900立方米天然气球罐设计

更多相关文档资源请访问HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219本毕业论文包含完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要摘要球形储罐是一种常见的、基础简单、设计方便、应用广泛的有压存储容器。此次天然气球罐的总体设计分为设计选材和结构设计。球罐壳体材料选用国产Q345R，它具有良好的焊接性能,能较好的保证球罐的焊接质量；球罐的结构设计包含了球壳的设计、支柱与拉杆的设计以及球罐附件的设计。计算部分是本次天然气球罐设计中的重点，也是难点，它分为球罐结构排板计算和强度计算。球罐采用混合式结构，排板计算出各板块的尺寸是对球罐结构的具体确定；强度计算中需要对球罐进行校核，校核包括支柱稳定性校核、支柱与球壳连接校核；设计中各部分校核都必须合格，从而保障设计的科学合理性。完成了球罐各部分的计算之后，参照相关的标准对球罐附件进行选用和设置。待球罐各组成部分都确定了，最后，制定球罐的焊接及制造工艺，对各部件进行焊接组装。本次设计的天然气球罐，由于天然气是一种易燃易爆的气体，其储存容器必须是无渗漏。因而，在设计中还必须严格对球罐进行压力试验和气密性试验。试验都必须合格，这样，设计的球罐猜符合要求，才能保证球罐的使用安全。关键词球壳；支柱；拉杆；强度计算；试验ABSTRACTSPHERICALTANKISACOMMONANDSIMPLE,CONVENIENTANDWIDELYDESIGNPRESSURESTORAGECONTAINERSTHEOVERALLDESIGNOFTHEGASDISCHARGEINTOTHESELECTIONANDDESIGNOFSTRUCTUREDESIGNSPHERICALSHELLMATERIAL,ITHASGOODQ345RHOMEBREDTHEWELDINGPERFORMANCE,CANBETTERENSUREWELDINGQUALITYOFSPHERICAL,STRUCTUREDESIGNOFSPHERICALSHELLCONTAINSTHEBALLWITHTHEDESIGNANDTHEDESIGNANDSPHERICALTENSIONDESIGNOFATTACHMENTPARTOFTHISGASDISCHARGEISCALCULATEDINTHEDESIGNEMPHASISANDDIFFICULTY,ITISDIVIDEDINTOSPHERICALPLATESTRUCTURESTRENGTHCALCULATIONANDROWUSINGHYBRIDSTRUCTURE,ROWSPHERICALPLATEISCALCULATEDFOREACHPLATESIZEISSPECIFICANDAFFIRMATORYTHESTRUCTUREOFSPHERICALSTRENGTHCALCULATIONOFSPHERICAL,NEEDCHECKINGINCLUDINGPILLARSTABILITYCHECKING,PILLARCONNECTINGCHECKWITHSPHERICALSHELL,DESIGNOFEVERYPARTOFCHECKINGMUSTBEQUALIFIEDTOGUARANTEETHEDESIGNOFSCIENTIFICRATIONALITYCOMPLETEALLPARTSOFTHESPHERICALCALCULATION,BYREFERRINGTOTHERELEVANTSTANDARDSFORDISCHARGEATTACHMENTSFORSELECTIONANDSETTINGSFOREACHCOMPONENTISQUENCHED,FINALLY,MAKESURETHESPHEREOFWELDINGANDMANUFACTURINGPROCESS,WELDINGASSEMBLYOFPARTSTHEDESIGNOFTHEGASDISCHARGEDUETONATURALGASISAKINDOFINFLAMMABLEANDEXPLOSIVEGAS,ITSSTORAGECONTAINERSMUSTBENOLEAKAGETHEREFORE,INTHEDESIGNOFSPHERICALMUSTSTRICTLYGASTIGHTTESTANDSTRESSTESTTESTMUSTBEQUALIFIED,SO,THEDESIGNOFSPHERICALGUESSACCORDSWITHAREQUIREMENT,TOENSURETHESAFEUSEOFQUENCHEDKEYWORDSSPHERICALSHELL,PILLAR,BARS,STRENGTHCALCULATION,TEST目录引言11球罐的设计参数22球罐设计方案221设计选材及材料要求2211设计选材2212材料要求322设计方案的确定4221球壳设计4222支座结构设计53结构设计631混合式结构排板的计算6311极板尺寸计算7312赤道板尺寸计算1432人孔结构和接管结构设计1533坡口设计1634球罐的附件选择164球壳强度计算1841球壳壁厚的确定18411计算压力18412球壳各带厚度18413试验压力校核1942球罐质量计算2043风载荷计算2144地震载荷计算21441自振周期21442地震力2245弯矩计算2246支柱计算23461单个支柱的垂直载荷23462组合载荷24463单个支柱弯矩24464支柱稳定性校核2647地脚螺栓计算27471拉杆作用在支柱上的水平力27472支柱底板与基础的摩擦力27473地脚螺栓的选取2848支柱底板28481支柱底板直径28482底板厚度2949拉杆计算29491拉杆螺纹小径的计算29492拉杆连接部位的计算30410支柱与球壳连接最低点A的应力校核324101A点的剪切应力324102A点的纬向应力334103A点的应力校核33411支柱与球壳连接焊缝的强度校核345制造、组装及试验3451球壳板下料、成型及运输3452组装35521组焊定位块36522球罐赤道板的组装36523上极带板的组装37524下极带板的组装3753焊接3754无损检测3855焊后整体热处理3856压力试验和气密性试验40英文论文资料翻译41结束语54参考文献56谢辞57引言近年来，我国在石油化工、合成氨、城市燃气的建设中，大型化球形容器得到了广泛应用。例如在石油、化工、冶金、城市煤气等工程中，球形容器被用于储存各种气体等物料；总之，随着工业的发展，球形容器的适用范围越来越广泛。由于球形容器多数作为优雅储存容器，故又称球形储罐，简称球罐。球罐外体呈球形。是贮存和运输各种气体、液体、液化气体的一种有效、经济的压力容器。在化工、石油、炼油、造船及城市煤气工业等领域大量应用。与圆筒形容器相比其主要优点是球形储罐壳体受力均匀；在同样壁厚条件下，球型容器的薄膜应力仅为圆筒形容器环向应力的一半，球罐的承载能力最高，在相同内压条件下，球形容器所需要壁厚仅为相同直径、材料的圆筒形容器壁厚的1/2（不考虑腐蚀裕度）；在相同容积条件下，球形容器的表面积最小，质量轻，由于壁厚、表面积小等原因，一般要比圆筒形容器节约3040的钢材，故其制造成本低，经济效益高。因此液化石油气球罐作为一种高效的类存储容器，在我国得到了广泛的使用。此次设计的是900M3天然气球罐，通过运用设计标准、规范，查阅了手册、图册及相关技术资料，从而进行球罐的选材设计、结构设计、球壳排板计算、强度计算及校核，并完成图样绘制以及说明书的书写，最后是对设计的修改完善。本次毕业设计是对我们大学四年来所学知识的一个综合与总结，通过设计，我们将大学所学的基础以及专业都知识温习应用了一遍，这有利于我们更好的掌握所学的知识。在设计实践中，我们对于一般的工程设计有了一个全局性的认识，开阔了视野。通过运用设计标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料去进行理论计算、结构思考、绘制图样、写相关说明性材料，培养加强了我们在化工设备及机械设计方面的基本技能，并锻炼提高了我们分析和解决生产实际问题的能力，树立了较为正确的设计思想，为我们走上工作岗位或继续深造打下坚实的基础。1球罐的设计参数此次球罐设计的介质为以甲烷为主要组分的天然气，操作温度40，工作压力为16MPA，由压力容器安全技术监察规程知设计压力17MPA；罐体腐蚀裕量取1MM、单位充装量065KG/M3，作为气体，充装系数取10。该设备工作地点为湖南省长沙市，查钢制球形储罐GB123371998确定其风压、雪压值，具体设计条件如下公称容积900M3存储介质天然气（甲烷）物料密度065KG/M32设计压力P17MPA设计温度40球壳内直径11981MM充装系数K10地震设防烈度8度基本风压值450N/M20基本雪压值Q350N/M2球罐建造场地II类场地土、近震、B类地区2球罐设计方案21设计选材及材料要求211设计选材球罐是压力容器的一种结构形式，因而在选用材料上的基本要求方面与压力容器相同。球罐用钢的选择原则是在满足强度要求的前提下，应保证有良好的成形性、优良的焊接性能、足够好的缺口韧性值和长期可靠的使用性能。基于以上准则以及经济性，选材如下900M3天然气球罐球壳材料采用Q345R，球壳板材Q345R厚度大于20MM应逐张超声检测，符合JB/T47302005规定III级合格；人孔、接管采用锻件16MNIII；支柱选用符合GB8163的20钢管；焊条采用E5015（J507），应具有质量证明书，包括熔敷金属的化学成分、力学性能、扩散氢含量；焊丝和焊剂应与所施焊的钢种匹配，分别符合GB/T8110、GB/T10045、GB/T12470、GB/T14957、GB/T14958和GB/T5293的有关规定，保护用二氧化碳和氩气应分别符合GB/T6052和GB/T4842的有关规定。螺栓和螺母无特殊要求的均使用Q235A号钢，调质，取试样做拉伸试验和冲击试验，结果不合格时，应从同一毛坯上再取两个拉伸试样进行复验，测定全部三项性能。212材料要求球罐制造所用主体材料为Q345R和16MNIII，下料前板材Q345R符合GB665496标准，逐张超声波检测，标准III级要求，使用状态正火，并进行0度冲击试验；锻件符合JB/T47262000标准，III级合格。主体材料的化学成分和力学性能如下表21主体材料的化学成分化学元素16MN锻件,Q345R钢板,C013019020SI020060055MN120160120160P00300025S00150015NI030CR030CU025表22主体材料的力学性能检验项目16MN锻件Q345R钢板45060050063027532520212,27（三个试样平均值）34（0三个试样平均值）硬度试验，HB12117822设计方案的确定221球壳设计根据球罐容积为900，换算得球壳内直径11981MM，按3GB/T17261球形储罐基本参数标准采用混合式三带排板，分别为上极、赤道带、下极（见图21）。图21球罐表23球壳各板参数序号各带球心角块数纵焊缝长（M）环缝长（M）焊缝总长（M）1上极11257436431282赤道带67516705163下极112574364312826264222支座结构设计支柱选用钢管，支柱8根。支柱与球壳的连接按32510GB123371998选用的是赤道正切柱式支撑。赤道正切柱式支柱结构的特点是正切结构是由多根圆柱状的支柱在球壳赤道部位等距离布置，与球壳相切或近似相切（相割）而焊接起来。支柱支撑着球罐的重量，为承受风载荷和地震载荷，保证球罐稳定性，在支柱之间设置拉杆相连接。这种支座的优点是受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的变形，安装方便，施工简单，容易调整，现场操作和检修也方便，且适用于多种规格的球罐。基于以上考虑，本球罐上支柱结构采用赤道正切柱式支柱结构。图22支柱图23单层交叉可调式拉杆支柱与球壳的链接采用无垫板结构，因为有垫板结构在低合金高强钢的施焊中由于易产生裂纹，探伤检查有困难。支柱上设置通气口，这是出于安全防火的需要，一旦遇到火灾，支柱内的气体会急剧膨胀，压力迅速升高，短时间内造成支柱爆裂，球罐倒塌，为避免此类情况发生，所以在支柱上设置通气口。作为液化天然气球罐，设置防火层，防火层选用耐热性和保温性能好的水泥层或涂耐火涂料。拉杆结构采用单层交叉可调式拉杆，因拉杆是作为承受风载荷及地震载荷的部件，可增加球罐的稳定性而设置。而可调式拉杆使用可调螺母链接，课调节拉杆的松紧度。3结构设计31混合式结构排板的计算符号说明R球罐半径，MMN赤道带分瓣数；赤道带周向球心角，（）；赤道带球心角，（）；极中板球心角，（）；极侧板球心角，（）；极边板球心角，（）。311极板尺寸计算图25极板弦长12SIN122259905SIN2252225）114583884弧长190SIN1123145990590SIN1583884259905609574弦长0212583884825737弧长090SIN1023145990590SIN1825737259905910564弦长22SIN122259905SIN2252225）665629弧长2122180314599052252225180705381对角线弦长与弧长的最大间距121221222522251143111极中板尺寸计算图26极中板对角线弦长与弧长的最大间距1212212212225222252225099弧长2118031459905225180235127弦长22SIN12259905SIN2252233738弧长2122180314599052252225180705381弦长22SIN122259905SIN2252225665629弦长12COS12SIN122259905COS2252SIN（2252225）099659433弧长190SIN1123145990590SIN1659433259905697949弦长12SIN12COS122259905SIN2252COS（2252225）099196310弧长190SIN1123145990590SIN1196310259905197100弦长121265943321963102688033弧长90SIN123145990590SIN16880332599057325213112极侧板尺寸计算图27极侧板弦长12COS12SIN122259905COS2252SIN（2252225）099659433弧长190SIN1123145990590SIN1659433259905697949弦长22SIN122259905SIN2252225114583885弧长290SIN1223145990590SIN1583885259905609576弧长2218031459905225180235127弦长22SIN22259905SIN2252233738弧长11801314599051801974206285弦长12SIN12259905SIN19742205370弦长12212053702583885659433653613弧长90SIN123145990590SIN1653613259905690995上列式中A、H同前2SIN12COS122259905SIN2252COS（2252225）0991963101SIN1（22）SIN12SIN1583885259905SIN119631025990519743113极边板尺寸计算图28极边板弧长12COS02314599052COS6752782004弦长12COS02259905COS6752704408弦长32SIN222259905SIN2252225114583885弧长390SIN1323145990590SIN1583885259905609576弧长2180331459905180225235127弦长22SIN32259905SIN2252233738弧长11802314599051801268132507弦长12SIN22259905SIN12682132304弦长12311323042583885704408654826弧长90SIN123145990590SIN1654826259905692483弧长24180314599056550180684481弦长22SIN32259905SIN99822648125上列式中218002SIN1021806752SIN1825737259905126822SIN1222259905SIN225222511482573639002SIN1（2）906752SIN1825736259905998242SIN122SIN322SIN122SIN998226550H、同前。0312赤道板尺寸计算图25赤道板弧长018031459905675180705381弦长2SIN02259905SIN6752665629弧长12COS0223145990516COS6752195501弦长12COS02SIN2259905COS6752SIN2252194346弧长2223145990516235127弦长22SIN2259905SIN2252233738弦长212022225990512675222252693420弧长90SIN123145990590SIN169342025990573911032人孔结构和接管结构设计球罐的人孔是操作人员进出球灌进行检验及维修用的；在现场焊需要进行焊后整体热处理的球罐，人孔又成为进风、燃烧口及烟气排出烟囱用。因此人孔直径的选定必须考虑操作人员携带工具进出球罐方便，以及热处理时工艺气流对截面的要求。本球罐上设计有两个人孔，分别在上、下极带的中心。上下人孔选用DN500回转盖带颈对焊法兰的人孔，密封面采用凹凸面形式，补强采用整体锻件凸缘补强。采用整体锻件凸缘补强，既保证因为开孔削弱的强度得到充分补强，节省材料，且避免了补强处壁厚的突变，降低了应力集中程度。图29上人孔由于本球罐有各种不同接管，有放空阀接管、安全阀接管、温度计接管、排污口接管、压力表接管、远程压力表接管等。与球壳想焊的接管选用与球壳相同的材料Q345R。为了提高接管处的安全性，球罐所有接管采取厚壁管补强，其中，人孔采用整体锻件凸缘补强。接管的配管法兰面应处于垂直状态，接管补强与球壳的连接应使厚壁管的轴线垂直于球体开孔表面（即补强管轴线通过球心），这样做可避免焊接的咬边、未焊透、椭圆孔和打磨困难等缺陷，确保焊接的质量。33坡口设计球壳都是由球片焊接而成的，因此焊接坡口的设计师保证球罐质量的重要环节。为了便于施工、便于检验、焊缝有足够的强度又经济合理。焊缝系数采用1，由于球壳的厚度34MM，采用不对称X形坡口。图24球壳对接坡口555,605,2,21,13,3434球罐的附件选择球罐除球壳板及零部件外，通常还有附件。附件包括压力表、温度计、液位计、安全阀、紧急切断阀、接地。安全附件的设计、选择如下（1）压力表为了测量容器内压力，球罐设置了压力表。考虑到压力表由于某种原因而发生故障，或由于仪表检查而取出等情况，在球壳的上部和下部各设一个压力表，同时，在压力表前安装截止阀，以便在仪表校对可以取下压力表。选用压力表的规格为YA150压力表04MPA，精度15级。（2）温度计上下两个温度计，型号为温度计WS71,插入深度250MM。（3）液位计装设现场和远传液位计，且有高低位报警装置和带联锁的高液位报警，以免发生事故。因直径较大，而液位计的规格有一定的规格，故此次选用两个型号为HG/T215841995磁性液位计UZ40M600006AF304/A作为现场液位计。（4）安全阀因介质的原因必须设置两个安全阀，每个都能满足事故状态下最大泄放量的要求。型号为CA42F25安全阀DN150开启压力17MPA，数量2个。具体计算如下A容器安全泄放量（WSI）283103228310306530100255185/式中为天然气密度065KG/3为天然气进口管的流速30M/SD为压力容器进口管内径100MMB单个DN100安全阀排气能力176102761023480651973318241031331115/整定压力17出口侧压力170118排放压力（绝压）1101197气体绝热系数，查表得K131C气体特征系数，查表C348K安全阀额定泄放系数，按全启式安全阀取K065A安全阀的最小排气面积124652433182安全阀阀座喉部直径，DN100喉径为65MM1M气体摩尔质量M24KG/KMOLT泄放装置进口侧气体的温度T27340313KZ气体的压缩系数取10结论131115/55185/两个DN100安全阀满足设计要求。（5）接地设置两个接地电阻为10的接地板，材料为1CR18NI9。（6）梯子平台现场配作。4球壳强度计算赤道正切式球罐的强度计算，包括球壳、支柱、拉杆和各连接部位的应力及球壳开孔补强的设计计算，并由此确定球罐各部分的几何尺寸。本节将对上述几个方面进行计算和校核。41球壳壁厚的确定411计算压力计算压力2109式中设计压力P17MPA为介质静压力物料密度065KG/M32因为介质为气体，密度小，介质静压力可忽略不计，故球壳各带的计算压力为设计压力，17MPA。412球壳各带厚度根据，4式中球壳内直径11981MM设计温度下球壳材料Q345R的许用应力查表得163焊缝系数10厚度附加量按钢材厚度负偏差0MM；腐蚀裕量12110MM，故21210各带41711981416311710323根据以上计算结果，取各带球壳板的名义厚度均为34413试验压力校核水压试验压力125125171213式中P17MPA163163MPA压力试验前校核球壳应力421311981334331939球壳有效厚度按341033应满足下列条件液压试验时，；09式中球壳材料在试验温度下的常温屈服点，查表得305MPA，焊缝系数10即1939MPA，0930512745结论水压试验合格。42球罐质量计算球壳平均中径12015MM球壳材料密度7850KG/M31充装系数K10水的密度1000KG/M33物料密度065KG/M32球壳外直径12049MM地震设防烈度8度基本雪压值Q350N/M2球面积雪系数045球壳质量121109314120152347850109120983物料质量2632109314611981306510109585液压试验时液体（水）的质量363310931461198131000109900000积雪质量4421063144981120492350041061626保温层质量（无保温）50支柱、拉杆及附件的质量619605操作状态下的球罐质量124561209835851626019605142799KG液压试验状态下的球罐质量136120983KG900000KG19605KG1040588KG球罐最小质量16120983KG19605KG140588KG43风载荷计算风载体形系数104系数查表（按GB123371998表17选取）1141风振系数2103511035141149基本风压值0450/2支柱底板底面至球壳中心的距离08000风压高度变化系数查表得（按GB123371998表17选取）1092球壳附件增大系数211球罐的水平风力421201210631441204920414145009211106292710444地震载荷计算441自振周期支柱底板底面至球壳中心的距离08000支柱数目N8支柱材料Q345R钢的常温弹性模量206103支柱外直径325支柱内直径305支柱横截面惯性矩64（44）314643254305412281084支柱底板底面至拉杆中心线与支柱中心线交点处的距离L5600MM拉杆影响系数102320156008000232560080000216球罐可视为一个单质点体系，其基本自振周期030103331414279980003021610338206103122810805064S442地震力综合影响系数2045地震影响系数的最大值，查表得045特征周期，按场地土类别II类及近震查表030对应于自振周期T的地震影响系数09030050640904502809球罐的水平地震力004502809142799981177110545弯矩计算取（）与较大值0250251771105025292710418441052927104故1844105L为力臂L0800056002400所以最大弯矩1844105240044310846支柱计算461单个支柱的垂直载荷4611支柱的重力载荷操作状态下的重力载荷14279998181751105液压试验状态下的重力载荷104058898181281064612支柱的垂直载荷最大值支柱中心圆半径59905最大弯矩对支柱产生的垂直载荷的最大值02502502544310859905185104拉杆作用在支柱上的垂直载荷的最大值（）0323003230032305600184410559905557104以上两力之和的最大值（）011703070117030701174431085990503075600184410559905616104462组合载荷操作状态下支柱的最大垂直载荷17511056161042367105液压试验状态下支柱的最大垂直载荷0312810603616104292710418441051283106463单个支柱弯矩4631偏心弯矩操作状态下赤道线的液柱高度0液压试验状态下赤道线的液柱高度59905操作状态下物料在赤道线的液柱静压力0液压试验状态下液体在赤道线的液柱静压力3109599051000981109006MPA球壳的有效厚度341033操作状态下的球壳赤道线的薄膜应力4170119813343315473液压试验状态下球壳赤道线的薄膜应力4213006119813343319932球壳内半径59905球壳材料的泊松比03球壳材料Q345R弹性模量206103操作状态下支柱的偏心弯矩1115473599052367105206103103746105液压试验状态下支柱的偏心弯矩11199325990512831062061031035211064632附加弯矩操作状态下支柱的附加弯矩2620162061031228108154735990580002206103103747106液压试验状态下支柱的附加弯矩26201620610312281081993259905800022061031039621064633总弯矩操作状态下支柱总弯矩12746105747106822106液压试验状态下支柱的总弯矩12521106962106148107464支柱稳定性校核单个支柱的横截面积42231443252305298912支柱的惯性半径1228108989111142支柱长细比3018000111427180式中，计算长度系数1。3支柱换算长细比71803143451921030969支柱材料Q345R钢的常温常压屈服点345弯矩作用平面内的轴心受压支柱稳定系数查GB1233706421998表23等效弯矩系数1截面塑性发展系数115单个支柱的截面系数44323143254305432325756105欧拉临界力2231422061039891718023897106支柱材料的许用应力1534515230操作状态下支柱的稳定性校核10823671050642989118221061157561051082367105389710647216333液压试验状态下支柱的稳定性校核108128310606429891114810711575610510812831063897106225116333结论稳定性校核合格。47地脚螺栓计算471拉杆作用在支柱上的水平力拉杆和支柱间的夹角COT12SIN180COT1259905SIN180856003931拉杆作用在支柱上的水平力TAN557104TAN3931456104472支柱底板与基础的摩擦力支柱地板与基础的摩擦系数04支柱底板与基础的摩擦力041405889818690104473地脚螺栓的选取因，则球罐不需设置地脚螺栓，但为了固定球罐位置，应设置地脚螺栓。每个支柱上的地脚螺栓个数2结论选取M30的地脚螺栓。48支柱底板图41支柱底板481支柱底板直径基础采用钢筋混凝土，其许用应力30地脚螺栓直径D30MM支柱底板直径取下列两式中的较大值1113113111310630689281081030325565625选取底板直径700482底板厚度底板的压应力4241113106314700229底板外边缘至支柱外表面的距离70032521875底板材料Q245R的常温屈服点225底板材料的许用弯曲应力1522515150底板的腐蚀裕量。3支柱底板厚度323291875215034816结论选取底板厚度。5049拉杆计算491拉杆螺纹小径的计算拉杆的最大拉力COS557104COS3931711104上式中，拉杆和支柱间的夹角。3931拉杆材料选用Q245R钢，其常温屈服点，查表235拉杆材料的许用应力1523515157拉杆的腐蚀裕量3拉杆螺纹小径111311371110415732704结论选取拉杆的螺纹公称直径为M30。492拉杆连接部位的计算4921销子直径销子直径0808711104942201式中，销子材料选用Q245R钢，其常温屈服点1235销子的许用应力0410423594结论选取销子的直径为25MM。4922耳板厚度71110422214151式中耳板材料选用Q245R钢，其常温屈服点2235耳板材料的许用压应力21123511214结论选取耳板厚度为18MM。4923翼板厚度223158223523579式中耳板材料的常温屈服点2235翼板材料的常温屈服点3235结论选取翼板厚度为10MM。4924连接焊缝强度校核1）耳板与支柱的焊缝A（见图七）所承受的剪切应力图42支柱与拉杆的连接1411171110414138010132654式中A焊缝单边长度1380A焊缝焊脚尺寸110支柱或耳板材料常温屈服点的较小值235角焊缝系数06焊缝的许用剪切应力0404235065642耳板与支柱的焊缝A所承受的剪切应力28222711104282200101260564式中B焊缝单边长度2200B焊缝焊脚尺寸210拉杆或翼板材料常温屈服点的较小值235角焊缝系数取06焊缝的许用剪应力040423506564结论焊缝强度合格。410支柱与球壳连接最低点A的应力校核图43支柱与球壳的连接支柱与球壳板连接最低点（A点）是一个薄弱环节，此点的应力必须进行应力校核。目前，主要用GB123371998中A点应力的计算公式来计算横托板下表面A点的应力。4101A点的剪切应力支柱与球壳连接焊缝单边的弧长18809球壳A点处的有效厚度33操作状态下A点剪切应力2175110518510421880933156液压试验状态下A点剪切应力，0321281060318510435011041844105218809331032式中支柱与球壳连接焊缝单边的弧长18809球壳A点处的有效厚度334102A点的纬向应力操作状态下A点的液柱高度0液压试验状态下物料在A点的液柱高度78714操作状态下物料在A点的液柱静压力1090液压试验状态下液体（水）在A点的液柱静压力109787141000981109008操作状态下A点的纬向应力14170119813343315470液压试验状态下A点的纬向应力142130081198133433201124103A点的应力校核操作状态下A点的组合应力11547015615626液压试验状态下A点的组合应力120112103221144应力校核A点的组合应力满足156261572114409093052745式中，为试验温度下球壳材料的屈服点。结论校核合格。411支柱与球壳连接焊缝的强度校核支柱与球壳连接焊缝所承受的剪切应力14112811061411880910483式中W取和两者之中的较大者，其中03175110518510419361050312810603185104350110418441051281106所以W031281106支柱与球壳连接焊缝焊角尺寸S10MM支柱与球壳连接焊缝的许用剪切应力04043450678其中支柱或球壳材料屈服点的较小值325角焊缝系数取；06应力校核48378校核合格。5制造、组装及试验51球壳板下料、成型及运输A）按零件图编制下料排版图，并进行材料标记；B）每块球壳板均不得拼接且表面不允许存在裂纹、气泡、结疤、折叠、和夹杂等缺陷，球壳板不得有分层；C）球壳的实际厚度不得小于名义厚度减钢板负偏差；D）上水压机冷压成型，并用一次样板检查，任意部位间隙小于等于20MM，不允许存在包边及皱边；E）按二次样板划切割线，样冲标识切割线。沿切割线切割球壳，对接坡口形式及尺寸按图，气割要求表面平滑，粗糙度25UN；平面度B10MM，熔渣及氧化皮应清除干净，坡口表面不得存在夹渣、分层、裂纹等缺陷；F对每块球壳板坡口周边100MM范围内全面积检测，符合JB/T47302005标准III合格；G）测厚不小于3550MM；H）对球壳板进行总检球壳板长度方向弦长公差，宽度25方向弦长，对角线公差；2030图51赤道板尺寸图52极边板尺寸I）坡口表面应平滑，表面粗糙度小于等于25，机器内、外表面50MM范围内涂可焊性涂料；J）球壳板运输时，需根据球片曲率制作运输包装架，防止球壳板运输变形。52组装按图清点各零部件，复验其主要尺寸，标志清楚齐全。521组焊定位块定位块在球壳板吊装前焊完，焊接前应画出焊接位置，确保全部球壳板定位块的一一对应和调整卡具使用合适，允许偏差。内脚05手脚及外防护棚的搭设。球罐内部用无缝钢管和11/2有32510缝钢管组成伞形架；外部与防护棚共同形成罐外操作平台。为保证伞形架的稳定，在不影响球罐安装的情况下，在其顶部和底部分别用钢丝绳和型钢固定。图53支柱安装示意图522球罐赤道板的组装球罐赤道板的组装采用插入法，具体步骤如下A赤道带板应在安装前在板中划出中心线，以保证安装时赤道板处于一个水平度，按排版图吊装带支柱的赤道板，用钢丝绳牵引，准确就位，使座板十字中心线和柱底板十字中心线吻合。采取临时固定措施，防止倾倒，安装柱间拉杆，调整支柱垂直度，以利于相邻赤道板的组装，且有利于控制支柱最终垂直度。B吊装其它赤道板，安装组装夹具进行固定，根据球壳板复检计算调整间隙、错边、棱角度、端口水平度。C组对成环后，按技术要求进行检查、调整，重点注意调整上、下环口的椭圆度和周长，以利于上、下极带的组装，且在支柱下端用水准仪测出各支柱的水准线，以便检查，调整赤道线水平度。523上极带板的组装上极带板起吊就位时，壳板上端用组装夹具与赤道带上端连接，壳板下端用倒链钩挂在伞形架上，调节球台高度和下口直径，待组装完毕后拆除。524下极带板的组装下极带板起吊就位时，球壳板下端用组装夹具与赤道带板下端连接，壳板上端用倒链钩挂在伞形架上，调节球台高度和下口直径，待组装完毕后拆除。53焊接球罐壳体及壳体与各接管锻件焊接选用低氢碱性焊条E5015J507，壳体施焊前应打磨，将坡口表面和两侧至少20MM范围内的油污、水分及其他有害杂质清除干净。该壳体采用双面焊对接焊缝，单侧焊接后应进行背面清根，清根时应将定位焊的溶附金属清除掉，清根后的坡口形状、宽窄应一致。焊后须立即进行热后消氢处理，后热温度宜为200250，后热时间应为051小时。焊后球壳两极间净距与球壳设计内直径之差和赤道截面的最大内直径与最小内直径之差小于80MM。焊缝表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣