危害介质、超高压容器选用榫槽面密封面形式。2、垫片的材料选用根据介质和压力而定。缠绕垫片选用的碳钢或不锈钢内外环、填充物为石棉橡胶。SW6操作探讨和交流1.3.3.4 蝶形封头的输入 蝶形封头的球面直径不大于封头内直径，一般情况下取0.9倍的封头的内直径，过渡圆转角半径不小于封头内直径的10%，且不小于封头厚度的三倍。当球面半径与过渡转角半径比值5.5时，其有效厚度不小于封头内直径的0.15%，其他蝶形封头的有效厚度不小于封头内直径的0.3%。当确定封头厚度已考虑因内压下弹性失稳问题时，可不受此限制。（见GB150.3-2011的第5章第4节）SW6操作探讨和交流1.3.3.5 锥形封头的输入 锥形封头的半顶角不大于600；半顶角 300时，大小端都允许没有折边；300 半顶角 450时，大端应有折边，小端可以没折边；450 半顶角 600时，大小端都应有折边；600 半顶角，按平盖设计。大端折边过渡半径不小于大端内径的10%，且不小于3倍的封头厚度；小端折边过渡半径不小于小端内径的5%，且不小于3倍的封头厚度。SW6操作探讨和交流SW6操作探讨和交流1.3.4 1.3.4 设备法兰的输入设备法兰的输入1、因为软件只考虑承受流体静柱压力及垫片的压紧力，对于气包因风载等因素附加弯矩和轴向拉伸载荷时，需要设计者在对话框里输入。2、如无特殊工况，选用JB/T4700的法兰免予计算。SW6操作探讨和交流1.3.4.11.3.4.1标准法兰结构数据对话框标准法兰结构数据对话框1、法兰材料根据介质和压力选用，最好选用锻件。法兰的材料应该与壳体有良好的焊接性能，物理性能和化学性能应与筒体材料相同或相近。SW6操作探讨和交流1.3.4.2标准法兰螺栓与垫片结构参数表标准法兰螺栓与垫片结构参数表1、如采用非金属垫片和金属包裹垫时，垫片与密封面接触的内外径为垫片的内外径，如选用缠绕垫时，垫片与密封面接触的内外径是充填物部分的内外径，即内环的外直径和外环的内直径；查JB/T4704、JB/T4705和JB/T4706。2、垫片的材料根据介质选择，300mmDN3000mm的非金属垫和金属包裹垫应分别按JB/T4704和JB/T4706选用，300mm设备内径DN2000mm的金属缠绕垫应按JB/T4705选用。SW6操作探讨和交流图1、非金属垫片简图图2、金属包裹垫片简图图3、金属缠绕垫片简图SW6操作探讨和交流1.3.4.3选用选用JB/T4700标准法兰注意事项：标准法兰注意事项：1、当法兰、螺栓、垫片都是选用的JB/T47004707标准法兰时，可免计算。JB/T4700适用的范围是06.4MPa,-70450碳素钢和低合金钢钢制压力容器法兰。JB/T4701工作温度为：-20300，JB/T4702工作温度为：-20350，JB/T4703的工作温度为：-70450。有衬环的法兰的工作温度根据具体情况而定。详见JB/T4700。2、带颈法兰应采用热轧或锻件机加工而成，加工后的法兰的轴线须与原热轧或锻件轴线平行。3、采用钢板制造法兰，应符合下列要求：a)钢板应超声检测，无分层缺陷；b)应沿钢板轧制方向切割出板条，经弯制，并使钢板的表面成为环的侧面；c)圆环的对接接头应采用全焊透结构；d)圆环的对接接头经焊后热处理并100%RT-II合格或UT-I合格；4、碳素钢或低合金钢钢制法兰有任何一情况必须正火热处理:a)法兰面断面厚度大于50mm（法兰环的厚度）;b)锻制法兰；5、所有焊制法兰必须焊后热处理6、螺栓的公称直径应 不小于M12，M48以上的螺栓应细牙螺纹。螺柱的硬度应比螺母高2030HB。SW6操作探讨和交流1.3.4.4非标准整体法兰结构数据输入非标准整体法兰结构数据输入1、假如设计者自行设计的法兰出现校核不合格时，应根据以下情况进行调整：a)当法兰的轴向应力H（或（或（或10.0MPa选用榫槽面。2、如采用非金属垫片垫片和金属包裹垫时，垫片与密封面接触的内外径为垫片的内外径，如选用缠绕垫时，垫片与密封面接触的内外径是充填物部分的内外径，即内环的外直径和外环的内直径；3、螺栓的数量为4的倍数，注意螺栓数量和直径的要合理；4、螺栓材料可以参照JB/T4700和JB/T4707。SW6操作探讨和交流1.3.5 1.3.5 鞍座数据输入鞍座数据输入1、支座中心到最近封头切线的距离A0.5Ra,当无法满足A0.5Ra,A0.2L，Ra=Ri+1/2n。2、设备配置 如果有附属设备，即水包或气包，请选择有附属设备。3、充装系数是液位体积与设备容积的比值。4、保温材料、保温厚度根据项目规定选择，地震烈度如果项目有规定按项目要求，如无规定，国内陆地项目可以参考SH3048-1999石油化工钢制设备抗震设计规范。SW6操作探讨和交流附属设备附属设备(气包气包)的输入的输入1、地震作用力的高度h指的是附属设备的重心高度。2、附属设备的内径、名义厚度、腐蚀裕度、筒体高度、附属设备总高度、附属设备内件及附件重量按实际参数输入。3.附属设备的开口补强、压力计算都需要另外计算和校核。SW6操作探讨和交流鞍座鞍座数据输入：数据输入：1、两鞍座的间距L=L1-2A；L1为筒体长度，A为鞍座中心线到封头切线的距离。2、鞍座高度h为设备筒体最低点到鞍座地板下表面的距离；3、按JB/T4712.1设计时，轻型和BI重型鞍座包角为1200，BII重型鞍座包角为 1500。4、鞍座的宽度应为a 8(Ra)1/2；当采用JB/T4712的鞍座时，a=2+b3,其中2腹板的厚度，b3为筋板大端的宽度。5、如果垫片起加强作用，垫板的宽度 W(b4)a+1.56*(Ra*n)1/2,Ra=Ri+1/2n;Ri为筒体内径；SW6操作探讨和交流腹板和筋板数据输入：腹板和筋板数据输入：腹板的长度指的是实际腹板长度方向的长度；筋板的数量是指实际的筋板数量；如果选用的JB/T4712.1时，筋板的长度就是小端长度；如果腹板在鞍座中心时，筋板长度指的是筋板小端长度+腹板的厚度SW6操作探讨和交流鞍座的校核：鞍座的校核：1.当支座中心到最近封头切线的距离A0.5Ra时,封头对筒体有加强 作用，在鞍座承受的M2弯矩时，抗弯截面为整个圆截面，而当A 0.5Ra时,抗弯截面减少为2=+/3,从而使3，4增大，对应L/D较大的长卧式容器，取A0.5Ra时可能使M1增大，这时调整A满足0.5RaA0.2L 先使1，2 合格。2.根据0.5RaA0.2L，A越大，剪切力 越小；A0.5Ra 时，剪 切力 跟A无关系。3.5，6 与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比；4.7，8 与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比；5.7，8 与鞍座宽度和筒体的厚度乘积成反比；6.9与鞍座高度和腹板的厚度乘积成反比。SW6操作探讨和交流1.3.6 1.3.6 开孔补强输入开孔补强输入1.1.开孔的范围如下见开孔的范围如下见GB150.3GB150.3第第6.16.1章节章节 1）等面积法适用开孔范围 a)当圆筒内径Di1500mm时,开孔直径dop 0.5 Di，且dop 520mm；当圆筒内径Di1500mm时,开孔直径dop Di/3，且dop 1000mm；b)凸形封头或球壳封头最大开孔直径dop 0.5 Di；c)锥形封头最大开孔直径dop Di/3;Di为开孔处的锥体内直径；d)当开孔是椭圆形孔，开孔的长轴与短轴比不大于2，对椭圆形开孔，最大开孔直径dop为长轴的长度。2）分析法的适用范围 d0.9D且max0.5,d/D et/e 2;2.2.各标准的钢管的使用范围和要求见各标准的钢管的使用范围和要求见GB150.1GB150.1第第5 5章和表章和表6 6SW6操作探讨和交流3.3.不另行补强的最大开孔直径不另行补强的最大开孔直径(全部满足全部满足)a)设计压力P2.5MPa;b)接管直径89mm;c)开孔未开在A、B类焊缝；d)钢材的标准抗拉强度Rm540MPa,接管与壳体连接的采用全焊透结构；e)接管直径d=25，32,38mm，接管厚度3.5mm；接管直径d=45,48mm，接 管厚 度4.0mm，接管直径d=57，65mm，接管厚度5.0mm；接管直径 d=75，89mm，接管厚度6.0mm（注意接管腐蚀裕度为1mm，如果腐蚀裕 度变化，接管厚度相应变化。）f)两相邻开孔的中心距离不小于两接管的直径的之和的2倍，三个或三 个以上的开孔，任意两孔的中心距离不小于两接管的直径的之和的2.5倍 （对于曲面间距以弧线计算）。4.4.补强圈补强的使用范围补强圈补强的使用范围 a)壳体和补强圈钢材的标准抗拉强度下限值b540MPa;SW6操作探讨和交流 b)补强圈厚度1.5倍的壳体名义厚度n；c)壳体的名义厚度n38mm;5.5.整体整体补强使用范使用范围 a)容器设计压力P4MPa;b)容器设计温度大于350；c)盛装极度、高度危害介质的压力容器；d)疲劳压力容器；e)补强圈结构无法满足要求的补强。6.6.有效补强范围有效补强范围 a)沿壳体经线方向的补强范围：B=2d;b)沿接管的轴线方向的补强范围:h=（dnt）1/2，nt为接管的名义厚 度，接管的实际有效补强高度取（dnt）1/2和接管实际高度的较小者。SW6操作探讨和交流开口补强数据计算输入开口补强数据计算输入1、当两相邻开孔的中心距离小于两接管的直径的之和的2倍时，建议采用联合补强；2、如果等面积法（单孔补强和联合补强）不适用接管补强计算，可以选用另一补强方法（分析法）。3、由于软件只允许输入12个管口，如果管口超过12个，相同尺寸相同方位的接管在管口符合里输入管口编号。SW6操作探讨和交流接管数据接管数据1、接管外径 如果是无缝钢管就直接输入接管外径，如89,114；如是锻件管就直接输入锻件的外径，D=d-2+21;d为带颈对焊法兰对焊段外直径，为带颈对焊法兰对焊段厚度，1为锻件与壳体相焊段的厚度，D为锻件与壳体相焊段的直径。2、接管的厚度 接管使用钢板卷制时，输入钢板的名义厚度；接管为无缝钢管时，输入钢管的名义厚度；接管为锻件管时，输入锻件与壳体相焊段直径。3、接管的腐蚀裕量 接管使用钢板卷制时，输入理论腐蚀裕量；接管为无缝钢管时，腐蚀裕量=理论腐蚀裕量+钢管负偏差；接管为锻件管时，输入理论腐蚀裕量。SW6操作探讨和交流4、接管的外伸高度 如已确定接管的外伸高度，请输入实际的接管外伸高度；未确定时，请输入接管外伸高度为（d*nt）1/2；锻件管请输入直段高度。5、接管材料 接管的材质尽量选用物理性能和机械性能相近的材料，如壳体为Q245R，接管最好选用20#无缝钢管或锻件，Q345R，接管最好选用16Mn无缝钢管或锻件，高压不锈钢衬里设备的小接管最好选用双相钢锻件。如接管直径459mm,建议采用钢板卷制，但如果接管过厚时根据工厂的加工能力选择是否采用钢板卷制；如接管直径459mm时，采用无缝钢管，无缝钢管的标准选择依据GB150.1第5章和表6相关要求；如设计条件满足整体补强要求时，应选用锻件管。6、补强圈 补强圈大小和焊缝结构可以参考补强圈标准JB/T4736-2002。SW6操作探讨和交流JB/T4736-2002的适用范围：1）本标准规定了钢制压力容器壳体开孔补强用补强圈的型式、尺寸及技术要求。2）本标准用于钢制压力容器壳体开孔采用补强圈结构补强时，应同 时具备下列条件:a)容 器 设计压力小于6.4MPa;b)容 器 设计温度不大于350;c)容 器 壳体开孔处名义厚度S3 8mm;d)容 器 壳体钢材的标准抗拉强度下限值不大于540MPa;e)补 强 圈厚度应不大于1.5倍壳体开孔处的名义厚度。3）本标准不推荐用于铬钼钢制造的容器，也不推荐用于盛装毒性为极度危害与高度危害介质的容器。4）本标准不适用于承受疲劳载荷的容器。SW6操作探讨和交流2.2.外压计算外压计算2.1.1外压计算长度的计算 1）当筒体部分没有加强圈时，外压计算长度=两倍凸形封头曲面深度hi的1/3+筒体的总长度L1，L=L1+2*hi/3，如图a)所示;2）当筒体部分有加强圈时，外压计算长度取两相邻加强圈的中心线间的最大距离，如图c)所示;3）如图d)所示，外压计算长度=第一圈中心线与封头切线的距离+封头的曲面深度的1/3；SW6操作探讨和交流4）如图b),e),f)所示，当圆筒和锥壳连接，若连接线可作为支撑线，外压计算长度取此连接处到支撑线之间的最大距离，图f)的Lx系指锥壳段的轴向长度，其外压计算长度取当量长度Le,见GB150.3第5.5.6章节。若连接线无法作为支撑线，应在锥壳的两侧设置加强圈。SW6操作探讨和交流外压圆筒设计数据和加强圈输入外压圆筒设计数据和加强圈输入1、先输入容器未加加强圈时的外压筒计算长度L=L1+2*hi/3;外压计算不过时，再根据设置加强圈的时间情况输入外压筒计算长度；2、由于型材煨弯难度大，且煨弯容易变形，选择加强型钢最好是选用钢板制作。SW6操作探讨和交流第二部分 立式设备的计算一、夹套立式设备的计算1.1 软件编制依据1.2 适用范围1.3 内压计算1.3.1 主体设计参数输入1.3.2 筒体数据输入1.3.3 上封头的数据输入1.3.4 下封头输入1.3.5 夹套筒体数据输入1.3.6夹套封头数据输入SW6操作探讨和交流二、非夹套立设备的计算2.1 内压计算2.1.1 主体设计参数输入2.1.2 筒体数据输入2.1.3 上封头的数据输入2.1.4 下封头（锥形封头）数据输入2.2 外压计算2.2.1筒体外压数据输入2.2.2下封头外压数据输入SW6操作探讨和交流1.1编制依据编制依据主要是以容规、GB150和HG/T20580以及HG/T205821.2.1.2.适用范围适用范围内压为0.1100MPa，或真空度为：-0.02 -0.1 MPa；筒体内径150mm；设计温度为-269900SW6操作探讨和交流1.3 1.3 内压计算内压计算1.3.1主体设计参数输入 如果没有夹套可以不输入夹套数据。如果未指定试验压力可以不输入；如果液压试验能满足就选用液压试验，如果容器结构没法进行液压试验时，需要进行气压试验时，焊缝系数必须有1.0。SW6操作探讨和交流1.3.2筒体数据输入筒体数据输入1、腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+夹套腐蚀裕度；2、外压筒的计算长度L先按未设置加强圈时的外压筒计算长度。如果是全夹套，内筒的外压长度=内筒长度+2倍凸面封头曲面深度的三分之一,即L=L1+2*hi/3。如果是半夹套，内筒的外压长度=夹套与内筒的连接线到内筒下封头切线的距离+下封头曲面深度的三分之一,即L=L1+hi/3。SW6操作探讨和交流1.3.3上封头的数据输入上封头的数据输入本对话框需要输入的是内筒上封头的数据：全夹套时，腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+夹套腐蚀裕度+封头减薄量；半夹套时，腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+封头减薄量；SW6操作探讨和交流1.3.4下封头输入下封头输入 本对话框需要输入的是内筒下封头的数据：腐蚀裕度=内筒腐蚀裕度+夹套腐蚀裕度+封头减薄量；SW6操作探讨和交流1.3.5夹套筒体数据输入夹套筒体数据输入 本对话框需要输入的是夹套筒体的数据：腐蚀裕度=夹套腐蚀裕度SW6操作探讨和交流1.3.6夹套封头数据输入夹套封头数据输入 本对话框需要输入的是夹套封头的数据：腐蚀裕度=夹套腐蚀裕度+封头减薄量；SW6操作探讨和交流二、非夹套立设备的计算二、非夹套立设备的计算2.1.1主体设计参数输入2.1内压计算内压计算SW6操作探讨和交流2.1.2筒体数据输入筒体数据输入1、筒体的长度为筒体的实际长度；SW6操作探讨和交流2.1.2上封头的数据输入上封头的数据输入1、焊接系数根据设计具体情况而定；2、腐蚀裕量=筒体腐蚀余量+封头减薄量。SW6操作探讨和交流2.1.3下封头的数据输入下封头的数据输入 锥形封头的半顶角不大于600；半顶角 300时，大小端都允许没有折边；300 半顶角 450时，大端应有折边，小端可以没折边；450 半顶角 600时，大小端都应有折边；600 半顶角，按平盖设计。大端折边过渡半径不小于大端内径的10%，且不小于3倍的封头厚度；小端折边过渡半径不小于小端内径的5%，且不小于3倍的封头厚度。SW6操作探讨和交流2.2.1 2.2.1 外压圆筒计算外压圆筒计算 先按未设置加强圈计算外压计算长度，然后核算筒体的外压受力。如果计算不过，需要设置加强圈。外压计算长度必须大于两外边加强的外筒体的长度之和的一半。加强圈最好选结构简单的角钢和槽钢，且角钢和槽钢尽量采用钢板拼制，尽量避免煨弯型材。2.2 2.2 外压计算外压计算SW6操作探讨和交流SW6操作探讨和交流2.2.2外压锥壳计算外压锥壳计算 先选择大小两端与筒体的连接线都能作为支撑线，对锥壳进行外压核算。如外压核算不合格，可以在锥壳两端设置加强圈。如果锥壳小端的内径小于1200mm，小端尽量不设置折边。如果锥壳是有折边，可以参照标准椭圆形封头考虑减薄量。如果无折边，可以不考虑减薄量SW6操作探讨和交流外压锥壳数据输入外压锥壳数据输入1、先选择大小两端与筒体的连接线都能作为支撑线，对锥壳进行外压核算。如外压核算不合格，可以在锥壳两端设置加强圈；2、锥壳大、小端处是否需要装加强圈根据计算而定；3、设备高径比5时，风载和静载等在锥壳大小端的轴向载荷一般不考虑。4、大小端的加强筒体的长度应300mmSW6操作探讨和交流谢 谢SW6操作探讨和交流结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！53