《400M3丙烯球罐设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《400M3丙烯球罐设计（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 摘 要本次设计中的400m球罐用于贮存氧气，其球壳板的材质为16MnR,本文对其母材的焊接性做了简要的分析，并在次基础上选择了球罐焊接前的预热温度，以及焊接方法和焊接材料。预热温度为120-140，焊接方法为焊条电弧焊，焊条为E5015。 根据工厂的生产经验和相关标准编制了400m球罐的生产工艺流程。在整个生产过程中，球壳板的压制成形，球罐的组装与球罐的焊接属于生产中的重点与难点，在本文中都进行了详细的分析和论述。 球壳板成形采取布局成形的方法，必须在现场进行。本文根据球罐上每条焊缝的不同特点，制定了各个焊缝的具体焊接方法，并选择了焊接工艺参数。 球罐组装焊接之后，需要进行焊后处理，包括无损
2、检测，焊后热处理，以及耐压试验等，本文也都进行了简要的分析和说明，并介绍了相应的处理方法和须知。 关键词：球罐 成形 组装 焊接 AbstractThe design of the 400m spherical container used for store oxygen ,its spherical shell plate material is 16MnR .In this paper, the welding of the base metal was analysed briefly ,and on this foundation ,the preheat temperature b
3、efore the spherical container for welding ,the welding process ,and the welding material were selected . The preheat temperature is 120-140 ，the welding process is the shield metal are welding, the covered electrodes are E5015 .The produce technologic course of the 400 mspherical container was compi
4、led according to the experience of the manufacturing plant and related standards .In the entire production process ,the press of forming spherical shell plate ，the installation and welding of spherical container belong to important and difficult in the production . In this paper ,they were carried o
5、ut a detailed analysis and exposition .the methods of forming the spherical shell plate was part forming . The of the spherical container was divided two parts, they are the parts installation method ,and it should be conducted at the scene.According to the different character of each weld on the sp
6、herical container ,in this paper ,the concrete welding process of every weld was complied ,and the welding procedure parameters were chose .After the installation and welding of the spherical container ,there need to conduct process when the welding finished ,which include non-destructive testing ,
7、post weld heat treatment ,and the pressure test ,and so on .In the paper , they were conducted a brief analysis and exposition ,and were introduced the corresponding resolve methods and attention matters .Key words :Spherical container forminginstallationwelding目 录绪论11.1球形容器的特点11.2球形容器分类11.3国内球罐建造情况
8、2第一章 材料选用31.1材料的选择原则31.2壳体用材料41.3锻件用钢51.4螺栓、螺母和支撑结构的选材51.4.1螺栓螺母的选用51.4.2支承结构（支柱、拉杆等）选材5第二章 结构设计72.1概述72.2球壳设计72.3球壳的分带，分块及分角82.4纯桔瓣球壳的瓣片设计和计算82.4.1瓣片设计83.4.2纯桔瓣球瓣的计算93.5坡口设计153.6支座设计153.6.1支座结构153.6.2拉杆结构163.7人孔和接管163.7.1人孔结构163.7.2接管结构163.8球罐的附件设计163.8.1梯子平台163.8.2水喷淋装置163.8.3隔热设施173.8.4页面计17.8.5压
9、力表172.8.6安全阀17第四章 强度计算194.1球壳壁厚计算194.1.1符号说明194.1.2计算各带壳板厚度时的计算压力，最大的物料成装体积194.13各带球壳板的厚度计算194.2支柱计算204.2.1载荷计算204.2.2支柱计算24 支柱弯矩及偏心率计算29a 偏心弯矩294.2.4 支柱稳定性验算31查表得 0=0.278353314.2.5 地脚螺栓计算324.3拉杆计算344.3.1 拉杆强度计算344.3.2 拉杆连接部位计算344.4 支柱和球壳连接最低处a点的应力验算364.4.1 符号说明364.4.2 单项应力计算374.4.3 合成应力计算394.4.4 强度
10、验算394.5 支柱与球壳连接焊缝强度验算394.6 支柱间的允许沉降差404.7 人孔锻件设计和强度校核414.7.1人孔锻件设计414.7.2法兰强度校核424.7.3法兰外力矩计算444.7.4法兰形状系数454.7.5 法兰应力计算464.7.6应力检验46第五章 工厂制造及现场组装475.1工厂制造475.1.1 原材料检验475.1.2 瓣片加工475.2组装设备及工具485.3组装准备485.4组装精度的控制48第六章 焊接与检查496.1 钢材的可焊性496.2 焊接工艺的确定496.3焊后热处理506.3.1焊后热处理的确定516.3.2 焊后热处理516.4原材料检验516
11、.4.1球罐用钢板的检查和验收516.4.2球罐用锻件及其他钢材的检查和验收526.5车间制造检验526.5.1 焊接检验526.5.2 球瓣的检验526.5.3 上、下极板的检查536.5.4支柱尺寸精度检查536.5.5坡口检查546.6安装焊接检验546.6.1 预组装检验546.6.2 焊接质量检验556.6.3 焊接工作完成后的检查55绪论近几十年来球形容器在国外发展得很快，我国的球形容器建设在七十年代才得到了飞速发展。通常球形容器作为大容积，高压存储容器，在各工业部门中作为液化石油气（L，P，G），液化天然气（L，N，G），液氨，液氮，液氢，液氧及其他中间介质的存储。在原子能工业中
12、球形容器还作为安全壳使用。总之随着工业的发展，球形容器的适用范围也就必然会越来越广泛。由于球形容器多数作为有压贮存容器，故又称球罐。1.1球形容器的特点球形容器与常用的圆筒形容器相比具有以下的一些特点：球形容器的表面积最小，即在相同容量下球形容器所需钢材面积最小。球形容器壳板承载能力比圆筒形容器大一倍，即在相同直径，相同压力下，采用同样钢板时，求形容器的板厚只需圆筒形容器板厚的一半。球形容器占地面积小，且可向高度发展，有利于地表面积的利用。由于这些特点，再加上球形容器基础简单，外观漂亮，受风面小等原因，是球形容器的应用得到扩大。1.2球形容器分类球形容器可按不同方式，如按贮存温度，结构形式等分
13、类。按贮存温度分类:球形容器一般用于常温或低温。只有极个别的场合，如造纸工业用的蒸煮球等，使用温度高于常温。（1）常温球形容器如液化石油气，氨，煤气，氧，氮等球罐。一般这类球罐的压力较高，取决于液化气的饱和蒸汽压或压缩机的出口压力。它的设计温度大于-20C。（2）低温球罐这类球罐的设计温度低于常温（即 -20C），一般不低于-100C压力属中等。（3）深冷球罐设计温度在-100C以下。往往在介质液化点以下贮存，压力不高有时为常压。由于对保冷要求高，常采用双层球壳。目前国内使用的球馆，设计温度一般在-40C50C之间。按结构形式分类：按形状分有圆球形，椭圆形，水滴形或上述几种形式的混合；圆球形按
14、分瓣方式分有桔瓣式，足球瓣式，混合瓣式等；圆球形按职称方式分有支柱式，裙座式，V形支撑等。1.3国内球罐建造情况我国最早建造球罐在1958面以后，至1980年已运行的各类球罐约为1000台左右。回顾我国近三十年的建造球罐的历史，历史较短，但发展速度较快。目前我国建球技术水平仅仅达到世界先进建球国家的五十年代的水平，至于近年来引进国外的球罐技术水平也仅仅是六十年代初期的水平，我国在建球领域的某些技术也有达到七十年代的技术水平，但是综合技术水平还是较落后的，球罐的质量不能很快提高是技术管理水平低，大容器球罐尚不能建造主要是缺少球罐的专门用材。由于目前的一些问题主要都出现在焊接接头上，所以应采取措施
15、把焊缝的质量提高到国际水平。应从焊缝磨削、球罐热处理、人孔接管产生的应力进行处理。第一章 材料选用1.1材料的选择原则球罐是压力容器的一种结构形式，因而在选用材料的基本要求方面与压力容器相同。球罐与一般圆筒形压力容器比较有某特殊之处：首先，球罐容量较大，目前国内较为一般的容量为400m3,最大的约有9000m3，失效的影响大;其次，球罐壳板承受相同的双向拉应力，而圆筒形容器轴向应力仅为周向应力的一半；第三，球罐装配比较复杂，且在现场组装，组装对口多（焊缝多）角变形可能性大，局部应力也大；第四，球形容器在现场施焊，焊接条件苛刻，因而对材料的可焊性要求高。总之，由于球形容器的固有特点，就必定会对材料提出特殊的要求。球罐在使用时的主要失效模型有五种，对这五种失效模型起控制作用的物理及力学性能如下：控制性能弹性模量弹性模量屈服强度屈服强度韧性失效模型弹性失稳过渡的弹性变形整体塑性变形拉伸失稳快速断
