1000m3液氨球罐的设计要点

1、1000m3液氨球罐的设计要点作者：柳强来源：科技视界2014年第10期柳强（泰安石岛重工有限公司，山东 泰安271000）【摘要】本文通过工程实例，从球罐结构、选材、制造技术要求等方面综合阐述液氨球 罐设计要点。【关键词】液氨；球罐；设计液氨作为一种重要的化工原料，广泛的用于化肥、农药、轻工、医药和制冷等行业，长期 以来液氨主要是氮肥企业的副产品。从2011-2012年，我国合计合成氨产能达626万吨，尿素 产能达1278万吨。2012年6月份我国国内合成氨产量约为457.8万吨。同比增长为4%。2012 年1 -6月份国内合成氨总产量约为2711.4万吨，同比增长为6.6%。与日俱增的液氨

2、产量，存 储和运输液氨的设备都应提出严格的技术要求。本文结合工程实例，以1000 m3液氨球罐为例， 简述液氨球罐设计要点。液氨球罐的设计参数设计压力：2.16MPa，设计温度：-19/50C，工作介质：液氨（密度620kg/m3），球壳直径: 12300mm，充装系数：0.9，地震设防烈度：7级（0.1g）。设计选材根据HG/T20581-20111钢制化工容器材料选用规定中关于液氨应力腐蚀环境选材要 求规定。2.1板材球壳选用Q345R（正火）板材，逐张超声波检测，符合JB/T4730-2005标准II级合格，并进 行-20C低温冲击，三个试样冲击功平均值Akv341J （允许1个试样冲击

3、功可小于平均值，但不 小于29J为合格，且碳当量CeW0.45。2.2锻件选用与Q345R相近的16Mn锻件，正火供货并进行-20C低温冲击，人孔、安全阀及液氨进 出口锻件选用IV级合格，其余III级合格。2.3焊材Q345R之间，Q345R与16Mn锻件之间应选用高韧性超低氢低合金钢焊条J507RH，并进行扩 散氢复验，烘干后的实际扩散氢含量应不大于4mL/100g。3球罐外形尺寸及结构3.1球壳结构根据GB/T17261-20112钢制球形储罐形式与基本参数，1000 m3的球壳，可以选用 桔瓣和混合式，因混合式球壳具有材料利用率高，球壳板互换性好，焊缝总长度少，焊接量少 等特点，因此本案

4、例采用三带八柱混合式。3.2支柱与球壳连接结构GB12337-19983钢制球形储罐中支柱与球壳有四中连接方式，直接连接结构和支柱翻 边结构对应力集中改善有限，从制作难易及应力改善情况，本案例采用加托板结构型式，支柱 采用八根426的无缝钢管。3.3拉杆结构拉杆是作为承受风载荷及地震载荷的重要部件，增加了球罐的稳定性。拉杆结构可分为可 调式和固定式两种。本设计采用可调式拉杆结构，用松紧节调整松紧程度。3.4接管补强球壳接管补强常用的结构型式有厚壁管补强结构和凸缘整体补强。为了降低或缓和应力集 中部位的峰值应力，一般可采取适当增加接管壁厚或加大过渡圆弧半径的方法降低边缘处的应力 集中系数。故人孔

5、采用凸缘型式的整体补强结构，接管采用厚壁管补强型式。4球罐的整体热处理由于球罐焊接后存在较大的焊接残余应力，且介质为液氨存在应力腐蚀，焊后热处理可以 消除存在于球罐上由于组装和焊接造成的残余应力，并改善焊接接头力学性能。故本设备需进 行焊后整体热处理。所有与球罐焊接的预焊件必须在整体热处理前与球罐焊好，热处理后不得 再进行施焊。5无损检测5.1球壳A、B类焊接接头及公称直径3250mm的接管与长颈法兰、接管与接管之间的对 接接头应进行100%射线检测（技术等级不低于AB级）并附加20%超声波复验（技术等级不低 于B级）复验部位应包括所有焊缝交叉部位，其结果应分别符合JB/T4730-2005承压设备无 损检测II级和I级规定。5.2所有A、B、D、E类焊接接头表面，焊补处的表面，工卡具拆除处的焊迹表面和缺陷 修磨处的表面及以上各自的热影响区在热处理前进行一次100%磁粉检测，耐压试验合格后， 以上所述各部位进行20%磁粉检测复验，均按JB/T4730-2005进行，I级合格。6结束语面对与日俱增的液氨产量，液氨的安全存储日益严峻，本文归纳了液氨球罐设计、制造中 应该注意的几个要点，对同类球罐的设计和制造有一定的指导和参考意义。【