【正文】 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 16 30 20G 正火 16 20 16Mn 正火 20 40 09MnD 正火 16 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 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 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 σ MPa σ MPa 20 100 150 200 10 GB/T8163 GB 9948 GB 6479 10 16 16 17~40 335 335 335 335 205 205 205 195 112 112 112 112 112 112 112 110 108 108 108 104 101 101 101 98 20 GB/T8163 GB 9948 10 16 390 410 245 245 130 137 130 137 130 132 123 123 20G GB 6479 16 17~40 410 410 245 235 137 137 137 132 132 126 123 116 16Mn GB 6479 16 17~40 490 490 320 310 163 163 163 163 163 163 159 153 15MnV GB6479 16 17~40 510 510 350 340 170 170 170 160 170 170 170 170 09MnD① 16 400 240 133 133 128 119 ① 該鋼管的技術(shù)要求見 GB150附錄“材料的補(bǔ)充規(guī)定”。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 當(dāng)球罐的設(shè)計(jì)溫度 20℃ 時(shí)，鋼管的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合表 26的規(guī)定。 表 24 鍛件的熱處理狀態(tài)及最低沖擊溫度 鋼號(hào) 熱處理狀態(tài) 公稱厚度， mm 最低沖擊試驗(yàn)溫 度，℃ 16MnD 正火加回火，調(diào)質(zhì) 200 40 200~300 30 09Mn2VD 正火加回火，調(diào)質(zhì) 200 50 20MnMoD 調(diào)質(zhì) 500 30 500~700 20 08MnNiCrMoVD 調(diào)質(zhì) 300 40 鋼管的標(biāo)準(zhǔn)及許用應(yīng)力按表 25的規(guī)定。 當(dāng)球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20℃時(shí)，鍛件的熱處理狀態(tài)及最低沖擊溫度按表 24的規(guī)定。 人孔鍛件級(jí)別不應(yīng)低于Ⅲ級(jí)。人孔結(jié)構(gòu)采用鍛件可避免補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 人孔以對(duì)接焊的形式與球殼板連接，達(dá)到減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力的目的。 鋼板的超聲檢測(cè)應(yīng)按 JB 4730 的規(guī)定，熱軋、正火狀態(tài)供貨的鋼板質(zhì)量等級(jí)應(yīng)不低于Ⅲ級(jí)，調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板質(zhì)量等級(jí)應(yīng)不低于Ⅱ級(jí)。 (4)球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20℃時(shí)，鋼板的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合表 22的規(guī)定。 表 21 許用應(yīng)力 鋼號(hào) 鋼板標(biāo)準(zhǔn) 使用狀態(tài) 厚度 ,mm 常溫強(qiáng)度指標(biāo) 在下列溫度（ ℃ ）下的許用應(yīng)力， MPa σ MPa σ MPa 20 100 150 200 20R GB6654 熱軋， 正火 6~16 400 245 133 133 132 123 16~36 400 235 133 132 126 116 36~60 400 225 133 126 119 110 60~100 390 205 128 115 110 103 16MnR GB6654 熱軋， 正火 6~16 510 345 170 170 170 170 16~36 400 325 163 163 163 159 36~60 470 305 157 157 157 150 60~100 460 285 153 153 150 141 100~120 450 275 150 150 147 138 15MnVR GB6654 熱軋， 正火 6~16 530 390 177 177 177 177 16~36 510 370 170 170 170 170 36~60 490 350 163 163 163 163 15MnVNR GB6654 正火 6~16 570 440 190 190 190 190 16~36 550 420 183 183 183 183 36~60 530 400 177 177 177 177 07Mn Mo ① — 調(diào)質(zhì) 16~50 610 490 203 203 203 203 16MnDR GB3531 正火 6~16 490 315 163 163 163 156 16~36 470 295 157 157 156 147 36~60 450 275 150 150 147 138 60~100 450 255 150 147 138 128 07MnNi Mo D ① — 調(diào)質(zhì) 16~50 610 490 203 203 203 203 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 鋼號(hào) 鋼板標(biāo)準(zhǔn) 使用狀態(tài) 厚度 ,mm 常溫強(qiáng)度指標(biāo) 在下列溫度（ ℃ ）下的許用應(yīng)力， MPa σ MPa σ MPa 20 100 150 200 09Mn2VDR GE353 正火 , 正火加回火 6~16 440 290 147 147 — — 16~36 430 270 143 143 — — ①該鋼板技術(shù)要求見 GB150附錄 A“材料的補(bǔ)充規(guī)定”。 低溫沖擊功的指標(biāo)根據(jù)鋼板標(biāo)準(zhǔn)的抗拉強(qiáng)度下限值按附錄 A 相應(yīng)的規(guī)定。試驗(yàn)溫度為球罐的設(shè)計(jì)溫度或按圖樣的規(guī)定，試樣取樣方向?yàn)闄M向。 ① 調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板； ② 厚度大于 60 mm 的鋼板。 （ 1）凡符合下列條件的鋼板，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用： ① 球殼用鋼板 厚度大于 30 mm 的 20R 和 16MnR； 厚度大于 16 mm 的 15MnVR； 任意厚度的 15MnVNR； ② 其他受壓元件 (法蘭、平蓋等 )用厚度大于 50 mm 的 20R 和 16MnR。 當(dāng)對(duì)鋼材有特殊要求時(shí) (如要求特殊冶煉方法、較高的沖擊功指標(biāo)、提高無(wú)損檢測(cè)要求、增加力學(xué)性能檢驗(yàn)率，考慮介質(zhì)對(duì)鋼材腐蝕的要求等 )，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 球罐材料準(zhǔn)則 球罐材料不僅按其儲(chǔ)存物料的性質(zhì)、壓力、溫度等因素選定具有足夠強(qiáng)度的材料，而且還應(yīng)考慮到所選材料應(yīng)具有良好的焊接性能和加工性能，同時(shí)還應(yīng)考慮材料的供給可靠性及經(jīng)濟(jì)性等。 介質(zhì)為混合物時(shí)，應(yīng)以介質(zhì)組分并按毒性程度或易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門提供介質(zhì)毒性程度或是否屬于易遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 燃介質(zhì)的依據(jù)，無(wú)法提供依據(jù)時(shí)，按毒性程度或爆炸危險(xiǎn)程度最高的介質(zhì)確定。檢查合格后降壓。 氣密性試驗(yàn)時(shí)，升壓速度應(yīng)緩慢均勻，升壓至試驗(yàn)壓力的一半左右時(shí)停止升壓，檢查所有接管法蘭處有無(wú)泄漏，在不漏的情況下繼續(xù)緩慢升壓至試驗(yàn) 壓力。 氣密性試驗(yàn)是檢驗(yàn)球罐嚴(yán)密性的重要手段 。 氣密性試驗(yàn) 如果圖樣有要求，還應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。 σ T應(yīng)滿足下列條件： 液壓試驗(yàn)時(shí)， σ T ? 式中 σ — 球殼材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa； ?— 球殼的焊接接頭系數(shù)。 壓力試驗(yàn) （ 1）試驗(yàn)壓力 壓力試驗(yàn)的壓力應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣的要求，試驗(yàn)壓力的最低值按下述規(guī)定： 液壓試驗(yàn) PT = [σ ][σ ]t (16) 式中 P— 設(shè)計(jì)壓力， MPa； PT— 試驗(yàn)壓力， MPa； [σ ]— 球殼材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力， MPa； [σ ] — 球殼材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力， MPa。焊接接頭系數(shù)的大小與焊縫形式，焊接工藝及焊縫無(wú)損檢測(cè)的嚴(yán)格程度有關(guān)。確定許用應(yīng)力的依據(jù)為：我國(guó)球罐鋼材 (螺栓材料外 )許用應(yīng)力 按表 11，螺栓材料許用應(yīng)力按表 12 表 11 我國(guó)球罐鋼材的許用應(yīng)力 材料 許用應(yīng)力 取下列各值中的最小值， MPa 碳素鋼、低合金鋼 ? ， ? ， ? 注 :表中 — 鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值， MPa； — 鋼材標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服點(diǎn)， MPa； — 鋼材在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)， MPa。 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力是根據(jù)材料各項(xiàng)強(qiáng)度性能分別除以標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的安全系數(shù)來(lái)確定的。當(dāng)鋼材的厚度負(fù)偏差不大于 ，且不超過名義厚度的 6%時(shí)，負(fù)偏差可忽略不計(jì)。 （ 3）厚度附加量 厚度附加 = (15) 式中 C— 厚度附加量， mm； — 鋼材厚度負(fù)偏差， mm； — 腐蝕裕量， mm。 （ 2）載荷 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下載荷： ① 壓力； ② 液體靜壓力； ③ 球罐自重 (包括內(nèi)件 )以及正常工作條件下或壓力試驗(yàn)狀態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷； ④ 附屬設(shè)備及隔熱材料、管道、支柱、拉桿、梯子、平臺(tái)等的重力載荷； ⑤ 風(fēng)載荷，地震力，雪載荷。 = (13) （ 4）有效厚度 （ ） 有效厚度指名義厚度減去腐蝕裕量和鋼材厚度負(fù)偏差。即標(biāo)注在圖樣上的厚度。 （ 2）設(shè)計(jì)厚度（ ） 設(shè)計(jì)厚度指計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 厚度 （ 1）計(jì)算厚度（ ） 計(jì)算厚度指按公式計(jì)算得到的厚度?；蛟谝咽褂玫耐惽蚬奚蠝y(cè)定，或按內(nèi)部介質(zhì)溫度確定。 標(biāo)志在銘牌上的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)是是球殼設(shè)計(jì)溫度的最高值或最低值。對(duì)于 0℃以下的金屬溫度，設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低溫度。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。 溫度 除注明者外，溫度均指攝氏溫度。 （ 5）最大允許工作壓力 最大允許工作壓力系指在設(shè)計(jì)溫度下，球罐頂部所允許承受的最大表壓力。 液柱高度 = [2 o √ 3 1] (11) 式中 H— 液柱高度； K— 充裝系數(shù)； R— 球罐半徑。 遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 對(duì)于盛裝液化氣體的球罐，在規(guī)定充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。 （ 2）設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定的球罐頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力。 設(shè)計(jì)壓力： p= 設(shè)計(jì)溫度：常溫 水壓試驗(yàn)壓力： PT = [σ ][σ ]t = 球殼內(nèi)直徑 iD =14200mm(1500 3m ) 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 : 0q =400 N/ 2m 基本雪壓值 :q =300 N/ 2m 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 類場(chǎng)地土、近震 ,B 類地區(qū) 壓力 除注明者外，壓力均指表壓力。而且，長(zhǎng)期遭受中子輻射的鋼材，其性能也會(huì)有所改變，因此，在選材上也應(yīng)從嚴(yán)要求。 混合式球罐的球殼結(jié)兼容了足球瓣式和 橘 瓣式球殼 的優(yōu)點(diǎn)，故混合式球殼結(jié)構(gòu)最優(yōu)。球殼結(jié)構(gòu)沒有采用足球瓣式是因?yàn)樗m用于只在溶劑較小的球罐，不適用于制造較大容積的球罐，應(yīng)用場(chǎng)合少。隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，壓力容器用鋼板的厚度早已超出 50mm,認(rèn)為 50mm 以上厚度的鋼板質(zhì)量部穩(wěn)定和不能保障質(zhì)量供貨的觀點(diǎn)應(yīng)淘汰，鋼板厚度無(wú)論多少，只要能滿足標(biāo)準(zhǔn)（ GB123371998）中材料的有關(guān)規(guī)定，就可以制造球罐。因?yàn)椴捎酶吆辖痄摰蠕摪逯圃靻螌忧蚬藁蛑圃祀p金屬?gòu)?fù)合板單層球罐，在我國(guó)還沒有實(shí)踐，有關(guān)技術(shù)沒有掌握，在現(xiàn)階段