【正文】 赤道上環(huán)縫以上所有環(huán)縫的大坡口放在內(nèi)側(cè)小坡口放在外側(cè)反之把赤道帶下溫帶和下極板的主從縫及赤道帶下環(huán)縫以下的所有環(huán)縫的大小破口放在外側(cè) 小坡口在內(nèi)側(cè)這樣有利于碳弧氣刨清根或磨焊極及著已檢驗的操作同時小坡口側(cè)便于預熱電焊工作所謂大破口是指焊根部較深那邊 與焊接公藝有關(guān) 采用不對稱 X型破口手工電弧焊時采用小間隙坡口結(jié)構(gòu) C 13mm 是我國和日本的習慣 坡口的設(shè)計就是決定破口結(jié)構(gòu)的三個要素角度包括角度誤差間隙包括間隙誤差鈍邊尺寸大小 在本設(shè)計中根據(jù)《球形儲罐設(shè)計規(guī)定》選用不對稱 X 型破口形式 231 支柱結(jié)構(gòu) 支柱由圓管地板端板三部分組成分單段式和雙段式兩種 〈 1〉單段式支柱 主柱由一根圓管或圓筒組成某上端在制造廠加工成與球殼相接的圓弧狀為達到密切接合也有采用翻邊形式下端與地板焊好然后運到現(xiàn)場與球瓣進行組裝和焊接它主要用于常溫球罐 〈 2〉雙段式支柱 這種支柱適用于低溫球罐的特殊材料的 支座按低溫球罐設(shè)計要求與球殼相連的支柱必須選用與殼體相同的低溫材料其設(shè)計高度一般為支柱總高度的3040 左右該段支柱一般在制造廠內(nèi)與球瓣進行組對焊接并對連接焊縫進行焊后熱處理下段支柱可采用一般材料 在常溫球罐中也有由于安裝方面希望改善柱頭部位支座與球殼連接的應力狀況而采用雙段式支柱結(jié)構(gòu)這時不要求上段采用與殼體相同的材料 雙段式支柱本身結(jié)構(gòu)較為復雜但它在與殼體相焊處焊縫的受力水平較低這是一個顯著的優(yōu)點故在國外得到廣泛的應用 故在本設(shè)計中采用雙段式支柱 〈 3〉支柱與球殼的連接 主要 分為有墊板和無墊板兩種結(jié)構(gòu)有墊板結(jié)構(gòu)可增加球殼板的剛性但又增加了球殼上的搭接焊縫在第合金高強鋼的施焊中由于易產(chǎn)生裂紋探傷檢查又困難故應盡量避免采用墊板結(jié)構(gòu) 故在本設(shè)計中采用墊板結(jié)構(gòu) 支柱與球殼連接端部結(jié)構(gòu)也分為平板式和半球式兩種半球式受力較合理抗拉斷能力較強平板式結(jié)構(gòu)造成高應力的邊角連接不合理支柱與球殼連接的下部結(jié)構(gòu)分為直接連接和有托連接兩種有托板結(jié)構(gòu)可以改善支撐和焊接條件便于焊縫檢驗 在本設(shè)計中采用半球頂有托板結(jié)構(gòu) 〈 4〉支柱的防火安全結(jié)構(gòu) 支柱的防火安全結(jié)構(gòu)主要是在支柱上 防火層及可熔塞結(jié)構(gòu) 當在灌區(qū)發(fā)生火災時為了防止球罐支柱在很短時間內(nèi)被火燒塌引起球罐破壞使事故加劇除了對球罐體本身采用防火水幕噴淋以外對于高度為一米以上的支柱用厚度 50mm 以上的耐熱混凝土成具有相當性能的不燃性絕熱材料覆蓋防火隔熱層不應發(fā)生干裂其耐火性必須在一小時以上 每根支柱上開設(shè)排氣孔使支柱管子內(nèi)部的氣體在火災時能夠及時溢出保護支柱為了隔絕支柱管與外界接觸試壓后在排氣孔上采用可熔塞堵孔可熔塞內(nèi)填上以以下溫度時能自行熔化的金屬材料易熔塞直徑應在 6mm 以上 支柱還必須具有較好的平密性保 證各處焊縫有足夠的強度尤其是在支柱與球殼接頭上組裝施焊后的支柱必須進行表壓的空氣氣密試驗 球罐應按有關(guān)規(guī)定安裝單個接地電阻為總和電阻為以下的接地設(shè)施每臺球罐至少應有兩個接地凸緣 2 拉桿結(jié)構(gòu) 拉桿是作為承受風載荷及地震載荷的部件增加球罐的穩(wěn)定性而設(shè)置拉桿結(jié)構(gòu)可分為可調(diào)試和固定式兩種 可調(diào)試拉桿分成長短兩段有可調(diào)螺母連接以調(diào)節(jié)拉桿的松緊度大多數(shù)采用高強度的圓鋼或鍛件圓鋼制作 在本設(shè)計中采用可調(diào)試拉桿結(jié)構(gòu) 24 人孔和接管 人孔結(jié)構(gòu) 球罐用的人孔是作為操作人員進 出球罐以進行檢查及維修用的本設(shè)計中的球罐雖然不做焊后整體熱處理但人孔的選定必須考慮操作人員帶工具進出球罐方便一般選用 Dg500600較適宜根據(jù)《球形儲罐設(shè)計規(guī)定》本球罐開設(shè) Dg1000的人孔 一般球罐上應該有兩個人孔分別設(shè)在上下極帶上上部人孔采用水平吊蓋人孔下部人孔采用回轉(zhuǎn)蓋人孔 原因工作壓力材質(zhì)為低合金高強鋼或低溫球罐時采用回轉(zhuǎn)蓋整體鍛件凸緣補強人孔因為這種結(jié)構(gòu)合理外由于球罐極帶配管集中空間比較緊張也是一個原因但由于人孔蓋較厚頂部人孔的開啟是很費力的所以若極帶空間較寬裕的話可選用水平吊蓋人 孔 在有壓力情況下人孔法蘭一般采用帶頸對焊法蘭密封面采用凹凸面形式 采用整體鍛件補強的人孔結(jié)構(gòu)較為合理 其優(yōu)點是補強金屬集中于開孔削弱應力最大的部位應力集中系數(shù)最小又采用對接焊縫并使焊縫及其熱影響區(qū)離開最大應力點的位置故抗疲勞性能好疲勞壽命只降低 1015節(jié)省材料且壁厚大于或等于 30mm的球罐其人孔和接管的開孔補強均應采用整體補強結(jié)構(gòu) 故在本設(shè)計中采用正鍛件補強 接管結(jié)構(gòu) 球罐由于工藝操作需要有各種接管球罐接管部分是強度的薄弱環(huán)節(jié)國內(nèi)較多事故是從接管焊接處發(fā)生的為了提 高該處的安全性采用厚避管或整鍛件凸緣補強措施 1．接管材料 與球罐相焊的接管材料選用與球殼相同的材料 2 開孔位置 開孔應該設(shè)計在上下極帶上便于集中控制并使接管焊接能在制造廠完成保證接管焊接部位的質(zhì)量開孔應與焊接錯開其間距應大于三倍的板候并且必須大于 100mm 在球罐焊接縫上不應開孔 3 孔的補強 因球罐容積大一般其殼體避厚都較接管厚得多為了保證焊接質(zhì)量應加厚接管的管壁即使對小直徑接管例如 Dg20 也應采用壁厚管焊接結(jié)構(gòu) 25 球罐的附件設(shè)計 梯子平臺 在本設(shè)計中球罐外部設(shè)有頂部 平臺中間平臺以及為了從地面進入這些平臺的下部斜梯上部盤梯由于球罐的工藝接管及人孔絕大部分都設(shè)置在上級板處頂部平臺是作為工藝操作用的平臺中間平臺的設(shè)置是為了操作人員上下頂部平臺時中間休息或者是作為檢查球罐赤道部位外部情況用的 在本設(shè)計中采用的梯子上部盤梯是球體和橢柱體相貫的相貫線這種梯子結(jié)構(gòu)彌補了球面螺線盤體的剛開始梯子的上升角太大后來上升角太大后來上升角太小的缺點故這種結(jié)構(gòu)行走舒適沒有陡升陡降的感覺 水噴淋裝置 1．概述 球罐上裝射水噴淋裝置是為了內(nèi)盛的液化石油氣可燃性氣體及毒性氣體氯氨除外的隔熱需要同時也可起消防的 保護作用但是隔熱和消防保護有不同的要求一般淋水裝置的構(gòu)造為環(huán)形冷卻水管和導流式淋水裝置 〈 1〉隔熱用淋水裝置的要求 要求淋水裝置可以向球罐整個表面均勻淋水 其淋水量按球罐本體表面積每平方米淋水 2Lmin 進行計算 〈 2〉消防用淋水裝置的要求 要求淋水裝置也能向球罐整個表面均勻淋水其淋水量按球罐本體表面積 6Lmin 當儲存可燃性氣體液化氣和液化石油氣的球罐之間實際距離比安全規(guī)程縮短時灑水量要求增大至 10Lmin 2 淋水管的設(shè)計 淋水管原則上要求采用 鍍鋅水管或具有同等以上耐熱性耐腐蝕性及強度的鋼管淋水管的灑水孔口徑為 4mm 以上以防止水垢灰塵垢塞灑水孔 3 有關(guān)計算 在本設(shè)計中所用的灑水量為 6Lmin 貯槽外表面積 〈 1〉所需灑水量 1616304kgfmin 〈 2〉灑水管口徑 水流速 V 2ms 所需管徑 213 〈 3〉灑水孔數(shù)的決定 21415 倍以上 為使壓力表的讀數(shù)盡可能正確壓力表的表面直徑應大于 150mm 壓力表前應安裝截至閥以便在儀表標校時可以取下壓力表 安全閥 1．安全閥的種類數(shù)量及可設(shè)置的位置 為防止球罐運轉(zhuǎn)異常造成內(nèi)壓超過設(shè)計壓力應在氣相部分設(shè)置一個以上的異常時用安全閥以便及時排除部分氣相物料自動的將內(nèi)壓回復到設(shè)計壓力以下同時在氣象部分還要設(shè)置一個以 上的火災安全閥使得由于火災而使罐內(nèi)物料溫度及壓力上升時能自動發(fā)生作用排泄物料確保球罐不超過 2．安全閥的排泄量 對無絕緣材料保溫層的液化氣體球罐的安全泄放量 215 式中球罐的安全的泄放量 在泄放壓力下液化氣體的氣化潛熱 泄放壓力 丙烷單組分在 18633kgf 的泄放壓力下的沸點 丁烷單組分在 18663kgf 的泄放壓力 F 的沸點 查《化工工藝設(shè)計手冊》二 P16182 得在本設(shè)計中丙烷〈 90丁烷〈 10 且丙烷的沸點遠遠低于丁烷的沸點故以丙烷的蒸發(fā)潛熱作為液化氣體的氣化潛熱 F 系數(shù) 球罐裝在地面下用沙土覆蓋的取 F 03 球罐在地面上時取 F 1 對設(shè)置在大于 10L 噴淋裝置下時取 F 0