【正文】 中板； ； 板； 4 赤道板 赤道板（見圖 ）尺寸計(jì)算 弧 長 mmπ R βL 2 41180 .1 4180? 0 ?????? 弦 長 mmβRL )2 in (50162)2s in (2 0 ?????? 弧 長 mmβNπRB o s 33 .7 516 50163 .1 42)2c o s (2? 01 ?????? 弦長 mmαβB )2 ) s i n ( c os (162)2) s i n (22R c os ( 01 ?????? 弧長 mmNπRB 2 ????? 弦長 mmB )2 in (15062)2s in (R22 ????? ? 弦長mmαβRD )2 () c os2 (c os150162)2(c os)2(c os1222202???????? 弧長 mmRDRD )1 2 3 0 07 1 1 9 . 1 3a r c s in (90 50163 . 1 4)2a r c s in (90? ???? ? 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 圖 赤道板 極板（見圖 ）尺寸計(jì)算 圖 極板 弦長 mmHRB . 1 4 ) 0 s in (162)2s in (2 211 ???????? ?? 弧長 mmRBRB )501625 9 9 4 . 3 1a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 11 ????? ? 弧長 mmRDRD )501628 4 7 7 . 2 3a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 00 ????? ? 弦長 mmBD 4 7 9 9 422 10 ???? 弧長 mmRB 2 41180 )54( 2 2 .55016π180 )2(? 212 ????????? ??? 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 弦長 mm )2 s in (162)2s in (2 212 ???????? ??RB 對角線弦長與弧長的最大間距 mm 1 . 1 4)2 (s in1)2(s in1 2212 ????????? ??H （ 1）極中板（見圖 ）尺寸計(jì)算 弧長 mm 13 . 8642180 12 ?????? ?? RB 圖 極中板 弦長 mm 9 9)2 s in (162)2s in (2 12 ????? ?RB 弧長 mm 41 .6 327180 )( 22 .55016π180 )2(? 212 ?????????? ??? RL 弦長 mm 3 3 .5 186) 0 s in (162)2s in (2212 ???????? ??RL 弦長mm 4 2 . 7 0760 . 9 9 4) ) s i n (2 o s (50162)2s i n ()2c o s (2 2111?????????? ARL??? 弧長 mm )501626 7 4 2 . 7 0a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 11 ????? RLRL ? 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 弦長mm 0 7 . 3 1020 . 9 9 4) ) c o s (2 i n (50162)2c o s ()2s i n (2 2111?????????? ARB??? 弧長 mm )501622 0 0 7 . 3 1a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 11 ????? RBRB ? 對角線 弦長與弧長的最大間距 mm 0 . 9 9 4) () s i n2 (s i n1)2(s i n)2(s i n1 2221212 ?????????? ???A 弦長 mm 7 .3 1024 2 .7 076 222121 ????? BLD 弧長 mm 8 5 . 6 447)501627 0 3 5 . 1 5a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? ????? RDRD ? （ 2）極側(cè)板（見圖 ）尺寸計(jì)算 弦長mm 4 2 . 7 0760 . 9 9 4) ) s i n (2 o s (50162)2s i n ()2c o s (2 2111?????????? ARL??? 弧長 mm 3 2 . 7 817)501626 7 4 2 . 7 0a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 11 ????? RLRL ? 弦長 mm . 1 4 ) 0 s in (162)2s in (2 212 ???????? HRL ?? 弧長 mm )501625 9 9 4 . 3 1a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 22 ????? RLRL ? 弧長 mm 22 ?????? ?? RB 弦長 mm )2 0 s in (162)2s in (2 22 ????? ?RB 弧長 mm 11 ????? ?? RB 弦長 mm 1 1) s in (162)2s in (2 11 ????? ?RB 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 弦長 mm 5 7 . 6 2 . 7 0761 1 . 5 612211 ?????? LLBD 弧長 mm 7 8 . 0 566)501626 3 5 7 . 6 7a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? ????? RDRD ? 式中 A、 H 同前 ???????? )501622 0 0 7 . 3 1a r c s i n ()501625 9 9 4 . 3 1a r c s i n ()2a r c s i n ()2a r c s i n ( 21 RkRL? 0 7 . 3 1020 . 9 9 4 )) c o s (2 i n (50162)2c o s ()2s i n (2211 ?????????? ARk ??? 圖 極側(cè)板 （ 3）極邊板（見圖 ）尺寸計(jì)算 圖 極邊板 弧長 mm )2 os (2 5016π)2c os (2? 02 ?????? ?? RL 弦長 mm )2 o s (50162)2c o s (2 02 ?????? ?RL 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 弦長 mm . 1 4 ) 0 s in (162)2s in (2 223 ????????HRL ?? 弧長 mm )501625 9 9 4 . 3 1a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? 33 ????? RLRL ? 弧長 mm 13 . 8842180 32 ?????? ?? RB 弦長 mm )2 s in (162)2s in (2 32 ????? ?RB 弧長 mm 21 ?????? ?? RB 弦長 mm ) 0 s in (162)2s in (2 21 ????? ?RB 弦長 mm 6 7 3 1 . 0 23121 ?????? LLBD 弧 長 mm )501626 7 3 1 . 0 3a r c s in (90 5016π)2a r c s in (90? ????? RDRD ? 弧長 mmRL 42 ?????? ?? 弦長 mmRL ) in (6 1 502)2s in (2 32 ????? ? 式中 ???????????? )501628 4 7 7 . 2 3a r c s in (2 )2a r c s in (2180 002 RD?? ???????????? )61502 r c s i n (2 )2a r c s i n (2180 03 RM?? ???????? ????????? ) in (2 2a r c s in2)2s in (2 2a r c s in2 34 ?? 7 5 . 9 5481 . 1 4 ) i n (501622)2s i n (2221 ????????? HRM ?? 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 支座 和拉桿的 設(shè)計(jì) 球罐支座是球罐中用以支撐本體質(zhì)量和儲(chǔ)存物料質(zhì)量的結(jié)構(gòu)部件。； β0——赤道帶球心角， β0=176。其結(jié)構(gòu)如圖 所示。而且，由于球罐絕大多數(shù)是壓力容器，它盛裝的物料有大部分是易燃、易爆物，且裝載量大，一旦發(fā)生事故，后果 不堪設(shè)想。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與焊接工藝設(shè)計(jì)的同時(shí)，要了解球罐設(shè)計(jì)的基本方法與基本要求，材料的下料加工方法及其 設(shè)備，焊接的裝配與夾具，焊后檢驗(yàn)等知識(shí)。 課題目的及意義 本次設(shè)計(jì)為 1000 m179。奧氏體不銹鋼的塑韌性優(yōu)良，冷、熱加工性能俱佳，焊接性優(yōu)于其他類型的不銹鋼，在球罐制造中得到了一定的應(yīng)用。為了將鋼的強(qiáng)度提高上去，可以通過加入多種微量元素。他們長期承受靜載荷或低周波疲勞載荷。壓力屬于中等（視該溫度下介質(zhì)的飽和蒸汽壓而定）。一般說這類球罐的壓力比較高，取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機(jī)的出口壓力。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是赤道帶采用橘瓣式，上下極板是足球瓣式。 (2)足球瓣式球殼。 由于這些特點(diǎn)，再加上球罐基礎(chǔ)簡單，受風(fēng)面積小，外形美觀，可用于美化工程等原因，是 球罐的應(yīng)用得到很大的發(fā)展。例如：在石油、化工、冶金城市煤氣等工程中，球形容器被用于儲(chǔ)存液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氮、液氫、氧氣、氮?dú)狻⑻烊粴?、城市煤氣、壓縮空氣等物料；在原子能發(fā)電站，球形容器被用作 核安全殼；在造紙廠被用作蒸煮球等。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 球罐為大容量、承壓的球形儲(chǔ)存容器，廣泛應(yīng)用于市政建設(shè)、燃?xì)鈨?chǔ)存、石油、化工、冶金等各種工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。我國在石油化工、合成氨、城市燃?xì)饨ㄔO(shè)中，大型化球罐得到了廣泛應(yīng)用。 (3)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。這種球殼的特點(diǎn)是球殼拼裝焊縫較規(guī)則，施工簡單。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 (3)足球橘瓣混合式球殼。壓力大多為 ～ MPa,在常溫下使用。這類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20 C? ，一般不低于 100 C? 。 球罐用鋼 球罐是儲(chǔ)存氣體或液體介質(zhì)的固定式壓力容器，他們均被固定于露天場地，不作相對運(yùn)動(dòng)。 (2)低碳調(diào)質(zhì)鋼 為了提高鋼材的抗裂性和低溫韌度，降低鋼的含碳量十分有效，但卻降低了鋼的強(qiáng)度。 (3)不銹鋼 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 在輕工、食品工業(yè)中，使用較多的是奧氏體不銹鋼， 由于奧氏體不銹鋼 的 Cr、 Ni含量較高，因此在氧化性、中性以及弱還原性介質(zhì)中均具有良好的耐腐蝕性。對于低溫用鋼主要應(yīng)考慮的問題是低溫脆性 [2]。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括球罐的殼板尺寸的計(jì)算、球殼壁厚的計(jì)算、支座形式的選取與校核、開孔的結(jié)構(gòu)選擇與補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算校核，連接部位的強(qiáng)度計(jì)算（地腳螺栓、拉桿、支柱與球殼連接最低點(diǎn)的應(yīng)力校核，支柱與球殼連接焊縫強(qiáng)度校核）等；工藝設(shè)計(jì)包括組裝工藝的確定、焊接方法的選擇、焊接參數(shù)的設(shè)定，焊接順序的安排等。 球罐的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但它的制造和安裝較之其他形式儲(chǔ)罐困難，主要原因是它的殼體為空間曲面，壓制成型、安裝組對及現(xiàn)場焊接難度較大。 本次球罐的殼版選用混合式球殼結(jié)構(gòu)。 殼板尺寸計(jì)算 符號(hào)說明 R——球罐半徑， R=6150 mm； N——赤道帶分瓣數(shù)； N=16 α——赤道帶周向球心角， α=176。； β3——極邊板球心角， β3=22176。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：支柱與球殼相切或接近相切（相割）而焊接起來。 （ 1） 支柱 支柱采用 單段 式支柱結(jié)構(gòu)形式。由于所儲(chǔ)存介質(zhì)為異丁烯具有易燃特性，所以每根支柱應(yīng)設(shè)置排氣孔，孔上采用易熔塞。根據(jù)（球罐和大型儲(chǔ)罐）中支柱高于 1m，用厚度 50mm 以上的耐熱混凝土或具有相當(dāng)性能的不燃性絕熱材料覆蓋，尤其對于 易燃性氣體更為必要。 本次球罐的 采用 拉桿結(jié)構(gòu)為 單層交叉可調(diào)式 拉桿，采用材料Q235B 鋼管。本次球罐的人孔選擇 、 DN500 回轉(zhuǎn)蓋整體鍛件凸緣補(bǔ)強(qiáng)的人孔。 接管結(jié)構(gòu) 本次球罐設(shè)備 的 接管 凡是 DN89mm 的 補(bǔ)強(qiáng) 均 采用厚壁管插入式整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。鍛制凸緣整體補(bǔ)強(qiáng)按照中石化標(biāo)準(zhǔn) SH/T 31382020《球形球罐整體補(bǔ)強(qiáng)凸緣》進(jìn)行設(shè)計(jì) [4]。 球殼壁厚的確定 設(shè)計(jì)條件 公稱容積： 1000m179。 球罐質(zhì)量計(jì)算 球殼平均直徑： DCP=12308 mm 球殼材料密度： ρ2=7810 kg/m179。 (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 jiP? jjjjinnRlFP ??? s in49276