【正文】 其是裂紋，在其尖端存在著缺口效應，容易出現(xiàn)三向應力狀態(tài)，會導致裂紋的失穩(wěn)和擴展，以致造成整個結(jié)構(gòu)的斷裂，所以裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中最危險的缺陷。焊縫內(nèi)部的球狀夾渣，氣孔，當其面積較小，數(shù)量較少時，對疲勞強度的影響不大，但當夾渣形成尖銳的邊緣時，則對疲勞強度的影響十分明顯。這些外部缺陷使浸入的介質(zhì)局部濃縮，加快了電化學過程的進行和陽極的溶解，為應力腐蝕裂紋的成長提供了方便。 要保證焊接接頭的質(zhì)量，就應在焊接過程中采用有效措施，防止產(chǎn)生焊接缺陷。計數(shù)值控制圖的作用與計量值控制圖類似，其目的也是為了分析和控制生產(chǎn)工序的穩(wěn)定性，預防不合格品的發(fā)生，保證產(chǎn)品質(zhì)量。而把中心線確定在被控制對象(如平均值、極差、中位數(shù)等)的平均值上。系統(tǒng)的控制界面如下圖所示： 控制界面此系統(tǒng)的控制界面可以對任何“數(shù)據(jù)字段”內(nèi)不同時間的缺陷數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并且可以用不同形狀的統(tǒng)計圖顯示。所以研究開發(fā)具有較好實用功能的CAPP系統(tǒng)，是很有價值的課題。(3) CAPP系統(tǒng)分析結(jié)論從上面的介紹，壓力容器的CAPP系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點，簡潔直觀，方便管理，分析方法比較先進可靠。(3) 點子在控制界限附近，即在2σ3σ之間，稱為警戒區(qū)間。雖然其取值范圍是確定的，但取值具有隨機性，只有在檢驗之后才能確定下來?？刂茍D是對過程質(zhì)量加以測定、紀錄從而進行控制管理的一種科學方法設(shè)計的圖。 （2）防止產(chǎn)生氣孔的措施是：不得使用藥應開裂、剝落、變質(zhì)、偏心或焊芯銹蝕的焊條；各種類型的焊條或焊劑都應按規(guī)定的溫度和保溫時間進行烘干；焊接坡口及其兩側(cè)應清理干凈；正確地選擇焊接工藝參數(shù)；堿性焊條施焊時，應短弧操作。如果焊縫表面有缺陷，則裂紋很快在那里形核。（4）.焊接缺陷對疲勞強度的影響缺陷對疲勞強度的影響要比靜載強度大得多。單個小球夾渣并不比同樣尺寸和形狀的氣孔危害大，當夾渣呈連續(xù)的細條狀且排列方向垂直于受力方向時，是比較危險的。（1）.焊接缺陷引起的應力集中焊縫中的氣孔一般呈單個球狀或條蟲形，因此氣孔周圍應力集中并不嚴重。如點狀腐蝕而產(chǎn)生密集凹坑；均勻腐蝕而使器壁過渡減??；晶間腐蝕致使晶粒疏松而失去承載能力，或在拉應力作用下介質(zhì)使金屬材料腐蝕產(chǎn)生裂紋的應力腐蝕過程導致容器泄露或破壞。就像材料拉伸試驗中的韌性斷裂過程那樣，壓力容器的韌性破壞時也會經(jīng)歷彈性變形、屈服及強化、最后破裂這樣幾個過程。(5)失效分析是技術(shù)開發(fā)、技術(shù)改造、技術(shù)進步乃至整個科學技術(shù)水平的提高等方面的“開拓者”和“杠桿”，它提供信息、方向、途徑和方法，從而提高國民經(jīng)濟發(fā)展和科學校術(shù)發(fā)展的速度。在壓力容器開孔接管區(qū)應該使整體結(jié)構(gòu)一致化，這樣在分析和計算時就可以比較完整的描述出開空接管區(qū)的應力。對內(nèi)表面施加內(nèi)壓：重復步驟1，選中內(nèi)表面編號為6，7，15，17，19，23，29，42，47，50的所有面，在對話框中的Value文本框中輸入pi。參 數(shù)參數(shù)意義參 數(shù)參數(shù)意義Rci=600mm筒體內(nèi)半徑Hmin=sqrt(Rci**2Rni**2)接管最小內(nèi)伸長長度tc=10mm筒體厚度Lni=50mm接管內(nèi)伸長度Rco=Rci+tc筒體外半徑Ln=200mm接管外伸長度Lc=2030mm筒體長度rr1=30mm焊縫外側(cè)過渡圓角半徑Rno=240mm接管外半徑rr2=15mm焊縫內(nèi)側(cè)過渡圓角半徑tn=10mm接管厚度Pi= MPa內(nèi)壓Rni=Rnotn接管內(nèi)半徑Pc=pi*Rci**2/(Rco**2Rci**2)筒體端部軸向平衡面載荷Pn=pi*Rni**2/(Rno**2Rni**2)接管端部縱向平衡面載荷（2）定義單元及材料① 定義單元類型：選擇Structural Solid選項中Brick 8node 45號單元。由前一部分液氨儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計可得出：（1）該儲罐的人孔開孔區(qū)的尺寸和參數(shù)如下：儲罐的筒體內(nèi)半徑Rci=600mm, 筒體厚度tc=10mm，筒體長度Lc=2030mm，接管外半徑Rno=240mm，接管厚度tn=10mm，接管外半徑Rno=240mm， 接管壁厚10mm，接管內(nèi)伸長度Lni=50mm，接管外伸長度Ln=200mm，焊縫外側(cè)過渡圓角半徑rr1=30mm，焊縫內(nèi)側(cè)過渡圓角半徑rr2=15mm，儲罐內(nèi)部壓力Pi=。ANSYS可以實現(xiàn)多物理場藕合分析，研究各物理場問的相互影響。④.強大的非線性分析功能。 ANSYS軟件的三大處理模塊ANSYS軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。隨著機械產(chǎn)品日益向高速、高效、高精度和高度自動化技術(shù)方向發(fā)展，有限元法在現(xiàn)代先進制造技術(shù)的作用和地位也越來越顯著，它已經(jīng)成為現(xiàn)代機械產(chǎn)品設(shè)計中的一種重要的且必不可少的工具。實際上，這就是把無限自由度的連續(xù)體的力學計算變成在有限多個節(jié)點某些參數(shù)的計算。由于容器的受力情況一般比較復雜，用傳統(tǒng)的計算方法很難解答，然而有限元法作為一種有效的應力分析方法正是壓力容器應力分析的有效方法。隨著容積的增大，儲罐在設(shè)計和使用中的安全可靠性就變得極為重要。查閱《常用壓力容器手冊》可知，容器制作安裝的工程總費用，包括以下幾方面的費用：容器設(shè)備的制作費、容器設(shè)備的安裝費用、水壓試驗費用、附件和其它費用。（2）開孔補強所需補強面積．削弱系數(shù)fr和接管有效厚度δetfr＝/[σ]t＝113/170＝ δet=δnt－C， ==．開孔補強所需補強面積 A ＝d＋2δδet (1－fr) ＝＋2(1－) ＝2689mm2式中：δ為筒體的計算厚度（3）有效補強范圍 ．有效寬度B=2d＝2＝931mm B=d＋2δn＋2δnt=＋210＋210=取兩者的最大值B＝933mm．有效高度h1：外側(cè)有效高度：h1＝接管實際外伸高度為h1＝200mm，取兩者的最小值，h1＝。法蘭標記：HG20593 法蘭 PL20—（3）排污管口為了方便排凈污物，將排污管口設(shè)在罐底，具體定位尺寸見液氨儲罐裝配圖。 人孔標記：人孔 CⅠ Pg16 Dg450 JB58079人孔材料：筒節(jié)、法蘭、蓋子材料用Q235B螺栓、螺母材料用Q235A，法蘭材料選用16Mn(鍛)。b為支座的軸向?qū)挾龋白吔堑闹芟驊σ騆/Rm=2080/605=＜8,故(2)周向應力校核 ︱σ5 ︳＜　[σ]t＝170MPa ︱σ6 ︳＜　[σ]t＝查GBl50—89，取系數(shù)K9＝支座承受的水平分力Fs＝K9鞍座的尺寸和結(jié)構(gòu)見裝配圖和附錄。其中A為封頭切線到支座的距離，此外由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對于圓筒的抗彎剛度有局部的加強作用。（4）方案比較總結(jié)由于上述比較可以看出，說明方案一選用16MnR鋼更合理，那么下面的內(nèi)容就針對方案一的選材和設(shè)計數(shù)據(jù)進行相關(guān)的計算和校核?？紤]鋼板厚度系列取名義厚度δn＝12mm因δn＝12mm，查此情況下20R鋼的許用應力沒有變化，[σ]= 133 Mpa，所以上計算成立。16MnR鋼板在40℃時的許用應力查表，根據(jù)筒體厚度計算公式初步估計此筒體的設(shè)計厚度在8—16mm之間，[σ]＝[σ]t =170 Mpa，屈服強度σs=345 Mpa。筒體由鋼板卷制而成，其公稱直徑等于內(nèi)徑，查閱壓力容器的公稱直徑表，并結(jié)合儲罐的容積，初步選擇其公稱直徑DN=Di=1200mm。④氨的合成。若貯存在－33℃，則每噸鋼材用量可貯存40t液氨，儲罐容量可達4500t以上。一般采用壓縮、低溫或兩者結(jié)合的方法，因此有三種貯存工藝，即加壓常溫、加壓低溫和常壓低溫。（4）無損檢測技術(shù)的可靠性逐步提高，有力地保證了裝備制造及運行的安全。%以下，%以下。國內(nèi)大型儲罐發(fā)展從20世紀70年代開始，1975年，國內(nèi)首臺5浮頂儲罐在上海陳山碼頭建成。stress analysis。七．工作的主要階段、進度與時間安排搜集資料 第 4 周翻譯和開題報告 第 56 周臥式儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 78 周焊接工藝設(shè)計 第 9 周容器失效分析 第1011周經(jīng)濟性分析 第 12 周撰寫論文 第1314周報于指導老師審查，修改 第 15 周準備答辯 第 16 周八．指導教師審查意見 學 生：xxxxxxxxxx指導教師：xxxxxxxxxx【摘要】 本文首先介紹了壓力容器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對液氨儲罐作了簡單的介紹。(2) 經(jīng)濟性分析由所選材料、焊接方法、儲罐結(jié)構(gòu)對容器的價格進行評估，并選擇出較經(jīng)濟的設(shè)計方案。另一種是數(shù)值的方法，分為有限差分法，有限元法等。．現(xiàn)階段研究狀況儲罐在石油化工行業(yè)中有著廣泛的應用，而且近年來隨著制造工藝的提高其容積有逐漸增大的趨勢。一般采用壓縮、低溫或兩者結(jié)合的方法，因此有三種貯存工藝，即加壓常溫、加壓低溫和常壓低溫。圈板交互排列，取單數(shù)，使端蓋直徑相同。．儲罐大型化的優(yōu)點節(jié)省鋼材，減少投資。 E. Wei223。隨著容積的增大，儲罐在設(shè)計和使用中的安全可靠性就變得極為重要。其種類很多，大體上有：滾塑儲罐，玻璃鋼儲罐，陶瓷儲罐、橡膠儲罐、焊接塑料儲罐等。三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱[1]呂宜濤,壓力容器制造質(zhì)量控制的研究，天津大學學位論文，1997年9月．[2]馬自勤,孫麗,王秀倫等：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹在CAPP信息管理中的應用，大連鐵道學院學報，2001年9月，第22卷，第3期．[3]王錦,張振明,黃乃康：集成環(huán)境下面向產(chǎn)品的 CAPP系統(tǒng)，計算機工程與應用，2000年4月．[4]肖凌,姚建初：集成環(huán)境下的計算機輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)，機械設(shè)計與制造工程，2000年7月，第29卷，第4期．[5]趙麗萍,陳鴻：面向CAPP的工作流程管理研究與應用，計算機工程與應用，2001年第17期．[6]高清,馬云輝，馬玉林：先進制造系統(tǒng)中的質(zhì)量保證，高技術(shù)通訊，1995年5月．[7]張曙，張為民：新一代CAPP系統(tǒng)，組合機床與自動化加工技術(shù)，1996年第10期．[8]湯善甫,朱思明主編：化工設(shè)備機械基礎(chǔ)，第2版，華東理工出版社，2004年12月[9] 陳祝年,焊接工程師手冊。目前世界上已建成的大型儲罐數(shù)量逐年增加，如早在1967年在委內(nèi)瑞拉就建成了16的浮頂儲罐，1971年日本建成了20的浮頂儲罐，而世界產(chǎn)油大國之一的沙特阿拉伯也已成功建造了20廳的浮頂儲罐。占地面積小，因為罐和罐之間要有一定的距離，所以在相同的容積情況下，用幾臺大罐比一群小罐的占地面積要節(jié)省的多。氨是生產(chǎn)含氮肥料及尿素的基木原料，一般以液態(tài)的形式從合成氨工廠送到這些肥料廠。而降溫低壓工藝是利用制冷系統(tǒng)將液氨適當冷凍貯存，相應降低了貯存設(shè)備的設(shè)計壓力以減薄其壁，從而降低儲罐的投資。為了確保儲罐在生產(chǎn)中的安全，工廠都會定期對儲罐進行檢修，其中包括外觀檢修，打開人孔進行檢查，做理化檢驗，無損檢測等等。近年來許多功能較強的有限元軟件的不斷涌現(xiàn)，前后處理功能的不斷改進，可以輸入比以前更少的信息便可以自動生成網(wǎng)格及載荷移置，ANSYS,NASTRAN理出圖象輸出，高溫蠕變分析、極大地方便了設(shè)計者。所以要合理設(shè)計焊縫位置和焊接工藝，并從分析容器所受應力來進行可靠性設(shè)計。還從價格評估的角度對液氨儲罐作了經(jīng)濟性分析，驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的可行性。然而我國臥式儲罐設(shè)計制造技術(shù)的還落后于世界先進水平，制造較困難，加工費用高，且焊接、檢驗技術(shù)要求高，特別是對容器的安全穩(wěn)定性分析顯得尤為重要,可以避免容器失效造成的巨大危害和損失，所以研究臥式儲罐設(shè)計對我國石油化工等行業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。到目前為止，國內(nèi)建成并投入使用的最大容積的大型浮頂儲罐是中國石化集團公司建造的油罐15。日本、美國、德國都生產(chǎn)出了大厚鋼板。氨是生產(chǎn)含氮肥料及尿素的基木原料，一般以液態(tài)的形式從合成氨廠送到這些肥料廠。而降溫低壓工藝是利用制冷系統(tǒng)將液氨適當冷凍貯存，相應降低了貯存設(shè)備的設(shè)計壓力以減薄其壁，從而降低儲罐的投資。即通過重油氣化或由原料焦在煤氣發(fā)生爐中與空氣、蒸汽進行反應，制取半水煤汽。 671工號液氨系統(tǒng)收支示意圖 臥式液氨儲罐的設(shè)計要求及概況設(shè)計原始數(shù)據(jù)：設(shè)計壓力P=，設(shè)計溫度T=40℃，容積V=。封頭可以選擇球形、橢圓形、碟形、平板形、圓錐形等幾種形式的封頭，但從材料消耗、受力和加工制造的難易程度等幾個方面的綜合比較考慮，選用標準橢圓形封頭（EHA型）最為理想，故選之。（3）水壓試驗校核．試驗壓力：PT＝取水壓試驗壓力PT＝2. 0MPa．筒體應力校核；筒體有效厚度δe＝δn－C1－C2＝10－＝ 所以試驗時應力： MPa筒體水壓試驗應力校核滿足要求。（3）水壓試驗校核．試驗壓力：PT＝取水壓試驗壓力PT＝2. 0MPa．筒體應力校核；筒體有效厚度δe＝δn－C1－C2＝12－＝ 所以試驗時應力： MPa筒體水壓試驗應力校核滿足要求。臥式儲罐的鞍式支座設(shè)計包括以下幾個要點：鞍式支座普遍選用雙鞍座支承，這是因為若采用多鞍座支承，難于保證各鞍座均勻受力。由于Rm/2=, =416mm＞，鞍座位置A≤Rm/2=取鞍座