【正文】 具和安裝場(chǎng)地，準(zhǔn)備的工作量小，組裝速度快，且球體的組裝精度易于保證，組裝應(yīng)力小。 本次球罐所用的鋼板材料的抗拉強(qiáng)度下限值為510MPa540MPa，所以無需對(duì)坡口進(jìn)行磁粉檢測(cè)。二次立體下料法即先按近似展開作為初步下料，在壓制成型后進(jìn)行第二次下料（立體下料）。沖壓后需焊接支柱或其他附件的球殼板，其沖壓曲率要相對(duì)增大一些，以補(bǔ)償焊接收縮變形。 ，或鋼板較厚時(shí)，在冷壓時(shí)應(yīng)將鋼板預(yù)熱到 ，在爐內(nèi)加熱，或采用氣體燃燒器。冷壓成型就是鋼板在常溫狀態(tài)下，經(jīng)沖壓變形成為球面殼板的過程。本次檢測(cè)采用的方法：用于球殼之鋼板在熱軋狀態(tài)下使用并每批取一張鋼板進(jìn)行15℃的低溫沖擊試驗(yàn),%超聲檢測(cè)按JB/T47302005 III級(jí)合格。其余開孔如：溫度計(jì)開孔、（不另行開孔直徑）[8]： mm名稱溫度計(jì)開孔壓力計(jì)開孔排污孔接管外徑252550接管壁厚44913 工廠制造及現(xiàn)場(chǎng)組裝 工廠制造 原材料檢查 球殼的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)符合圖樣設(shè)計(jì)。 開孔直徑d=di+2C=150+=153 mm本開孔直徑d=153 mm＜=6150 mm，滿足GB150 ，故采用GB150 （等面積法）的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。 、支柱底板的計(jì)算（）（1）支柱底板直徑取兩式中的較大值 （） 實(shí)際取700mm 混凝土基礎(chǔ)材料的許用應(yīng)力實(shí)?。?）底板的厚度 （） 實(shí)取：式中 ：—底板的壓應(yīng)力 圖 支柱底板 — 底板外邊緣至支柱外表面的距離mm— 底板材料Q235B，許用彎曲應(yīng)力— 底板的腐蝕裕度 取即底板厚度取35mm 拉桿計(jì)算 拉桿螺紋小徑計(jì)算 拉桿最大應(yīng)力 （） 拉桿材料Q235B 拉桿材料的許用應(yīng)力 拉桿腐蝕余量 拉桿螺紋小徑 （） 選取拉桿的螺紋公稱直徑為 拉桿連接部位的計(jì)算銷子直徑銷子材料： 35，銷子材料許用剪切應(yīng)力銷子直徑：選取銷子直徑20mm耳板厚度耳板材料Q235B，耳板材料的許用壓應(yīng)力： 耳板厚度： （）耳板厚度選翼板厚度翼板材料：Q235B，翼板厚度： （）取翼板厚度為10mm 連接焊縫強(qiáng)度校核A焊縫單邊長(zhǎng)度：=A焊逢焊腳尺寸：=支柱和耳板材料屈服點(diǎn)最小值：角焊縫系數(shù)：焊縫許用剪切應(yīng)力：耳板與支柱連接焊縫A的剪切應(yīng)力校核： （） A焊縫單邊長(zhǎng)度： B焊縫焊腳尺寸： 拉桿與翼板材料屈服點(diǎn)的最小值： 焊縫許用剪切應(yīng)力：拉桿與翼板連接焊縫的剪切應(yīng)力 （） 支柱與球殼連接最低點(diǎn)a的應(yīng)力校核 a點(diǎn)的剪切應(yīng)力支柱與球殼連接焊縫單邊的弧長(zhǎng)：球殼a點(diǎn)處的有效厚度為操作狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力： a點(diǎn)的緯向應(yīng)力操作狀態(tài)下的a點(diǎn)的液柱靜壓力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的液壓靜壓力：操作狀態(tài)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力： （）液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力 （） a點(diǎn)應(yīng)力校核操作狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力：應(yīng)力校核： 支柱與球殼連接焊縫的強(qiáng)度校核 和 兩者中的最大值： , 支柱與球殼連接焊縫焊腳尺寸：焊縫許用剪切應(yīng)力支柱與球殼連接焊縫所承受的剪切應(yīng)力： （）校核通過。（1）操作狀態(tài)下的球罐質(zhì)量m0（2）液壓試驗(yàn)條件下球罐的質(zhì)量mT（3）球罐最小質(zhì)量式中：—球殼質(zhì)量，kg— 物料質(zhì)量，kg— 液壓試驗(yàn)時(shí)液體的質(zhì)量，kg— 積雪質(zhì)量，kg — 支柱和拉桿的質(zhì)量，kg — 附件質(zhì)量，kg 支柱、拉桿計(jì)算 地震載荷計(jì)算[7] （1）自振周期支柱底板面至球殼中心的距離：H0=8000 mm；支柱底板面至拉桿中心線與支柱中心線交點(diǎn)處的距離：L=5600mm；支柱數(shù)目：n=8；支柱選用分段式支柱；支柱材料：采用Q235B支柱內(nèi)徑：408 mm；支柱外徑：426mm；球罐的基本自振周期 T= （）式中： — 拉桿影響系數(shù)由表614查取得，ξ=； — 支柱橫截面慣性；=mm4 （2）水平地震力 （）式中：— 綜合影響系數(shù)，取=式中 — 地震影響系數(shù)的最大值，= — 各類場(chǎng)地的特征周期 = 風(fēng)載荷計(jì)算水平風(fēng)力 （）式中：k1— 風(fēng)載體形系數(shù)；取k1=—風(fēng)振系數(shù)=1+=1+==600N/m2 — 風(fēng)壓高度變化系數(shù) =，—球罐附件增大系數(shù) 取= 彎矩計(jì)算 （）式中：— 最大水平力 ?。ǎ┡c的較大值； = = —力臂， 支柱計(jì)算 (1)單個(gè)支柱垂直載荷操作狀態(tài)下的重力載荷： （）液壓試驗(yàn)狀態(tài)下的重力載荷： （） 最大彎矩對(duì)支柱產(chǎn)生的垂直載荷 （）式中： — 最大彎矩對(duì)支柱產(chǎn)生的垂直載荷， — 支柱的方位角，（176。設(shè)計(jì)壓力：P= MPa設(shè)計(jì)溫度：T=~50射線探傷檢驗(yàn)：100%地震設(shè)防烈度：7度基本風(fēng)壓值：600 N/ 基本雪壓值 350N/球罐建造場(chǎng)地：III類場(chǎng)地，近震，B類地區(qū)支柱數(shù)量：n=8（材料Q235BФ426mm鋼管）拉桿：選取Ф508 mm鋼管，材料為圓鋼。 球罐附件溫度計(jì)、壓力表、安全閥的選取[6] 附件型號(hào)表名稱型號(hào)數(shù)量備注安全閥A47H161壓力表YZ150ZTQ2溫度計(jì)WTZ2801各附件尺寸及進(jìn)出料口、 各件尺寸表名稱法蘭外伸長(zhǎng)度備注安全閥 DN100mm100mm壓力表 DN25mm100mm~溫度計(jì) DN25mm100mm測(cè)量范圍進(jìn)、出料口 DN150mm100mm排污孔 DN50mm100mm 外部梯子在赤道帶以下采用角的直梯，上部為與球殼同樣弧度的外轉(zhuǎn)梯。人孔采用16Mn三級(jí)鍛件，厚壁管、法蘭等均用材料16Mn二級(jí)鍛件鍛制而成。法蘭選用16Mn二級(jí)鍛件，法蘭蓋為Q345R，密封面選用MFM（凹凸面）。 開孔 人孔結(jié)構(gòu)球罐人孔是作為工作人員進(jìn)出球罐進(jìn)行檢驗(yàn)及維修之用。拉桿結(jié)構(gòu)可分為可調(diào)式和固定式兩種。支柱底板的地腳螺栓孔應(yīng)為徑向長(zhǎng)圓孔。球殼與支柱連接按照GB12337選用赤道正切式（受力均勻，彈性好，安裝和施工方便，容易調(diào)整）支柱與球殼連接處主要分為有墊板和無墊板結(jié)構(gòu)本次采用無墊板直接連接結(jié)構(gòu)型式，這種結(jié)構(gòu)避免了有墊板中的搭接焊縫從而降低焊接裂紋的產(chǎn)生，并且探傷簡(jiǎn)便。為保證球罐的穩(wěn)定性，支柱之間用拉桿相連接。它同時(shí)又承受各種風(fēng)載荷、地震載荷、雪載荷等外載荷。；β1——極中板球心角，β1=176。混合式球殼的組成是赤道帶和溫帶采用橘瓣式球殼板，極板采用足球瓣殼版。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(zhǎng)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(jiǎn)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1000m3異丁烯球罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(guó)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(jiǎn)單。 (3)足球橘瓣混合式球殼?！?MPa,在常溫下使用。這類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于20，一般不低于100。 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(chǎng)地，不作相對(duì)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(duì)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(duì)及現(xiàn)場(chǎng)焊接難度較大。本次球罐的殼版選用混合式球殼結(jié)構(gòu)。；β0——赤道帶球心角，β0=176。； 混合式球殼 1. 極中板；；；4赤道板 赤道板（）尺寸計(jì)算弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng) 赤道板 極板（）尺寸計(jì)算 極板弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)對(duì)角線弦長(zhǎng)與弧長(zhǎng)的最大間距 （1）極中板（）尺寸計(jì)算弧長(zhǎng) 極中板弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)對(duì)角線弦長(zhǎng)與弧長(zhǎng)的最大間距 弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)（2）極側(cè)板（）尺寸計(jì)算弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)式中A、H同前 極側(cè)板（3）極邊板（）尺寸計(jì)算 極邊板弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng)弦長(zhǎng)弦長(zhǎng)弧長(zhǎng) 弧長(zhǎng) 弦長(zhǎng)式中 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。支柱支撐球罐的重量，同時(shí)承受地震、風(fēng)載等外載荷。支柱總長(zhǎng)8000mm，采用Q235B無縫鋼管。還應(yīng)設(shè)置防火層。 （2）拉桿拉桿是作為球罐承受風(fēng)載荷及地震載荷的部件，為了增加球罐的穩(wěn)定性而設(shè)置。直徑mm。位置在上、下極帶的中心。厚壁管插入式補(bǔ)強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)省材料，并且在球罐上采用厚壁管補(bǔ)強(qiáng)可以避免補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)時(shí)的角接焊縫。球罐開孔情況及法蘭選擇[5]。（內(nèi)徑Di=12300 mm）球殼材料：Q345R，[σ]= [σ]t=185MPa儲(chǔ)存物料：異丁烯物料密度：ρ1=670 kg/m179。水的密度：ρ3=1000kg/m179。取直徑30mm。本接管公稱直徑DN=150 mm＞89 mm，故須考慮另行其補(bǔ)強(qiáng)。球殼厚度附件量 C1=0 mm C2= C= mm接管厚度附件量 C1=0 mm C2= C= mm接管外伸高度 h1=100mm，接管內(nèi)伸高度 h2=50mm材料：球殼 Q345R 接管 Q345R 再次進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算得留有余量為24%基本符合要求，補(bǔ)強(qiáng)合格。球殼厚度應(yīng)該抽查，實(shí)測(cè)厚度不應(yīng)小于名義厚度減去鋼板負(fù)偏差，抽查數(shù)量為球殼板數(shù)量的20%，且沒帶不得少于兩塊，上下級(jí)不應(yīng)小于一塊；