【正文】 球罐附件增大系數(shù) 取= 彎矩計(jì)算 （）式中：— 最大水平力 ?。ǎ┡c的較大值； = = —力臂， 支柱計(jì)算 (1)單個(gè)支柱垂直載荷操作狀態(tài)下的重力載荷： （）液壓試驗(yàn)狀態(tài)下的重力載荷： （） 最大彎矩對(duì)支柱產(chǎn)生的垂直載荷 （）式中： — 最大彎矩對(duì)支柱產(chǎn)生的垂直載荷， — 支柱的方位角，（176。）A向受力時(shí)：支柱的方位角 B向受力時(shí)：支柱的方位角 。 (2)拉桿作用在支柱上的垂直載荷 所有相鄰兩支柱間用拉桿連接時(shí),拉桿作用在支柱上的垂直載荷 （）A向受力時(shí)支柱方位角 （）B向受力時(shí)支柱方位角 （） (3)支柱的最大垂直載荷操作條件下支柱的最大垂直載荷 （）液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的最大垂直載荷 （） (4)單個(gè)支柱彎矩球殼材料的泊松比 球殼材料的彈性模量： 操作條件下的支柱的偏心彎矩 （）式中：— 操作狀態(tài)下球殼赤道線的薄膜應(yīng)力 （）— 操作狀態(tài)下物料在赤道線的液柱靜壓力 液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 （）式中：—液壓試驗(yàn)狀態(tài)下球殼赤道線的薄膜應(yīng)力， （） 式中：—液壓試驗(yàn)狀態(tài)下的液體在赤道線的液柱靜壓力， b. 附加彎矩操作狀態(tài)下支柱的附加彎矩 （）液壓狀態(tài)下支柱的附加彎矩 （） 操作狀態(tài)下支柱的總彎矩 液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的總彎矩 (5)支柱穩(wěn)定性校核支柱的慣性半徑 （）支柱的細(xì)長(zhǎng)比 （）式中：—計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，取換算長(zhǎng)細(xì)比 （）支柱材料Q235B 支柱材料的許用應(yīng)力操作狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性校核 （）液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性校核 （）式中—彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓支柱穩(wěn)定系數(shù) （）軋制鋼管截面 —等效彎矩系數(shù) 取—截面塑性發(fā)展系數(shù)，取—單個(gè)支柱的截面系數(shù) （）歐拉臨界力 （） 各連接部位的強(qiáng)度計(jì)算 地角螺栓的計(jì)算拉桿作用在支柱的水平力 （） 支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦力 （）式中： —支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦系數(shù) 時(shí) 球罐不需要設(shè)置地腳螺栓，但是為了固定球罐位置，應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量 的定位地腳螺栓。取直徑30mm。 、支柱底板的計(jì)算（）（1）支柱底板直徑取兩式中的較大值 （） 實(shí)際取700mm 混凝土基礎(chǔ)材料的許用應(yīng)力實(shí)?。?）底板的厚度 （） 實(shí)?。菏街?：—底板的壓應(yīng)力 圖 支柱底板 — 底板外邊緣至支柱外表面的距離mm— 底板材料Q235B，許用彎曲應(yīng)力— 底板的腐蝕裕度 取即底板厚度取35mm 拉桿計(jì)算 拉桿螺紋小徑計(jì)算 拉桿最大應(yīng)力 （） 拉桿材料Q235B 拉桿材料的許用應(yīng)力 拉桿腐蝕余量 拉桿螺紋小徑 （） 選取拉桿的螺紋公稱直徑為 拉桿連接部位的計(jì)算銷子直徑銷子材料： 35，銷子材料許用剪切應(yīng)力銷子直徑：選取銷子直徑20mm耳板厚度耳板材料Q235B，耳板材料的許用壓應(yīng)力： 耳板厚度： （）耳板厚度選翼板厚度翼板材料：Q235B，翼板厚度： （）取翼板厚度為10mm 連接焊縫強(qiáng)度校核A焊縫單邊長(zhǎng)度：=A焊逢焊腳尺寸：=支柱和耳板材料屈服點(diǎn)最小值：角焊縫系數(shù)：焊縫許用剪切應(yīng)力：耳板與支柱連接焊縫A的剪切應(yīng)力校核： （） A焊縫單邊長(zhǎng)度： B焊縫焊腳尺寸： 拉桿與翼板材料屈服點(diǎn)的最小值： 焊縫許用剪切應(yīng)力：拉桿與翼板連接焊縫的剪切應(yīng)力 （） 支柱與球殼連接最低點(diǎn)a的應(yīng)力校核 a點(diǎn)的剪切應(yīng)力支柱與球殼連接焊縫單邊的弧長(zhǎng)：球殼a點(diǎn)處的有效厚度為操作狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力： a點(diǎn)的緯向應(yīng)力操作狀態(tài)下的a點(diǎn)的液柱靜壓力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的液壓靜壓力：操作狀態(tài)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力： （）液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力 （） a點(diǎn)應(yīng)力校核操作狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力：應(yīng)力校核： 支柱與球殼連接焊縫的強(qiáng)度校核 和 兩者中的最大值： , 支柱與球殼連接焊縫焊腳尺寸：焊縫許用剪切應(yīng)力支柱與球殼連接焊縫所承受的剪切應(yīng)力： （）校核通過(guò)。 厚壁管補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算設(shè)計(jì)壓力 p=，設(shè)計(jì)溫度 t=~50球罐內(nèi)徑 =12300mm，名義厚度 =16mm，設(shè)置進(jìn)出料口的 厚度為20mm的厚壁插入式接管，開(kāi)孔未通過(guò)焊縫。球殼厚度附件量 C1=0 mm C2= C= mm接管厚度附件量 C1=0 mm C2= C= mm接管外伸高度 h1=100mm，接管內(nèi)伸高度 h2=50mm材料：球殼 Q345R 接管 Q345R (1) 補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別 根據(jù)GB150 ,允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的最大接管公稱直徑DN為89 mm。本接管公稱直徑DN=150 mm＞89 mm，故須考慮另行其補(bǔ)強(qiáng)。 開(kāi)孔直徑d=di+2C=150+=153 mm本開(kāi)孔直徑d=153 mm＜=6150 mm，滿足GB150 ，故采用GB150 （等面積法）的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。(2) 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積球殼計(jì)算厚度 開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積A按GB150 式（）A===(3) 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍（1）有效寬度有效補(bǔ)強(qiáng)寬度B按GB150式（6—6）確定取最大值故B=306mm（2）有效高度a． 外側(cè)有效高度 GB150 式（6—7）確定取小值故取=60mmb． 內(nèi)側(cè)有效高度 GB150 式（6—8）確定取小值故=0mm(4) 有效補(bǔ)強(qiáng)面積球殼有效厚度：== mm球殼多余金屬面積按GB150 式（6—10）計(jì)算 （）接管計(jì)算厚度 （）接管多余金屬面積A2按GB150式（）計(jì)算 （）（3）補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)焊縫面積（焊腳取14 mm）（4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積(5) 補(bǔ)強(qiáng)結(jié)果 并且 剛好符合了球殼壁厚在10~20mm范圍內(nèi)，留有25%余量的要求，滿足補(bǔ)強(qiáng)要求。同樣：計(jì)算 厚度為13mm的厚壁插入式安全閥接管，開(kāi)孔未通過(guò)焊縫。球殼厚度附件量 C1=0 mm C2= C= mm接管厚度附件量 C1=0 mm C2= C= mm接管外伸高度 h1=100mm，接管內(nèi)伸高度 h2=50mm材料：球殼 Q345R 接管 Q345R 再次進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算得留有余量為24%基本符合要求，補(bǔ)強(qiáng)合格。其余開(kāi)孔如：溫度計(jì)開(kāi)孔、（不另行開(kāi)孔直徑）[8]： mm名稱溫度計(jì)開(kāi)孔壓力計(jì)開(kāi)孔排污孔接管外徑252550接管壁厚44913 工廠制造及現(xiàn)場(chǎng)組裝 工廠制造 原材料檢查 球殼的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)符合圖樣設(shè)計(jì)。每塊球殼板本身不得拼接。制造廠提供的球殼板不得有裂紋、氣泡、結(jié)疤、折疊和夾雜等缺陷。球殼厚度應(yīng)該抽查，實(shí)測(cè)厚度不應(yīng)小于名義厚度減去鋼板負(fù)偏差，抽查數(shù)量為球殼板數(shù)量的20%，且沒(méi)帶不得少于兩塊，上下級(jí)不應(yīng)小于一塊；每個(gè)球殼板的檢測(cè)不應(yīng)少于5點(diǎn)，抽查不合格，應(yīng)加倍抽查；若仍有不合格，應(yīng)對(duì)球殼板進(jìn)行逐張檢測(cè)。本次檢測(cè)采用的方法：用于球殼之鋼板在熱軋狀態(tài)下使用并每批取一張鋼板進(jìn)行15℃的低溫沖擊試驗(yàn),%超聲檢測(cè)按JB/T47302005 III級(jí)合格。 瓣片加工(1) 材料的切割由于切割球殼板的最大鋼板尺寸為長(zhǎng)7242mm、寬2414mm的長(zhǎng)方形鋼板，所以選用通用切割設(shè)備——數(shù)控火焰等離子切割機(jī)中的OMNIMAT系列[9]。具體數(shù)據(jù)如下表 系列型號(hào)軌距/mm切割寬度/mm整機(jī)寬度/mm驅(qū)動(dòng)速度/mmOMNIMAT90008100110000~24 切割長(zhǎng)7400mm、寬2500mm的鋼板赤道帶16塊，上、下極帶共14塊，總共30塊。(2) 球瓣的壓制采用冷壓成型的方法。冷壓成型就是鋼板在常溫狀態(tài)下，經(jīng)沖壓變形成為球面殼板的過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)為小模具、多壓點(diǎn)，加工精度高；無(wú)較長(zhǎng)加熱過(guò)程；不產(chǎn)生氧化皮；加工人員可不用特殊的防護(hù)服。選用Y32—2000噸四柱液壓機(jī)。冷壓應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ，需要消除熱影響區(qū)硬化部分的缺口。 ，或鋼板較厚時(shí)，在冷壓時(shí)應(yīng)將鋼板預(yù)熱到 ，在爐內(nèi)加熱，或采用氣體燃燒器。 本次設(shè)計(jì)厚度為16mm較薄。 ，碳鋼大于4%、低合金鋼大于3%時(shí)應(yīng)作中間熱處理。，每個(gè)壓點(diǎn)不能一次壓到底，應(yīng)多次沖壓，一般要沖壓十余次以上，使鋼板逐漸產(chǎn)生塑性變形，避免產(chǎn)生局部過(guò)大突變和折痕。沖壓后需焊接支柱或其他附件的球殼板，其沖壓曲率要相對(duì)增大一些，以補(bǔ)償焊接收縮變形。球殼板成型曲率一般應(yīng)保持正偏差即樣板兩端有間隙，當(dāng)球罐焊接組裝時(shí)，通過(guò)收縮變形可獲得較好的幾何形狀。 瓣片的放樣及坡口加工 (1)瓣片放樣 球殼是雙曲面，不可能在平面上精確展開(kāi)。因此，目前國(guó)內(nèi)是以二次立體下料法為主。二次立體下料法即先按近似展開(kāi)作為初步下料，在壓制成型后進(jìn)行第二次下料（立體下料）。 (2)坡口加工 球殼各球片的焊接坡口，必須在球片壓制成型后加工，亦可與瓣片第二次下料結(jié)合進(jìn)行。 坡口加工采用火焰熱切割并清除表面的氧化層，坡口表面應(yīng)平滑，坡口加工后必須檢查坡口表面，不得有分層、開(kāi)裂或影響焊接質(zhì)量的缺陷。并且涂上防護(hù)層。 本次球罐所用的鋼板材料的抗拉強(qiáng)度下限值為510MPa540MPa，所以無(wú)需對(duì)坡口進(jìn)行磁粉檢測(cè)。球殼板周邊100 mm的范圍內(nèi)應(yīng)按照J(rèn)B4730的規(guī)定進(jìn)行超聲檢測(cè)。 支柱檢查支柱全長(zhǎng)長(zhǎng)度允許偏差為3mm，支柱底板焊接后應(yīng)保持垂直其垂直度允許偏差為2mm，支柱全長(zhǎng)的直線度偏差應(yīng)小于或等于全長(zhǎng)的1/1000，且不應(yīng)大于10mm[10]。 現(xiàn)場(chǎng)組裝 球罐組裝(1)組裝方法采用整體組裝法中的單片組裝形式，即把單片球瓣逐一組裝成型的方法。這種方法由于單片組裝，故不需要很大吊起能力的機(jī)具和安裝場(chǎng)地，準(zhǔn)備的工作量小，組裝速度快，且球體的組裝精度易于保證，組裝應(yīng)力小。但是高空作業(yè)較多，要求全位置焊接技術(shù)較嚴(yán)格且需要相當(dāng)量得夾具。(2)球罐組裝時(shí)，采用工裝卡具調(diào)整球殼板組對(duì)間隙和錯(cuò)邊量，不得進(jìn)行強(qiáng)力組裝(3)由于本次焊接采用的是手工電弧焊接，所以球殼板組對(duì)間隙宜為mm；球殼板組對(duì)b錯(cuò)邊量不應(yīng)大于球殼板名義厚度的1/4，且不得大于3mm。(4)球罐赤道帶組裝后，每塊球殼板的赤道帶水平誤差不宜大于2mm；相鄰兩球殼板的赤