Определение допустимых напряжений в сварном шве. Расчёт требуемой толщины листов каждого пояса резервуара и напряжения в зоне сливного отверстия. Вес цилиндрической части резервуара, его днища и крыши. Расчет балок на прочность и жесткость конструкции.
При низкой оригинальности работы "Вертикальный цилиндрический резервуар для хранения нефтепродуктов", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Цилиндрическая часть резервуара исполняется из отдельных поясов, сваренных в стык или в нахлестку, в зависимости от толщины пояса. Их прочностью определяется толщина стенок резервуара. Принимаем ширину листов hл = 1,5 м B(длинна листа) = 6 м Днище изготавливают из листов, сваренных внахлестку. 3.2 Определяем нагрузку на элемент
План
4 Содержание пояснительной записки: Титульный лист
Задание
Содержание
Введение
Разделы записки: 1 Расчет и проектирование сварной балки
2 Изготовление балок двутаврового сечения
3 Выполнение стыков балок
4 Результаты испытаний балок
5 Методы и режимы сварки
Заключение
Список использованных источников
5 Перечень графического материала: 1) Схема нагрузки балки, линии влияния, эпюры моментов и сил.
2) Чертеж - общий вид балки мостового крана.
3) Чертеж - обозначения сварных швов балки мостового крана
Введение
Резервуар для хранения нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей является конструкцией из листовых заготовок.
Основными элементами вертикально цилиндрического резервуара являются: днище, цилиндрическая часть и покрытие.
Днище резервуара находиться на бетонном или песчаном основании.
Цилиндрическая часть резервуара исполняется из отдельных поясов, сваренных в стык или в нахлестку, в зависимости от толщины пояса.
Покрытие резервуара состоит из 15 элементов, уложенных на решетчатое перекрытие.
1. Расчет цилиндрической части резервуара
1.1 Определяем допустимые напряжения в сварном шве
Основным рабочим соединением в цилиндрической части являются продольные швы обечаек. Их прочностью определяется толщина стенок резервуара.
IMG_e43c1509-0608-43a5-93f4-c2530e101b06
(1) где m = 0,8 - коэффициент условия работы n = 1,1 - коэффициент перезагрузки для гидростатического давления.
R
IMG_e17582d3-f5bc-47e3-a372-f0d8e0c29220 = 0,9·st - расчетное соединение в сварном шве.
Предел текучести (st ) для стали 16ГС = 260 МПА тогда, R
L - длина пояса h - ширина пояса (1,5м) j - удельный вес(7600)
L = 2?R (9) где
R- радиус резервуара (20м)
L = 2 · 3,14 · 20 = 125.6 м
Длина листов из которых монтируется цилиндрическая часть резервуара L равна 6 м.
Число целых листов в поясе k:
IMG_1a22be13-4fb0-402d-b301-b392b6232d35
Длина остатка составляет 0,7 м.
Эскиз цилиндрической части резервуара
См. рис. 1(лист 1)
IMG_5790fc7c-1bb3-4226-8185-833fa363fd63
Общий вес цилиндрической части равен:
IMG_e9e8280d-0cd9-4993-ae05-c1812efc567c (10)
IMG_3468d892-d2bf-437d-9cca-e67c0b66e712
2. Расчет днища резервуара
2.1 Плоское днище резервуара, установленное на песчаное или бетонное основание, не несет рабочих усилий
Днище изготавливают из листов, сваренных внахлестку. В местах пересечений швов производят подшивку.
Принимаем толщину листов в средней части днища равной 6 мм, а на периферии равной 8 мм.
2.2 Определяем вес днища
IMG_f0f347e5-a699-4c5c-b6de-9f16fc229381
(11)
Где
IMG_dab084c4-1e2e-4d22-b071-41ba53439121
- толщина листов в средней части.
IMG_0a6af762-6934-455a-aecc-902ff74cbcd3 = 6 мм
IMG_e0e20fe6-ae64-457e-84bb-aa0082311011
- толщина листов на периферии.
IMG_52850726-7aea-4c59-8084-72c8ae663869 = 8 мм r=R-G (12) где
R- радиус днища
G-ширина листа (G=а)
IMG_c83d2091-0bf0-4a78-9726-b8e0f25b8cfb
а- 1000 мм в- 1500 мм r=16,5-1,5=15 r - радиус днища с толщиной листов
IMG_b97efd4c-7056-4098-8cad-f9655fa62cb6 r = 15 м
IMG_79d401a2-8d78-45a6-a284-ca14b82527b1
3. Расчет крыши резервуара
3.1 Листовое покрытие кровли рассматривается при расчете на прочность, как пластина, опертая по контуру
IMG_0eedc116-75ca-4aa0-b6fe-c9d924b3d352
Можно принять: а = 0,5в;
тогда ? =0,407 или а = в;
тогда ? =0,192
Принимаем размер ячейки а = в = 1000 мм => ? =0,192
1000 мм - контур на который опирается лист
3.2 Определяем нагрузку на элемент
IMG_2e13d9a6-8643-47d0-9970-8ace43cdec7b
(13)
IMG_9f47b07c-6cd2-4e63-bbc9-3fcafbc94e9d
- нагрузка от веса снега
IMG_b7470d10-d9f7-473d-83b6-563e9fdd850d
- нагрузка от веса человека
IMG_ea5b006a-fa47-44f7-bf07-3cb5a53f5d19
- нагрузка от собственного веса кровли
Принимаем
IMG_b7fa2a44-25ec-4da7-a2bf-4ef4c0bf0617 = 1000 Н/м , следовательно на наш элемент действует
IMG_e01dec70-35c0-44d4-aec3-3bae8f4168a8
Нагрузка от веса человека
IMG_c1827410-24cd-40d0-b077-ff0d589e0189
P - вес человека ( ? 850 Н)
Нагрузка от собственного веса кровли
IMG_72e3cb42-9132-4584-bf24-01842c582775
(14) где j - плотность стали 78500
IMG_a49f1d7c-f4e9-4233-bdaa-c12534c704af
S - толщина листов кровли (0,5см = 0,005м)
IMG_6a163545-9a32-4659-8cb3-5da34e9ea2bb
IMG_9bd91e5b-9c97-43aa-bc7a-4d84c414621b
3.3 Определяем допустимые напряжения в пластине
IMG_bbd0e131-2d1e-4685-81c5-be56c831d211
(15) где
R
IMG_a02a92d5-c442-427b-a367-b82cb5b93ea5 = 234 МПА m - коэффициент перегрузки для силовой нагрузки на кровлю.(0,8) n = 1,1
IMG_71902528-3829-404d-9dbb-1705c3fc1f6e
3.4 Определяем расчетные напряжения в пластине
IMG_5d34dab2-8698-4630-8197-0ac92cc81898
(16) где q - общая нагрузка на кровлю а - размер ячейки
S - толщина листов кровли
IMG_22a6f00f-2ce6-4f05-83f8-ac2c8ec6a33b
IMG_5231005c-668b-4d17-b687-3ef838050d4d
4. Расчет резервуара на прочность и жесткость
4.1 Определение веса листового покрытия резервуара
IMG_8ed93cfc-c820-4a71-bc3f-63a03eb18e19
(17) где r - радиус кольца (см. рис. 1)
R - радиус резервуара
S - толщина листов перекрытия j - плотность металла
IMG_6d6708bc-e55d-4c5e-8a58-72a77cf3761b
IMG_052bb141-129c-4f65-9179-1f898b75b556
IMG_0565b5dd-e347-47a6-b4b4-bf558ef2e95e
Вся кровля состоит из щитов - 15 штук (рис. 2а). Каждый щит имеет свой каркас, который состоит из радиальных и поперечных балок. В качестве элемента каркаса принимаем: швеллер № 18 и уголок с размером полки 80 мм.
Принимаем размеры листа покрытия 1000 х 2000 мм. Размеры ячейки принимаются те же, что и при расчете напряжений (пункт 3.1).
4.2 Определение веса каркаса покрытия резервуара
IMG_c937b519-8999-4c9b-94ef-d6b4519b08aa
(18) где
Q3- общий вес каркаса кровли и листов
Q2- общий вес уголка
Q1- общий вес радиальных балок
Qkp- вес листового покрытия резервуара(323 КН)
1 метр швеллера № 18 весит 170 Н.
1 метр уголка 80 х 80 весит 95 Н.
30 - количество радиальных балок (15 щитов x 2 балки)
Длина радиальной балки:
IMG_4acffff0-b0d6-4bd6-83f8-f8d244dbe052 м
IMG_e485844c-8866-4a32-ba9d-05b4c5dcd8a6
Длина радиальных балок: L = 15,18·30 = 455,4 м.
Общий вес радиальных балок:
IMG_94da467e-0191-44c5-bd6e-6ba1d3bb9b6d = L·170 = 77,5 КН.
Общая длина уголков, используемая для изготовления каркаса одного щита = 10м. Тогда на изготовление 15 щитов понадобится 150м уголка.
Общая длина уголка используется для изготовления каркаса щитов ? 150 м.
Общий вес уголка:
IMG_ff5c599d-ccfe-4bfc-9a4e-6791cafcfe9c = 150·95 = 213 КН (для всей кровли).
Вес поперечной балки:
IMG_91d8786e-a72d-4cef-a526-ed54f455fb29 = 8,3·170 = 1,4КН · 15 = 21 КН.
Общий вес каркаса кровли и листов: Q? = 21 213 79.2 323 = 636.2 КН.
4.3 Определение вертикальных нагрузок на кровлю от веса снега и людей
Снеговая нагрузка равна 981
IMG_7cbaae3b-eba1-45ff-937e-d25269c3b846
Нагрузка от снега на кровлю площадью 853.865
IMG_515389f4-0a59-4b4b-9928-c72329f7a8c9 равна:
IMG_d1fa50e8-2c65-46de-828a-df2948249efb = 853.865·981 = 837 КН.
Нагрузка от бригады из четырех человек равна 3,9 КН
4.4 Определение общей нагрузки на кровлю и на одну балку каркаса
Общая нагрузка на кровлю.
IMG_c03b8725-a820-476e-be23-6f2a9ac6c4ab
(19) где qc- нагрузка на кровлю от снега (837 КН) qs- нагрузка на кровлю от бригады из четырех человек (3,9 КН)
Q?- общий вес каркаса кровли и листов (636.2 КН.)
IMG_40fcde84-c316-4780-a21e-d1ffcb42e9bf
= 837 3,9 636.2 = 1477.1 КН.
Нагрузка на одну балку.
IMG_fe680d9e-de55-4993-b434-cfe3e13d1bcc
КН (20)
IMG_9b278167-fa4f-4065-b70a-94f06ae04ccc
Нагрузка на один метр составляет.
IMG_7fef6145-4929-4c00-af07-fda5d845bd1c
4.5 Расчет балки на прочность и жесткость
Линии влияния строгие для x = (0,1 - 0,5)l (см. рис. 3)
Построение линии влияния изгибающего момента.
IMG_07fcd89b-1917-4aea-b479-070bc2285a83
(21) где l - длина балки 1618 q - равномерно распределенная нагрузка. (см. пункт 4.5) q = 3,2 КН/м
IMG_17563f21-5fe4-40b7-85b0-8e13399e2ddc
IMG_6ec637ab-cdbe-4872-ae5e-d2d5d6e5b8b8 от единичной НАГРУЗКИМ от q = 3,2 КН/м
5.2 Расчет стойки, работающей при сжатии, производиться из условий
IMG_f9c149a1-bc74-49cf-9ae0-e36a46d14393
(26) где
N - нагрузка на стойку .
J - площадь поперечного сечения стойки. ?- коэффициент, зависящий от гибкости сжатого элемента.
IMG_5e438bce-1f50-4140-abb6-856a295698e4
(27) где l - длина стойки l = 13,1 м r - радиус инерции поперечного сечения стойки.
IMG_1dd16e9d-0980-4426-8a81-ba1c44ade218
(28) где
J - момент инерции стойки.
В качестве стойки принимаем трубу по ГОСТ 8732-78 720х9х13100
Определяем момент инерции трубы.
IMG_80022fc9-9d9b-42db-bd75-1dd2b79f0728
(29)
D - максимальный диаметр трубы 720 мм.
IMG_ac484c4f-33be-4659-ae23-25d6f0bb2f11
(30)
IMG_23da5cfa-45b7-4c44-a6a2-b37b1b5eab76
IMG_56c45939-a66e-4a77-9e50-46f2edfe5f9d
Площадь поперечного сечения трубы равна:
IMG_60a1fbcb-9a40-4607-a54c-d6b62abde733 (31)
IMG_0ab65b94-7ea7-4733-b968-d70bf0dea959
IMG_fd4d115d-ea07-46b8-9d3f-e07fe27a967c
(32)
IMG_edabb230-6f0f-4832-acdc-1a028b8f1ed4
IMG_93fe07ce-ec8f-4b27-9799-231e3801ad9d
По таблицам определяем ?. ?(?) = 0,547
IMG_99876510-6a4c-4d0a-ae0f-9000d73e06ac
(33)
IMG_2569c86e-98d1-4882-9b91-ccabc1e452b5
IMG_40800d5e-b724-43e8-9c04-8f01c1e16bdf
где
R- расчетное соединение в сварном шве m- коэффициент условия работы n- 1,1 - коэффициент перезагрузки для гидростатического давления.
IMG_a7e9562f-7fc4-43f3-9586-c6f197b34908
IMG_901fcfac-adb4-4a8f-ad58-00abf4396a5e
6. Сборка элементов цилиндрического резервуара и монтаж резервуара в целом
6.1 Изготовление цилиндрической части
Подготовка листов начинается с правки их на многоваликовых правильных вальцах. Для сварки стыковых соединений продольные кровли листов подвергаются обработки обработке на кромкострогательном станке. Торцевые кромки, как для стыковых, так и нахлесточных соединений обрезают на гильотинных ножницах.
Листы, собираемые нахлесточными соединениями, имеют риски, совмещаемые с рисками продольных осей поясов на настиле стенда. 1, 2, 3, пояса собираются для сварки в стык, а 4, 5, 6, 7, 8 - в нахлестку. Сборка осуществляется сварочными тракторами.
Наворачивание полотнища производят на каркас, используемый в дальнейшем в качестве конструкционного элемента, например опорную стойку.
6.2 Изготовление днища резервуара
Днище изготавливают на заводе в виде сварных полотнищ. Листы днища свариваются в стык.
На место монтажа оно доставляется в виде рулонов. После раскатки элементов днища место соединения элементов свариваются нахлестку.
6.3 Изготовления элементов перекрытия резервуара
Широкое распространение получила кровля, собираемая из отдельных, поставляемых с завода, щитов, размер которых определяется габаритом железнодорожного подвижного состава.
Порядок сборки щитов следующий: На кондукторе вплотную к ограничителям и в притык один к другому выкладывают листы настила о соединяют их между собой прихватками.
Поверх настила кровли накладывают элементы каркаса щита, размещая их над стыками настила кровли.
Все элементы каркаса соединяют прихватками. Настил кровли прихватывают к каркасупрерывистыми швами.
6.4 Монтаж резервуар
Монтаж вертикальных цилиндрических резервуаров из рулонированных элементов - выполняется следующим образом: Рулон элементов днища, укладывается на подготовленное основание резервуара и раскатывается в последовательности, определяемой расположением элементов в рулоне. Полотнища соединяются между собой в нахлестку сварочным трактором под слое флюса с одной стороны.
Освобождаемая от рулона центральная стойка устанавливается в центре днища. Затем у края днища на подкладной лист в вертикальное положение становится рулон боковой стенки резервуара. Смазанная поверхность подкладного листа облегчает скольжение рулона по днищу при разворачивание, осуществляемом лебедкой или трактором с помощью троса.
По мере разворота кромка рулона прижимается к упорам и прихватывается. Элементы кровли также устанавливаются по мере разворота, закрепляя верхнюю кромку развернутой части боковой стенки.
Последним заворачивается монтажный стык боковой стенки.
7. Выбор методов и режимов сварки
При производстве рулонных заготовок, где имеет место большая протяженность швов, а также предъявляются повышенные требования к их качеству, целесообразно применять автоматическую сварку под флюсом . В случае коротких и криволинейных швов можно применять полуавтоматическую сварку.
Автоматическую сварку полотнищ на рулонной установке производят сварочным трактором.
Применяем флюс АН - 348 А, ОСЦ - 45.
Сварку днища с цилиндрической производят ручной дуговой сваркой.
Режимы механизированной сварки под флюсом стыковых швов.
Толщина металла, ммДиаметр электрода, ммНапряжение дуги, В Сила тока, АСкорость сварки, м/час
Постоянный ток, ВПеременный ток, В
4226 - 2828 - 30250 - 35048 - 50
5226 - 2828 - 30400 - 45048 - 50
6226 - 2828 - 30400 - 45048 - 50
При сборке щитов перекрытия резервуара используется автоматическая сварка под слоем флюса (толщина 5 мм) и ручная дуговая сварка покрытыми электродами (для сборки элементов каркаса). Прихватки также осуществляются ручной дуговой сваркой (
IMG_3cd96753-376f-42d9-bcd2-7541feb63585 ;
IMG_439e0eb9-5296-4e81-89c7-17f814c20237 )
IMG_346aa36f-91d7-4cb0-877f-14b24ae9dce3
Рис. 1
IMG_a24bad0d-8e73-4fde-8edb-d277ec96782c
Рис. 2
IMG_5b6a0622-124c-40aa-b47d-e02ffb84df3e
Рис. 3
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
