【導(dǎo)讀】七十年代才得到了飛速發(fā)展通常球形容器作為大體積增壓儲存容器在各工業(yè)部。門中作為液化石油氣和液化天然氣液氨液氮液氫及其他中間介質(zhì)并存也有作為。由于球形容器多數(shù)作為有壓貯存容器故又稱球罐。球形容器與常用的圓筒型相比具有以下的一些特點。1球形容器的表面積小即在相同作用容量下球形容器所需鋼材面積最小。2球形容器殼板承載能力比圓筒形容器大一倍即在相同直徑相同壓力下采。用相同鋼板時球形容器的板厚只需圓筒形容器板厚的一半。3球形容器占地面積小且可向高度發(fā)展有利于地表面積的利用由于這些特。在五十年代由于焊接技術(shù)的進一步發(fā)展及高強度鋼的出現(xiàn)隨著工業(yè)部。鑒于六十年代球罐多次脆性破裂事故球罐的安全性得到足夠重視。全面開罐檢查消除重大事故的隱患對新建球罐進行全面質(zhì)量檢查及控制為迎接。由于球罐向大型化發(fā)展相應(yīng)的要求球罐用鋼要向高強度鋼發(fā)展采用高強度。1對于相同容量的球罐采用高強度鋼可以減少壁厚節(jié)約原材料的消耗

　　

【正文】 后分次序吊裝拼焊成球 拼半球組裝法它是分帶組裝法的一個形式它一般是先在平臺上用拼環(huán)帶的方法將球瓣分別組裝成兩個半球然后在基礎(chǔ)上將兩個半球裝拼成整球或在回轉(zhuǎn)胎架上將兩個半球組焊成整球再吊裝于基礎(chǔ)上 分帶整體混合組裝法首先將各支柱截為兩部分把上部支柱與赤道環(huán)帶在平臺上組拼好點固焊必要時在主從縫兩端焊一連碼以防起吊時點焊爆 裂然后吊起赤道環(huán)與已就位于基礎(chǔ)上的下部支柱相對拼然后以組裝好的赤道帶為基準(zhǔn)用整體組裝的方法將其余的球瓣組裝成球 43 組裝準(zhǔn)備 組裝前的準(zhǔn)備工作很多例如安裝平臺的鋪設(shè)設(shè)置拼片及檢驗用的胎具電源水源風(fēng)源以及液化氣管線的接通各種組裝設(shè)備的檢查此外還有 基礎(chǔ)檢查驗收 不論采用何種安裝手段基礎(chǔ)尺寸的精度直接影響到該球罐的質(zhì)量和施工進度故在土建部門提供基礎(chǔ)質(zhì)量合格證書及施工許可手續(xù)后應(yīng)參照有關(guān)要求認真復(fù)合基礎(chǔ)的各結(jié)構(gòu)尺寸位置標(biāo)高公差等 球瓣幾何尺寸檢驗和理化檢驗 在安裝之前 對球瓣的曲率及尺寸精度必須嚴格檢查檢查時應(yīng)把球瓣吊到胎具上進行對不合格的殼板要進行調(diào)校 此外球瓣的外觀質(zhì)量對球罐的質(zhì)量影響很大故在球罐安裝前必須對球罐逐張認真檢查對發(fā)現(xiàn)的表面缺陷應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法修整和復(fù)查同時周邊的皺折破口成型及加工質(zhì)量都必須根據(jù)有關(guān)的規(guī)范和要求嚴格控制 44 組裝精度的控制 支柱偏差的控制 目前我國的一些規(guī)范中規(guī)定支柱的垂直偏差為 且 15mm 其中 采用平墊鐵組來保證支柱的偏差會得到比較好的結(jié)果它只要利用不同厚薄的平墊鐵組來調(diào)整保證的誤差由于各平墊 鐵組在各其敦上達到標(biāo)高及水平標(biāo)準(zhǔn)所以吊裝支柱后水平標(biāo)高和鉛錘度都自然達到規(guī)定要求在某些情況下可混合采用平墊與斜墊鐵組平墊鐵安放在基墩中間旁邊再墊斜墊以備調(diào)整 橢圓度焊縫錯邊量和角變形 在球罐安裝過程中他們是主要的控制對象之一他們的出現(xiàn)往往是由于壓制球瓣的精度不夠以及運輸過程的損壞或堆放不妥所造成的所以在組裝前對球瓣的成形曲率和尺寸精度的檢查是不能放松的 正確選用組裝方法對避免上述偏差起很大作用另外裝夾具的正確選用對控制偏差起很大作用當(dāng)然橢圓度與角變形最終還得由焊接工序來保證但保證在 焊接前使偏差降到最小值是最終保證偏差的先決條件之一 第五章 焊接與檢查 51 鋼材的可焊性 一般說一種材料使用的焊接設(shè)備采用的焊接工藝越簡單其接頭的性能越接近母材則認為材料的可焊性好反之則認為可焊性較差鋼材中的主要元素對焊接熱影響區(qū)的裂紋生成有很大影響一般說碳當(dāng)量值越大則可焊性越差 5253 焊后熱處理 焊后熱處理的確定 1．依據(jù)現(xiàn)行的壓力容器設(shè)計規(guī)范 各壓力容器設(shè)計規(guī)范對材料在制作過程中的冷變形超過某一值時都要作中間熱處理如碳鋼某生變形量超過 5或低合金鋼其冷變形量超過 3其次壓力容器設(shè)計規(guī)范也對材料超過某一厚度范圍時要求作焊后熱處理 2．按貯存介質(zhì)的要求 如貯存介質(zhì)在操作條 件下有應(yīng)力腐蝕傾向時則應(yīng)考慮焊后熱處理以防出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂 3 對結(jié)構(gòu)部件的考慮 在球罐制作時存在人孔結(jié)構(gòu)與球瓣的焊接結(jié)構(gòu)支柱與球瓣的焊接結(jié)構(gòu)開孔補強與球瓣的焊接結(jié)構(gòu)這些結(jié)構(gòu)由于施焊截面大有必要對這些結(jié)構(gòu)單獨進行焊后熱處理 焊后熱處理 除結(jié)構(gòu)部件的熱處理可考慮采用爐內(nèi)熱處理外由于球罐的體積較大故一般球罐的整體熱處理都采用現(xiàn)場內(nèi)燃法熱處理 54 原材料檢驗 1 鋼板的化學(xué)成分檢查 鋼板的化學(xué)成分中各元素含量除應(yīng)符合要求外對球瓣用鋼板的碳當(dāng)量值以及硫磷等雜質(zhì)含量要求有較嚴格的控制 2 鋼板的機械性能檢查 鋼板的屈服強度抗拉強度極限伸長率斷面收縮率按 GB22876《金屬拉力試驗法》試驗應(yīng)符合要求 3 鋼板的沖擊韌性檢驗 鋼板的沖擊韌性試驗按 GB22963〈〈金屬常溫沖壓韌性試驗法〉〉及〈〈金屬低溫沖壓韌性試驗法〉〉球罐在常溫下使用可以采用 U 型口主要驗證材料常溫沖擊時效沖擊以及熱處理后鋼板沖擊值之間的關(guān)系 4 鋼板的表面質(zhì)量檢驗 鋼板的表面缺陷會產(chǎn)生應(yīng)力集中也會引起或加量腐蝕 YB53669《壓力容器用碳素鋼及普通低合金鋼熱軋厚鋼板技術(shù)條件》中規(guī)定鋼板表面和截面不 得有裂縫折疊氣泡雜質(zhì)分層其他缺陷允許存在其深度或高度不得超過鋼板允許公差的一半并應(yīng)保證鋼板允許的最小厚度 5．鋼板的超聲波探傷檢查 1 凡屬于下列情況之一者球殼用鋼板應(yīng)逐張進行超聲波探傷檢查 〈 1〉有抗應(yīng)力腐蝕要求的球罐〈 2〉壁厚 S 大于 38mm 的碳素鋼或壁厚 S大于 25mm 的低合金鋼 16MnR15MnR 2 球殼用鋼板的超聲波探傷檢查按 JB115073〈〈壓力容器用鋼極超聲波探傷〉〉進行碳素鋼板以 III 級為合格低合金鋼板以 II 級為合格 3 任何情況的每張球殼瓣片對其周邊 100mm 范圍內(nèi) 應(yīng)進行超聲波探傷檢查 結(jié) 論 在 2020 大型乙烯球罐的設(shè)計過程中用戶指定了工作壓力工作溫度球罐的體積物料密度等各項設(shè)備參數(shù)和地震烈度基本風(fēng)力場地情況的環(huán)境參數(shù) 遵循客戶的設(shè)計要求我主要依據(jù) GB1501998《鋼制壓力容器》和 GB1511999《管殼式換熱器》對球罐殼體支柱長度及重量作了大量的計算對球罐連接部位支柱穩(wěn)定性焊縫剪應(yīng)力支柱與球殼連接處作了大量計算校核對標(biāo)準(zhǔn)件的型號和材料作了對比性的選取對焊接檢測和水壓試驗的工藝性作了初步的研究和討論經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計后我按照指導(dǎo)老師的要求用畫圖輔助工具 AUTO CAD繪制了 A0圖紙一張 A1 圖紙 2 張 A2 圖 2 張 A3圖 4 張清楚地表達純桔瓣五代球罐設(shè)備的特點和性能 致 謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計學(xué)到了不少知識我們不但學(xué)到了很多實踐知識而且使我們以前所學(xué)理論知識得到系統(tǒng)鞏固和綜合利用并使之有所擴大和深化我學(xué)會了解決實際工程問題的方法提高理論聯(lián)系實際的能力提高計算繪圖技能外文翻譯能力并為我們以后獨立從事工程設(shè)計打下基礎(chǔ) 在次期間在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下按照畢業(yè)設(shè)計大綱要求并在設(shè)計中滿足畢業(yè)設(shè)計的目的去做設(shè)計中參考了有關(guān)設(shè)計方法及同類設(shè)備去優(yōu)化選擇順利的完成了這次畢 業(yè)設(shè)計 在畢業(yè)設(shè)計過程中得到了老師和同學(xué)們的大力指導(dǎo)和幫助再次致以深切的謝意 參考文獻 [1] 霞永千螺旋板式換熱器譯文集 [M]蘇州一機部通用機械研究所蘇州化工機械譯 1968 [2] 湯金石趙錦全化學(xué)工業(yè)過程及設(shè)備 [M]成都成都科技大學(xué)化工原理教研室編 1977 [3] 換熱器國外化工與煉油設(shè)備發(fā)展概況之一 國化工與煉油機械行業(yè)技木情報合編一機部石油機械研究所 1971 [4]金屬設(shè)備編寫組編．金屬設(shè)備 化工設(shè)備設(shè)計手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1975 [5]《 Chemical Engineering》 101970 [6]大連工學(xué)院等單位螺旋板式換熱器的流體阻力及傳熱研究化工與通用機械 1980 [7] 日 尾花英朗熱交換器設(shè)計手冊 [M]北京石油工業(yè)出版社 1980 [8]林榕端螺旋板式換熱器的穩(wěn)定性研究 [M]廣西廣西大學(xué)出版社 1979 [9]羅斯丁螺旋扳式換熱器傳熟和流體阻力的試驗研究 [M]．北京石油工業(yè)出版社 1975 [10]石油工業(yè)部化學(xué)工業(yè)部第一機械工業(yè)部鋼制石油化工壓力客器設(shè)計規(guī)定 [M]北京化學(xué)工業(yè)出版社 1977 [11]桑之富螺旋板式換熱器制造工藝 [M]蘇州蘇州化工機械廠 1972 [12] Stehlik P Nemcansky J Kral D Comparison of correction factors for shell2and2tube heat exchangers with segmental or helical baffles J Heat Transfer Engineering 1994 15 1 55 65 [13] Kral D Stelik P van der Ploeg HJ Helical bafflesin shell 2 and 2 tube heat exchangers part one experimental verification J Heat Transfer Engineering 1996 17 1 93 – 101 支 柱 編 號 載 荷