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      二氧化碳儲罐的設計要求

      來(lái)源:未知   發(fā)布時(shí)間:2018-04-12 10:30
      核心設備液態(tài)二氧化碳儲罐,由于受井下空間及礦車(chē)自身大小的限制,儲罐有效容積宜在2立方米,由此計算出該儲罐的罐體直徑應為1.2米,簡(jiǎn)體長(cháng)度1.5米,兩邊橢圓封頭,臥式結構。由于該裝置由二氧化碳運輸槽車(chē)直接充裝,故該儲罐的設計壓力及溫度均按照現行的二氧化碳槽車(chē)的要求設計。
       
          目前我國生產(chǎn)的二氧化碳槽車(chē)的設計溫度一般為一4O攝氏度,設計壓力為2.73MPa。按照此設計條件,該儲罐已達到《固定式壓力容器安全監察規程》中的Ⅱ類(lèi)容器條件,由于該儲罐的結構的特殊陛,無(wú)法在如此小的儲罐上開(kāi)設檢查孔,因此設計時(shí)應注意到必須將該儲罐的焊接接頭系數取為1.0.所有A、B類(lèi)焊縫均必須進(jìn)行10x射線(xiàn)檢測,結果應符合JB/T4730中Ⅱ級要求?紤]到該設備的設計溫度已經(jīng)達到了一4嚎氏度,普通的壓力容器用鋼板已無(wú)法滿(mǎn)足其要求,結合經(jīng)濟性和實(shí)際情況,選用16MnDRt——板進(jìn)行,該鋼板的使用溫度下限值為一40攝氏度,符合該設備的要求。由此,該設備的主要設計參數及材質(zhì)均已確定完畢。
       
          二氧化碳對16gnD——質(zhì)的腐蝕較為輕微,但考慮到該設備以后使用過(guò)程中內部不可檢測性,為了提高其安全性,故取2rrm腐蝕余量。因此該設備的設計厚度為9.12+2=11.12mm::——設計厚度的基礎上加上材料厚度負偏差后向上圓整至材料標準規格的厚度12ram,即為名義厚度。經(jīng)過(guò)以上步驟,該設備的主體設計已完成,由于液態(tài)二氧化碳儲罐的工作溫度一般都在一4曠_一20攝氏度左右,該設備尤其要考慮應力集中對低溫脆斷的影響。鋼材隨著(zhù)使用溫度的降低,會(huì )由延性狀態(tài)向胎陛狀態(tài)轉變,降低了抗沖擊性能。結構不連續引起應力集中,很可能成為脆斷的起源。對于接近韌一旦鬯性轉變溫度的鋼材,僅由于殘余應力就可能發(fā)生脆性破壞。
       
          為減少結構不連續導致的局部高應力,使結構具有足夠的柔性,應通過(guò)設計要求達要求:
       
          結構應盡量簡(jiǎn)單,減少約束
       
          避免產(chǎn)生過(guò)大的溫度梯度
       
          應盡量避免結構形狀的突然變化,以減少局部高應力,接管端應打磨成圓角,呈圓滑過(guò)渡,容器的制作或支腿須設置墊板,不得直接焊在殼體上根據以上原則,儲罐的最終裝配圖如圖所示,設計及工藝要求均綜合考慮了上述情況,對于可能產(chǎn)生的殘余應力,通過(guò)最終焊后熱處理進(jìn)行消除最后應考慮儲罐的保冷措施,液態(tài)二氧化碳儲罐保冷的目的在于阻止周?chē)蚪^熱體滲透,防止儲罐外層結露甚至產(chǎn)生冰層。
       
          按照此要求,參考目前國內吖常用的幾種保溫層材料綜合分析后選用聚氨酯發(fā)泡材料作為保溫材料。該材料以為主要成分,加上其它輔料組合而成,發(fā)泡聚氨酯組合料具有優(yōu)異的理化性能和便捷的施工工藝性能,其導熱系數僅為0.Ol6-0.030W/(in·k),在已知的保溫材料中,導熱系數是最低的,尤其是發(fā)泡組合料是一種天然的膠粘材料魔能形成連續的保溫層,保證了保溫層與儲罐的粘結強度高,無(wú)需任何膠粘劑和錨固。
       
          通過(guò)以上設計,一臺二氧化碳液體儲在礦用平板車(chē)上,搭建外部保護架及防護在井下自由移動(dòng)達到防滅火的目的。
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