畢業(yè)設(shè)計(jì)---1500m3丙烯球罐設(shè)計(jì)

1、<p>　　1500m3丙烯球罐設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文首先對(duì)球形儲(chǔ)罐的特點(diǎn)、發(fā)展概況和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，然后對(duì)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)球形儲(chǔ)罐的研究水平進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)的研究水平和國(guó)外相比還是有一定的差距。對(duì)球形儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的意義在于：通常球罐作為大容量、有壓存儲(chǔ)容器，在各工業(yè)部門中作為液化石油氣（LPG）、

2、液化天然氣（LNG）、液氨、液氧、液氫、液氮及其他中間介質(zhì)的貯存,也作為壓縮空氣、壓縮氣體（氧氣、氮?dú)?、城市煤氣……）的貯存；在原子能工業(yè)中球罐還作為安全殼（分割輻射和無(wú)輻射去的大型球殼）使用，總之隨著工業(yè)的發(fā)展，球罐的使用范圍也越來(lái)越廣泛。但是目前限制球罐向大型化發(fā)展的主要因素有：設(shè)計(jì)制造規(guī)范、球罐用鋼、球罐現(xiàn)場(chǎng)組裝和焊接問(wèn)題、球罐現(xiàn)場(chǎng)熱處理、球殼板尺寸精度，因此對(duì)球罐的結(jié)構(gòu)和材料的選用提出了新的要求。本文主要針對(duì)球罐的上支柱連接結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，把U形柱結(jié)構(gòu)型式支柱改為長(zhǎng)圓形結(jié)構(gòu)型式支柱，在球罐施焊過(guò)程中和球罐受力方面到得了優(yōu)化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：球形儲(chǔ)罐 應(yīng)用范圍 大型化 支柱結(jié)構(gòu)</p><p>　　Design of 1500m3 Propylene Spherical Tank</p><p><b>　　Abstract</b></p

4、><p>　　First, the characteristics, development of the survey and structural of the Spherical Tank are introduced in this paper. Then the Level of research for Spherical tank at home and abroad were studied. Stu

5、dy found that the level of development, or has a gap compared domestic to foreign. The significance of the spherical tank design are as follows: Usually as a large spherical tank capacity, pressure storage containers, In

6、 the industrial sector as liquefied petroleum gas (LPG), liquefied natural ga</p><p>　　Key Words: Spherical tank; Scope of application; Large to turn; Support structure</p><p><b>　　第一章 緒論&

7、lt;/b></p><p><b>　　1.1概述</b></p><p>　　近十幾年來(lái)球形容器在國(guó)外發(fā)展的很快，我國(guó)球形容器引進(jìn)建設(shè)在七十年代才得到了飛速的發(fā)展。通常球罐作為大容量、有壓存儲(chǔ)容器，在各工業(yè)部門中作為液化石油氣（LPG）、液化天然氣（LNG）、液氨、液氧、液氫、液氮及其他中間介質(zhì)的貯存；也作為壓縮空氣、壓縮氣體（氧氣、氮?dú)狻⒊鞘忻簹狻┑馁A

8、存。在原子能工業(yè)中球罐還作為安全殼（分割輻射和無(wú)輻射去的大型球殼）使用?？傊S著工業(yè)的發(fā)展，球罐的使用范圍也越來(lái)越廣泛。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇了球形容器的主要原因是球罐與常用的圓筒形容器相比有以下特點(diǎn)：</p><p>　?、?球罐的表面積最小，即在相同容量下球罐所需要的剛才最少。</p><p>　?、?球罐殼板承載能力比圓筒形容器大一倍，即在相同直

9、徑、相同壓力下，采用同樣鋼板是球罐的板厚只需圓通形容器的一半：</p><p>　　以上兩個(gè)特點(diǎn)使球罐在用材遠(yuǎn)比同樣容量、同樣壓力下的圓通形容器省料。</p><p>　?、?球罐占地面積小，且可向高度發(fā)展，有利于地表面積的使用。</p><p>　　由于這些特點(diǎn)，再加上球罐基礎(chǔ)簡(jiǎn)單外觀漂亮，受風(fēng)面積小等原因，使球形容器應(yīng)用得到擴(kuò)大。</p><

10、;p>　　球形容器課按不同方式，如儲(chǔ)藏溫度、結(jié)構(gòu)形式等分類。</p><p><b>　　按儲(chǔ)藏溫度分類：</b></p><p>　?、?常溫球罐 這類球罐一般用于盛裝液化石油氣、氨、煤氣、氧、氮等。這類容器的壓力較高，取決于液化氣的飽和蒸汽壓或壓縮機(jī)的出口壓力。常溫球罐的設(shè)計(jì)溫度大于-20攝氏度。</p><p>　?、?低溫球罐

11、 這類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于常溫（即-20攝氏度），一般不低于-100攝氏度。壓力屬于中等（視該溫度下的飽和蒸汽壓而定）。</p><p>　　⑶ 深冷球罐 這類球罐的設(shè)計(jì)溫度在-100攝氏度以下。往往在介質(zhì)液化點(diǎn)以下貯存，壓力不高，有時(shí)為常壓。由于保冷要求高，常采用雙層球殼。</p><p><b>　　按結(jié)構(gòu)形式分類：</b></p><p

12、>　　按形狀分有圓球形、橢球形、水滴形或以上幾種形式混合；</p><p>　　圓球按分瓣方式分有橘瓣式、足球瓣式混合瓣式；</p><p>　　圓球形按支撐方式分有支柱式、裙座式、半埋式、V形支撐等。</p><p>　　1.2 球罐的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　球罐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度。這兩個(gè)參數(shù)互有影響，對(duì)球罐的

13、設(shè)計(jì)影響很大，決定了材料的選用。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)球罐時(shí)用來(lái)確定各部件的計(jì)算厚度或機(jī)械強(qiáng)度的壓力。設(shè)計(jì)壓力由工藝條件確定，要考慮以下幾方面：</p><p>　　①貯存介質(zhì)為液化氣是設(shè)計(jì)壓力由最高設(shè)計(jì)溫度決定；</p><p>　?、谘b有安全閥時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取安全閥調(diào)定壓力；</p><p>　?、垩b有爆破膜時(shí)，設(shè)計(jì)壓

14、力取爆破膜的爆破壓力；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)溫度 與設(shè)計(jì)壓力同時(shí)存在的球罐壁溫為設(shè)計(jì)溫度。</p><p>　?、僭O(shè)計(jì)溫度有工藝條件確定時(shí)根據(jù)工藝傳熱計(jì)算確定金屬壁溫為設(shè)計(jì)溫度。</p><p>　　②設(shè)計(jì)溫度由大氣環(huán)境溫度決定時(shí)，參照一下方法：</p><p>　　最低氣溫-取當(dāng)?shù)卦缕骄畹蜌鉁兀?lt;/p><

15、;p>　　最高溫度-取當(dāng)?shù)卦缕骄罡邭鉁貫橐罁?jù)。此值高于27℃時(shí)取最高溫度為48℃，低于27℃時(shí)取最高溫度為40℃，當(dāng)貯存液化氣時(shí)，一般以此作為設(shè)計(jì)溫度并由此決定設(shè)計(jì)壓力。</p><p>　　（3）設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度配合 當(dāng)球罐時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)不同的壓力和溫度的配合，則應(yīng)取最不利的同時(shí)出現(xiàn)的壓力和溫度配合作為設(shè)計(jì)依據(jù)，但對(duì)其他可能出現(xiàn)的壓力和溫度配合進(jìn)行校核，以證明設(shè)計(jì)滿足各種使用條件。</p>

16、<p>　　1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況</p><p>　　中國(guó)球罐產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問(wèn)題中，許多情況不容樂(lè)觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動(dòng)密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱，產(chǎn)品能源消耗大、產(chǎn)出率底、環(huán)境污染嚴(yán)重、對(duì)自然資源破壞力達(dá)；企業(yè)總體規(guī)?？s小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。</p><p>　　中國(guó)球罐產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告闡述了世界

17、球罐產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國(guó)球罐產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開(kāi)創(chuàng)性地提出了“新型球罐產(chǎn)業(yè)”及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”“科技創(chuàng)新”“環(huán)境友好”和“面向未來(lái)”準(zhǔn)確地界定了“新型球罐產(chǎn)業(yè)”及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵，根據(jù)“新型球罐產(chǎn)業(yè)”及替代品的評(píng)價(jià)體系和量化指標(biāo)體系，從全新的角度對(duì)中國(guó)球罐產(chǎn)業(yè)發(fā)展就進(jìn)行了全面的研究。</p><p>　　從目前來(lái)看球罐相大型化發(fā)展是必然的趨勢(shì)，球罐建造正向著大型化、結(jié)構(gòu)多

18、樣化、高參數(shù)的方向發(fā)展。由于大型化的經(jīng)濟(jì)性十分明顯，以成為世界各國(guó)優(yōu)先重視的重要課題。球罐不同時(shí)期受著不同因素的制約。隨著相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，這些制約引述不斷的得到解決，又促使球罐大型化的發(fā)展。從國(guó)內(nèi)情況看，目前限制球罐向大型化方向發(fā)展的影響因素有：</p><p>　　（1）設(shè)計(jì)制造規(guī)范；</p><p><b>　　（2）球罐用鋼；</b></p>&l

19、t;p>　?。?）球罐現(xiàn)場(chǎng)組裝和焊接問(wèn)題；</p><p>　　（4）球罐現(xiàn)場(chǎng)熱處理；</p><p>　?。?）球殼板尺寸精度；</p><p>　?。?）吊裝運(yùn)輸能力。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)球罐的發(fā)展還有很多問(wèn)題需要我們來(lái)解決，正因?yàn)榍蚬薜陌l(fā)展面臨很多問(wèn)題才使得球罐未來(lái)的發(fā)展前景很廣泛。</p><p&g

20、t;　　第二章 基本尺寸確定</p><p>　　2.1 外形尺寸的確定</p><p><b>　　V=</b></p><p>　　得 R=7.101m 圓整到R=7100mm</p><p><b>　　V==</b></p><p>　　球罐的幾何容積為1499立方

21、米</p><p>　　因?yàn)槌溲b物質(zhì)為丙烯，揮發(fā)性比較強(qiáng)所以選充裝系數(shù)K=0.90</p><p><b>　　2.2 材料選擇</b></p><p>　　我國(guó)建造大型球罐主要用鋼采用20R、16MnR、16MnDR、15MnNbR、07MnCrMoVR。國(guó)外球罐用鋼的典型鋼種有美國(guó)的A517F、日本的WEL-TEN62CF、HW70、WEL

22、-TEN80、WEL-TEN80C、SPV36。按照大型球罐選材的要求，對(duì)本次1500丙烯球罐進(jìn)行了設(shè)計(jì)選材（見(jiàn)表2-1～表2-4）</p><p>　　表2-1 丙烯球罐選材方案比較</p><p>　　表2-2 丙烯球罐用鋼機(jī)械性能比較</p><p>　　表2-3 07MnCrMoVR和15MnNbR鋼化學(xué)成分/％</p><p>　　

23、表2-4 07MnGrMoVR剛化學(xué)成分</p><p>　　16MnR鋼板是使用量最大的壓力容器專用鋼板，鋼材的焊接性能更較好，廣泛用于建造各類壓力容器和中小型球罐，但16MnR板厚效應(yīng)較為嚴(yán)重，其強(qiáng)度和韌性隨板厚的增加下降較大。厚度為48mm時(shí)，16MnR鋼板實(shí)物的韌性儲(chǔ)備量不高，在設(shè)計(jì)厚度≤50mm時(shí)使用。</p><p>　　15MnNbR焊接性能與16MnR相近，但強(qiáng)度和韌性均高

24、于16MnR，板厚韌性也較好，強(qiáng)度也比16MnR高10％，因而可是球罐總重量下降8％。15MnNbR具有良好的綜合性能，焊接性能和抗H2S腐蝕性能，可大大提高球罐使用的安全可靠性，是大型球罐的理想鋼種，在設(shè)計(jì)厚度<60mm是使用。</p><p>　　07MnCrMoVR鋼是我國(guó)“七五”其間開(kāi)發(fā)出來(lái)的新品種，現(xiàn)已納入GB150-1998中。該鋼的力學(xué)性能相當(dāng)于WEL-TEN62CF鋼的實(shí)際水平。07MnCr

25、MoVR鋼采用低碳多元微合金以嚴(yán)格控制碳當(dāng)量（Ceq≤0.42％）和焊接裂紋敏感性組織（Pcm≤0.20％）,并通過(guò)合理的調(diào)質(zhì)熱處理獲得最佳強(qiáng)韌比的組織結(jié)構(gòu)，從而從根本上保證了其焊接性能和優(yōu)良的低溫韌度。但對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的H2S含量要求嚴(yán)格，一般在設(shè)計(jì)厚度≤50mm時(shí)使用。</p><p>　　丙烯為易燃易爆介質(zhì)，同時(shí)含有一定的H2S雜質(zhì)，一般情況下含量不高，但在異常時(shí)H2S含量可達(dá)300x10-6或更高。因此丙烯球

26、罐在選材時(shí)除考慮球罐本身的受力要求外，還應(yīng)從材料化學(xué)成分、力學(xué)性能方面選擇耐H2S應(yīng)力腐蝕的鋼種，焊接后還應(yīng)進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的整體熱處理，減少應(yīng)力腐蝕的可能性。</p><p>　　通過(guò)對(duì)采用16MnR、07MnCrMoVR和15MnNbR三個(gè)方案進(jìn)行綜合分析比較（表2-1～表2-4），認(rèn)為16MnR板厚效應(yīng)嚴(yán)重，設(shè)計(jì)厚度不宜超過(guò)50mm；07MnCrMoVR的力學(xué)性能及其穩(wěn)定性好，板厚力學(xué)性能一般，但不允許有H

27、2S腐蝕情況存在，不宜在本球罐設(shè)計(jì)中使用；15MnNbR屬于中強(qiáng)度鋼板，厚板力學(xué)性能穩(wěn)定，韌性儲(chǔ)備好，具有良好的抗H2S腐蝕能力。用15MnNbR制造球罐，雖然板厚度較07MnGrMoVR厚，但總成本與07MnCrMoVR相差不多，所以最后決定本球罐選用15MnNbR材料作球罐的主要用鋼。接管材料選16Mn，扶梯、支柱選20號(hào)鋼，拉桿選40MnB，底板選Q235-B。</p><p><b>　　2.3

28、 球殼設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，球殼選取混合式四帶球罐。</p><p>　　靜液柱高度按H=[2]R</p><p>　　代入數(shù)據(jù)解得H=11419mm</p><p>　　設(shè)計(jì)壓力：P=2.16MPa</p><p>　　球殼各帶的物料靜液柱高度（如圖2-1所示）</p>

29、;<p>　　圖2-1 球罐靜液位示意圖</p><p><b>　　h1=0mm</b></p><p><b>　　h2=3700mm</b></p><p><b>　　h3=9339mm</b></p><p>　　h4=11419mm</p>

30、<p><b>　　物料密度</b></p><p>　　重力加速度g=9.81</p><p><b>　　球殼各帶計(jì)算壓力：</b></p><p><b>　　2.16MPa</b></p><p><b>　　2.177MPa</b>

31、</p><p><b>　　2.204MPa</b></p><p><b>　　2.214MPa</b></p><p>　　當(dāng)材料是16MnR時(shí)，焊縫選雙面焊100%無(wú)損檢測(cè)，Ф=1.0</p><p>　　取球殼的名義厚度47mm。</p><p>　　第三章 球罐受

32、力分析</p><p>　　3.1 球罐質(zhì)量計(jì)算</p><p>　　球罐平均直徑：DCP=14047mm</p><p>　　球殼材料密度：ρ1=5627kg/m3</p><p>　　充裝系數(shù)：K=0.90</p><p>　　水的密度：ρ3=1000kg/m3</p><p>　　球殼外徑

33、：DO=14294mm</p><p>　　基本雪壓：q=400N/m2(以南京地區(qū)五十年一遇最大雪壓選取)</p><p>　　球面積雪系數(shù)：CS=0.4</p><p><b>　　球殼質(zhì)量：m1=</b></p><p><b>　　物料質(zhì)量：m2=</b></p><p&

34、gt;<b>　　液壓試驗(yàn)時(shí)的：</b></p><p><b>　　m3=</b></p><p>　　保溫層質(zhì)量：m5=0 (因?yàn)樵撛O(shè)備為常壓儲(chǔ)罐，所以無(wú)需保溫)</p><p>　　支柱和拉桿質(zhì)量：支柱選10根。Ф600x18，支柱長(zhǎng)L=8300mm，材料為10號(hào)鋼。</p><p>　　m6

35、=0.83×7850×</p><p>　　附件質(zhì)量：人孔兩個(gè)，公稱直徑500mm，質(zhì)量302kg，人孔接管16Mn。</p><p>　　扶梯的設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)扶梯選擇近似球面螺旋線性盤梯，主要參數(shù)：</p><p>　　球罐內(nèi)半徑： R=7100mm</p><p>　　球罐壁板厚度：δ=47mm</p>&

36、lt;p>　　梯子寬度（包括側(cè)板后）：b=712mm</p><p>　　梯子側(cè)板寬：b1=180mm</p><p>　　頂平臺(tái)板厚度：δS=4.5mm</p><p>　　梯子或頂平臺(tái)板與球面最小距離：t=245mm</p><p>　　假想求圓半徑：R1=R+δ+t=7100+47+245=7392mm</p>&l

37、t;p><b>　　頂平臺(tái)最大半徑：</b></p><p>　　頂部平臺(tái)半徑：，所以R2=1600mm</p><p>　　頂部平臺(tái)上面相對(duì)于赤道平面的距離：</p><p><b>　　盤梯中心回轉(zhuǎn)半徑：</b></p><p>　　盤梯圓柱中心軸線與球心距離：</p>&l

38、t;p>　　盤梯終點(diǎn)的水平回轉(zhuǎn)角：</p><p>　　附件質(zhì)量：m7=5300kg</p><p>　　操作狀態(tài)下球罐質(zhì)量：</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下球罐質(zhì)量：</p><p><b>　　球罐的最小質(zhì)量：</b></p><p>　　3.2 地震載荷計(jì)算</p>

39、<p>　　支柱底板面至球殼中心距離：Ho=8300mm</p><p><b>　　支柱數(shù)目：n=10</b></p><p>　　支柱材料為10號(hào)鋼常溫彈性模量：ES=2.0x105MPa</p><p><b>　　支柱外徑：</b></p><p><b>　　支柱內(nèi)徑：

40、</b></p><p><b>　　支柱截面慣性矩：</b></p><p>　　支柱底板面至拉桿中心線與支柱中心線交點(diǎn)處距離：l=4694mm</p><p><b>　　拉桿影響系數(shù)：</b></p><p>　　球罐的基本自振周期：</p><p><

41、;b>　　綜合影響系數(shù)：</b></p><p>　　由于南京地區(qū)地震設(shè)防烈度為7級(jí)，建造場(chǎng)地為II級(jí)類場(chǎng)地土，由GB12337-98、表14、圖9查得</p><p>　　對(duì)應(yīng)于自振周期T的地震影響系數(shù)：</p><p>　　球罐的水平地震力為：</p><p><b>　　3.3 風(fēng)載荷計(jì)算</b>

42、</p><p>　　風(fēng)載體形系數(shù)：K1=0.4</p><p>　　風(fēng)振系數(shù)：K2=1=0.35ξ1=1.35</p><p>　　按GB12337-98表15選取系數(shù)ξ1=1.0</p><p>　　10m高度處基本風(fēng)壓值qo=400N/m2（以南京地區(qū)五十年一遇最大風(fēng)壓選取）</p><p>　　支柱底板值球殼中

43、心距離：Ho=8.3m</p><p><b>　　風(fēng)壓高度變化系數(shù)：</b></p><p><b>　　球附件增大系數(shù)：</b></p><p><b>　　球罐所受水平風(fēng)力：</b></p><p><b>　　3.4 彎矩計(jì)算</b></p&

44、gt;<p>　　視地震載荷和風(fēng)載為一作用于球殼中心的集中水平載荷，則由于地震力和水平風(fēng)力引起的最大彎矩計(jì)算式：</p><p><b>　　力臂：,則</b></p><p>　　球罐的最終簡(jiǎn)圖如下圖所示</p><p>　　第四章 強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核</p><p><b>　　4.1 支柱計(jì)算

45、</b></p><p>　　1.單個(gè)支柱的垂直載荷</p><p><b>　　A.重力載荷：</b></p><p>　　操作狀態(tài)下的重力載荷</p><p>　　液壓試驗(yàn)下的重力載荷</p><p>　　B.支柱最大垂直載荷：</p><p>　　支柱中心

46、圓半徑：R=7100mm</p><p>　　按GB12337-98表17計(jì)算最大彎矩對(duì)支柱產(chǎn)生垂直載荷的最大值</p><p>　　拉桿作用在支柱上的垂直載荷的最大值</p><p>　　以上兩力之和的最大值</p><p>　　2.操作狀態(tài)下支柱的最大載荷</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的最大載荷</

47、p><p><b>　　3.單個(gè)支柱彎矩</b></p><p><b>　　A.偏心彎矩</b></p><p>　　操作狀態(tài)下赤道線液柱高度：</p><p>　　液壓狀態(tài)下赤道線的液柱高度：</p><p>　　操作狀態(tài)下物料在赤道線的液柱靜壓力：</p>&

48、lt;p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下液體在赤道線的液柱靜壓力：</p><p><b>　　球殼的有效壁厚</b></p><p>　　操作狀態(tài)下物料在球殼赤道線的薄膜應(yīng)力：</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下的液體在球殼赤道線的薄膜應(yīng)力：</p><p><b>　　球殼內(nèi)半徑</b></p&

49、gt;<p><b>　　球殼材料泊松比</b></p><p><b>　　球殼材料彈性模量</b></p><p>　　操作狀態(tài)下支柱的偏心彎矩：</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的偏心彎矩：</p><p><b>　　B.附加彎矩</b></p

50、><p>　　操作狀態(tài)下支柱的附加彎矩：</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的附加彎矩：</p><p><b>　　C.總彎矩</b></p><p>　　操作狀態(tài)下支柱的總彎矩：</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的總彎矩：</p><p><b>　　4

51、.支柱穩(wěn)定性校核</b></p><p>　?、?、支柱的偏心率計(jì)算</p><p><b>　　單個(gè)支柱的截面積</b></p><p><b>　　單個(gè)支柱的截面系數(shù)</b></p><p>　　操作狀態(tài)下支柱的偏心率</p><p>　　液壓狀態(tài)下支柱的偏心率

52、</p><p>　?、?、穩(wěn)定性校核：計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)</p><p><b>　　支柱慣性半徑</b></p><p><b>　　支柱細(xì)長(zhǎng)比</b></p><p>　　操作狀態(tài)下偏心受壓支柱的穩(wěn)定系數(shù)，</p><p><b>　　查表18</b>&l

53、t;/p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下偏心受壓支柱的穩(wěn)定系數(shù)，</p><p><b>　　查表18</b></p><p><b>　　支柱材料20＃鋼</b></p><p>　　操作狀態(tài)下穩(wěn)定性校核</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下支柱穩(wěn)定性校核</p>&l

54、t;p><b>　　支柱穩(wěn)定性校核通過(guò)</b></p><p>　　4.2 地腳螺栓計(jì)算</p><p>　　1、拉桿和支柱之間的夾角：</p><p>　　拉桿作用在支柱上的水平力</p><p>　　2、支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦力</p><p>　　地板基礎(chǔ)選鋼筋混凝土</p>

55、<p>　　基礎(chǔ)與地板的摩擦系數(shù)</p><p><b>　　底板與基礎(chǔ)的摩擦力</b></p><p><b>　　3、地腳螺栓</b></p><p>　　因?yàn)楣时仨氃O(shè)地腳螺栓</p><p>　　每個(gè)支柱上的地腳螺栓個(gè)數(shù)：</p><p>　　地地腳螺栓材

56、料Q235-B σ=235MPa</p><p>　　地腳螺栓材料許用剪切應(yīng)力</p><p><b>　　地腳螺栓腐蝕余量</b></p><p><b>　　地腳螺栓的螺紋小徑</b></p><p>　　選取M27的地腳螺栓</p><p>　　4.3 支柱底板計(jì)算&

57、lt;/p><p><b>　　1、支柱底板直徑</b></p><p>　　基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土，其許用壓力</p><p>　　地腳螺栓直徑d=30mm</p><p><b>　　支柱底板直徑</b></p><p><b>　　選底板直徑為</b>&l

58、t;/p><p>　　2、底板厚度，地板的壓應(yīng)力</p><p>　　底板外緣至支柱處外表面距離</p><p>　　底板材料選Q235-B </p><p>　　底板材料彎曲許用應(yīng)力</p><p><b>　　底板腐蝕裕量</b></p><p><b>　

59、　底板厚度</b></p><p><b>　　選底板厚度45mm</b></p><p><b>　　4.4 拉桿計(jì)算</b></p><p>　　1、拉桿螺紋小徑計(jì)算：拉桿的最大拉力</p><p>　　拉桿材料40MnB </p><p>　　拉桿材料

60、的許用應(yīng)力 </p><p><b>　　拉桿腐蝕裕量</b></p><p><b>　　拉桿螺紋小徑：</b></p><p>　　選取拉桿螺紋為M27</p><p>　　2、拉桿連接部位的計(jì)算</p><p><b>　?、?銷子直徑</b>

61、;</p><p>　　銷子材料選用40MnB </p><p>　　銷子材料的許用剪切應(yīng)力</p><p><b>　　銷子直徑 </b></p><p><b>　　選取銷釘直徑為</b></p><p><b>　?、?耳板厚度</b>

62、</p><p>　　材料選用40MnB </p><p>　　耳板材料許用壓應(yīng)力 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　耳板厚度 </b></p><p>　　取耳板厚度為24mm</p><p><b&

63、gt;　?、?翼板厚度</b></p><p>　　材料選用40MnB </p><p>　　圖4-1 拉桿連接示意圖</p><p><b>　?、?焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p>　　A 支柱和耳板焊縫的驗(yàn)算</p><p><b>　　① 焊縫單邊長(zhǎng)度：<

64、;/b></p><p><b>　?、?焊縫角尺寸：</b></p><p>　　支柱或耳板材料屈服點(diǎn)較小值：</p><p><b>　　角焊縫系數(shù)：</b></p><p><b>　　焊縫許用剪切應(yīng)力：</b></p><p>　　支柱和耳

65、板間焊縫的剪切應(yīng)力校核</p><p>　　B 拉桿和翼板焊縫的驗(yàn)算</p><p><b>　　① 焊縫單邊長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　?、?焊縫角尺寸：</b></p><p>　　拉桿或翼板材料屈服點(diǎn)較小值：</p><p><b>　　焊縫許用

66、剪切應(yīng)力：</b></p><p>　　拉桿和翼板間焊縫的剪切應(yīng)力校核</p><p>　　4.5 支柱與拉桿最低點(diǎn)a點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算</p><p>　　1、a點(diǎn)的剪切應(yīng)力（如圖4-2所示）</p><p>　　圖4-2 最低點(diǎn)a示意圖</p><p>　　支柱與球殼連接焊縫單邊的弧長(zhǎng)：</p>

67、<p>　　球殼a點(diǎn)處有效厚度：</p><p>　　操作狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力：</p><p>　　液壓試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力：</p><p><b>　　2、a點(diǎn)的緯向應(yīng)力</b></p><p>　　操作狀態(tài)下a點(diǎn)的液柱高度 </p><p>　　液壓試驗(yàn)下a點(diǎn)的液柱高度

68、 </p><p>　　操作狀態(tài)下物料在a點(diǎn)處?kù)o壓力</p><p>　　液壓試驗(yàn)下物料在a點(diǎn)處?kù)o壓力</p><p>　　操作狀態(tài)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力</p><p>　　液壓試驗(yàn)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力</p><p><b>　　3、a點(diǎn)的應(yīng)力校核</b></p><p>　　

69、操作狀態(tài)下a點(diǎn)的綜合應(yīng)力</p><p>　　液壓試驗(yàn)下?tīng)顟B(tài)下a點(diǎn)的綜合應(yīng)力</p><p>　　則通過(guò)應(yīng)力校核a點(diǎn)安全</p><p>　　4.6 支柱與球殼連接焊縫強(qiáng)度</p><p>　　支柱與球殼連接焊縫角尺寸 </p><p>　　支柱與球殼連接剪應(yīng)力：</p><p>　　支柱與球

70、殼屈服點(diǎn)較小值： </p><p><b>　　焊縫許用剪切應(yīng)力：</b></p><p><b>　　應(yīng)力校核：</b></p><p><b>　　則通過(guò)</b></p><p>　　4.7 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)校核</p><p>　　接管材料選擇16Mn，根

71、據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只需對(duì)人孔、安全閥及進(jìn)出口接管進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)校核。</p><p>　　1、人孔開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算</p><p>　　人孔接管選Ф530x15，</p><p><b>　　接管壁厚計(jì)算</b></p><p><b>　　接管有效厚度</b></p><p>&

72、lt;b>　　開(kāi)孔直徑 </b></p><p>　　接管有效補(bǔ)強(qiáng)寬度B=2d=2×506.5=1013mm</p><p>　　接管處側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度</p><p><b>　　需要補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　可以作為補(bǔ)強(qiáng)面積為</b></p&g

73、t;<p><b>　　需加補(bǔ)強(qiáng)圈</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度</b></p><p>　　實(shí)際補(bǔ)強(qiáng)與筒體等厚度</p><p>　　同時(shí)計(jì)及焊縫面積之后，補(bǔ)強(qiáng)足夠</p><p>　　2、進(jìn)出料及安全閥接管均取16Mn </p><p>

74、<b>　　接管壁厚計(jì)算</b></p><p><b>　　接管有效壁厚</b></p><p><b>　　開(kāi)孔直徑</b></p><p>　　有效補(bǔ)強(qiáng)寬度B=2d=2×249.5=499mm</p><p>　　接管處側(cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度</p>&l

75、t;p><b>　　需要補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　可以作為補(bǔ)強(qiáng)面積</b></p><p><b>　　需加補(bǔ)強(qiáng)圈</b></p><p><b>　　補(bǔ)強(qiáng)圈厚度</b></p><p>　　實(shí)際補(bǔ)強(qiáng)與筒體等厚度</p>

76、;<p>　　同時(shí)計(jì)及焊縫面積之后，補(bǔ)強(qiáng)足夠</p><p>　　第五章 球殼分瓣計(jì)算</p><p>　　查表 赤道帶50° 上溫帶40° 上下級(jí)90°</p><p>　　β1=36° β2=9° β3=18° β0=90° </p><p>　　半徑

77、R=7100mm 赤道帶分瓣數(shù)N=20</p><p>　　赤道帶軸向球心角α=18°</p><p>　　赤道帶和上溫帶B球心角β0=90°</p><p>　　極中板球心角β1=36°</p><p>　　極側(cè)板球心角β2=9°</p><p>　　極邊板球心角β

78、3=18°</p><p>　　5.1 赤道帶和上溫帶合板（如圖5-1）</p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)&

79、lt;/b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p>　　圖5-1 赤道帶和上溫帶

80、合板示意圖</p><p>　　5.2 赤道帶（如圖5-2）</p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b>&l

81、t;/p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p>　　圖 5-2 赤道帶瓣片示意圖</p>

82、;<p>　　5.3 極板（如圖5-3）</p><p>　　圖5-3 極板示意圖 </p><p>　　對(duì)角線與弧長(zhǎng)最大距離：</p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)<

83、;/b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p>　　A極中板(如圖5-4所示)</p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b>&

84、lt;/p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b>&

85、lt;/p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p>　　圖5-4極中板示意圖</p>

86、<p>　　B極側(cè)板(如圖5-5所示)</p><p>　　圖5-5極側(cè)板示意圖</p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　

87、　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　

88、　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p>　　C極邊板(如圖5-6所示)</p><p>　　圖5-6極邊板示意圖</p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p

89、><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p

90、><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弧長(zhǎng)</b></p><p><b>　　弦長(zhǎng)</b></p

91、><p>　　第六章 工廠制造及現(xiàn)場(chǎng)組裝</p><p>　　球罐一般在現(xiàn)場(chǎng)組裝、施焊。工廠中制造主要是指球瓣成形，坡口加工，其他還有鍛件、支柱及有關(guān)附件加工。在工廠制造過(guò)程中有事需要進(jìn)行焊接，如人孔與球殼板的焊接、支柱與球殼板的焊接，以及相應(yīng)的焊后熱處理。球瓣加工后尚需對(duì)坡口進(jìn)行防銹處理，出廠前必須對(duì)球瓣片進(jìn)行妥善包裝，要保證運(yùn)輸過(guò)程中瓣片不產(chǎn)生變形及損傷。</p><p

92、>　　球罐現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程是整個(gè)建造工程的關(guān)鍵之一。而采取組裝手段是否恰當(dāng)，能否與焊接、檢驗(yàn)等工序相切合，充分利用資財(cái)條件使生產(chǎn)效率達(dá)到最高，是組裝工程的主要內(nèi)容。所以，本章主要介紹本設(shè)計(jì)的組裝方法和組裝過(guò)程使用的工具，著重介紹組裝質(zhì)量的手段。</p><p><b>　　6.1工廠制造</b></p><p>　　1、原材料的檢驗(yàn)：制造廠必須按照?qǐng)D紙及有關(guān)技術(shù)條件對(duì)制

93、造球罐的鋼板進(jìn)行檢驗(yàn)。</p><p>　　首先要了解進(jìn)場(chǎng)鋼材是否與設(shè)計(jì)要求剛才的使用狀態(tài)相符，如相符則應(yīng)按技術(shù)要求進(jìn)行化學(xué)或物理性能檢驗(yàn)，其主要有：</p><p><b>　?、?化學(xué)成分。</b></p><p><b>　　⑵ 拉伸試驗(yàn)。</b></p><p><b>　　⑶ 彎

94、曲試驗(yàn)。</b></p><p><b>　?、?沖擊試驗(yàn)。</b></p><p>　?、?尺寸及外觀檢查。</p><p>　?、?超聲波探傷檢查。</p><p>　?、?其他技術(shù)要求中規(guī)定材料檢驗(yàn)。</p><p>　　如有缺失的證明材料符合技術(shù)要求，則上述要求可不做或適當(dāng)?shù)某?/p>

95、查檢驗(yàn)。當(dāng)鋼板檢驗(yàn)后證明達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)在每張鋼板上做適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，并且在以后的加工過(guò)程中保留這些標(biāo)志，以備識(shí)別考察。</p><p>　　2、瓣片成形 球殼辦的瓣片是有鋼板通過(guò)壓機(jī)的壓力加工而達(dá)到要求的形狀，考慮本設(shè)備的材料種類、厚度、曲率半徑、熱處理、強(qiáng)度、延性和設(shè)備能力等方面因素，本球罐采用溫壓成型。</p><p>　　溫壓成型主要解決工廠壓機(jī)的能力不足（加熱可降低材料的屈服極

96、限），以及防止某些材料產(chǎn)生低應(yīng)力脆性破壞。溫壓介于熱壓和冷壓之間。與熱壓相比溫壓具有加熱時(shí)間短、氧化皮少等優(yōu)點(diǎn)。與冷壓相比，則無(wú)脆性破壞的危險(xiǎn)。溫壓成型的溫度及保溫時(shí)間要仔細(xì)選擇。確保以后在加工過(guò)程中的熱處理與成型溫度的效果，不是材料的機(jī)械性能降至最低要求以下。本球罐瓣片溫壓成型是應(yīng)把溫度控制在焊后熱處理溫度之下，且要把成型的保溫時(shí)間與孤寂的焊后熱處理時(shí)間相加，并考慮該材料在這段時(shí)間下性能會(huì)不會(huì)降到不合要求。同時(shí)要注意材料的脆化效應(yīng)及該

97、溫度下材料的韌性會(huì)大幅度降低。</p><p>　　瓣片的放樣及坡口加工：</p><p>　　瓣片的放樣，球殼是雙曲面，不可能在平面上精確展開(kāi)因此瓣片不可能一次精確下料。通常按近似展開(kāi)下料，在壓制成型后再進(jìn)行二次下料（立體下料）。</p><p>　　坡口加工各球瓣的焊接坡口必須在球瓣壓制成型后加工，亦可與瓣片第二次下料結(jié)合進(jìn)行。坡口加工加工可采用火焰切割，風(fēng)鏟，

98、機(jī)械加工及打磨，亦可采用各種方法結(jié)合進(jìn)行。如果采用火焰切割必須限于半自動(dòng)或自動(dòng)火焰切割設(shè)備。切割后必須用打磨及其他機(jī)械方法去除氧化皮及熱影響區(qū)。當(dāng)火焰切割方法切割厚截面鋼材或高強(qiáng)度鋼材時(shí)應(yīng)采用預(yù)熱，以避免產(chǎn)生裂紋。加工坡口最理想的方法機(jī)械加工，它不像火焰切割會(huì)在坡口表面留下氧化皮，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)檢查坡口表面，不得有分層、開(kāi)裂或影響焊接質(zhì)量的缺陷，坡口加工后應(yīng)該涂上防護(hù)層，目前已有專用坡口防銹的涂層。這種

99、防護(hù)層可以在以后的施工中不必去除，即能直接施焊而不影響焊接質(zhì)量。</p><p>　　3、瓣片測(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)檢查有關(guān)尺寸。成品檢驗(yàn)做瓣片四邊弦長(zhǎng)檢驗(yàn)、對(duì)角線尺寸檢驗(yàn)及瓣片曲率檢驗(yàn)。瓣片曲率檢驗(yàn)，采用內(nèi)側(cè)樣板，要求弦長(zhǎng)不小于1m。長(zhǎng)度尺寸公差及曲率按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)。</p><p><b>　　6.2現(xiàn)場(chǎng)組裝</b>&

100、lt;/p><p>　　根據(jù)本球罐的特點(diǎn)，組裝時(shí)宜采用整體組裝法中的單片組裝法又稱散裝法即把單張球瓣逐一組裝成型的方法。這種方法由于單片組裝故不需要很大能力的吊起機(jī)具和安裝場(chǎng)地準(zhǔn)備的工作量小組裝速度快且球體的組裝精度易于保證，組裝應(yīng)力小。但它的高空作業(yè)量比較多要求全位置的焊接技術(shù)也嚴(yán)格焊工操作勞動(dòng)強(qiáng)度也比較大對(duì)球瓣的幾何尺寸及形狀要求也高，且需要相當(dāng)數(shù)量的工具夾。綜合考慮各種因素，選擇單片組裝法還是很具有有勢(shì)。<

101、;/p><p><b>　　組裝設(shè)備及工具：</b></p><p>　　起重設(shè)備 起重設(shè)備是球罐安裝過(guò)程中所需的重要設(shè)備之一，能否合理選用起重設(shè)備，關(guān)系到球罐的安裝速度和經(jīng)濟(jì)效果。本設(shè)計(jì)的起重設(shè)備選用汽車起重機(jī)，主要原因是汽車起重機(jī)的機(jī)動(dòng)性能好，便于相距較遠(yuǎn)的工作點(diǎn)之間的調(diào)動(dòng)。它的提升高度大，升調(diào)和回轉(zhuǎn)靈活等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)還要求

102、設(shè)立中心柱，主要是考慮在組裝過(guò)程中需要借助鋼絲繩或型鋼來(lái)拖拉裝拼和固定球瓣。同時(shí)還可以利用中心柱裝設(shè)平臺(tái)，傘形腳手架等為作業(yè)提高便利。</p><p>　　工具夾選日子形工具夾，主要考慮日字形工具夾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，選料制造方便，經(jīng)濟(jì)性好，重量輕便使得現(xiàn)場(chǎng)裝拼時(shí)，特別在高空拼裝作業(yè)中帶來(lái)很大方便。</p><p>　　腳手架選擇傘形腳手架，主要原因是它能夠在球瓣組裝過(guò)程中能起到支撐和固定上溫帶球瓣

103、的作用。</p><p><b>　　6.3組裝方案</b></p><p>　　球罐的組裝方案是組織生產(chǎn)和指導(dǎo)各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)性指導(dǎo)文件。方案編制的目的在于有計(jì)劃地、合理地組織生產(chǎn)，使各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)質(zhì)變達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　在我國(guó)，編制的組裝方案必須體現(xiàn)黨和國(guó)家有關(guān)的方針政策和多、快、好、省的建設(shè)現(xiàn)代化的社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)

104、精神，結(jié)合國(guó)情，盡量采用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，趕超世界先進(jìn)水平。</p><p>　　球罐的安裝工作在整個(gè)建造工程中占很大比例，安裝工程質(zhì)量的好壞直接影響到該球罐的使用效果。因此，編制安裝方案中的安裝技術(shù)和工程管理的先進(jìn)程度對(duì)全部建造工程的成功實(shí)現(xiàn)起關(guān)鍵的作用。</p><p>　　組裝方案編制的主要技術(shù)依據(jù)有：⑴ 施工圖紙 ⑵ 有伏案特定的技術(shù)文件⑶ 有關(guān)的建造準(zhǔn)則和文件。</p>

105、<p>　　編制工作需要考慮的一些問(wèn)題，球罐安裝工程的作業(yè)環(huán)境、條件與其建造工程相比不論在設(shè)備、其后及其他條件方面都較為惡劣。因此，編制的組裝方案首先考慮是要使組織和管理有條不紊，保障工程實(shí)施，同時(shí)要考慮的問(wèn)題很多，需要根據(jù)具體情況和客觀條件予以綜合地考慮，已達(dá)到高質(zhì)量為準(zhǔn)則。</p><p>　　另外，產(chǎn)品規(guī)格的大小與數(shù)量是考慮組裝方案與焊接方法的主要對(duì)象；中小型球罐可采用多種類型的組裝和焊接方法。

106、大型球罐則有其特殊性，一般采用整體組裝法，焊接以手工焊為主，部分球瓣可采用自動(dòng)焊在地面預(yù)制。同時(shí)，生產(chǎn)鏟平的規(guī)格及數(shù)量是組裝設(shè)備配置的依據(jù)；鏟平規(guī)格的大小與其組裝方法決定起重設(shè)備的配置，產(chǎn)品的數(shù)量多是要考慮到施工場(chǎng)地與組裝設(shè)備的周轉(zhuǎn)，盡可能地提高設(shè)備利用率與勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短安裝周期，降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　若施工單位初次安裝球罐，一次的工裝設(shè)備材料消耗量往往要占該球罐單臺(tái)金屬重量的百分之五十左右，甚至

107、更大。因此，在配置工裝設(shè)備和工具夾時(shí)應(yīng)盡可能考慮其通用性，這是節(jié)約原材料和減少消耗的重要途徑。若能相對(duì)集中地組織專業(yè)生產(chǎn)，對(duì)于提高球罐安裝的質(zhì)量與技術(shù)力量的發(fā)揮、工裝設(shè)備的充分利用都是非常有利的。</p><p>　　球罐的安裝一般為露天作業(yè)，要考慮到氣象條件對(duì)對(duì)工程影響。如南方陰雨季節(jié)，北方低溫和風(fēng)雪季節(jié)。編制的工程期間和施工進(jìn)度要根據(jù)各地不同的季節(jié)考慮。在這些不利的季節(jié)期間施工要采取相應(yīng)的措施，以確保工程質(zhì)量

108、和進(jìn)度。</p><p>　　此外，還應(yīng)考慮加深地面作業(yè)深度，減少高空作業(yè)，嚴(yán)格檢驗(yàn)手段確保工程質(zhì)量，以及高空作業(yè)的安全保護(hù)和各種安全生產(chǎn)措施等。</p><p><b>　　組裝方案的內(nèi)容有：</b></p><p>　　⑴ 組裝方法的確定 球形容器組裝方法的確定首先取決于所建造的球罐的結(jié)構(gòu)，特別是球殼的結(jié)構(gòu)。目前球殼的結(jié)構(gòu)有橘瓣式，足球

109、罐式和足球橘瓣式混合式三種。對(duì)于足球瓣結(jié)構(gòu)形式一般只采用整體組裝法，而其余兩種球罐結(jié)構(gòu)形式則能適應(yīng)各種安裝方法。</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格的大小也在一定程度上決定了安裝方法。對(duì)于中小型的球形容器可運(yùn)用各種組裝方法，大型球罐則由于特殊的原因一般只采用整體組裝法。</p><p>　　近年來(lái)由于球罐建造水平的不斷提高，壓制的單張球瓣有較大的面積，而且下料尺寸的準(zhǔn)確和安裝技術(shù)的成熟，整體組裝

110、法在各種規(guī)格球罐的施工中顯得更為優(yōu)越。</p><p>　　組裝方法的選定要根據(jù)施工單位的具體條件，能力，以及施工場(chǎng)地等綜合地考慮，所選用的組裝方法盡可能地采用現(xiàn)代的先進(jìn)技術(shù)。</p><p>　?、?編制組裝程序 組裝程序是知道施工和組織生產(chǎn)的綜合知道圖框。組裝成程序一般與焊接程序和檢驗(yàn)程序一拼編為施工程序。編排的施工程序需要滿足各種技術(shù)條件及要求。各個(gè)施工階段要確切分明，同時(shí)要考慮各

111、工種得以進(jìn)行交替作業(yè)，以有力組織、調(diào)動(dòng)和周轉(zhuǎn)各種生產(chǎn)設(shè)備和人員，使其發(fā)揮最大作用，避免個(gè)施工階段脫節(jié)，提高生產(chǎn)效率。施工程序編排的恰當(dāng)與否，會(huì)直接影響工程的經(jīng)濟(jì)性，甚至工程質(zhì)量。</p><p>　?、?施工設(shè)備的配置 施工設(shè)備的選用與不同的安裝形式有關(guān)，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件及安裝單位的具體情況綜合考慮。</p><p>　　主要的起吊設(shè)備以滿足施工中最大起重要求和起吊高度為原則。汽車起重機(jī)

112、與其它起重設(shè)備相比，特別在現(xiàn)場(chǎng)施工中具有良好的機(jī)動(dòng)性能，適應(yīng)范圍廣，利用率高等優(yōu)點(diǎn)。特別是大型球罐的安裝，由于采用單片或組片吊裝，要求的起吊高度和范圍大等，而汽車起重機(jī)給解決上述問(wèn)題提供了有效的手段，隨著大型汽車起重機(jī)的出現(xiàn)，將廣泛應(yīng)用于各種不同規(guī)格和安裝形式的球館施工。</p><p>　　臺(tái)令吊一般適用于中小型球罐的安裝，它具有相當(dāng)?shù)钠鹬啬芰?，特別適用環(huán)帶組裝與半球組裝法。對(duì)采用整體組裝法的小型球罐安裝采用相

113、應(yīng)的臺(tái)令吊會(huì)有相對(duì)經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　另外，中心柱、工具夾、腳手架等施工設(shè)備均安裝兌現(xiàn)和安裝形式以及安裝單位的具體條件選定。</p><p>　?、?施工現(xiàn)場(chǎng)的平面布置 現(xiàn)場(chǎng)的平面布置是施工方案的主要內(nèi)容之一，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件認(rèn)真籌劃，力求布置合理，充分利用作業(yè)條件，使各工種能協(xié)同作業(yè)。主要的施工場(chǎng)地與施工適用的各種施工設(shè)備能相互照應(yīng)協(xié)調(diào)，使之發(fā)揮最大的使用效果。<

114、;/p><p>　　選擇與裝廠（即安裝平臺(tái)）的面積一般按照在地面預(yù)裝的工作量而定。要保證足夠的施工場(chǎng)地，同時(shí)要考慮到經(jīng)濟(jì)性。預(yù)裝場(chǎng)地的位置盡可能靠近安裝基礎(chǔ)，并在其中設(shè)備有效作業(yè)范圍內(nèi)，且有各施工道路相適應(yīng)，進(jìn)出料方便。如進(jìn)行多臺(tái)數(shù)或較大型球罐的施工，作業(yè)通道要有良好的起重運(yùn)輸條件。</p><p>　　施工場(chǎng)地的供排水要認(rèn)真安排。工地上的日常用水，機(jī)器設(shè)備用水以及水壓試驗(yàn)的大量短期用水應(yīng)妥善

115、安排，排放是嚴(yán)禁沖刷基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)周圍不應(yīng)有積水，以免造成地基軟化而下沉。各施工場(chǎng)地及通道也應(yīng)做好排水工作，以免由于場(chǎng)地積水，通道泥濘而影響施工。</p><p>　　球罐施工使用的焊機(jī)較多，應(yīng)搭置焊機(jī)工棚專門看管。焊機(jī)工棚要相對(duì)靠近作業(yè)場(chǎng)地，避免因電纜引出過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響焊接穩(wěn)定性，且有良好的通風(fēng)效果，防止雨淋，同時(shí)要注意明火等安全問(wèn)題。</p><p>　　配電間應(yīng)該選在安全的位置，通向各主要

116、用電區(qū)，要相對(duì)集中，盡量縮短輸出線路。另外輸入總電量應(yīng)在圖上標(biāo)明，以便有關(guān)部門統(tǒng)籌規(guī)劃。</p><p>　　對(duì)噪音較大的設(shè)備，日空壓機(jī)等，應(yīng)離主要作業(yè)區(qū)安置稍遠(yuǎn)為宜。</p><p>　　對(duì)于易燃易爆的物品，電石倉(cāng)及液化氣發(fā)電站可單獨(dú)設(shè)在離主要設(shè)備和人員以及材料出入較少的地方。工地上適用的可燃?xì)怏w，如預(yù)熱用的液化氣等宜采取幾種發(fā)氣站用專門管道輸出。對(duì)具有文獻(xiàn)性的臨時(shí)導(dǎo)線、管道應(yīng)埋在地下，

117、當(dāng)需跨越施工場(chǎng)地及通道時(shí)，要做出相應(yīng)的安全措施。</p><p>　　球罐的現(xiàn)場(chǎng)施工往往是野外作業(yè)，需設(shè)置的一些臨時(shí)工棚，視現(xiàn)場(chǎng)條件布置，均宜相對(duì)集中比納與管理。</p><p>　　⑸ 安裝技術(shù)規(guī)范和要求 組裝方案中應(yīng)重申有關(guān)的國(guó)家、部、委的技術(shù)規(guī)范和要求，明確規(guī)范和要求的目的，并制定出執(zhí)行有關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求的措施和檢驗(yàn)手段，擬出在不符合要求情況下的補(bǔ)救方法。</p>

118、<p><b>　　第七章 檢驗(yàn)</b></p><p>　　球罐的檢查主要包括原材料的檢驗(yàn)，車間制造檢驗(yàn)，工地組裝和焊接過(guò)程及焊后的各項(xiàng)檢查，竣工檢查以及投入生產(chǎn)后的使用安全檢查。</p><p>　　原材料的檢驗(yàn)主要對(duì)球片用鋼板，人孔及其他接管用鍛件，支柱用無(wú)縫鋼管的力學(xué)性能和化學(xué)成分進(jìn)行核對(duì)和檢查；車間制造檢查主要是焊接檢驗(yàn)以及制成零部件的幾何尺寸精度

119、的測(cè)量檢查并對(duì)所施焊的焊縫（支柱和赤道板、接管和上下極板得焊接）的質(zhì)量；組裝檢查主要是測(cè)量組對(duì)并點(diǎn)固焊后的球體的幾何尺寸精度；焊接檢查主要是為保證遵守焊接工藝規(guī)程而進(jìn)行的；焊接完成后的檢查主要是對(duì)球體幾何精度以及焊縫的無(wú)損探傷檢查（包括內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)的射線檢測(cè)或超聲波檢測(cè)以及表面和近表面微裂紋檢驗(yàn)的磁粉或滲透檢測(cè)），竣工檢查主要是誰(shuí)呀試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)后的磁粉檢測(cè)以及為保證焊縫和法蘭接口處的嚴(yán)密性而進(jìn)行的氣密性試驗(yàn)；投入生產(chǎn)后的使用安全檢查一

120、方面在使用過(guò)程中對(duì)球體檢查判斷其外觀，檢查安全閥、液位計(jì)及其他附屬設(shè)備的性能是否良好，另一方面還應(yīng)根據(jù)需要定期開(kāi)罐檢查以判斷是否發(fā)生腐蝕以及延遲裂紋的發(fā)生、發(fā)展清況，檢查和驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)遵守下列標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定：</p><p>　　GB50094 《球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》</p><p>　　GB12337 《鋼制球形儲(chǔ)罐》</p><p>　　GB150 《鋼制壓

121、力容器》</p><p>　　GB6654 《壓力容器用鋼板》</p><p>　　GB4730 《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》</p><p>　　GB4159 《金屬低溫夏比沖擊試驗(yàn)方法》</p><p>　　JB/T4709《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》</p><p>　　JB2536 《壓力容器油漆、包裝、運(yùn)輸》&l

122、t;/p><p>　　其他相關(guān)的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及球罐種類合同（包括監(jiān)理合同）和技術(shù)要求等。</p><p><b>　　7.1原材料檢驗(yàn)</b></p><p>　　一、球罐用鋼板的檢查和驗(yàn)收 </p><p>　　組成球罐最重要的部件是球片，因此，對(duì)于壓制球片用的鋼板應(yīng)進(jìn)行全面的檢查，以確保其力學(xué)性能、化學(xué)成分

123、、鋼板表面和內(nèi)部的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件的要求。</p><p>　　1.鋼板化學(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，尚需注意碳當(dāng)量值[碳當(dāng)量,即使對(duì)同一牌號(hào)的低合金鋼其碳當(dāng)量的上、下限值也有不小的差異，由于碳當(dāng)量及硫、磷等雜質(zhì)含量對(duì)焊接性能起著相當(dāng)大的影響，而且球罐的焊接是在野外作業(yè)全位置焊接，要求材料有良好的焊接性能，因此，對(duì)球片用鋼板的碳當(dāng)量值以及硫、磷等雜質(zhì)含量要有嚴(yán)格的控制。一般將磷

124、含量、硫含量（熔煉分析）分別控制在、，含碳量。</p><p>　　2.鋼板的力學(xué)性能檢查 鋼板的屈服極限、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率ψ按GB/T228《金屬拉伸試驗(yàn)方法》試驗(yàn)，應(yīng)符合要求。</p><p>　　3.鋼板的冷彎性能檢查 鋼板的冷彎性能按GB/T232《金屬?gòu)澢囼?yàn)方法》。其彎心直徑d根據(jù)GB6654《壓力容器用鋼板》規(guī)定。</p><p>　　

125、4.鋼板的沖擊韌性檢查 鋼板的沖擊韌性檢查試驗(yàn)按GB/T229《金屬夏比缺口沖擊試驗(yàn)方法》及GB4159《金屬低溫夏比沖擊試驗(yàn)方法》。球罐在常溫下使用可以采用U形缺口，主要驗(yàn)證材料常溫沖擊韌性、時(shí)效沖擊以及熱處理后、鋼板沖擊值之間的關(guān)系，如球罐在低溫下使用，應(yīng)采用夏比V形缺口，以確定鋼材在低溫下抗脆性破壞的能力，以及時(shí)效及熱處理后鋼材低溫韌性的變化。由于球形儲(chǔ)罐在受內(nèi)壓時(shí)，球片徑向和緯向的應(yīng)力相等，因此，式樣必須采用橫向。</p

126、><p>　　5.鋼板的表面質(zhì)量 鋼板的表面缺陷會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。如果鋼材韌性不足而強(qiáng)度較高，特別是在低溫夏工作時(shí)，這些缺陷可能會(huì)引起擴(kuò)展，甚至造成球罐破裂的嚴(yán)重事故。鋼材表面缺陷也會(huì)引起或加重腐蝕，因此，對(duì)于鋼板的表面質(zhì)量（強(qiáng)度級(jí)別高，對(duì)鋼材表面質(zhì)量的要求）要予以充分重視。</p><p>　　6.鋼板的超聲波探傷檢查 GB12337《鋼制球形儲(chǔ)罐》規(guī)定：凡符合下列條件之一者，應(yīng)逐張進(jìn)行超

127、聲檢測(cè)：</p><p>　?。?）厚度大于30mm的16MnR就20R鋼板；</p><p>　?。?）厚度大于25mm的15MnR和15MnVNR鋼板；</p><p>　?。?）厚度大于20mm的16MnDR和09Mn2VDR鋼板；</p><p>　?。?）調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板；</p><p>　?。?）上、下

128、極板與支柱連接的赤道板。</p><p>　　鋼板的超聲波檢測(cè)應(yīng)按JB4730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)不低于Ⅱ級(jí)。</p><p>　　7.鋼板的加工性能檢驗(yàn) 按鋼板在制造加工過(guò)程中允許達(dá)到的最大冷變形度5﹪考慮，將鋼板試樣冷拉5﹪，再2經(jīng)過(guò)250℃保溫1h，然后做沖擊試驗(yàn)。如球罐在制造過(guò)程中需經(jīng)中間回火處理或整體消除應(yīng)力熱處理（包括不