【正文】 焊接方法與填充材料的選擇 焊接方法為手工電弧焊。 焊接性分析 碳當(dāng)量（ CE） 根據(jù)國際焊接學(xué)會(huì) （ Ⅱ W） 所采用的碳當(dāng)量 （ CE） 計(jì)算公式 : )(5156CCE00VMoCrCuNiMn ??????? 將 Q345R 所含化學(xué)成分的相應(yīng)數(shù)值代入上式，計(jì)算碳當(dāng)量。其在焊接快冷時(shí)會(huì)出現(xiàn)少量的鐵素體、珠光體及貝氏體和大量的馬氏體。 其含 C 量小于等于 、 Mn 含量在 、 Si 的 含量在 、 Ni、 Mo、Cr、 Nb、 Al、 V含量都為零。 (3)球罐采用柱式支撐，當(dāng)?shù)鼗l(fā)生局部下陷的 時(shí)候，將會(huì)引起支柱載荷不均勻。 球罐對(duì)基礎(chǔ)的要求 球罐的基礎(chǔ)用于支撐球罐本體、附件及操作介質(zhì)和水壓試驗(yàn)時(shí)水的重量 。以下的小型球罐不必設(shè)置內(nèi)部轉(zhuǎn)梯，可以采用直梯，架設(shè)若干腳手架來實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)焊縫的檢查。 人孔和接管 人孔結(jié)構(gòu) 人孔結(jié)構(gòu)的作用 初選球殼板厚度大于 16mm，根據(jù)文獻(xiàn)規(guī)定，球殼板厚度大于或等于 16mm 的低合金鋼制常 溫球罐應(yīng)進(jìn)行焊后整體熱處理。 為了避免施焊中產(chǎn)生裂紋，所以此處連接選擇無墊板結(jié)構(gòu) .常溫球罐應(yīng)避免結(jié)構(gòu)形狀的突變，半球式結(jié)構(gòu)受力合理，圓滑過渡。 赤道正切柱式支座結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：球殼由多根圓柱狀的支柱在球殼赤道部位等距離布置，與球殼相切或近乎相切（相割）而焊接起來。 綜合考慮以上影響因素，決定本球罐球殼選用混合式排板結(jié)構(gòu)。根據(jù)我國球罐鋼材實(shí)際生產(chǎn)使用情況等因素確定此次設(shè)計(jì)的球罐球殼采用 Q345R 這種材料 。球罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3000m179。 在開發(fā)研究大型球罐全位置自動(dòng)焊接工藝技術(shù)的實(shí)踐過程中，可以看到、只有著重沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 解決焊接設(shè)備、焊接材料、焊接工藝三方面的問題才能順利實(shí)現(xiàn)球罐全位置啟動(dòng)焊。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是國內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉，多個(gè)焊工同時(shí)焊接一條焊縫，自動(dòng)化焊接設(shè)備的效率并不占有優(yōu)勢，除非要求焊接質(zhì)量一致性比較高的情 況下，不得不采用自動(dòng)化焊接設(shè)備。裝備制造業(yè)是制造業(yè)的核心，因?yàn)樗菫楦餍懈鳂I(yè)提供各種裝備的產(chǎn)業(yè)。 球 罐 材 料 只 要 有 國 產(chǎn)A3F,A3,A3R,20R,Q345B,Q345R,15MnV,15MnVR,15MnVN, 15MnVNR 及從國外引進(jìn)的各種球罐材料，我國球罐選用 Q345R 為主，約占總量 90% ，球罐結(jié)構(gòu)主要采用赤道正切式支承純正圓單層球罐，約占 99%；球殼結(jié)構(gòu)為桔瓣型及足球桔瓣混合型。國產(chǎn)最大容量球雄是由金州重型機(jī)器廠于 1989 年為河南中原化肥廠建造的 4000 m179。 （ 1）按形狀分為圓球形和橢球形 （ 2）按殼體層數(shù)分為單層殼體和雙層殼體 （ 3）按球殼的組合方式分為純橘瓣式、純足球瓣式和足球橘瓣混合式 （ 4）按支承結(jié)構(gòu)分為柱式支承和裙式支承，半埋入式支承、高架支承等 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 球罐的發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)狀 早在 1910 年美國建造了世界上第一 臺(tái)球罐 ,至今全世界役各類工業(yè)球罐約 5 萬余臺(tái) ,國外主要球罐制造廠商約 40 余家 ,年建造增約 500～ 600 臺(tái)。操作溫度一般為 50～ 50℃ ，操作壓力一般在 3 MPa 以下。球罐現(xiàn)場組裝焊接，施工費(fèi)用高；施焊條件差；裝配尺寸與精度難以保證；器壁拘束度較大，會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，甚至誘發(fā)裂紋；施工質(zhì)量受風(fēng)雨、溫度和濕度等環(huán)境因素的影響。迄今為止，我國現(xiàn)有各種球罐已愈萬臺(tái)。 本文通過對(duì)球罐的材質(zhì)的焊接性分析，確定焊接材料和焊接方法。本設(shè)計(jì)在選材方面考慮了多種材料的特性，最后確定 Q345R 為本球罐的材料。球罐的參數(shù) .......................................................................................... 6 主要技術(shù)參數(shù) ....................................................................................... 6 球罐用鋼的基本要求分析 ................................................................... 6 球罐用鋼的確定 ................................................................................... 6 球罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................... 6 球殼的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 7 球罐結(jié)構(gòu)型式的選擇 ........................................................................... 7 混合式結(jié)構(gòu)排板計(jì)算 ........................................................................... 7 支座設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 14 支柱 ..................................................................................................... 14 底板 ..................................................................................................... 15 拉桿 ..................................................................................................... 15 人孔和接管 ................................................................................................... 15 人孔結(jié)構(gòu) ............................................................................................. 15 接管結(jié)構(gòu) ............................................................................................. 15 球罐的附件 ................................................................................................... 16 梯子平臺(tái) ............................................................................................. 16 液位計(jì) ................................................................................................. 16 安全閥 ................................................................................................. 16 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 溢流閥 ................................................................................................. 16 球罐對(duì)基礎(chǔ)的要求 ....................................................................................... 16 3 焊接性分析 ............................................................................................................. 17 材料的焊接性分析 ....................................................................................... 17 Q345R 的化學(xué)成分和力學(xué)性能 .......................................................... 17 Q345R 的焊接性 ................................................................................. 17 焊接性分析 ................................................................................................... 18 碳當(dāng)量（ CE） .................................................................................... 18 裂紋敏感性指數(shù)（ Pc） ..................................................................... 18 焊接方法與填充材料的選擇 ....................................................................... 20 4 球罐強(qiáng)度計(jì)算及穩(wěn)定性校核 ................................................................................. 20 設(shè)計(jì)條件 ....................................................................................................... 20 球殼計(jì)算 ....................................................................................................... 20 計(jì)算壓力 ............................................................................................. 20 . 2 球殼各帶的厚度計(jì)算 ........................................................................ 22 球罐質(zhì)量計(jì)算 ............................................................................................... 22 地震載荷計(jì)算 ............................................................................................... 23 風(fēng)載荷計(jì)算 ................................................................................................... 24 彎矩計(jì)算 ....................................................................................................... 25 支柱計(jì)算 ....................................................................................................... 25 單個(gè)支柱的垂直載荷 ......................................................................... 25 支柱穩(wěn)定性校核 ................................................................................. 27 地腳螺栓計(jì)算 .....................................