【正文】 T=172000N焊縫的許用剪切應(yīng)力：拉桿支柱的連接焊縫的應(yīng)力校核：即焊縫強(qiáng)度校核通過(guò)支柱與殼體的連接如下圖（圖32）圖33支柱與殼體連接圖片來(lái)源：GB123372014 a點(diǎn)的剪切應(yīng)力支柱與殼體連接焊縫單邊弧長(zhǎng)：Lw=3150mm球殼a點(diǎn)處的有效厚度：操作狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力： a點(diǎn)的維向應(yīng)力操作狀態(tài)下a點(diǎn)的液柱高度：hoa=8475mm液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的液高：hTa=12000mm操作狀態(tài)下物料在a點(diǎn)的液體靜壓力：試驗(yàn)狀態(tài)下物料在a點(diǎn)的液體靜壓力：操作狀態(tài)下a點(diǎn)的維向應(yīng)力：液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的維向應(yīng)力： a點(diǎn)的組合應(yīng)力與應(yīng)力校核操作狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力：=174液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力： 即W取以上兩者中的最大值W=支柱與殼體連接焊縫焊腳尺寸：S=12mm 支柱與殼體連接焊縫的剪切應(yīng)力： 支柱與殼體材料屈服點(diǎn)的最小值： 焊縫的許用剪切應(yīng)力： 顯然,校核通過(guò)。4球罐的制造與組裝球罐的組裝一般是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的。在工廠中的制造指對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行加工，例如：球殼瓣片的下料成型、坡口加工、極板與接管的焊接、赤道板與支柱的焊接、附件的加工、相應(yīng)的焊后熱處理。球瓣加工完成后還需要對(duì)坡口進(jìn)行防銹處理，出廠前必須進(jìn)行包裝，保證在運(yùn)輸過(guò)程中不產(chǎn)生變形與損傷。制造廠必須按照設(shè)計(jì)文件的規(guī)定與相關(guān)標(biāo)注進(jìn)行材料的檢查與驗(yàn)收。首先要明確的是剛板的使用狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)廠材料的實(shí)際狀態(tài)和使用狀態(tài)相符是方可進(jìn)行下一步的工序。并且球罐用鋼必須按照鋼材生產(chǎn)單位的鋼材質(zhì)量說(shuō)明書原件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)的主要內(nèi)容如下：(1)化學(xué)成分（2）拉伸試驗(yàn)（3）彎曲試驗(yàn)（4）沖擊試驗(yàn)（5）尺寸及外觀檢查（6）超聲波探傷檢驗(yàn)（內(nèi)部質(zhì)量檢查） （7）其他技術(shù)要求中規(guī)定材料檢驗(yàn)當(dāng)鋼材檢驗(yàn)合格達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)該在每張剛板上作適當(dāng)?shù)臉?biāo)志，并且要求在以后的制造加工過(guò)程中任然保持這些標(biāo)志，以備識(shí)別查考。1．球瓣的加工成型球瓣的加工成型是指鋼板通過(guò)壓機(jī)的壓力沖壓加工面而達(dá)到需要的形狀。按照不同的加工溫度可以將其分為以下幾個(gè)不同操作：常溫下操作的冷壓、溫度在上臨界點(diǎn)的熱壓、溫度在臨界點(diǎn)以下的溫壓。瓣片的加工成型方法的選擇應(yīng)該根據(jù)材料的種類、厚度、曲率半徑、熱處理、強(qiáng)度、延展性和設(shè)設(shè)備能力進(jìn)行選取。一般情況下，為了提高球瓣的加工精度，尤其是哪些適用于熱處理狀態(tài)使用的并以使用狀態(tài)供貨的鋼板（如正火狀態(tài)使用、水淬加回火狀態(tài)使用），建議使用冷壓成型操作。2．瓣片的放樣與坡口加工 （1）瓣片的放樣球殼都為曲面，不能在平面上精確展開(kāi)。因此瓣片不可能一次精確下料。通常先按近似展開(kāi)作初步下料，在壓制成型后再進(jìn)行第二次下料。（2）坡口加工圓柱形殼一般可以先開(kāi)坡口，再成型；但球瓣就不行。各個(gè)球瓣的焊接坡口須在球瓣壓制成型后加工，也可與瓣片二次下料同時(shí)進(jìn)行。 坡口加工的方法有火焰切割，風(fēng)鏟，機(jī)械加工急打磨。也可采取各個(gè)方法相結(jié)合進(jìn)行。加工坡口最號(hào)采用是機(jī)械加工。他不會(huì)在坡口表面上留下氧化皮，也不會(huì)造成材料局部硬化和變形。坡口加工后必須仔細(xì)。要求是：檢驗(yàn)坡口表面，不得有分層、開(kāi)裂或影響焊接質(zhì)量的缺陷。在坡口加工后應(yīng)涂上防護(hù)層，目前已有專用于坡口防銹的涂層。（3）瓣片的測(cè)量在設(shè)計(jì)圖紙上已給出球瓣的精確尺寸。在成型時(shí)，根據(jù)需要隨時(shí)檢驗(yàn)有關(guān)尺寸。成品檢驗(yàn)一般作瓣片四邊弦長(zhǎng)檢驗(yàn)；對(duì)角線尺寸檢驗(yàn)及瓣片曲率檢驗(yàn)。我國(guó)采取的組裝方法有整體組裝法、分帶組裝法以及分帶、整體混合組裝法，其中整體組裝法又分為：散裝法、拼大片組裝法。分帶組裝法分為：拼環(huán)帶組裝法、拼半球組裝法。一般大型球罐采用的是散裝法，以下對(duì)散裝法進(jìn)行詳細(xì)介紹。散裝裝法又稱單片組裝法，把單張球瓣逐一組裝成型的方法。優(yōu)點(diǎn)是由于單片組裝，所以不需要大型起吊機(jī)具和安裝場(chǎng)地，工作量小，組裝迅速，組裝精度容易得到保障，組裝應(yīng)力小；缺點(diǎn)是由于散裝的特點(diǎn)，它的高空作業(yè)量較多，要求全位置焊接的技術(shù)也較為嚴(yán)格，焊工操作的勞動(dòng)量大，對(duì)球罐的幾何尺寸及形狀要求也高，且需相當(dāng)數(shù)量的工夾具。隨著球罐專用材料的出現(xiàn)普及，球罐的單片球瓣就有相當(dāng)面積和重量，這樣單片組裝法對(duì)各種球罐的組裝，尤其是大型球罐的組裝顯得更為優(yōu)越。 組裝前有很多的準(zhǔn)備工作要做，本次設(shè)計(jì)中主要介紹以下幾種重要的準(zhǔn)備工序：不論采用哪種安裝手段，基礎(chǔ)尺寸的精確度都會(huì)直接影響到球罐安裝的質(zhì)量和施工進(jìn)度。在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(rèn)真復(fù)合基礎(chǔ)的各結(jié)構(gòu)尺寸，位置，標(biāo)高，公差等。安裝之前必須要對(duì)球瓣的曲率及尺寸精度進(jìn)行嚴(yán)格檢查。檢查時(shí)應(yīng)把球瓣吊到胎具上進(jìn)行，將不合格的殼板進(jìn)行校準(zhǔn)。 此外，球瓣的外觀質(zhì)量對(duì)球罐的質(zhì)量影響很大。故在球罐安裝前，必須對(duì)球辦逐張認(rèn)真檢查，對(duì)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(shí)，周邊的皺折，坡口成型及加工質(zhì)量都必須根據(jù)有關(guān)的規(guī)范和要求嚴(yán)格控制。4,4組裝精度的控制在我國(guó)的一些規(guī)范中規(guī)定支柱的垂直偏差為： 且15mm 其中用平墊鐵組來(lái)保證支柱偏差會(huì)得到較好的結(jié)果。它利用不同厚薄的平墊鐵組來(lái)調(diào)整保證的誤差。由于各平墊鐵組在各其敦上達(dá)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(dá)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。、焊縫錯(cuò)變量和角變形 在球罐安裝過(guò)程中，橢圓度、焊縫錯(cuò)變量和角變形是主要的控制對(duì)象之一。它們的出現(xiàn)往往是由于壓制球瓣的精度不夠，以及運(yùn)輸過(guò)程的損壞或堆放不妥所造成的。所以，在組裝前對(duì)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(duì)避免上述偏差起很大作用。另外，裝夾具的正確選用，對(duì)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(lái)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。安全生產(chǎn)是安裝工程成功的保證。球罐施工往往會(huì)由于吊車起裝作業(yè)、高空作業(yè)以及在焊接過(guò)程的預(yù)熱、施焊引起的明火、高溫等現(xiàn)象。因此，如何保證安全是安裝工程的重要課題。1. 安全制度和教育在進(jìn)入施工之前應(yīng)對(duì)所有工作人員進(jìn)行各種安全教育，使每個(gè)工作人員都明確安全生產(chǎn)的重要性，并請(qǐng)有關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行有關(guān)的安全知識(shí)講座，使工作人員掌握各種防護(hù)知識(shí)，如消防等。2. 安全用電球罐的內(nèi)部作業(yè)處于通風(fēng)不良、高溫、高濕的環(huán)境，操作工作易出汗而且處于導(dǎo)電體的包圍中，容易造成觸電的危險(xiǎn)。一切供電干線必須執(zhí)行有關(guān)的用電規(guī)定，如不準(zhǔn)用螺線、干線應(yīng)埋沒(méi)、鋼絲繩與電線交叉處大于5m等。罐內(nèi)外的照明用電必須使用安全電壓。另外，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)往往在野外，需設(shè)置防雷設(shè)備。3. 消防措施球罐安裝工程要?jiǎng)踊鸬臋C(jī)會(huì)很多，現(xiàn)場(chǎng)使用的易燃物品也很多，因此要安排好材料的堆放場(chǎng)地，嚴(yán)禁亂堆亂放。為防止電器及液化氣等造成火災(zāi)，要在有關(guān)場(chǎng)及工作崗位設(shè)置各種適合的滅火器材。在球罐內(nèi)和球罐外附近應(yīng)設(shè)干粉滅火器或者氣體滅火器，不宜使用液體滅火器。因?yàn)橐坏﹪姷礁邷氐暮缚p容易產(chǎn)生裂紋。4. 高空作業(yè)防護(hù)大中型球罐的安裝工作大部分分為高空作業(yè)，且作業(yè)的位置和環(huán)境都比較惡劣，個(gè)人的防護(hù)很重要，安全帽、安全帶是比需的，高空作業(yè)的崗位，如手腳架及其踏板應(yīng)牢固可靠。上下作業(yè)應(yīng)搭設(shè)安全網(wǎng)。結(jié)論本次對(duì)3000m3大型液化氣球罐的設(shè)計(jì)，主要完成了以下工作：，首先了解球罐的結(jié)構(gòu)，對(duì)于焊接構(gòu)件來(lái)說(shuō)，焊縫長(zhǎng)度越短，越是能保證球罐的質(zhì)量。將此作為本次設(shè)計(jì)的優(yōu)化點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算后最終確定了其混合式三帶結(jié)構(gòu)。相對(duì)于一般的四帶球罐來(lái)說(shuō)，三帶球罐的焊縫明顯減少了，其優(yōu)越性可想而知。，完成了球罐各帶球瓣尺寸的計(jì)算。，該計(jì)算部分工作量最大、最繁雜，是本次設(shè)計(jì)的核心部分。通過(guò)計(jì)算，確定各個(gè)部分的受力情況均能滿足強(qiáng)度要求。，是關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)組裝的闡述。指出了制造的基本工序以及現(xiàn)場(chǎng)組裝的關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)工人施工有著指導(dǎo)意義。，將設(shè)計(jì)的球罐的特點(diǎn)通過(guò)圖紙更清楚的表達(dá)出來(lái)。參考文獻(xiàn)[1]徐英，楊一凡，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[2]袁榕，姚佐權(quán)，[N].:4960[3]秦曉鐘. 國(guó)內(nèi)外球形容器用鋼概況[M].:5661[4]王非，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[5]《鋼制球形容器》[S].[6]《鋼制壓力容器》[S].[7]朱有庭，曲文海，[M].北京：[8]胡志方，周炎，[A].甘肅；[9]鄭津洋，董其伍，[M].北京：[10]《鋼制球形儲(chǔ)罐型式與基本參數(shù)》[S][11] Stehlik P, Nemcansky J , Kral D. 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Heat Transfer Engineering, 1996 , 17 (1) : 93 – 101.致謝通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，它讓我更加深刻的認(rèn)識(shí)到本專業(yè)在化工設(shè)備行業(yè)中的重要地位。對(duì)于過(guò)控學(xué)子而言，需要對(duì)各種壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、安裝的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該了解并掌握，不然在將來(lái)的工作中將無(wú)從下手。由于學(xué)校對(duì)于專業(yè)知識(shí)課程學(xué)習(xí)的安排有著一定的側(cè)重性，對(duì)于球罐我們了解的很少。在這里感謝指導(dǎo)老師董美英講師的精心指導(dǎo)，她多次召開(kāi)小組會(huì)議，并耐心給我們進(jìn)行指導(dǎo)，指明了我們的設(shè)計(jì)方向與方法，同時(shí)指出我們的不足之處，這樣使我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)不至于偏離行業(yè)要求，顯得更專業(yè)化。同時(shí)感謝同組的其他各位成員，當(dāng)我們遇到各種小問(wèn)題時(shí)，我們通過(guò)小組成員之間的討論最終都能完美解決。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)亦是大學(xué)階段的最后一次考驗(yàn)，是對(duì)我們四年所學(xué)知識(shí)的最后一次考查，在這里感謝學(xué)校四年以來(lái)的栽培。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)在此鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，提升了理論結(jié)合實(shí)際的能力，提高了計(jì)算繪圖技能，并為我們以后從事工程設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)，對(duì)將來(lái)的工作具有一定的知道意義。46