【正文】 應(yīng)按最苛刻的工況設(shè)計(jì) ,并在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明各工況的壓力和溫度值 。 因?yàn)榍蚬拊诿}動(dòng)情況下按剪切型振動(dòng) ,即結(jié)構(gòu)在水平力作用下 ,整個(gè)體系會(huì)產(chǎn)生平移 ,球罐本身不發(fā)生偏移 ,所以求解球罐在水平力作用下的位移便可能化為求支柱在該力作用下的位移問題 。2ssca???? ? 39。 表 2 WHD1 和 WHD4 標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)物性能值 A KV 牌號 交貨狀態(tài) 厚度 mm б b MPa б S MPa δ S % ℃ J ﹥ 16 ～36 470 ～600 ≥ 295 標(biāo)準(zhǔn)值 正火 ﹥ 36 ～60 450 ～580 ≥ 275 ≥ 21 40 ≥ 34 WHD1 實(shí)物值① 26 ～ 48 505 ～595 350 ～460 22 ～ 36 40 61 ～167 10 ～ 16 440 ～560 ≥ 300 ﹥ 16 ～36 430 ～550 ≥ 280 標(biāo)準(zhǔn)值 正火或 正火 + 回火 ﹥ 36 ～60 430 ～550 ≥ 270 ≥ 23 70 ≥ 31 WHD4 實(shí)物值② 12 ～ 65 450 ～530 345 ～405 26 ～ 41 70 42 ～248 注 ①隨機(jī)抽取 143 批 ②隨機(jī)抽取 205 批 引進(jìn)常溫球罐用鋼均為一般的 CMn系鐵素體鍋爐和壓力容器用鋼 ,如 UNION36Nb, SPV355等。 試驗(yàn)溫度為球罐的設(shè)計(jì)溫度或按圖樣的規(guī)定 ,試樣取樣方向?yàn)闄M向 。 球罐的焊縫以及直接與球罐焊接的焊縫 , 應(yīng)選用低氫型藥皮焊條 , 并按批號進(jìn)行擴(kuò)散氫試驗(yàn) , 方法按 G B / T 3 9 6 5 熔敷金屬中擴(kuò)散氫測定方法 的規(guī)定進(jìn)行。 ﹑ 接管 球罐上一般開設(shè)有物料進(jìn)出口 ﹑ 壓力表 ﹑ 溫度計(jì) ﹑ 液位計(jì)口 ﹑ 安全閥口 ﹑ 放空口 ﹑ 排污口等 。 接管多采用厚壁管或整體鍛件凸緣補(bǔ)強(qiáng)措施 ,球罐接管應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在上 ﹑ 下極帶上 ,便于集中控制 。 ﹑ 拉桿 球罐支承有柱式和裙式兩大類 。 支柱頂部與球殼的連接結(jié)構(gòu)分平板式 ﹑ 半球式和橢圓式三種。段間的環(huán) 向接頭應(yīng)全焊透 ,可采用沿焊縫根部全長有緊貼 金屬墊板的對接接頭。 為對球罐基礎(chǔ)沉降量進(jìn)行觀察 ,在各支柱上水平焊有永久性的測定板 ,以便測定每根支柱的沉降量 ,是球罐沉降觀察的依據(jù) 。 松緊節(jié)拉桿支耳 支耳拉桿固定板可調(diào)式固定式 拉 桿的連接形式 球罐外部設(shè)有頂部平臺(tái) ,中間平臺(tái)以及為了從地面進(jìn)入這些平臺(tái)的斜梯 ﹑ 直梯或盤梯 。 ? ︰ 對儲(chǔ)存易燃易爆物料的球罐 ,特別是液化石油氣球罐必須設(shè)置消防噴淋裝置 ,按我國建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 ,其供水強(qiáng)度應(yīng)不小于 ,著火儲(chǔ)罐的保護(hù)面積按其全面積計(jì)算 ,距著火罐直徑 ,直徑超過 20m的地上固定頂立式罐冷卻延續(xù)時(shí)間按 6h計(jì)算 。 低溫球罐或在寒冷地區(qū)裝設(shè)的球罐 ,必須防止雨水 ﹑ 濕氣等流入測溫保護(hù)管內(nèi)而結(jié)冰 ,從而影響正確的溫度測定 。 接地 :凡罐區(qū)不設(shè)置單獨(dú)的避雷裝置時(shí) ,每臺(tái)球罐支柱必須設(shè)置兩個(gè)以上接地電阻 10Ω以下的接地凸緣 。 ? 目前多數(shù)制造單位仍采用二次下料法 ,最后采用雙槍氣割一次完成坡口的制備。坡口表面及其內(nèi)外邊緣50mm的范圍內(nèi)要涂可焊性防銹涂料。 球罐組焊前應(yīng)對基礎(chǔ)尺寸進(jìn)行檢查 ,對零部件進(jìn)行復(fù)驗(yàn) 。 可調(diào)式拉桿應(yīng)對稱 ﹑ 均勻拉緊 。 窗形拘束試驗(yàn)?zāi)M了球罐的高拘束度 ,主要用于評價(jià)高強(qiáng) 度鋼多層焊時(shí)焊縫產(chǎn)生橫向裂紋的敏感性 ,其結(jié)果可驗(yàn)證 施工工藝的正確性 ,所以球殼板厚度大于 25mm時(shí) ,還應(yīng)做窗形拘束裂紋試驗(yàn) 。 應(yīng)采用后退起弧法 ,終端應(yīng)將弦坑填滿 。焊縫表面不得有裂紋 ﹑ 咬邊 ﹑ 氣孔 ﹑ 弧坑和夾渣等缺陷 ,并不得保留有熔渣與飛濺物 。 a)厚度 δs大于 30mm的碳素鋼和 16MnR鋼制球罐 。 以下部位應(yīng)全部檢測 ,其檢測長度計(jì)入局部檢測之內(nèi) 。 磁粉或滲透檢測前應(yīng)打磨受檢表面至露出金屬光澤 ,并應(yīng)使焊縫與母材平滑過渡 。 不少工程設(shè)計(jì)單位對碳素鋼 ﹑16MnR 鋼制球罐的對接焊縫均要求進(jìn)行 100%射線檢測 ,當(dāng)厚度超過 38mm時(shí) ,還追加 20%超聲復(fù)檢 ,焊縫表面焊后要求進(jìn)行 100%磁粉或滲透檢測。 ? c)厚度大于 30mm(若焊前予熱 100℃ 以上時(shí) ,厚度大于 34mm)的 16MnR鋼制球殼 。 思考題 : ? 球罐液壓試驗(yàn)時(shí)對液體溫度有何要求 ﹖ 液壓試驗(yàn)球罐基礎(chǔ)沉降有何要求 ﹖ ? 哪些球罐要進(jìn)行氣密性試驗(yàn) ﹖ 特種球罐 ? 用高強(qiáng)度鋼制作的大型 LPG球罐 ,經(jīng)一些年月后常在焊縫 (尤其是熔合線 )處出現(xiàn) H2S應(yīng)力腐蝕裂紋 。 當(dāng)球罐內(nèi)儲(chǔ)存液化石油氣較滿時(shí) , 溫度每升高 1℃ ,壓力將可能升高 1MPa,甚至更高 ,故一定要嚴(yán)格控制液化石油氣球罐內(nèi)儲(chǔ)存液體的溫度 ,一般液化石油氣球罐均采用降溫噴淋的方式 。 閥門儀表還必須選用經(jīng)過嚴(yán)格脫脂處理的氧氣專用品 。 低溫球罐上不得刻劃或敲打材料標(biāo)記或焊工鋼印 。 采用全焊透焊接接頭型式 。 因球罐內(nèi)儲(chǔ)存的氧氣具有助燃的作用 ， 故球罐內(nèi)表面必須用四氯化碳徹底脫脂 ， 氧氣還會(huì)與球殼等鋼材發(fā)生氧氣還原反應(yīng) ， 氧氣球罐內(nèi)表面應(yīng)涂無機(jī)富鋅漆 ， 以防鋼板的氧化腐蝕 。 為降低球罐的焊接殘余應(yīng)力 ,提高抗 H2S腐蝕的能力 ,所有液化石油氣球罐均要求進(jìn)行焊后整體熱處理 。熱處理過程中 ,應(yīng)監(jiān)測支柱底板位移 ,并按計(jì)算值及時(shí)調(diào)整柱腳位移。 ? 符合下列情況之一的球罐 GB12337規(guī)定要進(jìn)行焊后整體熱處理 : ? a)圖樣要求進(jìn)行焊后熱處理者 。 e)凡進(jìn)行 100%射線或超聲檢測的公稱直徑小于 250mm的接管與長頸法蘭 ﹑ 接管與接管對接接頭表面。 對進(jìn)行 100%射線或超聲檢測的焊接接頭 ,是否需采用超聲或射線進(jìn)行復(fù)測 ,以及復(fù)測的長度 ,由設(shè)計(jì)者在圖樣上予以規(guī)定 。 檢測方法按圖樣規(guī)定 。 用有延遲裂紋傾向鋼材制作的球罐 ,應(yīng)在焊接結(jié)束至少經(jīng) 36h后 .方可進(jìn)行焊縫的無損檢測 。 焊后檢查 : 對接焊縫形成的棱角 E不得大于 10mm。 要求焊前予熱的焊縫 ,施焊時(shí)層間溫度不應(yīng)低于予熱溫度下限 。 Y型坡口焊縫裂紋試驗(yàn)的坡口型式見圖 ,試驗(yàn)方法參照 斜 Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法 ,主要用來評價(jià)熔敷金屬根部冷裂紋傾向 ,裂紋率應(yīng)為零 。 組焊后的對口間隙 ﹑ 對口錯(cuò)邊量 ﹑ 對接接頭的棱角度不得超差 。 支柱與底板組焊應(yīng)垂直 ,其偏差≤2mm。 成形后的球殼板應(yīng)逐張進(jìn)行厚度檢測 ,其實(shí)際厚度應(yīng)不小于名義厚度減去鋼板的負(fù)偏差。 一次下料法由設(shè)計(jì)者根據(jù)球殼板的空間曲面尺寸經(jīng)過計(jì)算 ,提供制造單位完整的立體標(biāo)定施工圖 ,制造單位按圖一次下料壓制成型 。 當(dāng)排放量較大時(shí) ,應(yīng)引至安全地點(diǎn)排放 。 溫度計(jì) ︰ 應(yīng)在球罐上安裝一個(gè)以上的溫度計(jì) 。 保冷材料的厚度原則上應(yīng)為保證在外層材料表面不結(jié)露的厚度 。 可調(diào)式拉桿的立體交叉處不得相焊 ,見圖 。 支柱與低溫球罐本體相連的上段支柱必須選用與球殼板相同的低溫鋼 , 規(guī)定其與赤道板的組焊在制造單位進(jìn)行 ,同時(shí)在制造單位做消除焊縫殘余應(yīng)力熱處理 。 支柱一般采用鋼管制作。 缺點(diǎn)是重心高 ,穩(wěn)定性較差 。 接管上用加焊支撐來提高強(qiáng)度和耐疲勞性能 。 人孔法蘭一般采用帶頸對焊法蘭 ,密封面大多采用凹凸面形式 。鍛件用材一般依據(jù)球殼用材進(jìn)行選取 ,見表 。 表 6 設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20 ℃時(shí)鍛件熱處理狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度 鋼號 熱處理狀態(tài) 公稱厚度 mm 最低沖擊試驗(yàn)溫度℃ 16MnD 正火加回火 , 調(diào)質(zhì) ≤ 300 40 08MnNiCrMoVR 調(diào)質(zhì) ≤ 300 40 焊條 焊條應(yīng)具有質(zhì)量部門證明書 , 質(zhì)量證明書應(yīng)包括熔敷金屬的化學(xué)成分﹑力學(xué)性能﹑擴(kuò)散氫含量等。 GB12337對球殼用鋼板的要求 : (1)對設(shè)計(jì)溫度低于 0℃ 而高于 20℃ 的球殼用鋼板的要求。 表 1 鋼板的標(biāo)準(zhǔn)﹑使用狀態(tài) 鋼號 20R 16M nR 15MnNbR 07MnCrMoVR 16MnDR 07MnNiCrMoVDR 鋼板標(biāo)準(zhǔn) GB 6654 GB3531 使用狀態(tài) δ ≤ 30 熱軋 δ 30 正火 正火 調(diào)質(zhì) 正火 調(diào)質(zhì) 厚度 6 100 6 120 10 60 16 50 6 100 16 50 設(shè)計(jì)者若需求更高性能指標(biāo) ,可通過生產(chǎn)廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)ｉT制定訂貨合同來解決。 表 球罐設(shè)計(jì)中應(yīng)校核的內(nèi)容 序號 內(nèi)容 公式 備注 1 設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算應(yīng)力 ? ????? ???eeDiP c it4)(t248。 球罐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下載荷 : 壓力 ﹔ 液體靜壓力 ﹔ 球罐自重 （ 包括內(nèi)件 ） 及正常工作條件下或壓力試驗(yàn)狀態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷 ﹔ 附屬設(shè)備與隔熱材料 ﹑ 管道 ﹑ 支柱 ﹑ 拉桿 ﹑ 梯子 ﹑ 平臺(tái)等的重力載荷 ﹔ 風(fēng)載荷 ,地震力 ,雪載荷 。 設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)下可能達(dá)到的最高溫度 。 表 2 GB12337 與 GB50094 控制值的差異 序號 項(xiàng) 目 GB12337 1998 GB50094 98 1 支柱安裝找正后 ,H ≤ 8m 時(shí) , 在球罐徑向和周向兩個(gè)方向的垂直允許偏差 Δmm Δ ≤ 10 Δ ≤ 12 2 碳素鋼球殼對接接頭應(yīng)進(jìn)行 1 0 0 % 射線或超聲檢測的厚度 mm δ 30 δ 38 3 碳素鋼應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理的厚度 mm δ n32 δ n34 4 20R 16MnR 熱處理工藝 ℃ 600 177。表 ﹑ 適用范圍 ﹑ 內(nèi)容上的差異。 例如 :1000m3丙烯球罐 ,內(nèi)徑 Di=12300mm,裝量系數(shù) K=,求裝量高度 ? 只需查表 :K= k=。 設(shè)計(jì)時(shí)須綜合考慮以上各要點(diǎn) ,經(jīng)驗(yàn)表明 ,采用寬而不很長的鋼板來制作球殼板是比較經(jīng)濟(jì)的。 圖 242 引進(jìn) 1000m3丙烯罐俯視圖 目前國內(nèi) 3帶 10柱 2022m3球罐的赤道板尺寸已做到 8221x3288,極邊板尺寸達(dá)到 10347x3288。 思考題 ﹕ 球形儲(chǔ)罐的主要特點(diǎn)是什么 ﹖ 球殼板結(jié)構(gòu)型式分幾種 ﹖ 各有什么優(yōu)缺點(diǎn) ﹖ 表 1000m3桔瓣式與混合式球罐比較表 型式 球殼分帶數(shù) 支柱根數(shù) 總塊數(shù) 各帶分塊數(shù) 焊縫長度 桔瓣式 5 8 54 3+16+16+16+3 352 引進(jìn)球罐 混合式 3 10 28 7+14+7 272 桔瓣式 5 8 10 54 66 3+16+16+16+3 3+20+20+20+3 GB/T17261 混合式 3 4 8 10 30 54 7+16+7 7+20+20+7 球殼板設(shè)計(jì) 球殼板設(shè)計(jì)要點(diǎn) ﹕ （ 1） 球殼板的幾何尺寸應(yīng)盡可能大 。相對桔瓣式而言 ,混合式的優(yōu)點(diǎn)是材料利用率較高 ,焊縫長度有所縮短 ,球殼板數(shù)量減少 ,故特別適用于大型球罐。 球形儲(chǔ)罐殼體受力均勻 ,在相同直徑和相同工況下 ,球形容器的薄膜應(yīng)力僅為圓筒形容器環(huán)向應(yīng)力的一半 ,相應(yīng)承壓能力強(qiáng) ﹔ 且相