【正文】 按儲存溫度分類 球罐一般用于常溫或低溫。只有極個別場合，如造紙工業(yè)用的蒸煮球罐，使用溫度高于常溫。 ? 常溫球罐 如液化石油氣（ LPG）、氨、氧、氮等球罐。一般說這類球罐的壓力較高，取決于液化氣的飽和蒸氣壓或壓縮機的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計溫度大于 20。 ? 低溫球罐 這類球罐的設(shè)計溫度低于或等于 20，一般不低于 100。壓力屬于中等（視該溫度下介質(zhì)的飽和蒸氣壓而定）。 ? 深冷球罐 這類球罐的設(shè)計溫度在 100以下。 往往在介質(zhì)液化點以下儲存，壓力不高，有時為常壓。由于對保冷要求高，常采用雙層球殼。 目前國內(nèi)使用的球罐，設(shè)計溫度一般在 40之間。 按結(jié)構(gòu)形式分類 按形狀分有圓球形、橢球形、水滴形或上述幾種形式混合。圓球按分瓣方式分有橘瓣式、足球瓣式、混合瓣式三種。圓球形按支撐方式分有支柱式、裙座式、半埋式、 V形支撐等。 在材料方面 用碳素鋼和低合金鋼制球罐，不適用于高合金鋼及有色金屬球罐。因為采用高合金鋼等鋼板制造單層球罐或制造雙金屬復合板單層球罐，在我國還沒有實踐，有關(guān)技術(shù)沒有掌握，在現(xiàn) 階段標準不易列入。 設(shè)計壓力不大于 4MPa. 過去的球罐標準對球殼壁厚做出了小于或等于 50mm的限定，實際上也是對設(shè)計壓力的限定。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，壓力容器用鋼板的厚度早已超出 50mm,認為 50mm 以上厚度的鋼板質(zhì)量部穩(wěn)定和不能保障質(zhì)量供貨的觀點應淘汰，鋼板厚度無論多少，只要能滿足標準（ GB123371998）中材料的有關(guān)規(guī)定，就可以制造球罐。 球殼結(jié)構(gòu)為桔瓣式或混合式，支座為支柱支撐。球殼結(jié)構(gòu)沒有采用足球瓣式是因為它適用于只在溶劑較小的球罐，不適用于制造較大容積的球罐，應用場合少。而且這種組裝和焊接比較困難，在我國沒有實踐經(jīng)驗。 混合式球罐的球殼結(jié)兼容了足球瓣式和橘瓣式球殼的優(yōu)點，故混合式球殼結(jié)構(gòu)最優(yōu)。 輻射作用對人體有極大的危害性，因此對儲存輻射介質(zhì)的球罐在設(shè)計制造方面和安全防護上須有嚴格的要求。而且，長期遭受中子輻射的鋼材，其性能也會有所改變，因此，在選材上也應從嚴要求。對于受輻射作用的球罐，規(guī)定是遠遠不夠的，故不適用于受輻射作用的球罐。 設(shè)計壓力： p= 設(shè)計溫度：常溫 水壓試驗壓力： 球殼內(nèi)直徑 iD =14200mm(1500 3m ) 儲存物料： 聚氨酯 充裝系數(shù) :k= 地震設(shè)防烈度 7 度 基本風壓值 : 0q =400 N/ 2m 基本雪壓值 :q =300 N/ 2m 支柱數(shù)目 :n=10 支柱選用 : 16MnR(熱軋 ) 拉桿選用 :20 圓鋼 球罐建造場地 :Ⅱ 類場地土、近震 ,B 類地區(qū) 壓力 除注明者外，壓力均指表壓力。 （ 1）工作壓力 工作壓力指在正常工作情況下，球罐頂部可能達到的最高壓力。 （ 2）設(shè)計壓力 設(shè)計壓力指設(shè)定的球罐頂部的最高壓力，與相應的設(shè)計溫度一起作為設(shè)計載荷條件，其值不低于工作壓力。 球罐上裝有超壓泄放裝置時，應按 GB150 附錄 B“超壓泄放裝置”的規(guī)定確定設(shè)計壓力。 對于盛裝液化氣體的球罐，在規(guī)定充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計壓力應根據(jù)工作條件下可能達到的最高金屬溫度確定。 （ 3）計算壓力 計算壓力指在相應設(shè)計溫度下，用以確定球殼各帶厚度或受壓元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。 液柱高度 (11) 式中 H— 液柱高度； K— 充裝系數(shù)； R— 球罐半徑。 將式（ 11）指的中括號部分設(shè)定為，則變?yōu)椋?H= 查表可得當 K=， （ 4）試驗壓力 試驗壓力指在壓力試驗時，球罐頂部的壓力。 （ 5）最大允許工作壓力 最大允許工作壓力系指在設(shè)計溫度下，球罐頂部所允許承受的最大表壓力。該壓力是根據(jù)球殼的有效厚度計算所得，且取最小值。 溫度 除注明者外，溫度均指攝氏溫度。 （ 1）設(shè)計溫度 設(shè)計溫度指球罐在正常工作情況下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度 (沿元件金屬截面溫度平均值 )。設(shè)計溫度與設(shè)計壓力一起作為設(shè)計載荷條件。 設(shè)計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)下可能達到的最高溫度。對于 0℃以下的金屬溫度，設(shè)計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。 低溫球罐的設(shè)計溫度按 GB12337《鋼制球形儲罐》附錄 A(標準的附錄 )確定。 標志在銘牌上的設(shè)計溫度應是是球殼設(shè)計溫度的最高值或最低值。 元件的金屬溫度可用傳熱計算求得?；蛟谝咽褂玫耐惽蚬奚蠝y定，或按內(nèi)部介質(zhì)溫度確定。 （ 2）試驗溫度 試驗溫度指壓力試驗時，球殼的金屬溫度。 厚度 （ 1）計算厚度（） 計算厚度指按公式計算得到的厚度。需要時，應計入其他載荷所需的厚度。 （ 2）設(shè)計厚度（） 設(shè)計厚度指計算厚度與腐蝕裕量之和。 (12) （ 3）名義厚度 名義厚度指設(shè)計厚度加上鋼材厚度負偏差后，向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度。即標注在圖樣上的厚度。（不包括加工裕量）。 (13) （ 4）有效厚度 有效厚度指名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材厚度負偏差。 (14) 設(shè)計的一般規(guī)定 （ 1）對有不同工況的球罐，應按最苛刻的工況設(shè)計，并在圖樣或相應技術(shù)文件中注明各工況的壓力和溫度值。 （ 2）載荷 設(shè)計時應考慮以下載荷： ① 壓力； ② 液體靜壓力； ③ 球罐自重 (包括內(nèi)件 )以及正常工作條件下或壓力試驗狀態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷； ④ 附屬設(shè)備及隔熱材料、管道、支柱、拉桿、梯子、平臺等的重力載荷； ⑤ 風載荷，地震力，雪載荷。 需要時，還應考慮下列載荷： ⑥ 支柱的反作用 力； ⑦ 連接管道和其他部件的作用力； ⑧ 溫度梯度或熱膨脹量不同引起的作用力； ⑨ 包括壓力急劇波動的沖擊載荷； ⑩ 沖擊反力，如由流體沖擊引起的反力等。 （ 3）厚度附加量 厚度附加 (15) 式中 C— 厚度附加量， mm； — 鋼材厚度負偏差， mm； — 腐蝕裕量， mm。 其中鋼材厚度負偏差是指鋼板或鋼管的厚度負偏差，其值按鋼材標準的規(guī)定。當鋼材的厚度負偏差不大于 ，且不超過名義厚度的 6%時，負偏差可忽略不計。 腐蝕裕量為防止球罐元件由于腐蝕、機械磨損而導致厚度削弱減薄，應考慮腐蝕裕量，具體規(guī)定如下： ① 對有腐蝕或磨損的元件，應根據(jù)預期的球罐壽命和物料對金屬材料的腐蝕速率確定腐蝕裕量； ② 球罐各元件受到的腐蝕程度不同時，可采用不同的腐蝕裕量； ③ 腐蝕裕量取值不小于 1mm。 許用應力 許用應力是根據(jù)材料各項強度性能分別除以標準中規(guī)定的安全系數(shù)來確定的 。 本標準所用材料的許用應力按第 4章選取。確定許用應力的依據(jù)為：我國球罐鋼材 (螺栓材料外 )許用應力 按表 11，螺栓材料許用應力按表 12 表 11 我國球罐鋼材的許用應力 材料 許用應力 取下列各值中的最小值， MPa 碳素鋼、低合金鋼 注 :表中 — 鋼材標準抗拉強度下限值， MPa； — 鋼材標準常溫屈服點， MPa； — 鋼材在設(shè)計溫度下的屈服點， MPa。 表 12螺栓材料許用應力 材料 螺栓直徑 ,mm 熱處理狀態(tài) 許用應力， MPa 碳素鋼 熱軋、正火 M24M48 低合金鋼 調(diào) 質(zhì) M24M48 焊接接頭系數(shù) 焊接接頭系數(shù)是用來補償元件焊接連接部分的強度削弱。焊接接頭系數(shù)的大小與焊縫形式，焊接工藝及焊縫無損檢測的嚴格程度有關(guān)。 雙面焊全焊透對接接頭的焊接接頭系數(shù)按下列規(guī)定選擇： 100%無損檢測 =； 局部無損檢測 =。 壓力試驗 （ 1）試驗壓力 壓力試驗的壓力應符合設(shè)計圖樣的要求，試驗壓力的最低值按下述規(guī)定： 液壓試驗 (16) 式中 P— 設(shè)計壓力， MPa； — 試驗壓力， MPa； — 球殼材料在試驗溫度下的許用應力， MPa； — 球殼材料在設(shè)計溫度下的許用應力， MPa。 （ 2）壓力試驗前的應力校核 壓力試驗前，應按下列校核球殼應力： (17) 式中 — 試驗壓力下球殼的應力， MPa； — 試驗壓力， MPa； — 球殼內(nèi)直徑， mm； — 球殼的有效厚度， mm。 應滿足下列條件： 液壓試驗時， 式中 — 球殼材料在試驗溫度下的屈服點， MPa； 球殼的焊接接頭系數(shù)。 液壓試驗后，符合下列條件為合格： ①無滲漏； ②無可見的變形； ③試驗過程中無異常的響聲； ④試驗過程規(guī)定值下限大于等于 540 MPa 的材料，表面經(jīng)無損檢測抽查未發(fā)現(xiàn)裂紋。 氣密性試驗 如果圖樣有要求，還應進行氣密性試驗。氣密性試驗應在壓力實驗合格后進行。 氣密性試驗是檢驗球罐嚴密性的重要手段 。 盛放毒性程度為極度和高度危害的物料，易燃的壓縮氣體或液化氣體的球罐，應進行氣密性試驗。 氣密性試驗時，升壓速度應緩慢均勻，升壓至試驗壓力的一半左右時停止升壓，檢查所有接管法蘭處有無泄漏，在不漏的情況下繼續(xù)緩慢升壓至試驗壓力。保持壓力 15 分鐘，檢查壓力表有無降壓，用肥皂水涂刷所有焊縫和接管法蘭口檢查有無泄漏。檢查合格后降壓。氣密性實驗的氣體是氮氣。 介質(zhì)為混合物時，應以介質(zhì)組分并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計單位的工藝設(shè)計或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門提供介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)的依據(jù)，無法提供依據(jù)時 ，按毒性程度或爆炸危險程度最高的介質(zhì)確定。 氣密性試驗壓力按下式確定： (18) 式中 P— 設(shè)計壓力， MPa； — 試驗壓力， MPa。 球罐材料準則 球罐材料不僅按其儲存物料的性質(zhì)、壓力、溫度等因素選定具有足夠強度的材料，而且還應考慮到所選材料應具有良好的焊接性能和加工性能，同時還應考慮材料的供給可靠性及經(jīng)濟性等。 球罐的設(shè)計溫度低于或等于 20℃時，鋼材還應符合附錄 A 的規(guī)定。 當對鋼材有特殊要求時 (如要求特殊冶煉方法、較高的沖擊功指標、提高無損檢測要求、增加力學性能檢驗率，考慮介質(zhì)對鋼材腐蝕的要求等 )，設(shè)計單位應在圖樣或相應技術(shù)文件中注明。 當設(shè)計溫度高于 2OO℃時，其許用應力值按 GB 150 的規(guī)定。 （ 1）凡符合下列條件的鋼板，應在正火狀態(tài)下使用： ① 球殼用鋼板 厚度大于 30 mm 的 20R 和 16MnR； 厚度大于 16 mm 的 15MnVR； 任意厚度的 15MnVNR； ② 其他受壓元件 (法蘭、平蓋等 )用厚度大于 50 mm 的 20R 和 16MnR。 （ 2）符合下列條件的球殼用鋼板，應逐張進行拉伸和夏比 (V 型缺口 )常溫或低溫沖擊試驗。 ① 調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板； ② 厚度大于 60 mm 的鋼板。 （ 3）用于球殼的下列鋼板，當球罐的設(shè)計溫度和鋼板厚度符合下列情況時，應每批取一張鋼板進行夏比 (V 型缺口 )低溫沖擊試驗。試驗溫度為球罐的設(shè)計溫度或按圖樣的規(guī)定，試樣取樣方向為橫向。 ① 設(shè)計溫度低于 0℃時，厚度大于 25 mm 的 20R，厚度大于 38 mm 的 16MnR、15MnVR ② 設(shè)計溫度低于 10℃時，厚度大于 12mm 的 20R，厚度大于 20 mm 的 16MnR、15MnVR和 15MnVNR。 低溫沖擊功的指標根據(jù)鋼板標準的抗拉強度下限值按附錄 A 相應的規(guī)定。 鋼板的標準、使用狀態(tài)及許用應力按表 21的規(guī)定。 表 21 許用應力 鋼號 鋼板標準 使用狀態(tài) 厚度 ,mm 常溫強度指標 在下列溫度（）下的許用應力， MPa MPa MPa 100 150 200 20R GB6654 熱軋， 正火 400 245 133 133 132 123 400 235 133 132 126 116 400 225 133 126 119 110 390 205 128 115 110 103 16