【正文】 在畢業(yè)設(shè)計(jì)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。 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(jì)大綱要求，并在設(shè)計(jì)中滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的去做。并使之有所擴(kuò)大和深化，我學(xué)會(huì)了解決實(shí)際工程問題的方法。 致 謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)到了不少知識(shí)。遵循客戶的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)算校核，對標(biāo)準(zhǔn)件的型號(hào)和材料作了對比性的選取，對焊接、檢測和水壓試驗(yàn)的工藝性作了初步的研究和討論。(3) 任何情況的每張球殼瓣片，對其周邊100mm范圍內(nèi)應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷檢查。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(jìn)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16MnR,15MnR。鋼板的表面缺陷會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，也會(huì)引起或加量腐蝕。 鋼板的沖擊韌性試驗(yàn)按GB22963〈〈金屬常溫沖壓韌性試驗(yàn)法〉〉及〈〈金屬低溫沖壓韌性試驗(yàn)法〉〉。 原材料檢驗(yàn) 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(yán)格的控制。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(dú)進(jìn)行焊后熱處理。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(shí)，則應(yīng)考慮焊后熱處理，以防出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂。如碳鋼某生變形量超過5%或低合金鋼其冷變形量超過3%。 通常預(yù)熱溫度隨母材的厚度，含碳量，合金元素量的增加而提高，預(yù)熱溫度不夠高，因而對降低殘余應(yīng)力作用不大，當(dāng)介質(zhì)及環(huán)境有可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕時(shí)，就得進(jìn)行焊后熱處理。預(yù)熱的目的為：防止焊縫金屬或熱影響區(qū)裂紋產(chǎn)生；減少變形量；防止焊縫金屬或熱影響區(qū)的塑性，韌性降低。否則適得其反。對低合金高強(qiáng)度鋼的焊接，推薦采用低氫焊條甚而超低氫焊條。此外，球罐的現(xiàn)場安裝需要安全位置焊接，故一般都采用手工電弧焊。在選擇時(shí)主要考慮材料的性能，特別是韌性，以及焊接位置。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。第五章 焊接與檢查 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(rèn)為材料的可焊性好。另外，裝夾具的正確選用，對控制偏差起很大作用。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。 橢圓度，焊縫錯(cuò)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。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。 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(huì)得到比較好的結(jié)果。故在球罐安裝前，必須對球罐逐張認(rèn)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。檢查時(shí)應(yīng)把球瓣吊到胎具上進(jìn)行，對不合格的殼板要進(jìn)行調(diào)校。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(rèn)真復(fù)合基礎(chǔ)的各結(jié)構(gòu)尺寸，位置，標(biāo)高，公差等。 組裝準(zhǔn)備 組裝前的準(zhǔn)備工作很多，例如安裝平臺(tái)的鋪設(shè)，設(shè)置拼片及檢驗(yàn)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。把上部支柱與赤道環(huán)帶在平臺(tái)上組拼好，點(diǎn)固焊，必要時(shí)在主從縫兩端焊一連碼，以防起吊時(shí)點(diǎn)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。 拼半球組裝法：它是分帶組裝法的一個(gè)形式，它一般是先在平臺(tái)上用拼環(huán)帶的方法將球瓣分別組裝成兩個(gè)半球，然后在基礎(chǔ)上將兩個(gè)半球裝拼成整球；或在回轉(zhuǎn)胎架上將兩個(gè)半球組焊成整球再吊裝于基礎(chǔ)上。組拼環(huán)帶一般從下半球開始，吊裝好的一環(huán)帶，焊好焊縫，如此類推，把各環(huán)帶拼焊成塊。提高這部分的焊接質(zhì)量，減少了高空作業(yè)量和工夾具的數(shù)量。 拼大片組裝法：指在胎具上把已欲裝編號(hào)后的各帶塊中，把鄰近的兩張或更多的球瓣拼接成較大的一組合瓣，然后吊裝各組合瓣成球。成品檢驗(yàn)一般作瓣片四邊弦長檢驗(yàn)；對角線尺寸檢驗(yàn)及瓣片曲率檢驗(yàn)。在設(shè)計(jì)圖紙上已給出球瓣的精確尺寸。坡口加工后必須仔細(xì)檢驗(yàn)破口表面，不得有分層，開裂或影響焊接質(zhì)量的缺陷。加工破口的最理想的方法是機(jī)械加工。 坡口加工可采用火焰切割，風(fēng)鏟，機(jī)械加工急打磨?！?〉坡口加工圓柱形殼可先開破口，再成型；而球瓣就不行。因此瓣片不可能一次精確下聊。 為了提高球瓣的精度，特別是適用于熱處理狀態(tài)使用的并以使用狀態(tài)供貨的鋼板，建議瓣片采用冷壓成型。熱處理強(qiáng)度，延性和設(shè)備能力。球瓣的成型操作冷壓，熱壓及溫壓。．瓣片加工1．球瓣成型方法 球殼瓣的瓣片是由鋼板通過壓機(jī)和壓力加工而達(dá)到需要的狀態(tài)。 首先必須了解鋼板的使用狀態(tài)，其次要了解進(jìn)場鋼板的實(shí)際狀態(tài)是否與使用狀態(tài)相符。焊縫剪切應(yīng)力： ()焊縫許用剪切應(yīng)力：所以，焊縫滿足強(qiáng)度要求。查底版基礎(chǔ)材料的許用壓應(yīng)力地板直徑： ()取底版直徑為。球罐支柱承受的最小壓縮力： ()摩擦力： ()支柱承受的最大水平力（近似也按操作條件計(jì)算）：N ()由此可見，應(yīng)采用地角螺栓，并作地角螺栓直徑計(jì)算。耳板和翼板厚度： ()取耳板厚度為26mm，翼板厚度為每塊13mm。操作條件如下：支柱頂端的偏心位移： () =偏心率： ()支柱柔度： () 由，因此，穩(wěn)定性許用應(yīng)力為：支柱壓縮應(yīng)力為： ()液壓條件試驗(yàn)下： () = ()查表得：穩(wěn)定性許用應(yīng)力：支柱壓縮應(yīng)力： () 拉桿計(jì)算拉桿材料選鋼，拉桿載荷： () 拉桿直徑： () 取銷釘直徑為 連接部位強(qiáng)度計(jì)算球罐的支柱與拉桿，支柱與球殼以及支柱底座等結(jié)構(gòu) 銷釘直徑計(jì)算銷釘材料選用 ()= ；取銷釘直徑為。(1) 球殼許用外壓力系數(shù) ()查GB150——1998《鋼制壓力容器》第33頁圖65得：B=375許用外壓力： ()(2) 球殼壓應(yīng)力校核許用臨界壓應(yīng)力： ()下半球殼質(zhì)量： ()下半球儲(chǔ)存介質(zhì)質(zhì)量： ()下半球保溫隔熱材料質(zhì)量 操作條件下赤道避壓應(yīng)力： () 下半球水的質(zhì)量： ()水壓試驗(yàn)條件下赤道避壓力： ()所以 支柱載荷計(jì)算支柱外直徑： 支柱內(nèi)直徑： 支柱計(jì)算長度L：支柱金屬橫截面積A：14871支柱截面慣性矩J：支柱斷面模數(shù)W：基本雪壓值q：支柱材料：Q235A支柱材料屈服極限支柱數(shù)目 n：10 靜載荷操作條件下球殼質(zhì)量： ()儲(chǔ)存介質(zhì)質(zhì)量： ()積雪質(zhì)量： ()保溫隔熱材料質(zhì)量：附件質(zhì)量：支柱和拉桿質(zhì)量：kg球罐每根支柱承受的靜載荷：