【文章內容簡介】 12320GGB 6479≤1617~4041041024523513713713713213212612311616MnGB 6479≤1617~4049049032031016316316316316316315915315MnVGB6479≤1617~4051051035034017017017016017017017017009MnD①≤16400240133133128119①該鋼管的技術要求見GB150附錄“材料的補充規(guī)定”。注：中間溫度的許用應力值，可按本表的壓力值用內插法求得。表26 鋼管的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗溫度鋼號使用狀態(tài)壁厚，mm最低沖擊試驗溫度，℃10正火≤163020G正火≤162016Mn正火≤204009MnD正火≤1650表27 鋼管的最低設計溫度鋼管名義厚度，mm最低設計溫度,℃焊后狀態(tài)使用焊后熱處理狀態(tài)使用820356254044045鋼管名義厚度，mm最低設計溫度,℃焊后狀態(tài)使用焊后熱處理狀態(tài)使用24545螺柱用鋼的標準、使用狀態(tài)及許用應力按表28 的規(guī)定。表28 標準、使用狀態(tài)及許用應力鋼號鋼材標準鋼材使用狀態(tài)螺柱規(guī)格，mm常溫強度指標在下列溫度（℃）下的許用應力，MPaσb MPaσsMPa≤20100150200Q235AGB/T 700熱軋≤M203752358778746935GB/T 699正火≤M225303151171059891M24~M275102951181061009240MnBGB/T 3077調質≤M22805685196176171165M24~M3676563521218918318040MnVBGB/T 3077調質≤M22835735210190185179M24~M3680568522820619919640CrGB/T 3077調質≤M22805685196176171165M24~M3676580521218918318030CrMoAGB/T 3077調質≤M22765550157141137134M24~M48660500167150145142M52~M5666050018516716115735CrMoAGB/T 3077調質≤M22855735210190185143M24~M48660685228206199196M52~M80805685254229221218M85~M10573559021919618918540CrMoAGB/T 3077調質M52~M140930825306291281274注：中間溫度的許用應力值，可按本表的壓力值用內插法求得。低合金鋼螺柱用毛胚，經(jīng)調質熱處理后進行力學性能試驗。同一鋼號、同一爐號、同一斷面產品、同一熱處理制度、同時投產的螺柱毛胚為一批，每批取一件進行試驗。試樣的取樣方向為縱向，直徑不大于40mm 的毛坯，試樣的縱軸應位于毛坯中心；直徑大于40 mm 的毛坯，試樣的縱軸應位于毛坯半徑的1/2 處。試樣距毛坯端部的距離不得小于毛坯的直徑，但拉伸試樣的頭部(或夾持部分)不受此限制。每件毛坯上取拉伸試樣一個，沖擊試樣三個。拉伸試驗方法按GB/T 228 的規(guī)定。沖擊試驗方法按 GB/T 229 的規(guī)定。試驗結果應符合表29 的規(guī)定，表中沖擊功的規(guī)定值系三個試樣試驗結果的平均值，允許有一個試樣的試驗結果小于規(guī)定值，但不得小于規(guī)定值的 70％。對鋼號和規(guī)格符合JB 4707 標準的低合金鋼螺柱用鋼材，其力學性能可按該標準驗收。表29 實驗結果鋼號回火溫度 ℃規(guī)格 mmσb MPaMPaδ5%AKVJ40MnB≥550≤M22≥805≥685≥13≥34M24~M36≥765≥63540MnVB≥550≤M22≥835≥735≥12≥34M24~M36≥805≥68540Cr≥550≤M22≥805≥685≥13≥34M24~M36≥765≥63530CrMoA≥600≤M22≥700≥550≥15≥61M24~M56≥660≥50035CrMoA≥560≤M22≥835≥735≥13≥54M24~M85≥805≥685M85~M105≥765≥690≥4740CrNiMoA≥520M52~M140≥930≥825≥12≥54低合金鋼螺柱，當設計溫度低于或等于20℃時，應進行設計溫度下的低溫沖擊試驗。低溫用螺柱的鋼號及沖擊試驗要求按表210的規(guī)定。表210 鋼號及沖擊試驗要求鋼號規(guī)格，mm最低沖擊試驗溫度，℃AKV,J30CrMoA≤M56100≥2735CrMoA≤M56100≥27M60~M807040CrNiMoAM52~M8070≥31M85~M14050與各螺柱用鋼組合使用的螺母用鋼可按表2 11選用。表211 螺母用鋼螺柱鋼號螺母用鋼螺母鋼號鋼材標準使用狀態(tài)使用溫度下限，℃Q235AQ215A ，Q235AGB/T 700熱軋2035Q235AGB/T 700熱軋2020，25GB/T 699正火2040MnB35，40Mn，45GB/T 699正火2040MnVB35，40Mn，45GB/T 699正火2040Cr35，40Mn，45GB/T 699正火2030CrMoA40Mn，45GB/T 699正火2030CrMoAGB/T 3077調質10035CrMoA40Mn，45GB/T 699正火2030CrMoA35CrMoAGB/T 3077調質10040CrNiMoA35CrMoA40CrNiMoAGB/T 3077調質70焊接材料包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極和襯墊等。焊條應具有質量證明書。質量證明書應包括熔敷金屬的化學成分、力學性能、擴散氫含量等。各項指標應符合GB/T 511GB/T 511GB/T 984 等標準的有關規(guī)定。球殼的焊縫以及直接與球殼焊接的焊縫，應選用低氫型藥皮焊條，并按批號進行擴散氫復驗。擴散氫試驗方法應按GB/T 3965 的規(guī)定進行。烘干后的實際擴散氫含量應符合表212的規(guī)定。 表212 擴散氫含量焊接材料擴散氫含量，mL/100g焊接材料擴散氫含量，mL/100gE431E4316≤8E6015X、E6016X≤4E501E5016≤6J607RH≤E5515X、E5516X≤5藥芯焊絲≤63 結構設計 概況球罐結構的合理設計必須考慮多種因素：盛裝物料的性質、設汁溫度和壓力，材質、制造裝備和技術水平、安裝方法，焊接和檢驗要求、操作方便可靠性、自然環(huán)境的影響(風載荷，地震載荷作用，大氣的自然腐蝕)等。要做到滿足各項藝要求，具有足夠的強度和穩(wěn)定性，結構盡可能簡單和檢修實施容易。 球罐的結構設計應包括如下的內容：(1)根據(jù)工藝參數(shù)的要求確定球罐結構的類型及幾何尺； (2)確定球殼的排板方法(分帶、分片)； (3)確定球殼板的幾何尺寸；(4)支撐結構的確定：(5)人孔和工藝接管的選定、布置以及開孔補強的設計；(6)球罐的附件，如內外盤旋梯、爬梯、平臺的設計；(7)有要求時，對保冷結構設汁；(8)留基礎的技術要求；(9)有要求時，對防地震、防雷的設計等。球殼設計要按照如下的設計準則：◆必須滿足所儲存物料在容量、壓力、溫度方面要求，且安全可靠；◆受力狀況最佳；◆考慮了瓣片加工機械（油壓機或水壓機）的跨度大小，運輸條件的可能，盡量采用大的球瓣結構，使焊縫長度最小、減少安裝工作量；◆考慮了鋼板的規(guī)格，增強球殼板的互換性，盡量提高板材利用率。國內自行設計、制造、組裝焊接的球罐多為橘瓣式和混合式排板組成的球殼。⑴橘瓣式球殼的設計（圖31）橘瓣式球殼組裝焊縫較為規(guī)則，施工簡便。多數(shù)采用偶數(shù)支柱，分塊分帶對稱，因此組裝應力及焊接內應力較均勻，較易保證球罐質量。當球殼按等強度設計，用不同的分帶去承受不同液柱高度的附加壓力時，產生不等厚的球片結構。橘瓣式結構較靈活，按照原材料的大小及壓機跨度的尺寸，可設計成不同球心夾角的分帶和分塊，以滿足結構和制造工藝的要求。橘瓣式結構也有其缺點：由于球片在各帶位置尺寸大小不一，只能在本帶內或在上、下對稱帶之間進行互換；下料成型較復雜，原材料利用率較低；球極板往往尺寸較小，當需要布置人孔和眾多接管時可能出現(xiàn)接管擁擠，有時焊縫不易錯開。（2）混合式球殼的設計（圖32）混合式球殼，其赤道帶和溫帶采用橘瓣式，極板采用足球瓣式。由于此種結構取橘瓣式和足球瓣式兩種結構形式的優(yōu)點，所以材料利用率高，焊縫長度縮短，球殼板數(shù)量減小，適合大型球罐。隨著我國石油、化工、城市煤氣等工業(yè)的迅速發(fā)展，國內曾引進了許多混合結構的大型球罐，通過對引進球罐的消化、吸收、開發(fā)研究、施工、檢測，已經(jīng)基本掌握了這種結構形式的設計、制造、組裝和焊接技術。大型球罐一般采用這種混合排板的形式。圖31 橘瓣式球殼 圖32混合式球殼本設計球殼采用的是混合式球罐，赤道帶是橘瓣式，上、下極是足球式，共三帶。如圖（33）。 圖33三帶混合球罐 圖34 支柱各部部分名稱1極邊板；2極側板； 1地腳螺栓；2下支耳；3通氣口；3極中板；4上板； 4球殼；5蓋板；6上段支柱； 5赤道帶；6支柱；7下極 7上支耳；8防火層；9下段支柱； 10沉降測定板；11接地板；12底板；13基礎支柱的各部分名稱如圖34。球罐支座是球罐中用以支撐本體質量和儲存物料質量的結構部件。由于球罐殼體呈圓球狀，給支座設計帶來一定的困難，它既要支撐較大的質量，又由于球罐設置于室外，需承受各種自然環(huán)境影響，如風載荷，地震載荷和環(huán)境溫度變化的作用。為了應對各種影響因素，結構形式比較多，設計計算也比較復雜。支撐主要可分成柱式支撐和裙式支撐兩大類。柱式支撐中又以赤道正切柱式支撐為國內外普遍采用。此外，還有V形柱式支撐，三樁合一形柱式支撐，裙式支撐（包括圓筒形裙式支撐和錐形裙式支撐），錐底支撐（也是裙式支撐），鋼筋混凝土連續(xù)基礎支撐，半埋式支撐，高架式支撐（也有柱式和裙式之分），可脹縮的支撐（柱式支撐的變種）。本球罐的支柱形式采用赤道正切柱式支座。赤道正切柱式支柱結構特點：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（相隔）而焊接起來。支柱支撐球的重量，為了承受風載荷和地震載荷，保證球罐的穩(wěn)定性，在支柱之間設置拉桿相連。這種支柱的優(yōu)點是受力均勻，彈性好，安裝利便，施工簡單，容易調整，現(xiàn)場操作和檢修也方便，且適合于多種規(guī)格的球罐。他的缺點主要是重心高，穩(wěn)定性較差。 支柱應采用鋼管制作。下段支柱可分段，分段的長度不宜小于支柱總長的1/3。段間的環(huán)向接頭應全焊透?？刹捎醚睾缚p根部全長有緊貼基本金屬的墊板的對接接頭。支柱頂部應設有球形或橢圓形的防雨蓋板。支柱應設置通氣口，對儲存易燃物料及液化石油氣的球罐，還應設置防火層。支柱底板中心應設置通孔，如圖35所示。支柱底板的地腳螺栓孔應為徑向長圓孔。 圖35 支柱底板中心通孔設置拉桿結構可分為有可調式（圖36）和固定式（圖37）兩種。本設計采用可調式拉桿，這主要是考慮到可調式拉桿采用圓鋼加工而成，拉桿與支柱采用銷釘連接。兩拉桿的立體交叉處應留間隙，不得焊死，拉桿張緊程度應均勻，拉力不宜過大。日常球罐運行總應注意液體進出，冬夏溫度變化和小地震引起的拉桿松動，應即使調節(jié)松緊。雖然固定式拉桿與可調式拉桿相比，制造加工簡單，不需機械加工施工方便，拉桿也可承受拉伸和壓縮載荷等優(yōu)點，但由于支座剛性加大，球罐地震增大，結構受力也相應增大，