【正文】 s 2 3 . 9 9 2 2 5 1 1 . 4 92 2 2 3 5csa mm??? ? ?? ? ?? 選取翼板厚度為 :11mm A焊縫單邊長(zhǎng)度 : 1 500L mm? A焊縫焊腳尺寸 : 1 10S mm? 支柱或耳板材料屈服點(diǎn)的較小值 : 205MPas? ? 角焊縫系數(shù) : ?? 焊縫許用剪切應(yīng)力： ? ? 0. 4 0. 4 20 5 0. 6 49 M PasaW? ? ?? ? ? ? ? 耳板與支柱連接焊縫 A 的剪切應(yīng)力校核 : ? ?11 1 5 2 1 3 1 . 3 2 1 . 5 8 M P a1 . 4 1 1 . 4 1 5 0 0 1 0T WF LS ?? ? ??? B焊縫單邊長(zhǎng)度 : 2 200L mm? B焊縫焊腳尺寸 : 2 10S mm? 拉桿或翼板材料屈服點(diǎn)的較小值 : 焊縫許用剪切應(yīng)力 : ? ? 0. 4 0. 4 21 5 0. 6 52 M PasaW? ? ?? ? ? ? ? 拉桿與翼板連接焊縫 B 的剪切應(yīng)力校核： ? ?22 1 5 2 1 3 1 . 3 2 6 . 9 7 M Pa2 . 8 2 2 . 8 2 2 0 0 1 0T WF LS ?? ? ??? 圖 43 拉桿連接示意圖 支柱與球殼連接最低點(diǎn) a 的應(yīng)力校核 （如圖 44 所示） 支柱與球殼連接焊縫單邊的弧長(zhǎng) : 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 : ? ? 464m a xm a x4. 39 3 100. 3 1. 72 10 0. 3 3. 87 7 1043 01 47 .6 7. 5M P a2 2 26 54 43WTiTW e aFGFFL? ??? ? ? ? ? ?? ? ??? 圖 44 支柱與球殼連接簡(jiǎn)圖 a點(diǎn)的緯向應(yīng)力 操作狀態(tài)下 a 點(diǎn)的液柱高度 : 362 260 0 622 m m? ? ? 液壓試驗(yàn)狀態(tài)下 a 點(diǎn)的液柱高度 : 710 0 260 0 970 0Tah mm? ? ? 操作狀態(tài)下物料在 a點(diǎn)的液柱靜壓力 : 992 10 62 29 .5 60 2. 6 9. 81 10 0. 03 7 M P aoa oap h g? ??? ? ? ? ? ? ? 液壓試。 支柱底板 圖 42 支柱與底板簡(jiǎn)圖 支柱底板直徑 基礎(chǔ)采用 鋼筋混凝土 ，其許用壓應(yīng)力 : 地腳螺栓直徑 :d=36mm 支柱底板直徑 : 選取底板直徑 : 860bD mm? 底板厚度 底板的壓應(yīng)力 : 6m a x224 4 1 . 7 2 4 1 0 2 . 9 7860bc bW M P aD? ?? ??? ? ?? 底板外邊緣至支柱外表面的距離 : 8 6 0 5 3 0 1652bl m m??? 底板材料 :Q235B 215MPas? ? 底板材料的許用彎曲應(yīng)力 : ? ? 215 1 4 3 .3 M P a1 .5 1 .5sb ?? ? ? ? 底板的腐蝕裕量 : 3bC mm? 底板厚度 : ? ? 2 23 3 165 3 c bbb bl C mm?? ? ??? ? ? ? ? 選取底板厚度 : 45b mm? ? 拉桿計(jì)算 拉桿螺紋小徑的計(jì)算 拉桿的最大拉力 : ? ? 5m a x 1 . 2 5 5 1 0 1 5 2 1 3 1 . 3c o s c o s 3 4 . 4 4ijT oPFN?? ?? ? ? 拉桿材料 : 20 =215M P a? s鋼 管 拉桿材料的許用應(yīng)力 : ? ? 215 1 4 3 .3 M P a1 .5 1 .5sT ?? ? ? ? 拉桿的腐蝕裕量： 2TC mm? 拉桿螺紋小徑： ? ? 1 5 2 1 3 1 . 31 . 1 3 1 . 1 3 2 3 8 . 8 1 41 4 3 . 3TTT TFd C m m?? ? ? ? ? ? 選取拉桿的螺紋公稱(chēng)直徑為 M48 銷(xiāo)子直徑 銷(xiāo)子材料 35， =265MPa?s 銷(xiāo)子材料的許用剪切應(yīng)力： ? ? p 0 .4 0 .4 2 6 5 1 0 6 M Pas??? ? ? ? 銷(xiāo)子直徑： ? ? 1 5 2 1 3 1 . 30 . 8 0 . 8 3 0 . 3106Tp PFd m m?? ? ? ? 選取銷(xiāo)子直徑 : 31pd mm? 耳板厚度 耳板材料 : sQ235 B . 225 M P a? ? 耳板材料的許用壓應(yīng)力 : ? ? 225 2 0 4 .5 M P a1 .1 1 .5sc ?? ? ? ? 耳板厚度 : ? ? 1 5 2 1 3 1 . 3 2 3 . 9 93 1 2 0 4 . 5Tc p cF mmd? ?? ? ?? 選取耳板厚度為 22mm 翼板材料 : 39。 圖 41 球罐靜液位示意圖 1h =0mm 2h = 3h = 4 mm? 物料密度 : =重力加速度 :g= 球殼各帶的計(jì)算壓力： +0= ?球殼各帶的厚度計(jì)算 球殼內(nèi)直徑 14200iD mm? 設(shè)計(jì)溫度下球殼材料 : 16MnR(正火 )的許用應(yīng)力： ? ?t =157 MPa? 焊縫系數(shù)： 1?? .00 厚度附加量 : 12 0 3 3C C C m m? ? ? ? ? ? ? 11 1 1 . 7 7 1 4 2 0 0 3 4 3 . 1 44 1 5 7 1 1 . 7 74 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 22 2 1 . 7 9 1 4 2 0 0 3 4 3 . 5 94 1 5 7 1 1 . 7 94 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 33 3 1 . 8 2 1 4 2 0 0 3 4 4 . 2 74 1 5 7 1 1 . 8 24 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 44 4 1 . 8 3 1 4 2 0 0 3 4 4 . 5 04 1 5 7 1 1 . 8 34 cid t cPD C m mP? ?? ?? ? ? ? ?? ? ?? 取球殼名義厚度 : 球殼有效厚度 : (3) 液壓實(shí)驗(yàn) ①實(shí)驗(yàn)壓力最低值 ②壓力實(shí)驗(yàn)前的校核球殼應(yīng)力 液壓實(shí)驗(yàn) 所以 符合設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)壓力： p= 設(shè)計(jì)溫度： 常溫 水壓試驗(yàn)壓力： 球殼內(nèi)直徑 : 14200mm(1500 儲(chǔ)存物料： 聚氨酯 充裝系數(shù) : k= 地震設(shè)防烈度 : 7 度 基本風(fēng)壓值 : 基本雪壓值 : 支柱數(shù)目 : n=10 支柱選用 : 16MnR(熱軋 ) 拉桿選用 : 20 圓鋼 球罐建造場(chǎng)地 : Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地土、近震 ,B 類(lèi)地區(qū) (1)計(jì)算壓力 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，球殼選取混合式三帶球罐。 接管結(jié)構(gòu) 由于工藝操作需要有各種接管，球罐接管部分是強(qiáng)度的薄弱環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi) 較多事故都是從接管焊接處發(fā)生的。一般選用 DN500 較適宜。 圖 36可調(diào)式拉桿 圖 37固定式拉桿 接管 人孔結(jié)構(gòu) 球罐的人孔是操作人員進(jìn)出球罐進(jìn)行檢查及維修用的；在現(xiàn)場(chǎng)組焊需要進(jìn)行焊后整體熱處理的球罐，人孔又成為進(jìn)風(fēng)，燃燒口及煙氣排出煙囪用。日常球罐運(yùn)行總應(yīng)注意液體進(jìn)出，冬夏溫度變化和小地震引起的拉桿松動(dòng)，應(yīng)即使調(diào)節(jié)松緊。 本設(shè)計(jì)采用可調(diào)式拉桿，這主要是考慮到可調(diào)式拉桿采用圓鋼加工而成，拉桿與支柱采用銷(xiāo)釘連接。 支柱底板的地腳螺栓孔應(yīng)為徑向長(zhǎng)圓孔。 支柱應(yīng)設(shè)置通氣口，對(duì)儲(chǔ)存易燃物料及液化石油氣的球罐，還應(yīng)設(shè)置防火層?？刹捎醚睾缚p根部全長(zhǎng)有緊貼基本金屬的墊板的對(duì)接接頭。 下段支柱可分段，分段的長(zhǎng)度不宜小于支柱總長(zhǎng)的 1/3。他的缺點(diǎn)主要是重心高，穩(wěn)定性較差。支柱支撐球的重量，為了承受風(fēng)載荷和地震載荷，保證球罐的穩(wěn)定性，在支柱之間設(shè)置拉桿相連。 本球罐的支柱形式采用赤道正切柱式支座。柱式支撐中又以赤道正切柱式支撐為國(guó)內(nèi)外普遍采用。為了應(yīng)對(duì)各種影響因素，結(jié)構(gòu)形式比較多，設(shè)計(jì)計(jì)算也比較復(fù)雜。 球罐支座是球罐中用以支撐本體質(zhì)量和儲(chǔ)存物料質(zhì)量的結(jié)構(gòu)部件。如圖（ 33）。大型球罐一般采用這種混合排板的形式。由于此種結(jié)構(gòu)取橘瓣式和足球瓣式兩種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)，所以材料利用率高，焊縫長(zhǎng)度縮短，球殼板數(shù)量減小，適合大型球罐。 橘瓣式結(jié)構(gòu)也有其缺點(diǎn)：由于球片在各帶位置尺寸大小不一，只能在本帶內(nèi)或在上、下對(duì)稱(chēng)帶之間進(jìn)行互換；下料成型較復(fù)雜，原材料利用率較低；球極板往往尺寸較小，當(dāng)需要布置人孔和眾多接管時(shí)可能出現(xiàn)接管擁擠，有時(shí)焊縫不易錯(cuò)開(kāi)。當(dāng)球殼按等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用不同的分帶去承受不同液柱高度的附加壓力時(shí)，產(chǎn)生不等厚的球片結(jié)構(gòu)。 ?橘瓣式球殼的設(shè)計(jì)（圖 31） 橘瓣式球殼組裝焊縫較為規(guī)則，施工簡(jiǎn)便。 球殼設(shè)計(jì)要按照如下的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： ◆ 必須滿(mǎn)足所儲(chǔ)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(jī)械（油壓機(jī)或水壓機(jī)）的跨度大小，運(yùn)輸條件的可能，盡量采用大的球瓣結(jié)構(gòu)，使焊縫長(zhǎng)度最小、減少安裝工作量； ◆ 考慮了鋼板的規(guī)格，增強(qiáng)球殼板的互換性，盡量提高板材利用率。要做到滿(mǎn)足各項(xiàng)藝要求，具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單和檢修實(shí)施容易。烘干后的實(shí)際擴(kuò)散氫含量應(yīng)符合表 212的規(guī)定。 球殼的焊縫以及直接與球殼焊接的焊縫，應(yīng)選用低氫型藥皮焊條，并按批號(hào) 進(jìn)行擴(kuò)散氫復(fù)驗(yàn)。質(zhì)量證明書(shū)應(yīng)包括熔敷金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能、 擴(kuò)散氫含量等。 表 211 螺母用鋼 螺柱鋼號(hào) 螺母用鋼 螺母鋼號(hào) 鋼材標(biāo)準(zhǔn) 使用狀態(tài) 使用溫度下 限， ℃ Q235A Q215A ，Q235A GB/T 700 熱軋 35 Q235A GB/T 700 熱軋 20， 25 GB/T 699 正火 40MnB 35， 40Mn， 45 GB/T 699 正火 40MnVB 35， 40Mn， 45 GB/T 699 正火 40Cr 35， 40Mn， 45 GB/T 699 正火 30CrMoA 40Mn， 45 GB/T 699 正火 30CrMoA GB/T 3077 調(diào)質(zhì) 35CrMoA 40Mn， 45 GB/T 699 正火 30CrMoA 35CrMoA GB/T 3077 調(diào)質(zhì) 40CrNiMoA 35CrMoA 40CrNiMoA GB/T 3077 調(diào)質(zhì) 焊接材料包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極和襯墊等。低溫用螺柱的鋼號(hào)及沖擊試驗(yàn)要求按表 210的規(guī)定。對(duì)鋼號(hào)和規(guī)格符合 JB 4707 標(biāo)準(zhǔn)的低合金鋼螺柱用鋼材，其力學(xué)性能可按該標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。沖擊試驗(yàn)方法按 GB/T 229 的規(guī)定。 每件毛坯上取拉伸試樣一個(gè)，沖擊試樣三個(gè)。 試樣的取樣方向?yàn)榭v向，直徑不大于 40mm 的毛坯，試樣的縱軸應(yīng)位于毛坯中心；直徑大于 40 mm 的毛坯，試樣的縱軸應(yīng)位于毛坯半徑的 1/2 處。 低合金鋼螺柱用毛胚，經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。 表 26 鋼管的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度 鋼號(hào) 使用狀態(tài) 壁厚， mm 最低沖擊試驗(yàn)溫 度，℃ 10 正火 30 20G 正火 20 16Mn 正火 40 09MnD 正火 50 表 27 鋼管的最低設(shè)計(jì)溫度 鋼管名義厚度， mm 最低設(shè)計(jì)溫度 ,℃ 焊后狀態(tài)使用 焊后熱處理狀態(tài)使用 8 20 35 6 25 40 4 40 45 鋼管名義厚度， mm 最低設(shè)計(jì)溫度 ,℃ 焊后狀態(tài)使用 焊后熱處理狀態(tài)使用 2 45 45 螺柱用鋼的標(biāo)準(zhǔn)、使用狀態(tài)及許用應(yīng)力按表 28 的規(guī)定。 表 25 鋼管的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力 鋼號(hào) 鋼管標(biāo)準(zhǔn) 壁厚， mm 常溫強(qiáng)度指標(biāo) 在下列溫度（）下的許用應(yīng)力， MPa MPa MPa 100 150 200 10 GB/T8163 GB 9948 GB 6479 335 335 335 335 205 205 205 195 112 112 112 112 112 112 112 110 108 108 108 104 101 101 101