塔器強度校核軟體
開發說明書
學校： 蘭州理工大學
學院：石油化工學院
開發人： 鄭運虎
指導教師： 梁瑞(教授)
姜峰(副教授)
二零一四年六月十日
1. 開發目的
為便於大型塔器順利安裝、降低安裝成本、提高作業效率，根據gb4710與gb150等相關標準，結合材料在高溫650℃熱處理條件的強度要求開發出塔器強度校核軟體。
2. 開發特點
（1）軟體開發者在開發軟體過程中首先應該考慮的是計算準確、安全並且與計算結果極力靠攏，保證真實性。
（2）其二，軟體的便利出了能盡快給出可信的結果，另外要求介面盡量友好、美觀，便於操作，盡量體現人性化等操作特點。
（3）為方便使用者對輸出結果進行檢視、列印、另存以及其他貼上、複製等操作，將vb6.0與excel等辦公軟體結合起來，實現程式與excel的無縫連線，並將強度校核報表以excel的形式輸出。
3、軟體設計
3.1 功能模組設計
對系統功能分析中的各項功能進行集中、分塊，按照結構化程式設計的要求，得到系統功能模組圖如下：
圖1 軟體系統功能模組圖
3.2 計算模組
計算功能模組是軟體的關鍵部分，為具體說明計算模組的流程，下面對計
算功能模組以流程圖的形式進行說明。
圖2 計算模組流程圖
4、介面設計
好的介面、人性化的操作方式給使用者會帶來愉快的感覺！下面就該軟體的設計的介面以**格式進行具體列舉:
圖3 登入介面
圖 4 啟動介面
圖5 引數資料介面
圖6 計算提示介面
圖7 計算完成提示介面
圖8 提取結果引數輸入介面
圖9 結果提取提示介面
圖10 結果提取完成介面
圖11 結果顯示介面
圖10 其他相關提示介面
圖11 計算完成自動彈出的結果儲存路徑介面
5、例項應用
某長有一丙烯塔，總高65850mm，組裝時分三段組裝，各段長度從下至上依次為23440m，21900mm和20510mm，內徑為5200mm，材料為q345r.塔器裙座高度4800mm，第二焊接截面距塔器裙座焊接截面的高度為3200。裙座名義厚度為30mm，第一焊接截面與第二焊接截面之間材料的名義厚度為30mm，其他各部位殼體的名義厚度均為44mm，焊接係數0.
85，校核過程按設防烈度8度，場地土類別為ii，地面粗糙粗為b，一階振型係數0.01,校核時分別將塔器分為3段校核和16段校核。圖12和圖13分別為分三段和十六段計算引數輸入介面。
5.1 軟體計算
圖12 分三段校核引數輸入介面
圖13 分十六段校核引數輸入介面
圖14 塔器分三段強度校核輸出介面
圖15 塔器分十六段強度校核輸出介面
表1 分三段按等徑計算相關引數
表2 分十六段按非等徑計算相關引數
分析：圖14為塔器分3段情況下的軟體計算結果，從圖中可以看出此時的組合壓應力為23.4mpa，拉應力為3.
95mjpa;塔器分16段時的組合壓應力為25.135mpa，拉應力為3.726mpa，很顯然塔器分段數量不一致是導致計算差異的根本原因。
從組合壓應力與組合拉應力計算結果看，壓應力始終處於主導地位；因此壓應力是塔器強度校核的關鍵。
5.2 手工計算
5.2.1 塔器分三段校核
丙烯塔-2校核（計算時共分為3段，塔總高65850mm，第一處焊縫熱處理截面高23440mm，第二處焊縫熱處理截面高45340mm
由於塔體分三段在現場組焊，但熱處理在塔體三段全部組對完畢後自下而上或自上而下進行區域性組對縫的消應力熱處理，故最下面的組對縫為最危險截面，這裡只核算這個最危險截面即可。
（1）已知資料如表3所示。
表3 已知資料
（2）並且已知設防烈度八度，設計基本**加速度0.2g，場地土類別ⅱ（第三組），地面粗糙度類別b，一階振型阻尼比，場地土的特徵週期，**影響係數最大值。
1.自振週期
2.**載荷和**彎矩計算
由於設防烈度為8度則需考慮上下兩個方向垂直**力的作用。各段集中質量對該截面所引起的水平**力及垂直**力列於表4、5。
表4 水平**力計算
表5 垂直**力計算
塔式容器危險截面基本振型**彎矩
。3.風載荷和風彎矩計算
各段風載荷如表6所示。
表6 風載荷計算
危險截面風彎矩4. 橫風向風振
由於且，應考慮橫風向風振。且在計算中不考慮塔器的第二階振型的振動，橫風向風振計算如下：
（1）臨界風速；
（2）設計風速按塔式容器頂部風壓值，取
（3），應考慮塔器的第一振型的振動。
（4）雷諾數；公升力係數取0.2。
（5）塔截面慣性矩
（6）計算係數按 jb/t4710-2005的表a.1取為；
（7）橫風向塔頂振幅；
（8）塔體共振時橫風向彎矩
（9）塔體共振時組合風彎矩
作用在危險截面處的組合風彎矩為
（為危險截面處的順風向彎矩，計算方法與3節相同，但
其中的基本風壓利用計算出的，採用下式進行修正：
，則）。
5.塔殼穩定或強度計算
危險截面處的最大彎矩
取其中較大值，
並由此得出危險截面受**彎矩控制。校核結果列於表7。
表7 塔殼穩定或強度校核
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