金属储罐拱顶瓜瓣板计算机优化排版下料

1、1997年第5期石油工程建设 37 图1金拱顶示憲图金属储罐拱顶瓜瓣板计算机优化排版下料帏文彦(辽河油建一公司124120辽宁省盘锦市摘 要 本文介绍了在金属拱顶雄瓜瓣板排版下料时，利用计算机求取优化方案和选取最佳 方案的方法，可以达到排版下料速度快、质量高及充分利用钢材的目的。主题词拱顶罐罐顶计算机应用优选法 1前言金属拱顶罐罐顶是由一块圆形中心顶板和 若干块瓜瓣板拼焊成型，见图1。毎块瓜瓣板的 四边都是曲线，因为瓜豁板之间是搭接 (40mm)焊，所以在工程上都将其两条长曲线 下料成直线，使每块瓜瓣板近似成扇形，从而 减少其切割量，降低工程费用。根据此珅几何 形的待点，毎张供货钢板下斜二或四

2、块爪廨板 最适宜，它们共有六种排版下料形式，见图2。 其中图2 (a)为最理想；图2 (c)为优化状态值； 图2 (b)和图2 (f)次之；图2 (d)和图2 (e) 不但切割量大，而且钢板利用率低，都是不可 取的。2鶴顶排版下料现状在供货钢板规格已知的情况下，将每种罐 顶瓜瓣板分成多少块排版下料最省料、省工 (切割和焊接鈕)，并且罐顶外观成型好，是多 少年来一直没有解决的难题。© 1W4-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http1997年第5期石油工程建设 #

3、 © 1W4-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http1997年第5期石油工程建设 38 <a)(b)(c)(d)(e)S2© 1W4-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, http39石油工程建设1997年第5期几何参数，从中确定最佳方案见图4,现将部分 参数列于表1,钢板规格(厚X宽X长，单位 mm) 5X16OOX (720

4、07600)。S3 ttll瓜板排版优化计由于没有现戌资料可依据.在工程中通常 是按设计参数和钢板的长宽凭经验估算，利用 放大样法进行排坂下料。这种方法很少能巧合 到最佳值，尽管费工费料，也不再进行第二、三 次放样排版因为毎块瓜瓣板的尺寸较大 (10000m3罐的瓜瓣板长 14976mm,宽2740mm； 200m"罐的瓜瓣板长2627mm,宽1318mm),下 料样板既不易制做，又费工费料，还需较大平 台，此外还受工期和供货钢板不定长等因素的 影响.如果反复修改和制做下料样板，无论是 施工者还是生产组织者都是不愿再进行的。3计算机优化排版的特点怎样才能一次就选定出織顶瓜瓣板排版下

5、料的最佳方案并求得各种几何参数？笔者根据 罐顶瓜瓣板排版的六种基本形式,找出其共性， 选定图2 (c)作为瓜瓣板排版下料的几何祺盘， 推导其数学计算公式，然后进行计真机程序的 编制，其计算流程框图见电3。拱顶罐罐顶瓜瓣板排版优化计算程序的 编制，从根本上解决了以上问题，只要将供货 钢板的规格和罐顶的3个几何参数输入该计算 程序中，计算机在2rnin之内就能提供57种优 化排版下料方案及其参数，还包括.对设计尺寸 校核和排版下料尺寸检验，使用者可综合考虑 切割和焊接，边角料与整板利用率等因素，从 中筛选岀最佳方案，然后制做下料样板。排版速 度快，质虽高、经济效益好。由于计算机可提供出排版下料的各

6、种几何 参数，因此下料样板可不必再做成实物形，只 取大端的弓形和小端弧形部分就能用于下料, 使下料样板简化、下料方法多样化，既省工省 料，又易于使用和保管。大于1000m3罐，其小端 弧形可近似做成等腰梯形，对工程也无影响，使 样板和下料更简化。4应用范例辽河石化总厂糠醛原料罐区2000m3罐顶 排版下料，应用拱顶罐罐顶瓜瓣板排版优化 计算的计算机程序，共得出七组优化方案和61994-2008 China /Xcadcmic Jounial Electronic Publishing House. All rights reserved httpz;www_cnki.nct1997年第5期石油

7、工程建设 40 2万m3网壳拱顶罐液压顶升倒装施工工艺1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. ?ll rights reserved, httpwwwxnki.nct1997年第5期石油工程建设 # 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. ?ll rights reserved, httpwwwxnki.nct1997年第5期石油工程建设 41 1引言大型网壳拱顶罐是随着国内市场对各种石 油产品需求量的增加而发展起来的一种新型储

8、 罐。由于其结构的特殊性,我们通过对施工方案 的反复论证和比较，确定对舟山油库2万钢 制网壳拱顶储罐的安装采用液压顶升倒装施工 工艺。经过工程实践证明，这种施工工艺安全、 经济、可靠，使两台大型拱顶罐的安装获得了 圆满成功，并开创了我公司安装此类储織的先 例，同时也为今片同类大型拱顶储罐的施工积 累了宝贵的经验。2工程概况舟山油库成品油罐，垦网架拱顶式储織，其 拱顶为单层双向子午线穹形网壳结构，顶板为»1 ilJI瓜I*板排版优选方案板数N下料板长X宽 （mm）下料板 数（张）备注346560X160017板长剩7001100mm336805X160016.5板长剩400800mm3

9、27062X160016板长剰200600mm317314X160015.5板长剩0300mm307569X160015板长!«030mm（图4）297861X160014.5板长不够需拼接286468X195017.5板宽不够希拼接板长刘7001100mm （图5）人字形排版结构，罐壁是对接安装形式，储罐 总高度25. Im,直径37m,罐体总质量359. 5t, 其中罐顶质星72. 6t03施工工艺3. 1 工艺原理罐体顶升是由液压站、顶升机构、胀圈等 组成的顶升系统来完成的，液压站是动力源，顶 升机构是均布在罐内荒有液玄琥的顶升臂（共 24组顶升借，总顶升能力为500t）o顶升

10、臂固定 在罐底板上.顶升臂F托沟与胀圈下部连接，胀 圄用门型卡、千斤顶固定在罐内壁上，当罐顶 和第一节壁板安装完成以后，即可开始顶升，升 到预定高度后，组装第二节壁板。此时已完成第 一次顶升行程。打开顶升臂的自锁机构,使顶升现将瓜瓣板数N = 28块和N = 30块两种 排版下料方案有关参数列于表2,通过两种下 料工程量对比分析可以断定,N =30块排版下 料为最佳方案。W2两种排版下料工建*对比分析哀项目设计参数N=28 块优选参数N=30 块N30块 减少工程量备注割拼板14条013条N=28 块,fll 顶 焊麒多焊接变 形大，外观成型缝頂板14条15条(84. 5m)拼板14条012条缝頂板28条30条(78m)N =30块，瓜辩 板没有拼接，因 此罐顶焊缝少， 成型好，省工省 料17. 5张】5张25张 (1185kg)四台2000m3拱顶罐按此方案排版下料，共 减少割缝338m,减少焊缝