【正文】 聚氨酯 充裝系數 : k= 地震設防烈度 : 7 度 基本風壓值 : q = 400N/m 基本雪壓值 : q = 300N/m 支柱數目 : 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) (1)計算壓力 根據設計參數，球殼選取混合式三帶球罐 。9 = ② 壓力實驗前的校核球殼應力 ? = PT Di 4 = （ 14200 43）4 43 = 液壓實驗 ? ? ? = 305 1 = 所以 ? ?符合設計要求 。j） m x = x = 6400 = 10 N 以上兩力之和的最大值 (按 GB 123371998 表計算 )： ? ? m a x m a xm a x950. 11 76 0. 30 781. 37 6 10 64 00 43 01 47 .60. 11 76 0. 30 7871 00 71 001. 42 1 10i i jM lFFPRRN?? ? ???? ? ? ??? 組合載荷 操作狀態(tài)下支柱的最大垂直載荷 ： ? ? 6 5 600 m a x 1 .0 1 1 1 0 1 .4 2 1 1 0 1 .1 5 3 1 0i i jW G F P N?? ? ? ? ? ? ? ? ? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的最大垂直載荷 ： 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 ? ? m a xm a x46560. 34. 39 3 101. 72 0 10 0. 3 1. 42 1 1043 01 47 .61. 72 4 10wT T i i jFW G F PFN?? ? ??? ? ? ? ? ??? 單個支柱彎矩 ? 偏心彎矩 操作狀態(tài)下赤道線的液柱高度 : h = 7100 = 液壓試驗狀態(tài)下赤道線的液柱高度 : hT = 7100mm 操作狀態(tài)下物料在赤道線的液柱靜壓力 ： Po = h ρ g 10。9 = 球殼的有效厚度 ： = = 46 3 = 43mm 操作狀態(tài)下球殼赤道線的薄膜應力 : ?o = P Po Di 4 = 14200 43 4 43 = 液壓試驗狀態(tài)下球殼赤道線的薄膜應力 : ?T = PT PT Di 4 14200 43 4 43 = 球殼內半徑 : 7100jR mm? 球殼材料的泊松比 : ?? 球殼材料 Q345R 的彈性模量 : 3E= 20 6 10 MPa? 操作狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 : ? ? ? ?6 601 31 4 4 . 3 7 7 1 0 0 1 . 1 5 3 1 01 1 0 . 3 4 . 1 5 1 0 .2 0 6 1 0o e i oRWM N m mE? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 : 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 ? ? ? ?6 61 31 9 0 . 6 8 7 1 0 0 1 . 7 2 4 1 01 1 0 . 3 7 . 9 0 7 1 0 .2 0 6 1 0T e i TT RWM N m mE? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 附加彎矩 操作狀態(tài)下支柱的附加彎矩 : ? ? ? ?3 702 2 2 306 6 1 9 1 1 0 5 5 2 3 7 0 5 6 0 . 0 7 1 0 0 1 4 4 . 3 71 1 0 . 3 2 . 6 5 1 1 0 .9 6 0 0 2 0 6 1 0s o e iE I RM N m mHE ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???液壓試驗狀態(tài)下支柱的附加彎矩 : ? ? ? ?3 72 2 2 306 6 1 9 1 1 0 5 5 2 3 7 0 5 6 0 7 1 0 0 1 9 0 . 6 81 1 0 . 3 3 . 3 7 8 1 0 .9 6 0 0 2 0 6 1 0s T e iT E I RM N m mHE ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? 總 彎 矩 操作狀態(tài)下支柱的總彎矩 712 66 10 .o o oM M M N m m? ? ? ? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的總彎矩 712 4 .1 6 8 1 0 .T T TM M M N m m? ? ? ? 支柱穩(wěn)定性校核 計算長度系數 : 3 1k? ? 單個支柱的橫截面積 ： ? ? ? ?2 2 2 2 20A = 5 3 0 5 1 0 1 6 3 3 6 . 344 id d m m??? ? ? ? 支柱的慣性半徑 ： 552370560 1 8 3 .91 6 3 3 6 .3i Ir m mA? ? ? 支柱長細比 ： 30 1 9 6 0 0 5 2 .2 11 8 3 .9iKHr? ?? ? ? 支柱材料 16MnR 鋼的常溫屈服點 : s =245 MPa? 支柱換算長細比 ： 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 35 2 . 2 1 2 4 5 0 . 6 01 9 1 1 0ssE??? ??? ? ? ?? ?? 系數： 23= , =?? 彎矩作用平面內的軸心受壓支柱穩(wěn)定系數 ： ?p = 12λ ? [(α α3λ? λ ?) √(α α3λ? λ ?) 4λ ?] = 12 [ √ 4 ] = 等效彎矩系數 : m=1? 截面塑性發(fā)展系數 : =? 單個支柱的截面系數 : Z = π do di 32doπ 530 510
。9 = 液壓試驗狀態(tài)下液體在赤道線的液柱靜壓力 ： PT = hT ρ 3g 10。6= π4 14292 400 10。 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 圖 41 球罐靜液位示意圖 1h =0mm 2h = 3h = 4 mm? 物料密度 : ρ =重力加速度 :g= m/ 球殼各帶的計算壓力： P i = P hiρ g 10 9 P 1 =+0= P 2 = 10 9 = P 3 = 10 9 = P 4 = 10 9 = ?球殼各帶的厚度計算 球殼內直徑 14200iD mm? 設計溫度下球殼材料 : 16MnR(正火 )的許用應力： ? ?t =157 MPa? 焊縫系數： 1?? .00 厚度附加量 : 12 0 3 3C C C m m? ? ? ? ? ? ? 11 1 1 . 7 7 1 4 2 0 0 3 4 3 . 1 44 1 5 7 1 1 . 7 74 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 22 2 1 . 7 9 1 4 2 0 0 3 4 3 . 5 94 1 5 7 1 1 . 7 94 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 ? ? 33 3 1 . 8 2 1 4 2 0 0 3 4 4 . 2 74 1 5 7 1 1 . 8 24 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 44 4 1 . 8 3 1 4 2 0 0 3 4 4 . 5 04 1 5 7 1 1 . 8 34 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? 取球殼名義厚度 : = 46mm 球殼有效 厚度 : = = 46 3 = 43mm (3) 液壓實驗 ①實驗壓力最低值 PT = [σ ][σ ] ρ3gh 10。 接管結構 由于工藝操作需要有各種接管，球罐接管部分是強度的薄弱環(huán)節(jié)，國內較多事故都是從接管焊接處發(fā)生的。 圖 36可調式拉桿 圖 37固定式拉桿 人孔結構 球罐的人孔是操作人員進出球罐進行檢查及維修用的；在現場組焊需要進行焊后整體熱處理的球罐，人孔又成為進風，燃燒口及煙氣排出煙囪用。 本設計采用可調式拉桿，這主要是考慮到可調式拉桿采用圓鋼加工而成，拉桿與支柱采用銷釘連接。 支柱應設置通氣口，對儲存易燃物料及液化石油氣的球罐，還應設置防火層。 下段支柱可分段，分段的長度不宜小于支柱總長的 1/3。支柱支撐球的重量，為了承受風載荷和地震載荷，保證球罐的穩(wěn)定性，在支柱之間設置拉桿相連。柱式支撐中又以赤道正切柱式支撐為國內外普遍采用。 球罐支座是球罐中用以支撐本體質量和儲存物料質量的結構部件。大型球罐一般采用這種混合排板的形式。 橘 瓣式結構也有其缺點：由于球片在各帶位置尺寸大小不一，只能在本帶內或在上、下對稱帶之間進行互換；下料成型較復雜，原材料利用率較低；球極板往往尺寸較小，當需要布置人孔和眾多接管時可能出現接管擁擠，有時焊縫不易錯開。 ? 橘瓣式球殼的設計（圖 31） 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 橘瓣式球殼組裝焊縫較為規(guī)則，施工簡便。要做到滿足各項藝要求，具有足夠的強度和穩(wěn)定性，結構盡可能簡單和檢修實施容易。 球殼的焊縫以及直接與球殼焊接的焊縫，應選用低氫型藥皮焊條，并按批號 進行擴散氫復驗。 遼寧石油化工大學順華能源學院畢業(yè)設計（論文）用紙 表 211 螺母用鋼 螺柱鋼號 螺母用鋼 螺母鋼號 鋼材標準 使用狀態(tài) 使用溫度下 限， ℃ Q235A Q215A ，Q235A GB/T 700 熱軋 20 35 Q235A GB/T 700 熱軋 20 20， 25 GB/T 699 正火 20 40MnB 35， 40Mn， 45 GB/T 699 正火 20 40MnVB 35， 40Mn， 45 GB/T 699 正火 20 40Cr 35， 40Mn， 45 GB/T 699 正火 20 30CrMoA 40Mn， 45 GB/T 699 正火 20 30CrMoA GB/T 3077 調質 100 35CrMoA 40Mn， 45 GB/T 699 正火 20 30CrMoA 35CrMoA GB/T 3077 調質 100 40CrNiMoA 35CrMoA 40CrNiMoA GB/T 3077 調質 70 焊接材料包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極和襯墊等。對鋼號和規(guī)格符合 JB 4707 標準的低合金鋼螺柱用鋼材，其力學性能可按該標準驗收。 每件毛坯上取拉伸試樣一個，沖擊試樣三個。 低合金 鋼 螺柱用毛胚，經調質熱處理后進行力學性能試驗。 表 25 鋼管的標準及許用應力 鋼號 鋼管標準 壁厚， mm 常溫強度指標 在下列溫度（ ℃ ）下的許用應力， MPa σ MPa σ MPa 20 100 150 200 10 GB/T8163 GB 9948 GB 6479 10 16 16 17~40 335 335 335 335 205 205 205 195 112 112 112 112 112 112 112 110 108 108 108 104 101 101 101 98 20 GB/T8163 GB 9948 10 16 390 410 245 245 130 137 130 137 130 132 123 123 20G GB 6479 16 17~40 410 410 245 235 137 137 137 132 132 126 123 116 16Mn GB 6479 16 17~40 490 490 320 310 163 163 163 163 163 163 159 153 15MnV GB6479 16 17~40 510 510 350 340 170 170 170 160 170 170 170 170 09MnD① 16 400 240 133 133 128 119 ① 該鋼管的技術要求見 GB150附錄“材料的補充規(guī)定”。 表 24 鍛件的熱處理狀態(tài)及最低沖擊溫度 鋼號 熱處理狀態(tài) 公稱厚度， mm 最低沖擊試驗溫 度，℃ 16MnD 正火加回火，調質 200 40 200~300 30 09Mn2VD 正火加回火，調質 200