圆柱形大型储罐罐底排板与拼板软件开发

第 3 7卷第 4期 2 0 0 8年 7月 石油化工设备 PETRC 卜 CHE MI CAL EQUI P M E NT VoI 37 NO 4 J u l y 2 0 0 8 文章编 号 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 0 8 0 4 0 0 6 9 0 4 圆柱形大型储罐罐底排板与拼板软件开发 李丽娜 张永存 高炳军 河北工业 大学 化工学 院 天津 3 0 0 1 3 0 摘要 通用 VB A对 Au t o C AD的二次开发 编制了圆柱形大型储罐的罐底排板与拼板程序 此程 序 不但 可给 出排 板及 拼板 图形 还可提 供 中幅板 利 用率 焊 缝 长度 及 切 割 长度 可 为合 理 中幅板 尺 寸的 选择提 供依 据 关键词 储罐 排板 拼板 中幅板 开发 中 图分 类 号 T P 3 1 1 5 2 TB 1 1 3 T E 9 6 9 文 献标 志码 B De v e l o p me nt of Pl a t e Ar r a n g i n g a n d Pa t c h wo r k S o f t wa r e f o r t h e Bo t t o m o f La r g e Cy l i n d r i c a l S t o r a g e Ta n k LI Li n a Z HANG Yo n g c u n GAO Bi n g j a n S c h o o l o f Ch e mi c a l En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y He b e i Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y Ti a n j i n 3 0 0 1 3 0 C h i n a Ab s t r a c t Pl a t e a r r a n g i n g a n d p a t c h wo r k s o f t wa r e f o r t h e b o t t o m o f l a r g e c y l i n d r i c a l s t o r a g e t a nk i s d e v e l o pe d b y VBA wi t h A u t o CAD Th e c od e c a n p r o v i d e n ot on l y t h e a r r a n gi ng a nd p a t c h wo r k dr a wi n gs b ut a l s o t he ut i l i z a t i o n r a t i o of s ke t c h p l a t e s we l d l e ng t h a nd c u t l e n gt h whi c h a r e he l p f u l f o r t he s e l e c t i o n o f r e a s o na bl e bo t t o m s ke t c h pl a t e s Ke y wor ds o 订 t a nk pl at e a r r a ngi ng pl a t e p a t c hwo r k b ot t o m s ke t c h p l a t e de v e l o pme nt 4 该技术充分利用了循环水系统水压动力 无 需增加动力和放 收球设备 实现了冷凝器胶球的在 线 自动清洗 清洗装置安装便利 操作方便 便于现 场实施 每次清洗时间 2 O 3 0 mi n 清洗费用低 清 洗效果好 可将冷换设备检修周期从 目前 2 3 a提 高 到 5 6 a 节 省大 量设 备 的检修 费用 5 由于冷凝器在运行的过程 中始终保持 在清 洗初 始 的换 热状 态 极 大 地 提 高 了设 备 的传 热 效 率 及循 环水 的 利 用 率 按 正 常 设 备 全 年 平 均 除 垢 率 7 O 8 O 计 可至少节省循环冷却水 1 5 5 结 语 冷换器胶球在线清洗是冷换器新一代在线清洗 技术 它克服了传统停车时采用化学或机械清洗 循 环水 系统 投放 水质 稳 定 剂 与 阻垢 剂 方 法 的 不 足 为 石油化工装置冷换器在线长周期高效运行提供了技 术上的保证 在炼油 化工 电力 纺织及造纸等行业 使用的冷换设备中具有广泛的推广应用前景 参考文献 1 石油化工 规划设计院 冷换设备工 艺计算 M 北京 石 油工业 出版社 1 9 8 1 2 上海医药设计 院 化工工 艺设计手册 M 北 京 化学工业 出版 社 1 9 9 4 3 美 加 纳佩 西 V 应用 传 热学 E M 北 京 机 械工 业 出版 社 1 9 8 7 E 4 朱聘冠 换 热器原 理及计算 M 北 京 清华大学 出版社 1 9 8 5 5 兰州石 油机械研 究所 换热器 I M 北京 烃加工 出版 社 1 9 8 8 6 施 林德 尔 E U 换 热器设计 手册 M 北 京 机 械工 业 出版 社 1 9 8 7 许 编 收稿 日期 2 0 0 8 0 1 3 0 作者简 介 李 丽娜 1 9 8 3 一 女 河 北衡水人 学 士 主要从 事 Au t o C A D在化工装备设计与制造 中的应用研究 维普资讯 石油化工设备 2 0 0 8 年第 3 7 卷 在 圆柱 形大 型储 罐 制 作 中 工程 技 术人 员 普 遍 关 心 的问题 是 如何进 行有效 合理 的排板 以达 到降低 成本和保证焊接质量 的 目的 文献 1 2 编制了罐 底 排板程 序 但 未探讨 编制 拼板程 序 为 了降低成 本 往往需 要根 据排板 结果进 行拼 板 并从 中幅板利 用率 焊缝长度及切割量等多方面评价所选中幅板 尺寸及 排板 方 案 文 中利 用 VB A 对 Au t o C AD进 行二次开发 在编制罐底排板程序的同时 进一步开 发了拼板程序 同时对中幅板利用率 焊缝长度及切 割量 进行 了统计 计算 由此 可 为选 择 合 理尺 寸 的 中 幅板提供依据 1 储罐罐底排板软件开发 1 1 排板 原则 对于内径大于 1 2 5 m的圆柱形大型储罐 图 1 所示 结构是 一 种常见 的罐底排 板结 构 环形边 缘板 外侧为圆形 内侧为正多边形 其边数与环形边缘板 的块数相等 文献E 3 3 规定了罐壁内表面至边缘板 与 中幅板之 间的连接 焊缝 的最小 距离 以及罐壁 外表 面至 边缘板外 边缘 距 离 据 此可 确 定 环形 边 缘 板 的 尺寸 及其正 多边形 外接 圆直径 在正 多边形 内部 要 排放 中幅板 一般 中 幅板 宽 度 不 小 于 1 0 0 0 mm 长 度不 小于 2 0 0 0 mm 图 1内 径 大 于 1 2 5 m 储 罐 的罐 底 结 构 需要注意的是 储罐底板任意相邻的 3块板焊 接接头 之间 的距离 以及 3块板焊 接接 头与边 缘板 对 接接 头之 间 的距 离 不 应 小 于 3 0 0 mm 此 外 为 了 补偿 焊 接 收 缩 罐 底 的排 板 直 径 应 比设 计 直 径 大 1 5 2 1 2 排板编 程思 路 储 罐罐 底排 板 可 采用 多 种形 式 如 对称 或非 对 称 布局 边 缘板所 形成 的正 多边形 对 中或 跨 中放 置 中幅板对 接或搭 接 等 但 文 中仅 就最 常 用 的 一种 排 板形式进行编程计算 即排板形式为 采用中心对称 的布局 正多边 形跨 中放 置 边数 为 4的整数 倍及罐 底板 采用 对接 采 用先试 排后修 改 的原则进 行排板 1 2 1 试 排 根 据给 定 的储 罐半 径 确 定环 形 边缘 板 尺寸 及排板 正多边 形外接 圆直径 根据 给定 的中幅板 长度与宽度 多边形边数等参数对罐底进行试排 试排时第 1 块板 即中心板长边沿水平方向跨中放 置 该层设为第 1层 然后以对 中 跨 中的形式依次 向上在第一象限排板 通过计算找出不满足焊缝 间距 的位 置 1 2 2修 改 对于试 排过 程 中不 满足 焊缝 间距 的位 置必须 进 行修 改 不满 足焊缝 间距 的位置会 出现 在可 正常排 板 与需非 正常排 板 两种情 况 1 可正 常排板 是 指虽 然 中幅板 横 向焊缝 线 与 多边形 交点距 相 关多 边 形 顶 点 即环 形 边 缘板 对 接焊缝 位置 的距 离满足 焊缝 间距要求 但 中幅板纵 向焊缝 线距 相关多 边形顶 点 的距 离不 满足焊 缝 间距 要求 的情况 此时 只要 适 当 向左移 动 纵 向焊 缝 线 即 可使焊 缝 间距 要 求 得 到满 足 需 要 注意 的是 此 时 将 出现 2 块 散板 非 整块 中幅 板 即边 缘 散板 以及 同层 与其相 邻 的散 板 2 需 非正 常排 板 是 指 中幅板 横 向焊缝 线 与 多边形交点距相关多边形顶点的距离不满足焊缝间 距要求 此时需在该层排竖板 即通过设置垂直方 向散板来 回避原横向焊缝线与多边形直接相交 竖 直 散板宽 度优先 选 择 中 幅板 宽度 但 当此 宽 度 下该 散板的纵向焊缝线与其他纵 向焊缝线相冲突时 则 调 整竖 直 散 板 宽 度 若 一 块 竖 直 散 板 不 能解 决 问 题 则增 加竖 直散板 直 至相关位 置均 满足焊 缝 间距 条 件 为止 1 2 3排 板 数 据 记 录 记 录整 块 中幅板数 散板 规格数 块数 及坐标 数 据以备排板与拼板使用 应 该 指 出 的是 程 序 中允许 排 板 多边 形 外接 圆 直径根据焊缝尺寸收缩 的要求进行放大 但此时排 板所用中幅板及散板尺寸应为实际尺寸加上焊接接 头 根距 的一半 拼板 时应根 据所记 录 的坐标数 据进 行适 当的处理 以得到散板的真实尺寸 2 储罐罐底拼板软件开发 拼 板 实 际 上 是 从 中幅 板 上 切 割 下散 板 的逆 过 程 拼板时要考虑到切割余量 散板的拼对方向等 力求提高中幅板 的利用率 为了便于拼对 可 以首 维普资讯 第 4 期 李 丽娜 等 圆柱形大型储罐罐底排 板与拼板软件开发 先对散板进行规则化处理 然后按一定 的原则进行 拼对 2 1 散板规 U 4 4 5 处理 边缘散板的形状 多种 多样 给拼板带 来很 大 的不 便 为此对各种形状的边缘 散板首先进 行 了规则 化处 理 即将多边形尽量处理 为更简单 的几何形 状 如三角 形 四边形 一些典型多边形的处理原则 见表 1 表 1 边缘散板的规则化处理 处理前 处 理后 六 f 菇 八 五 形 厂 厂 q 边 形 广 r 规则化处理时补齐图形缺角的目的是为了减少 图形的规格 并有利于判 断这些 图形应 以哪个 边为 准进行拼对 所补 的缺角均为小缺角 而拼板 图形 中原 散板 图形 与处 理后 的 图形会 在不 同的 图层 上 画 出 切 割 以原散 板 图形 为准 2 2 拼板原则 规则 化 处 理 后 的散 板 多 为三 角形 和 四边形 拼 对时应 考 虑 到 散 板 宽 度 斜 边 相 接 和排 放 顺 序 等 此外拼板时还需考虑切割余量 即散板之间应 留有 相应的间隙 典型拼板方式见图 2 1 斜边相接无论是四边形还是三角形散板 当具有相同斜率 的斜边时 拼板时尽量使其 斜边相 接 见图 2 a 由此 可以提高 中幅板 的利用 率 也有 利于减小切割作业量 2 拼零为整对于较为零散的小块散板 尤其 宽度方向小于中幅板宽度一半的散板 先对其拼