【正文】 ，球殼板制造廠的成本低，運輸方便的優(yōu)點，同時混合式球殼要比橘瓣式球殼的焊 縫總長度短很多，這對于現(xiàn)場施工來說，焊縫的減少就意味著節(jié)省了焊條，降低了焊接的工作量，縮短了工期，也減少了焊縫的檢測量。 本設計為常溫球罐，在滿足普通球罐的結(jié)構設計要求下，還要充分考慮常溫球罐要沈陽理工大學學士學位論文 7 遵循的設計原 則。 球罐用鋼選擇主要從兩方面考慮：一是技術性和安全性，即加工及使用性能，選擇原則是在滿足強度要求的前提下，應保證良好的成型性、優(yōu)良的焊接性能、足夠高的缺口韌性值和長期可靠的使用性能；二是經(jīng)濟性，即應在確保安全的前提下經(jīng) 濟合理，因為鋼材的價格在球罐投資上占有較大的比例，對球罐用鋼提出過高的要求，勢必會增加成本，難以保證經(jīng)濟性。 （二） 設計壓力 罐內(nèi)儲存 液氨 ，取設計壓力 P=。根據(jù)材料和焊接位置合理的 選擇焊接工藝參數(shù)以及設計坡口形式。 課題 研究方案 本文設計的是一個容積為 3000m3，工作壓力為 的球罐，介質(zhì)為 液氨 ，球罐的材料為 Q345R 鋼，支柱材料選用 Q235B 鋼。 1993年 12 月至 1994 年 5 月，完成了鎮(zhèn)海煉化股分有限公司的 5 臺容積為 1000 m3球罐； 1994年 10 月至 1995 年 3 月，又完成了蘇州液化汽公司兩臺 1000 m3液化石油氣球罐自動焊；1996 年 3 月至 1996 年 9 月，完成了鎮(zhèn)海煉化公司的 4 臺容積為 4000 m3球罐的全位置自動焊，這是我國目前建造的最大的全自動焊球罐； 1996 年 12 月至 1997 年 3 月又完成了蘇州兩臺 1000 m3球罐的全位置自動焊。 球罐自動化焊接技術的進展 我國大型球罐的現(xiàn)場自動焊接，于 80 年代在石化行業(yè)進行了試驗性研究，但由于焊接設備與焊絲等問題而延誤了該項研究。多數(shù)仍然是手工生產(chǎn)或者半自動化生產(chǎn)。 上世紀 90 年代末， 美國和德國的專家 在對 20 世紀前 20 年焊接技術發(fā)展前景的預測中認為，到 2020 年， 焊接仍將是制造業(yè)的重要加工工藝，它是一種精確、可靠、低成本，并且是采用高科技連接材料的方法。球罐的焊接、熱處理及質(zhì)量檢驗技術是保證質(zhì)量的關鍵。我國 70 年代球罐事故統(tǒng)計，其發(fā)生率約為 2%。球罐占 70 % 左右。 目前我國在役球罐主要參數(shù)：容量為 50~10000 m179。,直徑為 61m 的核反應堆球形安全殼 ,設計 壓力為 ~ MPa ,殼體壁厚控制在 38 mm 以內(nèi) ,這是目前世沈陽理工大學學士學位論文 3 界上較大容量球罐。至 1990 年全國在役各類工業(yè)球約 2200 余臺（其中：石油 300 余臺 、化工500 余臺 ,石油化工 500 余臺、冶金 200 余臺、城市煤氣 400 余臺、其他工業(yè)部門 300 余臺 。球罐的結(jié)構是多種多樣的，根據(jù)不同的使用條件（介質(zhì)、容量、壓力濕度）有不同的結(jié)構形式。 (2) 球罐殼板承載能力比圓筒形容器大一倍，即球罐的承載能力最高，在相同直徑、相同內(nèi)壓條件下，采用同樣鋼板時，球形容器所需要壁厚僅為同直徑、同材料的圓筒形容器壁厚的 1/2（不考慮腐蝕裕度）。 沈陽理工大學學士學位論文 2 球罐介紹 球罐為大容量、承壓的球形儲存容器，它可以用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲存容器。但是，其基本制造工藝還是比較穩(wěn)定的，所以球罐的制造技術應 該被廣泛的應用，并在原基礎上有所突破創(chuàng)新。表現(xiàn)為下料工序較復雜；從沖 壓到拼裝尺寸要求嚴格；超差變形矯正困難。與同容積的圓筒形容器相比，球罐的表面積最小，受力均勻，在相同直徑和工作壓力下，其所受內(nèi)應力最小。目前，焊接已廣泛用于能源、石油化工、航空航天、原子能、海洋、交通等重大工程項目，同時亦遍及工業(yè)生產(chǎn)的各個領域。 球罐組裝、焊接之后，需要進行焊后處理，包括無損檢測，焊后熱處理，以及耐壓試驗等，本文也都進行了簡要的分析和說明，并介紹了相應的處理方法和注意事項。同樣，本設計在球罐選型及支撐方式的選擇上也應用多種形式作比較最終確定混合式結(jié)構、可調(diào)式 拉桿支撐最合理。沈陽理工大學學士學位論文 I 1000m3球罐的焊接結(jié)構和工藝設計畢業(yè)論文 摘 要 本 次 設計以《 GB123372020 鋼制球形儲罐》和《 GB1502020 鋼制壓力容器》為設計依據(jù)，綜合國內(nèi)外現(xiàn)有的制造技術設計了 3000m3 液氨 儲罐。最后進行強度及穩(wěn)定性校核，校核結(jié)果顯示本設計的結(jié)構既安全又經(jīng)濟。 關鍵詞： 球罐 ； 安全 ； 經(jīng)濟 ；焊接 沈陽理工大學學士學位論文 II Abstract The design Of 3000m3 liquid ammonia spherical tank is basis on both the GB123372020 《 steel spherical tanks 》 and GB1502020 《 design of steel pressure vessel》 , considering the existing manufacturing technology of tanks both at home and abroad. In the principles of safety ， consideration of product quality and construction feasibility, the existing building technology and other factors, at last the spherical tank is designed for nominal diameter 18000mm、 wall thickness 44mm. The selection of materials in this design is in consideration, pared with some different properties of materials， finally the Q345R has be , the design and selection of the spherical support is in consideration，finally hybrid strucure and adjustable tension support seems to be the most reasonable. Finally the strength and stability test, the result shows this design of structure is safe and economic. Based on the spherical tank welding materials analysis to determine the welding materials and welding methods. According to different characteristics of each weld, developed a specific welding seam of each sequence and groove type, and selected welding parameters. After the installation and welding of the spherical container, there need to conduct process when the welding finished, which include nondestructive testing, postweld heat treatment, and the pressure test, and so on. In the paper, they were conducted a brief analysis and exposition, and were introduced the corresponding resolve methods and attention matters. Keywords: spherical tank； safety； welding 沈陽理工大學學士學位論文 III 目錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 引言 ................................................................................................................. 1 球罐介 紹 ......................................................................................................... 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................. 2 球罐的發(fā)展和應用現(xiàn)狀 ..................................................................... 2 焊接設備應用現(xiàn)狀 ............................................................................. 3 球罐自動化焊接技術的進展 ............................................................. 4 課題主要內(nèi)容 ................................................................................................ 5 課題研究方案 ................................................................................................ 5 2 3000m179。 由于石油、化工、石油化工、燃氣（液氨、液化石油氣）等事業(yè)的迅速發(fā)展，隨之而建造的球罐增長速度很快， 1981 年我國球罐約 1100 臺，到 1985 年增加至約 1800 臺，至 1996 年全國有近 5000 臺球罐，這 4 年間平均每年建造約 400 臺球罐。同時球罐還具有占地面積小，高度低，底座基礎工作量小，所以建造球罐時，可節(jié)省鋼材，降低成本，因而在各工業(yè)領域得到了廣泛的應用，在單罐容積大于 1000m3 僅用材消耗量就比同容積圓筒形容器節(jié)省三分之一以上（容積越大越顯著），其經(jīng)濟效益顯得十分突出。此外，球罐直徑通常較大，如 50m3 容積的球罐，直徑就達到 ，已不適于整體常規(guī)運輸，須在現(xiàn)場組裝焊接，而 100m3 容積的臥（立）式貯罐，則尚可在制造廠中預制。 近年來，在石油、化工、冶金、核電等領域中，球罐得到了廣泛應用。也可作為壓縮氣體（空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣）的 儲罐。 (3) 在相同直徑情況下，球罐壁內(nèi)應力最小，而且均勻。通常按照外觀形狀、殼體構造和支承方式的不同來分類。目前中國球罐制造廠商約 20 余家，年建球罐增長量約 100~150 臺。我國尚未建造球形安全殼 ,我國已建成直徑為 36 m，壁厚為 38 mm 的球形封頭式的核反應堆安全殼。內(nèi)徑為 ~ ,設計壓力為常壓至 4 MPa，設計溫度為 104~60 ℃ 。儲存介質(zhì)為液化石油氣、液氨及城市煤氣 ，氧 氣 和 氮 氣 ， 乙 烯 和 液 氨 ， 液 氨 ， 其 他 介 質(zhì) 。 80 年代全國各部門從 1979 年吉林液化石油氣球罐群爆炸災難性事故中吸取教訓，在國家勞動安全監(jiān)察部門監(jiān)督下，對全國 930 余臺在役舊球罐及 1000 余臺新建投用球罐逐臺進行開罐檢查及全面修復，歷時 10 年，耗資近 3 億元人民幣，動用 4 萬人次， 80 萬工日，報廢球罐約占總開罐數(shù)的 10%，返修球罐約占總開罐數(shù)的 80%從 1980 年至 1990 年全國在役2200 余臺球罐災難性事故降到 0，球罐運行破裂爆炸事故降到 0 球罐耐壓破裂事故 降到 1/1000。 焊接設備應用現(xiàn)狀 制造業(yè)是一個國家綜合經(jīng)濟實力的重要基礎，沒有強大的制造業(yè)就不可能成為經(jīng)濟強國，也難有強大的國防力量。目前還沒有其他方法能夠比焊接更為廣泛地沈陽理工大學學士學位論文 4 應用于金屬的連接，并對所焊的產(chǎn)品增加更大的附加值，可見，焊接在已經(jīng)完成工業(yè)化的發(fā)達國家中仍是一種不可取代的工藝，對于我們這樣的發(fā)展中國家來說，焊接更是一項蓬勃發(fā)展的技術。同時，國內(nèi)焊接自動化水平分布不均，自動化程度最高的是汽車制造業(yè)，其次是航空航天、車輛和造船業(yè)，而大部分中小企業(yè)，受到投資成本的限制，對焊接自動化呈現(xiàn)可望而不可及的態(tài)度。 90 年代初隨著改革開放球罐建造量劇增，又重新立項對其進行開發(fā)與應用