锅炉锅筒设计说明书

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1、前言一、 课程设计内容和要求主要内容：1、主要包括产品的外形设计和制造工艺。其中以产品制造工艺中的焊接工艺制定为主。2、学生在接到设计题目后，应依据所指定的产品类型、产品外形和工作要求作出合理的产品工艺分析，制定出相应的制造工艺和焊接工艺，同时对几种拟定的设计方案加以比较，选出最合理的一种，完成设计图设计要求：要求绘制设计图纸一张，编写设计说明书一份，制造工艺卡和焊接工艺卡各一份。1、绘制 A1 号图一张，图纸应符合规定的标准，选取恰当的比例进展绘制， 确保绘图准确和图面清洁；2、工艺卡作为产品制造的依据，应包括具体的工序号和工序名称，加工要求，参照标准，加工设备和工艺以及必要的计算公司和附录

2、；3、设计说明书应包括：设计题目、名目和前沿、正文、完毕语、参考文献。说明书中应依据设计步骤具体表达设计的主要内容，设计过程和计算过程，包括方案的拟定、方案比较、最终方案确实定，并附有设计计算草图； 设计公式及设计参照的标准必需注明来源或参考资料。二、 课程设计的目的本课程设计的目的是综合应用以前学过的焊接理论学问，对锅炉锅筒进展简洁的设计，学习设计方法，生疏焊接工艺、装配过程、焊接检验等方面的学问， 培育学生分析问题解决问题的力量。使学生对所学专业的理论学问与实际工程应用融会贯穿，能够独立运用所学学问完成一个较完整的计算和设计过工程。三、 课程设计的概况学习本门课程设计钱，学生应学过机械工程

3、制图、理论力学、材料力学、焊接构造与生产、弧焊方法与工艺、焊接构造学、金属焊接性、焊接检验等专业课程。同时应单进展生产实习，参观过相关的焊接产品的生产工艺过程。整个设计过程分为四个阶段，第一阶段为：文献的查阅和设计的根本计算及草图的绘制； 其次阶段为：整理说明书、前沿名目等；第三阶段：完成焊接工艺卡及焊接工艺卡制定依据；第四阶段：完成整理全部资料。名目前言2名目3课程设计任务书41、钢材的选择52、板材尺寸及成分53、锅炉的尺寸计算64、封头的选择及校核95、封头开孔要求106、孔的减弱系数117、筒体水压试验最高许用压力128、封头水压试验最高许用压力129、未加强孔的计算1210、锅炉筒体

4、焊缝承载力量校核1411、锅炉的本钱计算1712、完毕语2013、参考文献20太原理工大大学材料科学与工程学院课程设计任务书课程名称课程设计指导教师陈少平学生姓名叶哲专业材料成型班级0803设计 课程设计的题目：锅炉锅筒的制造工艺设计设计内容：内容主要包括产品的外形设计和制造工艺。其中以产品制造工艺中的焊接工艺制定为主。学生在接到设计题目后，应依据所指定的产品类型、产品外形和工作要求作出合理的产品工艺分析，制定出相应的制造工艺和焊接工艺，同时对几种拟定的设计方案加以比较，选出最合理的一种，完成设计图设计额定蒸发量 t/h参数30额定工作压力 MPa 2.8公称直径 mm 1200设计 要求绘制

5、设计图纸一张，编写设计说明书一份，制造工艺卡和焊接工艺卡各一份。要求1、绘制A1 号图一张，图纸应符合规定的标准，选取恰当的比例进展绘制，确保绘图准确和图面清洁；2、工艺卡作为产品制造的依据，应包括具体的工序号和工序名称，加工要求，参照标准，加工设备和工艺以及必要的计算公司和附录；3、设计说明书应包括：设计题目、名目和前沿、正文、完毕语、参考文献。说明书中应依据设计步骤具体表达设计的主要内容，设计过程和计算过程，包括方案的拟定、方案比较、最终方案确实定，并附有设计计算草图；设计公式及设计参照的标准必需注明来源或参考资料。任务下2022.12.19要求完20221.11设计周数4达时间成时间批准

6、 教研室主任签章年月日系主任签章年月日1、 钢材的选择由于 Pe=2.8MPa 可知 Pe3.8MPa，是低压锅炉。低压锅炉可以用 20R 即是Q345R 钢，是钢板中的一大类容器板，具有特别的成分与性能，主要用于做压力容器使用，针对用途，温度，耐腐的不同，所应中选用的容器板材质，也不尽一样特点：Q345R 钢是屈服强度 s 为 340MPa 级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。磷、硫含量略低于低合金高强度钢板 Q345(16Mn)钢，除抗拉强度、延长率要求比 Q345(16Mn)钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。Q345R

7、 钢中可添加铌，钒，钛元素，其含量应填写在质量证明书中，上述3 个元素含量总和应分别不大于 0.050%、0.10%、0.12%。综上所述，对于该课程设计选择 Q345R 的刚擦既满足使用条件。2、 板材 20R 成分及各项性能表 1-26C=0.20Si0.150.30钢的化学成分化学成分%Mn 0.400.90P0.035S0.030由国标GB 713-1997 中可知公称厚度范围是6-150，宽度范围是650-3800.20R钢的化学成分、力学性能和冷弯性能、高温屈服强度、需用应力如下表：板厚mm) 616钢的化学成分表 1-27 钢板的力学性能和冷弯性能0 b(Mpa)s(Mpa)s(

8、%)Akv(纵)(J)245400520冷弯试验180163636602352252531d=2a6010039051020524表 1-28钢板的高温屈服强度钢板的力学性能和冷弯性能板厚mm)2002503003504004502136186167153139129121366017816114713312311660100164147135123113106在以下温度()下的屈服强度Mpa)不小于表 1-29钢板的许用应力在以下温度()下的许用应力Mpa)钢板的高温屈服强度板厚mm)201001502002503003504004254504756161331331321231101019

9、286836141163613313212611610495867978614136601331261191101019283777561416010012811511010392847771686141钢板的许用应力有上述数据可知选材满足设计使用条件。3.锅炉的尺寸计算锅炉个给想尺寸及其计算如下表：设计标准e作压力公称直Dnmm给定1200aae力 PzMPa0规定00 PazMPa P =0.01H=0.01 0.6=0.006(P + P + P ) 0.03=0.0882,azezz00则取 P =0az工作压力PgMPaP =P + P + Pgeeaz2.82.8锅炉尺寸计算表名称

10、符号单位计算公式或来源计算值取用值额定蒸发量Zt/h给定30额定工PMPa给定2.8径计算压额定压力Pe PMPaMP给定=2.8 Pa=0.05P2.80.142.80.14计算压力PMPaP=P + Pga2.942.94确定压PaMPaP+0.13.043.04力临界饱TbhC :/wenku.baidu /view/5d7fe80c52ea551810a68761.html233233和温度处查得的资料 1 查的数据Tb=233计算壁TbC由 Tb= Tb (Tb 250 hh250250温锅根本许 JMPa由焊接设计简明手册 P 取 20R 刚 2636 时T=250去的许用压力14

11、5101101筒用应力 =104J壁 许用应厚力 MPa = * 由表 4 受压元件许用压力修正系数，取锅筒不受J热是 =1101101及长减弱系数min参考焊缝和孔桥的最小减弱系数取 0.70.7度理论壁Slmm24.7324.73厚S =l附加壁CmmC=C +C +C =0+0+3=312333厚取用壁SmmS=S +C=24.73+3=27.73l27.7328厚有效壁SymmS =S-C=28-3=25y2525厚锅筒长L度封 外形系Y头数壁厚ML=3.5D =3.5*1.2=4.24.2n14.212+()2封头减弱系数理论壁厚Smml表 7 中选择有孔，无拼接焊缝 =1-d/ D

12、 由后面人孔选择时得d=n 400mm，D =1200 计算的 =0.667n0.6670.6526.6726.67附加壁Cmm厚Sl =C=C +C =0+0=00012取用壁Smm厚有效壁SmmyS=S -C=26.67-0=26.67lS =S-C=28-0=28y26.6728 2828厚蒸计算壁TbCT =T +10=233+10=243bbh243250汽温管根本许 JMPa由资料 3 焊接简明手册P145 表 4-35 取 20R 刚 616 厚时T=250C110110用应力时 J=104许用应 MPa= *J由表 4 受压元件许用压力修正系数，取锅筒不受110110力热是 =

13、1dzmm137.65140内径d =2z=30t/h=8.33m/s 取 v=40m/s 由资料 2 的z减弱系数 壁厚minSmmz =14kg/m3=由表 6 取有氩弧打底的单面焊接有坡口对接焊缝minh1h2=0.9，单面对接焊缝带金属板垫板=0.85h1h20.812.510.814预留长Lmm度水规格mm冷壁数量根预留长Lmm度给 计算壁TCbS =z由书 P54 取 L=3 dz低压 512.5给定蒸汽管截面积为水冷壁截面积的 35%左右L=351=155T =T +10=233+10=243bbh414 512.519.8815524345020200250水温管许用应力MPa

14、由资料 3 焊接简明手册P145 表 4-35 取 20R616 厚时T=250C 是 J=110110110流速m/s =0.52 取 =111kg/m3取水的密度1.01.0103103内径dgmm73.8475减弱系数 壁厚minSCgd =2数据的选取同dzz=由表 6 取有氩弧打底的单面焊接有坡口对接焊缝minh1h2=0.9，单面对接焊缝带金属板垫板=0.85h1h20.811.650.813Sg =预留长LmmL=3 d =375=225g225250度数量n根由书 p54 设计给水管为 36 个 取 n=444下计算壁TC由 Tb= Tb(Tb250250bhh250降温管许用

15、应 MPa由资料 3 焊接简明手册P145 表 4-35 取 20R 刚 616 厚时T=250C110110力是 J=110数量n根取下降管为 4 跟4内径dxmm下降管的总截面=水冷壁管的总截面116.68120减弱系min=由表 6 取有氩弧打底的单面焊接有坡口对接焊缝minh1h20.810.81数壁厚Smmx=0.9，单面对接焊缝带金属板垫板=0.85h1h24.425预留长L度人 公称直D1孔径法 法兰外D兰圈直径连接凸DMm由法兰标准选择D =34734734733面局部直径法兰厚d1mm有标准选择d =25+5017575度头公称直D1Mm依据法兰标准及人孔条件选择D =300

16、1300300孔径法法兰外DMm2依据法兰标准选择D =40024004002Mm70Mm MmS =gL=3 d =3235=705x依据法兰标准及人孔条件选择D =4001依据法兰标准选择D =5002705400500750400500兰圈直径连接凸D3Mm由法兰标准选择D =2243224224面局部直径 法兰厚度dmm有标准选择d =37.5+4077.577.5113、 封头的选择及校核有附录 1 及书 P58 可知选择椭圆形封头时D0=依据封头直边高度：h=25mmS8mmh=40mm10mmS18mmh=50mmS20mm所以选择 D 内为 1200mm， 则 h 内为 300

17、mm，h=50mm，封头的开放尺寸为 D =1564mm，又由国标 GB 713-1997 可知道有满足封头尺寸的钢材，所以封0头可用一块钢板冲压成型。其中筒体封头各项校核数据如下表：锅筒凸形封头强度校核计算序名称符号单位公式及计算结果号1计算压力PMPaP=P + Pga2.942确定压力PaMPaP+0.13.043介质温度TbhC :/wenku.baidu /view/5d7fe80c52ea551810a68761.html2334 计算壁温5 根本许用应力6 修正系数Tb J可查资料 1 查的数据得Tb =233hC由 Tb= Tb (Tb 250 hhMPa由焊接设计简明手册 P

18、 取 20R 刚 2636 时T=250去的许用压力145 =101J由表 4 受压元件许用压力修正系数，取锅筒不受热是 =125010117 许用应力8 人孔最大尺寸9 封头减弱系数10 封头内高度11 外形系数 h内YMPa mmMm = * =1J取 =400mm表 7 中选择有孔，无拼接焊缝 =1-d/ D 由后面人孔选择时得d=n 400mm，D =1200 计算的 =0.667n由附录一可得h =300内1014000.66730012+()212封头取用壁厚SmmS=S -C=26.67-0=26.67l2813封头附加壁厚CmmC=C +C =0+0=012014封头有效Sym

19、mS =S-C=28-0=28y28壁厚15封头理论Smml壁厚26.67Sl =16封头最高PMPaP=3.163.16允许工作压力其中锅筒筒体允许的最小减弱系数等于封头最高允许工作压力P=3.16，最高允许压力P =3.16, Pa=3.04，所以凸形封头的压力强度合格。锅筒筒体允许最小减弱系数为 = =0.7 = 0.619，所以满足条件减弱系数合格。=0.619，所以锅筒减弱系数管子的最高允许工作压力P=，所以蒸汽管的最高允许工作压力P蒸=蒸汽管符合工作条件。=39.312MPa工作压力 P=3.04，所以同理可得水冷壁和下降管的最大允许工作压力均大于实际工作压力，也符合工作条件。4、

20、 封头开孔要求人孔和头孔尺寸设计及校核：（1） 、锅炉受压元件上，椭圆人孔不得小于 280380，由资料 4 查得法兰标准尺寸有 400，则取对应大小 400mm 的圆孔为人孔；（2） 、锅炉受压元件上，手孔短轴不得小于80mm，由资料 4 查得法兰标准尺寸有 100，则取 100mm 的手孔；（3） 、锅炉受压元件上，椭圆形头孔，尺寸不得小于 220320，由资料 4查得法兰标准尺寸有 350，则取 350 的头孔；（4） 、开 400mm 的人孔时，=2.350.35，人孔边缘到封头边缘的距离最大可为：(1200-400)/2=450,要求最小距离为 0.1足条件；S=148mm 所以满5

21、、 400mm 的人孔使用条件：=0.250.2，所以封头不能太偏，最好在正中间，避开大的弯曲应力； =0.020.1，不能太厚，满足条件，避开内外温度应力； 满足条件，保证街头的强度；=0.3330.6，开孔直径不能太大，6、 100mm 的头孔使用条件：=0.250.2，所以封头不能太偏，最好在正中间，避开大的弯曲应力； =0.020.1，不能太厚，满足条件，避开内外温度应力；=0.250.6，开孔直径不能太大， 满足条件，保证街头的强度.；（7） 、凸形封头的计算压力 2.94MPa最高工作压力P= 3.16，即PP，封头强度满足条件合格；（8） 、筒体筒体允许最小减弱系数 =0.64，

22、封头减弱系数 =0.6670.64 满足条件合格；综上所述400mm 的人孔，100mm 的头孔均满足使用条件。5、 孔桥的减弱系数筒体的开放图如以下图：锅筒下降管在锅筒 6 点钟下方，给水管和水冷壁分别在通体 3 点和 11 点半方向， 蒸汽管在筒体 12 点钟方向。其中水冷壁管与水平夹角是 30，且向 6 点钟方向偏。水冷壁管沿水平纵向均匀分布 20 根管。给水管沿水平纵向均匀分布 4 根管。水冷壁相邻两孔的截距 t=t0=dp+2=51+2=4200/(20+1)=200mm，水冷壁=401t=200mm，所以水冷壁等直径纵向相邻两孔的孔桥减弱系数按下式计算：=s-d/s=(200-51

23、)/200=0.745。给水管相邻两孔的截距 t=t0=dp+2=75+2=4200/(4+1)=840mm，给水管=75+350=425t=840，所以无需减弱系数；同理下降管和蒸汽管的两孔截距明显大于 t0，所以都没有孔桥减弱系数。纵向的蒸汽管和水冷管或给水管两类孔之间的最小截距分别为：t1=906，t2=1073.1 水冷壁的t01=dp+2=140+51/2+350 sw s其中 =445.5mmt=906mm，给水管的 t02=dp+2=140+75/2+350=457.5mmt=1073.1mm，所以均没有孔桥减弱系数。同理下降管和蒸汽管和水冷管的之间也没有孔桥减弱系数。6、 筒体

24、水压试验最高许用压力锅筒筒体水压试验最高允许压力不许超过以下规定值：Psw=0.45 sws其中 =1+=1.04 s =340MPa sw中焊缝的减弱系数为 min= h1 h2 由表 6 取 h1=0.9， h2=0.9 所以 min=0.81 ，孔桥减弱系数 =0.81，所以 sw 选取两者中最小值 sw= =0.745，所以计算得 Psw=8.725MPaPa=3.04MPa，满足使用条件，合格。7、 封头水压试验最高许用压力锅筒封头水压试验最高许用压力不许超过以下规定值：Psw=0.904 常温下 s =340MPa=1+=1.同筒体水压试验选取孔桥减弱系数 =0.745，焊缝的最小

25、减弱系数 min =0.81， 所以 sw 选取两者中最小值 sw= =0.745，计算得 Psw=9.2MPaPa=3.04MPa， 满足使用条件，合格。8、 未加强孔的计算：筒体最大加强孔径计算的过程表格如下表：序名称号符号单位公式及计算结果1锅筒筒体P计算压力MPaP=P + Pga2.942饱和温度TbhC :/wenku.baidu /view/5d7fe80c52ea551810a68761.html 由上的资料 1 查的数据Tb2333 锅筒筒体Tb计算壁温C由 Tb= Tbh(Tbh250h=2332504 根本许用 JMPa由焊接设计简明手册 P145取 20R 钢 2636

26、 时T=250去的许用压101压力力 J=1015 修正系数取 =116 许用应力 MPa = * =1J1017锅筒筒体Smml壁厚26.678 腐蚀减薄量9 工艺减薄量10 附加壁厚11 锅筒筒体有效壁厚12 锅筒筒体直径13 减弱系数Cmm1Cmm3CmmSmmyDmmnminS =l取 C =01取 C =33C=C +C +C =0+0+3=3123S =S-C=28-3=25y给定0332512000633=0.63314D SmmD S =120025=30000mmn yn y3000015最大未加强孔径D0mm187.13D =8.10由于 D0=8.1 D0=8.1=187

27、.13mm。，其中=0.633，所以又由书 P61 的公式最大加强孔径使用条件：DnSy130103，d200mm；y假设 DnS130103 或d 200mm，则取DnSy=130103，d =200mm，所以由以上计算可得 D0=187.13d,即取 D0=187.13。蒸汽管的直径： =140+24=148187.13，所以满足条件无需加强； 水冷管的直径： =51+22.5=56187.13，所以满足条件无需加强； 给水管的直径： =75+23=81187.13，所以满足条件无需加强； 下降管的直径： =120+25=130187.13，满足条件，无需要加强；综上所述，全部的管均不需要

28、加强。由书P60 可知，孔桥互不影响节距t0 为401mm， 对于孔桥节距小于的水冷壁管的减弱系数为 0.745，此减弱系数与筒体的 min比较， mint0=0.7，所以孔桥是安全的不需要实行加强措施。9、 锅筒筒体焊缝承载力量校核由草图可知不同种类的焊缝有 11 种，如下草图10.1 对接焊缝筒体是由两块板拼接而成，所以焊缝 B1、B2 是对接环焊缝，焊缝 A1 是对接纵焊缝，对于这两个焊缝计算如下：对接环焊缝的强度校核公式为： 0.9 eS = =e101=90.9MPa=36.86MPa0.9 =0.9S对接纵焊缝的强度校核公式为： 0.9 eS =73MPae0.9 =0.9101=

29、90.9MPaS所以对于封头横焊缝焊缝、锅筒筒体的横焊缝和锅筒筒体纵焊缝都满足条件。10.2 角接焊缝蒸汽管、水冷壁管、给水管、下降管和封头人孔、头孔都是角接焊缝，即焊缝 C1、C2、C3、C4、D1、D2 都是角接焊缝，都选用插入是管接头，插入式管接头焊缝的一般形式如以下图所示：10.2.1 、角接头焊缝的强度校核依据以下公式验算： 0.74 / e式中是按第三强度理论计算的当量应力， 焊件在计算温度下的许用e应力， 是许用应力修正系数按 =0.00122+0.4073；s102.2、内压力作用下管接头对焊缝的作用力按以下公式计算：F =，式中 P 是计算压力，d 是管接头内径；zli10.

30、2.3 、管道系统上作用于焊缝上的机械力重量再求载荷重量为： F ，F ，F ，M ,M ，M ，按以下公式计算：xyzxyzF =Fcosx，x +Fcosx，y +F cosx，z x x00y00z00F =Fcosy，x +Fcosy，y +F cosy，z y x00y00z00F =Fcosz，x +Fcosz，y +F cosz，z z x00y00z00M =Mcos(x,x )+Mcos(x,y )+M cos(x,z )x z00y00z00M =Mcos(y,x )+Mcos(y,y )+M cos(y,z )y z00y00z00M =Mcos(z,x )+Mcos(z

31、,y )+M cos(z,z )z z00y00z00式中括号表示夹角，F ，F ，F ，M ，,M ，M 分别为 x ，y ，z轴的力的重量；xyzxyz000管接头焊缝所承受总载荷示意图如下所示：10.2.4 、两种作用力系分别进展焊缝的强度校核计算公式如下：A：F ，F =F+F，F =F+ F ，M ，M ，Mxyy1zz1z2xyzB：F ，F = F ，F =F+ F +F ，M ，M ，Mxyy1zz1z2xyzA 式中 F 与 F一样，B 式中 F 与 F + F 方向一样，F ，F ，F ，M ，M ，My1z1z2xyzxyz方向同管接头焊缝所承受总载荷示意图；10.2.5

32、 、焊缝计算长度按以下公式计算：L=d ，式中 d是管接头外径0010.2.6 、焊缝计算厚度截面积按以下公式计算：A=a L，式中 a 是焊缝计算厚度，l 是焊缝计算长度； 10.2.7、焊缝抗弯截面系数按以下公式计算：W=，式中 a 是焊缝计算厚度，d0是管接头外径；10.2.8 、焊缝抗扭截面系数按以下公式计算：W =，式中其中 a 是焊缝计算厚度，d 是管接头外径；k010.2.9 、应力重量按以下公式计算：A 点：, ，1Fx1Fy1Fz, ；1Mx1MzB 点：, ，2Fx2My2Fz, ；1My1Mz10.2.10 、焊缝强度按以下公式计算：A点：=e0.74 / B点：=e0.

33、74 / 筒体上蒸汽管最大，焊缝消灭缺陷的可能性最大，对蒸汽管的强度校核如下： 焊缝计算长度：L= d = 140=439.82mm；0焊缝计算厚度截面积：A=a L=0.0280.43982=0.01231496m2；焊缝抗弯截面系数：W=0.000431；焊缝抗扭截面系数：W =0.000862；k焊缝的强度校核： 0.74 / =0.74110/0.00122110+0.407=150.4MPa；内压力对焊缝的作用力：F =0.0453N；zlF =0.0453N；F =0.0453N；F =0；x0y0z0F =0.0906，F =0.0906，F =0.0906，M =0，M =0，

34、M =0；xyzxyzA 点：=0.736，=0.736，1Fx1Fy=0.736，=0，1Fz1Mx1MzB 点：=0.736,=0.736，2Fx2My=0.736，=0,=02Fz1My1MzA 点：=e=4.875MPa0.74 / =150.4MPaB点：=e=4.875MPa0.74 / =150.4MPa由以上计算的强度远远满足使用条件，所以同理可计算水冷管、给水管、下降管、人孔和头空的焊缝强度校核都远远满足使用条件。10、 锅炉本钱计算11.1 、各项数据的查询20R 钢材的密度为：由资料 可查得 20R 钢材的密度为 7.85g/cm3； 20R 钢材的售价为：由中国网库供给

35、信息网可查得 20R 钢材的售价为 4900 元/顿吨。H08MnA 的售价：由全球五金网查得 H08MnA 的售价为 5 元/KG； H08Mn2SiA 的售价：由机械之家河北金威特种耐磨焊条厂可得 H08Mn2SiA 的售价为 15 元/KG； HJ431 售价：由机电之家唐山奥华特种焊接材料可查得 HJ431 售价为 1.5 元/kg； 由可查得二氧化碳气体价格为 380 元/40L=9.5 元/L。11.2 、钢材消耗量及本钱计算11.2.1 、筒体是有两块钢板拼接而成，由筒体开放图可知两块板厚为 28mm，宽2100mm，长 3858mm；一块板材的体积为：V=2.8210385.8

36、=226850.4cm3两块钢板的质量为：M=2 V=27.85226850.4=1780775.64g3.56 吨；筒体钢材费用：W =49003.56=17444 元。111.2.2 、筒体封头选用钢板厚度也为 28mm，封头开放后的直径：D =1564mm，则0封头所需钢材直径为 1600mm 的方形钢板；一块封头许用的钢材体积为：V=2.81602=71680cm3；两块封头的质量为：M=2 V=27.8571680=1125376g1.13 吨；封头钢材费用：W =49001.13=5537 元。211.2.3 、蒸汽管壁厚为 4mm，预留长度为 450mm，内径为 140mm；蒸汽

37、管的体积为：V=0.445 14+0.4=814.3cm3； 蒸汽管的质量为：M= V=7.85814.3=6392.3g6.4kg 蒸汽管钢材费用：W =49000.0064=31.36 元。311.2.4 、水冷壁管壁厚为 2.5mm，预留长度为 200mm，内径为 51mm；水冷壁管的体积为：V=0.2520 5.1+0.2=83.3cm3；20 根水冷壁管的质量为：M=20 V=207.8583.3=13078.1g13.1kg； 水冷壁管钢材费用：W =49000.0131=64.19 元。411.2.5 、给水管的壁厚为 3mm，预留长度为 250mm，内径为 75mm； 给水管的

38、体积为：V=0.325 7.5+0.3=183.8cm3；4 根给水管的质量为：M=4 V=47.85183.8=5771.32g5.8kg；给水管钢材的费用：W =49000.0058=28.42 元。511.2.6 、下降管的壁厚为 5mm，预留长度为 750mm，内径 120mm；下降管的体积为：V=0.57512+0.5=468.75cm3；4 根下降管的质量为：M=4 V=47.85468.75=14718.75g14.8kg； 下降管钢材的费用：W =49000.0148=72.52 元。611.2.7 、法兰依据图纸按最厚厚度和最大圆计算。人孔和头孔的法兰厚度分别为:d =50+

39、50+45.7=145.7mm，d2=40+40+37.5=117.5mm 最大直径为1500mm，1 400mm；2法兰的体积为：V=V +V =14.57 252+11.75 202=43373.62cm3；12法兰的质量为：M= V + v =7.8543373.62=340482.87g=240.48kg；12法兰的钢材费用为：W =49000.24048=1178.5 元；7有上述计算结果可得总的钢材花费至少为:W=W +W +W +W +W +W +W =17444+5537+31.36+64.19+28.42+72.52+1178.5=243561234567元，以防购置后消灭突

40、发状况，总费用取 25000 元购置材料。11.3 、焊材的消耗量及本钱计算11.3.1 、埋弧焊用于筒体纵焊缝A1 和 A2 环焊缝 B1、B2 和 B3，埋弧焊用焊丝和焊剂，由焊接工艺卡可知埋弧焊是用 V 型坡口，坡口的间隙面积可由现代电弧焊接设备和方法P105 表 5-8 用 V 型坡口对接焊缝公式焊缝间间隙的面积为： A= b+ -p2tan+hc=283+28-32tan + 540=655mm2=6.55cm2；焊缝的总体积为： V=AL=A(L+L +L +L +L )=6.55 2210+ (120+2.8)3=10331.7cm3;A1A2B1B2B3需要焊丝的质量为：M=

41、V=7.8510331.7=81104g=81kg； 埋弧焊 H08MnA 焊丝费用为：W1=581=405 元；11.3.2 、埋弧焊焊剂的选用，同焊丝的选择 V 型坡口对接焊缝公式计算：焊缝间隙间的面积为：A= b+ -p2tan+hc=283+28-32tan +540=655mm2=6.55cm2；焊缝的总体积为： V=AL=A(L+L +L +L +L )=6.55 2210+ (120+2.8)3=10331.7cm3;A1A2B1B2B3需要焊剂的质量为：M= V=7.8510331.7=81104g81kg埋弧焊 HJ431 焊剂费用为：W2=1.581=121.5 元；11.

42、3.3 、用于 CO2 气保焊的 H08Mn2SiA 焊丝焊缝近似于开单边 V 型坡口：焊缝间隙间的面积为： A= b+hc=83+38=45.8mm2 0.5cm2;焊缝的总体积为： V= AL=A(L +L +L +L +L )=0.5 14+0.88 +4 CDEFG(7.5+0.6)+40 +30 +20 (5.1+0.5)+4 (12+1) =1124.9 cm3；需要 H08Mn2SiA 焊丝的质量为：M= V=7.851124.9=8830.2g9kg； CO2 气保焊的 H08Mn2SiA 焊丝费用为：W3=159=135 元；总的焊材所用的费用为 W=W1+W2+W3=405

43、+121.5+135=661.5 元，以防在使用过程中消灭的意外，取 700 元买焊材。11.4、保护气体的消耗及本钱计算CO 气体保护焊由焊接工艺卡选取q=25L/h 的气流量，焊接速度选取2v=25M/h，埋弧焊是有一层打底焊要用到保护气体，其他角接头 CO 气保焊时要2用 5 层；CO 气保焊打底时的长度为：L =2.1+2.1+3 1.228=15.78M；21CO 气保焊打底时的用气量为：V = q=25=15.78L；21角接头 CO 气保焊时的长度为：L =5L +L +L +L =5 14+0.88+422DEFG(7.5+0.6)+40 +30 +20 (5.1+0.5)+4

44、 (12+1) =11249CM=112.5M；角接头 CO 气保焊时的用气量为：V2= q=25=112.5L；2总起 CO 气保焊时 CO 用气价格为：W=9.5112.5+15.78=1218.66 元；22总的 CO 保护气体的费用为 1218.66 元，由于一瓶的气体为 40L，所以以防使用2过程的意外，取 1240 元买 31 瓶 CO 保护气体。211、 完毕语不知不觉课程设计就已经要完毕了，在锅炉锅筒的课程设计中，我不仅学到了对最根底的关于锅炉的构造设计，力学设计，筒体设计，水冷壁、蒸汽管、下降管和给水管的设计校核，对产品的外形设计和制造工艺有了一个根底的了解和理 解，在课程设计期间制定了相应的制造工艺和焊接工艺增加了自己的各项能