【正文】 的特點(diǎn)????????????????????????? 球罐的分類(lèi)?????????????????????????? 按儲(chǔ)藏溫度分類(lèi)???????????????????? 按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)???????????????????? 球罐的設(shè)計(jì)要求?????????????????????? 球罐的設(shè)計(jì)參數(shù)????????????? ?????????? 壓力????????????????????????? 11 溫度????????????????????????? 12 厚度????????????????????????? 12 設(shè)計(jì)的一般規(guī)定????????????????????? 14 許用應(yīng)力????????????????????? 14 焊接接頭系數(shù)????????????????????? 14 壓力試驗(yàn) ??????????????????????? 15 氣密性試驗(yàn) ??????????????? ?????? ????????????????????????? ? 16 球罐材料準(zhǔn)則?????????????????????? 16 殼體用鋼板???????????????????????? 17 鍛件用鋼???????????????????????? 21 鋼管的選用???????????????????????? 21 螺柱和螺母???????????????????????? 21 焊接材料?? ?????????????????????? 21 ???????????????????????? 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 概況 ???????????????????????? 球殼的設(shè)計(jì) ??????????????? 支座的設(shè)計(jì) ??????????????? 拉桿結(jié)構(gòu) ??????????????? 人孔和接管 ??????????????? 人孔和接管 ??????????????? 人孔 結(jié)構(gòu) ??????????????? 接管 結(jié)構(gòu) ??????????????? ???????????????????????????? 33 設(shè)計(jì)條件?????????????????????????? 33 球殼計(jì)算????????????????????????? 33 球罐的質(zhì)量計(jì)算??????????????????????? 35 地震載荷計(jì)算???????????????????????? 36 自振周期?????????????????????? 36 地震力???????????????????? 37 風(fēng)載 荷計(jì)算????????????????????????? 38 彎矩計(jì)算?????????????????????????? 38 支柱的計(jì)算 ??????????????????? ????? 39 單個(gè)支柱的垂直載荷??????????????????? 39 組合載荷???????????????????????? 40 單個(gè)支柱彎矩????????????????????? 40 支柱穩(wěn)定性校核???????????????????? 42 地腳螺栓計(jì)算??????????????????????? 44 支柱底板???????????????????????? 45 支柱底板直徑?????????????????????? 45 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 底板厚度????????????????????????? 46 拉桿計(jì)算?????????????????????????? 46 拉桿載荷計(jì)算?????????????????????? 46 拉桿連接部位的計(jì)算 ?? ????????????????? 47 翼板的厚度??????????????????????? 47 焊接強(qiáng)度驗(yàn)算?????????????????????? 48 支柱與球殼連接最低點(diǎn) a 的應(yīng)力校核?????????????? 49 a 點(diǎn)的應(yīng)力???????????????????????? 49 a 點(diǎn)的應(yīng)力校核????????????????????? 50 支柱與球殼連接焊縫的強(qiáng)度校核???????????????? 50 ???????????????? ? 50 工廠制造 ??????????????????????? 51 現(xiàn)場(chǎng)組裝 ??????????????????????? 51 組裝方案??????????????????????? 51 ?????????????????? ??? ? ? ??????? 51 焊接工藝的確定 ??????????????????????? 51 焊后熱處理 ????????????????????????? 52 ?????????????????? ??? ? ? ??????? 51 ?????????????????????????? 40 參考文獻(xiàn) ????????????????????????? 42 謝 辭 ??????????????????????????? 41 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 1500M3球型儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 球罐在我國(guó)的國(guó)防、科研、石油、化工、冶金等企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。隨著我國(guó)工業(yè)建設(shè)的發(fā)展，球罐的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。由于大型化的經(jīng)濟(jì)性十分明顯，以成為世界各國(guó)優(yōu)先重視的重要課題。 總的來(lái)說(shuō)球罐的發(fā)展還有很多問(wèn)題需要我們來(lái)解決，正因?yàn)榍蚬薜陌l(fā)展面臨很多問(wèn)題才使得球罐未來(lái)的發(fā)展前景很廣闊。 ? 球罐占地面積小，且可向空間高度發(fā)展，有利于地表面積的利用。只有極個(gè)別場(chǎng)合，如造紙工業(yè)用的蒸煮球罐，使用溫度高于常溫。 ? 低溫球罐 這類(lèi)球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20℃ ，一般不低于 100℃ 。由于對(duì)保冷要求高，常采用雙層球殼。 圓球形按支撐方式分有支柱式、裙座式、半埋式、 V形支撐等。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(rèn)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(diǎn)應(yīng)淘汰，鋼板厚度無(wú)論多少，只要能滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)（ GB123371998）中材料的有關(guān)規(guī)定，就可以制造球罐。 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(diǎn)，故混合式球殼結(jié)構(gòu)最優(yōu)。 設(shè)計(jì)壓力： p= 設(shè)計(jì)溫度：常溫 水壓試驗(yàn)壓力： PT = [σ ][σ ]t = 球殼內(nèi)直徑 iD =14200mm(1500 3m ) 儲(chǔ)存物料： 聚氨酯 充裝系數(shù) :k= 地震設(shè)防烈度 7 度 基本風(fēng)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(chǎng)地 :Ⅱ 類(lèi)場(chǎng)地土、近震 ,B 類(lèi)地區(qū) 壓力 除注明者外，壓力均指表壓力。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 對(duì)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(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。 （ 5）最大允許工作壓力 最大允許工作壓力系指在設(shè)計(jì)溫度下，球罐頂部所允許承受的最大表壓力。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。 標(biāo)志在銘牌上的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)是是球殼設(shè)計(jì)溫度的最高值或最低值。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 厚度 （ 1）計(jì)算厚度（ ） 計(jì)算厚度指按公式計(jì)算得到的厚度。即標(biāo)注在圖樣上的厚度。 （ 2）載荷 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(yàn)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(tái)等的重力載荷； ⑤ 風(fēng)載荷，地震力，雪載荷。當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不大于 ，且不超過(guò)名義厚度的 6%時(shí)，負(fù)偏差可忽略不計(jì)。確定許用應(yīng)力的依據(jù)為：我國(guó)球罐鋼材 (螺栓材料外 )許用應(yīng)力 按表 11，螺栓材料許用應(yīng)力按表 12 表 11 我國(guó)球罐鋼材的許用應(yīng)力 材料 許用應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值， MPa； — 鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服點(diǎn)， MPa； — 鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa。 壓力試驗(yàn) （ 1）試驗(yàn)壓力 壓力試驗(yàn)的壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的要求，試驗(yàn)壓力的最低值按下述規(guī)定： 液壓試驗(yàn) PT = [σ ][σ ]t (16) 式中 P— 設(shè)計(jì)壓力， MPa； PT— 試驗(yàn)壓力， MPa； [σ ]— 球殼材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， MPa； [σ ] — 球殼材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa。 氣密性試驗(yàn) 如果圖樣有要求，還應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。 氣密性試驗(yàn)時(shí)，升壓速度應(yīng)緩慢均勻，升壓至試驗(yàn)壓力的一半左右時(shí)停止升壓，檢查所有接管法蘭處有無(wú)泄漏，在不漏的情況下繼續(xù)緩慢升壓至試驗(yàn) 壓力。 介質(zhì)為混合物時(shí)，應(yīng)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(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)提供介質(zhì)毒性程度或是否屬于易遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 燃介質(zhì)的依據(jù)，無(wú)法提供依據(jù)時(shí)，按毒性程度或爆炸危險(xiǎn)程度最高的介質(zhì)確定。 當(dāng)對(duì)鋼材有特殊要求時(shí) (如要求特殊冶煉方法、較高的沖擊功指標(biāo)、提高無(wú)損檢測(cè)要求、增加力學(xué)性能檢驗(yàn)率，考慮介質(zhì)對(duì)鋼材腐蝕的要求等 )，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明。 ① 調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板； ② 厚度大于 60 mm 的鋼板。 低溫沖擊功的指標(biāo)根據(jù)鋼板標(biāo)準(zhǔn)的抗拉強(qiáng)度下限值按附錄 A 相應(yīng)的規(guī)定。 (4)球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20℃時(shí)，鋼板的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合表 22的規(guī)定。人孔結(jié)構(gòu)采用鍛件可避免補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 人孔以對(duì)接焊的形式與球殼板連接，達(dá)到減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力的目的。 當(dāng)球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20℃時(shí)，鍛件的熱處理狀態(tài)及最低沖擊溫度按表 24的規(guī)定。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 當(dāng)球罐的設(shè)計(jì)溫度 20℃ 時(shí)，鋼管的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合表 26的規(guī)定。 表 26 鋼管的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度 鋼號(hào) 使用狀態(tài) 壁厚， mm 最低沖擊試驗(yàn)溫 度，℃ 10 正火 16 30 20G 正火 16 20 16Mn 正火 20 40 09MnD 正火 16 50 表 27 鋼管的最低設(shè)計(jì)溫度 鋼管名義厚度， mm 最低設(shè)計(jì)溫度 ,℃ 焊后狀態(tài)使用 焊后熱處理狀態(tài)使用 8 20 35 6 25 40 4 40 45 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 鋼管名義厚度， mm 最低設(shè)計(jì)溫度 ,℃ 焊后狀態(tài)使用 焊后熱處理狀態(tài)使用 2 45 45 螺柱用鋼的標(biāo)準(zhǔn)、使用狀態(tài)及許用應(yīng)力按表 28 的規(guī)定。 試樣的取樣方向?yàn)榭v向，直徑不大于 40mm 的毛坯，試樣的縱軸應(yīng)位于毛坯中心；直徑大于 40 mm 的毛坯，試樣的縱軸應(yīng)位于毛坯半徑的 1/2 處。沖擊試驗(yàn)方法按 GB/T 229 的規(guī)定。低溫用螺柱 的鋼號(hào)及沖擊試驗(yàn)要求按表 210的規(guī)定。質(zhì)量證明書(shū)應(yīng)包括熔敷金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能、 擴(kuò)散氫含量等。烘干后的實(shí)際擴(kuò)散氫含量應(yīng)符合表 212的規(guī)定。 球殼設(shè)計(jì)要按照如下的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： ◆ 必須滿(mǎn)足所儲(chǔ)存物料在容量、壓力、溫度方面要求，且安全可靠； ◆ 受力狀況最佳； ◆ 考慮了瓣片加工機(jī)械（油壓機(jī)或水壓機(jī)）的跨度大小，運(yùn)輸條件的可能，盡量采用大的球瓣結(jié)構(gòu)，使焊縫長(zhǎng)度最小、減少安裝工作量； ◆ 考慮了鋼板的規(guī)格，增強(qiáng)球殼板的互換性，盡量提高板材 利用率。當(dāng)球殼按等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用不同的分帶去承受不同液柱高度的附加壓力時(shí)，產(chǎn)生不等厚的球片結(jié)構(gòu)。由于此種結(jié)構(gòu)取橘瓣式和足球瓣式兩種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)，所以材料利用率高，焊縫長(zhǎng)度縮短，球殼板數(shù)量減小，適合大型球罐。如圖（ 33）。為了 應(yīng)對(duì) 各種影響因素，結(jié)構(gòu)形式比較多，設(shè)計(jì)計(jì)算也比較復(fù)雜。 本球罐的支柱形式采用赤道正切柱式支座。他的缺點(diǎn)主要是重心高，穩(wěn)定性較差。可采用沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板的對(duì)接接頭。 支柱底板的地腳螺栓孔應(yīng)為徑向長(zhǎng)圓孔。日常球罐運(yùn)行總應(yīng)注意液體進(jìn)出，冬夏溫度變化和小地震引起的拉桿松動(dòng)，應(yīng)即使調(diào)節(jié)松緊。一般選用 DN500 較適宜。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 設(shè)計(jì)壓力： p= 設(shè)計(jì)溫度： 常溫 水壓試驗(yàn)壓力： PT = [σ ][σ ]t = 球殼內(nèi)直徑 : Di =14200mm(1500m3 儲(chǔ)存物料：