50kg液化石油气双阀钢瓶的设计.doc

50kg液化石油气双阀钢瓶的设计 曾祥照 （清远市盈泉钢制品有限公司， 广东 清远 511538） 摘要：根据市场需求设计了50kg的液化石油气双阀钢瓶，介绍了钢瓶设计的情况。 关键词：设计；计算；双阀钢瓶 引言 为适应工业炉供气用及城镇小区用户液化石油气管道供气的需要，通常采用液化石油气（LPG）瓶组供气的方式，用多个50kgLPG液相钢瓶组合成供气系统。目前50kgLPG液相钢瓶多采用单阀结构，在阀门的进气口处连接一根铜管（或钢管）直插入钢瓶底部，使用时液态的石油气经液相管的底部直接向外输出到气化器进行气化。由于液相管细而长，气站充装时LPG液体在管内流动的阻力很大，导致液相管破裂的现象时有发生；用户使用时随着瓶内液位的下降，液相管内输出的压力也随之降低，导致气化速率下降，影响供气的平衡，显然50kg液化石油气单阀液相钢瓶不能适应工业炉和瓶组站供气的要求。为了克服50kg液化石油气单阀液相钢瓶在结构上的不足，适应供气系统压力的气相/ 液相压力平衡，瓶组站和工业用气单位希望钢瓶制造单位能提供50kg液化石油气双阀液相钢瓶。为适应市场的需求，我公司设计开发了50kg液化石油气双阀（液相阀/气相阀）钢瓶，其型号为YSP118-Ⅱ型。 设计依据与主要技术指标 1.1 设计依据 2000年《气瓶安全监察规程》 GB5842-2005《液化石油气钢瓶》（报批稿） 1.2 主要技术指标 盛装介质：液化石油气 公称容积：118L LPG允许充装量：≤50kg 工作温度：-40℃～60℃ 水压试验压力：3.2MPa 工作压力：2.1MPa 热处理方式：消除应力退火或正火 1.3 设计主要文件 设计任务书：明确使用介质、工作温度、工作压力、容积、主要技术要求； 设计计算书：、设计壁厚、强度计算、刚度校核、容积计算； 设计说明书：设计参数的选择与依据、材料的选择、安全附件的选择、主要生产工艺及检验要求 标准化审查报告：设计应采用标准应符合现行标准的规范； 使用说明书：充装和使用要求、安全操作要点； 设计图样：设计总图、零部件图、主要技术参数、技术要求、试验方法。 设计计算 说明：本次除主体材料的牌号由HP325改用HP295，并安装双瓶阀外，其他技术条件与全国液化石油气钢瓶专业委员会设计的《YSP118液化石油气钢瓶全国通用设计文件》（2001年9月国家质检总局审查批准）相同。 2.1 设计参数选取 表1 设计参数选取 基本参数 参数值 选取依据 钢瓶内直径Di Di =400 mm GB5842 水压试验压力Ph Ph=3.2 MPa GB5842 主体钢材牌号 HP295 GB5842 GB6653 材料屈服强度 Rel≥295 MPa GB6653 公称容积 ≥118 L GB5842 气密性试验压力 2.1 MPa GB5842 LPG充装系数 F= 0.42 kg/L 《气瓶安全监察规程》 椭圆形封头形状系数K=1K=1：K=1 K=1 GB5842 焊缝系数 φ＝0.9 GB5842 板材工艺减薄量 ≯板材名义壁厚的8% 根据制造工艺 护罩直径 φ400m 底座直径 φ400mm 设计使用年限 8年 GB5842-2005（报批稿） 2.2 YSP118-Ⅱ型液化石油气双阀钢瓶结构 图1 YSP118-Ⅱ液化石油气双阀钢瓶结构 2.3 钢瓶主体材料选择 钢瓶主体材料应符合GB5842《液化石油气钢瓶》、GB6653《焊接气瓶用钢板》及《气瓶安全监察规程》的有关规定要求，并必须使用通过液化石油气钢瓶委员会技术评审的钢瓶专用材料。 选用名义厚度为3.5 mm的HP295钢板为主体材料，其化学成分和机械性能见表2和表3。 表2 化学成分 （%） 材料牌号 C Si Mn S P Als HP295 0.13～0.18 ≤0.10 0.7～1.5 ≤0.02 ≤0.025 ≥0.015 表3 机械性能 材料牌号 Rel （MPa） Rm （MPa） A （%） 冷弯（180°） HP295 ≥295 ≥440 ≥26 d＝2a 表中：d——弯心直径 a——试样厚度 2.4 钢瓶附件材料选择 底座：Q235-A 瓶阀座：20号钢 护罩：Q235-A 瓶阀：GB7512标准中的 YSF-1型液化石油气瓶阀 2.5 瓶体壁厚计算 由于主体材料的牌号由HP325改用