【正文】 （2）一次合格率分析該系統(tǒng)還可以對產(chǎn)品的一次性合格率進(jìn)行統(tǒng)計，從控制圖識別生產(chǎn)過程的狀態(tài)，主要是根據(jù)樣本數(shù)據(jù)形成的樣本點位置以及變化趨勢進(jìn)行分析和判斷，判斷工序是處于受控狀態(tài)還是失控狀態(tài)。并有按時間順序抽取的的樣本統(tǒng)計量數(shù)值的描點序列。 （1）防止咬邊的措施是電流大小要適當(dāng)；運(yùn)條要均勻；焊條角度要正確；焊接電弧要短些；埋弧自動焊的焊速要適當(dāng)。此外，焊縫的成型不良，焊趾區(qū)，焊根的未焊透，錯邊和角變形等外部缺陷都會引起應(yīng)力集中，很容易產(chǎn)生疲勞裂紋而造成疲勞破壞。（2）.焊接缺陷對靜載強(qiáng)度的影響若焊縫中出現(xiàn)成串或密集氣孔時，由于氣孔的截面較大，同時還可能伴隨著焊縫力學(xué)性能的下降（如氧化等）使強(qiáng)度明顯地降低。對于壓力容器來說，壓力的大幅度波動，或者經(jīng)常加載卸壓和開工停工，容器將受到交變載荷的作用。(3)失效分析是機(jī)械產(chǎn)品維修工作的技術(shù)基礎(chǔ)，它可以決定維修的可能性、技術(shù)和方法，從而提高維修工作的質(zhì)量、速度和效益。在對稱面施加對稱約束：選中X=0處的對稱面，選中Areas，By Location，X coordinates，在Min，Max中輸入0，On Areas命令，全選。 儲罐人孔開孔接管區(qū)的應(yīng)力分析化工裝備為了完成工藝過程必須設(shè)置接口，以便物料的流入和流出，同時為了便于檢測和檢修，需要設(shè)置壓力表、液位計、安全閥、人孔或手孔等，這使得壓力容器的必須進(jìn)行開孔接管。ANSYS具備三維建模能力，GUI(圖形界面)就可建立各種復(fù)雜的幾何模型。有限元法作為一種有效的應(yīng)力分析方法正在成為壓力容器應(yīng)力分析的方法。容器的受力情況一般比較復(fù)雜，壓力容器所承受的載荷有多種類型，如機(jī)械載荷（包括壓力、重力、支座反力、風(fēng)載荷及地震載荷等)、熱載荷等。．補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)面積 A4＝A－Ae＝2689－＝ mm2 (2)補(bǔ)強(qiáng)圈選用查補(bǔ)強(qiáng)圈標(biāo)準(zhǔn)HG21506—92，選用補(bǔ)強(qiáng)圈45010—D—16MnR JB/T4736，補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D＝760mm，補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d＝484mm，因為B=931 mm2＞D＝760mm，在補(bǔ)強(qiáng)圈的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍之內(nèi)。法蘭標(biāo)記：HG20593 法蘭 PL80—（2）液位計管口設(shè)置兩個液位計管口，兩個均設(shè)在左邊封頭上，具體定位尺寸見液氨儲罐裝配圖。.由彎矩引起的軸向應(yīng)力最低點處： ′= MPa最低點處′＝－′＝．由于設(shè)計壓力引起的軸向應(yīng)力 MPa．軸向應(yīng)力組合與校核軸向拉應(yīng)力：σ2＝σp+′=+＝許用軸向拉應(yīng)力：[σ]t＝170Mpa，σ2＜[σ]t合格軸向壓應(yīng)力：σ1＝－′＝軸向許用壓縮應(yīng)力根據(jù)A值查GBl50—89圖4—5，得B＝136MPa＜[σ]t=170 MPa取許用壓縮應(yīng)力 [σ]ac＝136MPa，合格｜σ1｜＜[σ]ac因筒體被封頭加強(qiáng)(即A＜Rm/2)，筒體和封頭中的切向剪應(yīng)力分別按下式計算(1) 筒體切向剪應(yīng)力查GBl50—89，取系數(shù)K3＝，K4= 因為 τ [σ]t =170=136 MPa ， 故合格。由材料力學(xué)可知，將出儲罐的力學(xué)模型簡化為雙支座上的受均布載荷的外伸梁，若梁的全長為L，則當(dāng)外伸端的長度A=，雙支座跨中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度。20R鋼板在40℃時的許用應(yīng)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，取此時20R鋼的許用應(yīng)力[σ]＝[σ]t =133 Mpa，屈服強(qiáng)度δs=245 Mpa。氨屬于中度危害介質(zhì)(Ⅱ級)，且本設(shè)備為PV值小于10Mpa上述三種液氨貯存工藝對制造液氨儲罐的鋼材用量有很大影響，隨著儲罐的工作溫度降低，儲罐單位鋼材用量可貯存的液氨量顯著增大。（3）焊接新材料、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和使用，使焊接質(zhì)量日趨穩(wěn)定并提高為了適應(yīng)大型化和厚壁壓力容器的發(fā)展，國內(nèi)外普遍采用了強(qiáng)度級別較高的鋼材，這時為了降低焊縫中的氫含量，提高焊接接頭的韌性，日本神鋼公司研制了UL系列的超低氫焊條，對600MPa級的高強(qiáng)鋼焊接時，甚至可以不預(yù)熱。容器大型化可以節(jié)約能源、節(jié)約材料、降低投資、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。六、完成畢業(yè)設(shè)計所必須具備的工作條件及解決的辦法 具備的條件以前所學(xué)到的理論知識、所用的課本、搜集到的資料、老師提供的參考資料等， Auto CAD二維工程圖軟件，還有計算機(jī)，圖書館，網(wǎng)絡(luò)資源等?，F(xiàn)在最常用的分析就是應(yīng)力分析，其目的就是求出結(jié)構(gòu)在承受載荷以后結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力分布情況，找出最大應(yīng)力點或求出當(dāng)量應(yīng)力值，然后對此進(jìn)行評定，當(dāng)應(yīng)力值在許用范圍以內(nèi)時，結(jié)構(gòu)滿足要求，可以安全生產(chǎn)。氨在常壓下。繼后，在石化企業(yè)、港口、油田、管道系統(tǒng)建造數(shù)十臺5浮頂儲罐。而臥式液化氣儲罐是目前中、小型液化氣站儲存和運(yùn)輸液化氣的主要容器之一，在石油化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛并占有相當(dāng)大的比例。 Chul Kim ．臥式液氨儲罐的簡介臥式儲罐的容積一般都小于100m3 ，通常用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)或加油站。若溫度降到0， —4000t液氨。有限元法作為一種有效的應(yīng)力分析方法正在成為壓力容器應(yīng)力分析的首要方法。structural design。當(dāng)前壓力容器用鋼發(fā)展的主要特點有如下幾個：①隨著剛才強(qiáng)度的提高，同時要改善鋼材的抗裂性和韌性指標(biāo)。℃貯存，而在常溫下應(yīng)在壓力容器內(nèi)貯存。③氣體的壓縮與精制。筒體長度：取 =2030 mm兩封頭切線之間的距離L==2030+225=2080mm現(xiàn)選用16MnR和20R兩個鋼種，對儲罐的主要結(jié)構(gòu)——筒體和封頭進(jìn)行兩個方案的設(shè)計，然后對這兩個方案進(jìn)行比較和選擇。（2）制造費用 總的來說，由于采用16MnR鋼板厚度較薄，質(zhì)量較輕，鞍座的承載重量也更小，而且制造費用目前也按碳鋼設(shè)備同等計價，因此制造費用比較經(jīng)濟(jì)。查JB/T4712—92可得鞍座基本尺寸：包角θ＝120176?？紤]到筒體和鞍座的結(jié)構(gòu)尺寸，將人孔設(shè)置在筒體的頂部，選取開孔中心距離筒體的邊緣620mm。（1）人孔補(bǔ)強(qiáng)及補(bǔ)強(qiáng)方法判別．補(bǔ)強(qiáng)判別 由于人孔接管的外徑為480 mm，大于允許不另行補(bǔ)強(qiáng)的的最大接管外徑89 mm，所以需要另行考慮補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)該與殼體的材料相同，選用16MnR鋼，由前面的人孔設(shè)計可知，人孔的接管選用Q235－B鋼，選用其厚度附加量C，＝C1＋C2＝2＋＝，在該設(shè)計條件下Q235－B鋼的許用應(yīng)力=113Mpa。從計算所得費用和網(wǎng)絡(luò)查閱報價兩結(jié)果來看，數(shù)值相差不大，由于計算估計價格時，很多數(shù)據(jù)都是比較保守，大部分都用較大值計算，所以與實際報價存在一定的差距是很正常的情況，從而也證明了第二部分儲罐結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。與此同時，把用連續(xù)形式描述的邊界條件看作是只需要在邊界上若干個節(jié)點應(yīng)當(dāng)遵守的條件。 ANSYS軟件是第一個工S09001通過質(zhì)量認(rèn)證的大型分析設(shè)計類軟件，是美國機(jī)械工程師協(xié)會(ASME)，美國核安全局(NOA)及近20種專業(yè)技術(shù)協(xié)會認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)分析軟件。利用ANSYS的拓?fù)鋬?yōu)化功能，用戶可以對模型進(jìn)行外型優(yōu)化，尋求物體對材料的最佳利用。再對各對稱面施加對稱約束，對內(nèi)表面施加內(nèi)壓力進(jìn)行求解。開孔接管區(qū)的應(yīng)力狀況非常復(fù)雜，削弱了原有的承載面積，在開孔邊緣附近必然會造成應(yīng)力集中，接管區(qū)的受力有如下幾種：儲罐的接管區(qū)受到由液壓引起的徑向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力，其中環(huán)向應(yīng)力是徑向應(yīng)力的兩倍；另一方面接管的存在使開孔接管區(qū)成為總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)，殼體與接管在內(nèi)壓作用下自由變形不一致，在變形協(xié)調(diào)過程中將產(chǎn)生邊緣應(yīng)力；同時接管和殼體是通過焊接連接在一起的，焊縫的結(jié)構(gòu)與尺寸如焊縫高度、過渡圓角等會形成結(jié)構(gòu)不連續(xù)，形成局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力，由于焊接時的殘余應(yīng)力；由于容器自重和儲存介質(zhì)的重力，筒體的上半部分受到壓應(yīng)力的作用，其中筒體和接管的最高點處壓應(yīng)力最大，所以在應(yīng)力集中后該處的應(yīng)力值最大，而在接管的上下端面附近由于距離焊縫較遠(yuǎn)，幾乎不受焊接殘余應(yīng)力的影響，承載較小，在應(yīng)力云圖上顯示的應(yīng)力也是最小的區(qū)域。下面介紹一下最主要的幾種形式。由于各類缺陷的形態(tài)不同，所產(chǎn)生的應(yīng)力集中程度也不同，因而對結(jié)構(gòu)的危害程度也各不一樣。如果裂紋位于高值拉應(yīng)力區(qū)就容易引起低應(yīng)力破壞；若位于結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中區(qū)，則更危險。因此，改善焊趾處的應(yīng)力集中程度能大大提高接頭的抗腐蝕疲勞的能力。該系統(tǒng)利用ADO控件和缺陷統(tǒng)計的數(shù)據(jù)庫的動態(tài)連接，生成在不同時間各種缺陷發(fā)生頻數(shù)的統(tǒng)計圖和不合格率曲線，并利用休哈特控制圖在質(zhì)量管理過程中的作用，來對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控報警，查出焊接缺陷頻繁產(chǎn)生的原因，并及時的采取改進(jìn)措施消除，對整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生的問題進(jìn)行預(yù)防，達(dá)到道道工序都處于穩(wěn)態(tài)的全穩(wěn)生產(chǎn)線。只要控制圖上的點子出現(xiàn)下列情況時，就可判斷工序是否為失控狀態(tài)，如下圖：(1)這次畢業(yè)設(shè)計的題目是臥式液氨儲罐設(shè)計，臥式儲罐的設(shè)計不僅包括對容器結(jié)構(gòu)的設(shè)計，然而我們也不能忽視對容器的安全可靠性分析分析和經(jīng)濟(jì)性評價的探討，對容器。另外，在求各種控制圖時，3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差并不容易求到，故按統(tǒng)計理論計算出一些近似系數(shù)用于各種控制圖的計算信息輸入表中。6 焊接缺陷分析的CAPP系統(tǒng)設(shè)計因為焊接缺陷對壓力容器失效的影響很大，在生產(chǎn)的過程中除了要從焊接方法上控制外，還要對焊接缺陷進(jìn)行統(tǒng)計分析，利用控制圖的方法來控制和預(yù)防，保證產(chǎn)品合格率，為此用VB語言開發(fā)了一套壓力容器焊接缺陷分析的CAPP系統(tǒng)。同樣地，應(yīng)力集中對腐蝕疲勞也有很大影響。一般認(rèn)為，結(jié)構(gòu)中缺陷造成的應(yīng)力集中越嚴(yán)重，脆性斷裂的危險性越大。由于缺陷的存在減少了結(jié)構(gòu)承載的有效截面積，更是主要的是在缺陷周圍產(chǎn)生了應(yīng)力積中。所以現(xiàn)代壓力容器設(shè)計不得不進(jìn)一步分析容器可能出現(xiàn)的各種失效形式。計算結(jié)果和應(yīng)力云圖如下圖： 分析結(jié)果圖 儲罐建模圖 結(jié)果與討論對該應(yīng)力云圖分析可以看出，應(yīng)力最大的地方出現(xiàn)在筒體最高位置與人孔接管焊接區(qū)域。另外，為簡化建模，本分析只考慮液氨儲罐上的最大接管，即人孔接管。⑥.良好的優(yōu)化功能。ANSYS獨具特色的多物理場禍合分析技術(shù)和涵蓋優(yōu)化設(shè)計、隨機(jī)有限元分析等在內(nèi)的一體化的處理技術(shù)充分體現(xiàn)了CAE領(lǐng)域的最新發(fā)展成就。有限元法可以說是對問題的一種物理近似法，它與差分法不同的是，它不涉及原有的微分方程，而是從能量原理出發(fā)，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化處理。（3）水壓試驗費用查手冊可知，當(dāng)容器體積V＜5 m3，設(shè)計壓力P＜ Mpa時，水壓試驗費用： SC＝。采用工程制單位的標(biāo)準(zhǔn)（如：JB等）公稱壓力用P g表示，單位為/cm2。由于儲罐的公稱直徑900mm＜DN＜2600 mm，而且設(shè)計了人孔和適當(dāng)?shù)膫溆霉芸冢ㄒ娤挛模?，就不必要設(shè)計手孔和檢查孔。活動支座的基礎(chǔ)螺栓應(yīng)沿圓筒軸向開成長圓孔，固定支座通常設(shè)置在儲罐配管較多的一側(cè)，活動支座應(yīng)安裝在沒有配管或配管較少的一側(cè)。．封頭應(yīng)力校核：有效厚度δe＝δn－C1－C2＝l2－－2＝因為 所以封頭水壓試驗應(yīng)力校核滿足要求。假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭封頭厚度在8—16mm之間，封頭的公稱直徑應(yīng)該與筒體相等，取DN=1200mm，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB47462002，查得封頭的容積Vh= m3，總深度H=325 mm。②煤氣鼓風(fēng)及轉(zhuǎn)化。這就需要設(shè)置液氨貯存設(shè)施，以確保原料供應(yīng)，為化肥廠連續(xù)生產(chǎn)創(chuàng)造必要條件。目前中國已經(jīng)基本掌握了厚度在150mm—200mm的大型容器的制造、焊接和檢測技術(shù)，厚度在200mm以上的大型容器的制造、焊接和檢測技術(shù)也已經(jīng)成熟。最后從焊接缺陷出發(fā)對儲罐進(jìn)行失效分析，并以VB語言為基礎(chǔ)，結(jié)合控制圖原理設(shè)計了一個缺陷分析的CAPP系統(tǒng)，從而完成了整個臥式液氨儲罐的分析設(shè)計過程。等軟件還有等效線性化后處理功能，并將結(jié)果整有限元法口前不僅用于彈塑性分析，還可以用于大變形與屈曲分析，斷裂分析等。至于低溫常壓工藝，則是將液氨冷凍至不高于它的沸點(低于33，視當(dāng)?shù)卮髿鈮憾?，使得液氨對應(yīng)的氣相壓力與大氣壓力相同或相近，從而可以采用常壓容器盛裝貯存，以最大限度降低儲罐投資。便于操作管理并且節(jié)省管線及配件。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[10] [M].天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社,1985.[11]李俊斌，李彬喜 在役液氨儲罐應(yīng)力場有限元分析與安全評定 Technology amp。年來隨著制造工藝的提高其容積有逐漸增大的趨勢。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(tuán)公司建造的油罐15。按照不同地區(qū)的氣溫和貯存條件的變化，液氨的貯存原則上可在33—43內(nèi)，以控制其相應(yīng)汽化壓力確定工藝方案。常用的應(yīng)力分析的方法有兩種:一種是解析的方法，分為精確解，近似解。在空閑時間多上機(jī)學(xué)習(xí)并熟練掌握上述的各種繪圖軟件和分析軟件。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的浮頂儲罐。自動焊接技術(shù)和焊接機(jī)器人的使用使大型容器上百米的縱焊縫、環(huán)焊縫和接管的鞍形焊縫實現(xiàn)了自動化，提高了焊接質(zhì)量和效率，降低了勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件。儲罐容量可達(dá)250—4000t液氨。儲罐選用臥式，液體靜柱壓力很低，可不記入設(shè)計壓力中。（1）筒體厚度 δ=mm設(shè)計厚度δd＝δ十C2＝＝按GS709，取鋼板負(fù)偏差C1=。否則由于容器外伸端的作用使支座截面處的應(yīng)力過大。(1)周向應(yīng)力計算設(shè)墊板不起加強(qiáng)作用，查GBl50—89，取周向彎矩系數(shù)K6 = =，．在鞍座處橫截面最低點處 MPa式中k=,考慮容器焊接在鞍座上 其中：b2為筒體承受周向壓應(yīng)力的有效長度。由于接管較長，要設(shè)計加強(qiáng)筋加強(qiáng)。3 液氨儲罐的經(jīng)濟(jì)性分析由前面的結(jié)構(gòu)設(shè)計的尺寸數(shù)據(jù)和選材，結(jié)合相關(guān)的資料，我們要對液氨儲罐的制造和安裝的總成本價格進(jìn)行估計，再和儲罐的市場價格進(jìn)行比較，做出設(shè)計調(diào)整，進(jìn)行簡單的經(jīng)濟(jì)性評價。因此，載荷在容器中所產(chǎn)生的應(yīng)力與分布以及對容器失效的影響也就各不相同。因而，有限元法已被公認(rèn)為工程分析的有效工具，受到