Кафедра проектирование сварных конструкций

Кафедра «Оборудование и технология сварочного производства»
Курсовой проект
по дисциплине: «Проектирование сварных конструкций»
Тема: “Проект сферического резервуара для хранения нефтепродуктов”


Введение
В решении задач научно-технического прогресса важное место принадлежит сварке. Сварка является технологическим прогрессом, широко применяется практически во всех отраслях народного хозяйства.С применением сварки создаются речные суда, шахты, доменные печи, котлы, резервуары, трубопроводы различного диаметра и протяжённости, атомные электростанции и многое другое.
Сварка внесла коренные изменения в конструкцию и технологию производства многих изделий. При изготовлении металлоконструкций, прокладке трубопроводов, установки технологического оборудования на сварку приходится четвёртаячасть строительно-монтажных работ.


1 Общая часть
1.1 Оболочковые конструкции
Оболочковые конструкции разделяют на две группы. К первой группе относятся резервуары и другие изделия, предназначенные для хранения невзрывоопасных и неядовитых жидкостей и газов при давлении Р=0,005 МПа, температуре Т=100оС, эти конструкционные узлы изготавливают согласно общим правилам проектирования и требованиямэксплуатации промышленных сооружений. Ко второй группе относят котлы, работающие под высоким давлением эксплуатация которых находится под особым наблюдением. Нас интересует группа оболочковых конструкций, в частности газгольдеры постоянного объёма в сферической форме.
1.2 Сферический резервуар
Газгольдеры постоянного объёма могут быть со сферическим днищем, а так же в форме сферы. При замене цилиндрически резервуаровсферическими достигается экономия металла около 20%. В таких резервуарах соединение листов стыковое. Толщина листов обычно составляет 20…30мм и как правило не превышает 40мм. Это ограничение толщи диктуется отсутствием термообработки конструкции после сварки.
Напряжение в стыке сферического резервуара определяют по той же формуле что и для цилиндрического, но это напряжение в два раза меньше, при техже радиусах и толщин стенок. Поэтому конструкции резервуаров несколько схожи.


2 Выбор материала
Для хранения дизеля проектируем сферический резервуар. Обычно используют стали марок Ст2, Ст3сп, а так же низкоуглеродистые стали. Проектируемый резервуар располагается в г.Одесса, где колебание температур составляют от-40 до +20. Данным климатическим условиям соответствует Ст3сп, т.к. охватываетдиапазон температур от -40 до +200 оС.
Данная сталь отличается увеличенным диапазоном вязкости и сниженной степенью к старению. Химические и механические свойства стали приведены в таблице 1.
Табл.1- Состав и свойства стали
Марка стали
Содержание химических элементов
, МПа
, МПа

C
Mn
Si


Ст3сп
0,14-0,22
0,4-0,65
0,12-0,3
210-250
380-490
Ст3сп хорошо сваривается, при этом сварные швы обладают необходимойстойкостью к образованию кристаллизационных трещин, в следствии пониженного содержания углерода.
Ст3сп сравнительно недорогая, поэтому целесообразно её использование.


3 Расчётная часть
3.1 Назначение размеров резервуара
Геометрические параметры резервуара:

где R- радиус резервуара, м ;
V- объём резервуара, м3 .

3.2 Расчёт боковой стенки резервуара
Расчёт боковой стенки резервуара проводим аналогичнооболочке, работающей на растяжение от гидростатического давления:

где - допускаемое напряжение на основной металл.

n – коэффициент запаса прочности, для cферических резервуаров;
 - коэффициент снижения допускаемых напряжений на сварные соединения по сравнению с допускаемым напряжением на основной металл.

3.3 Расчёт стоек резервуара
Общая нагрузка на стойки:

где - вес жидкости;
- вес кровли.

где - толщинаметалла, м.

Рн – вес нижней части резервуара, Н;
Рв – вес верхней части резервуара, Н.

S - площадь шара, м2;
ρ– плотность Ст 3сп.

Подбираем сечение стойки. Для этого предварительно определяем момент инерции:

где d и D – соответственно внутренний и наружный диаметры стойки.

Меньший радиус инерции:

где F- площадь поперечного сечения стойки, см2....