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第24章 球形储罐 压力容器设计工程师培训教材 目 录 24.1 型式 (TYPE) 24.2 球壳板 (SHELL PLATES) 24.3 装量高度 (FILLING HEIGHT) 24.4 标准 (STANDARD) 24.5 设计 (DESIGN) 24.6 材料 (MATERIAL) 24.7 零部件﹑附件 (PARTS, ATTACHMENTS) 24.8球壳板成形(FORMING OF SHELL PETALS) 24.9组焊(ASSEMBLY WELDING) 24.10无损检测(NONDESTRUCTIVE EXAMINATION) 24.11焊后整体热处理(POSTWELD HEAD TREATMENT FOR COMPLETED TANK AS A WHOLE) 24.12产品焊接试板(PRODUCT WELDED TEST COUPON) 24.13压力试验和气密性试验(STATIC PRESSURE TEST AND PNEUMATIC TEST) 24.14特种球罐(SPHERICAL TANK FOR SPECIAL PURPOSE) 24.2球壳板 球壳板设计要点﹕ (1)球壳板的几何尺寸应尽可能大。 (2)选择合适的钢板规格,提高板材利用率。 (3)规格要少,互换性要好。 (4)相邻带纵焊缝应相互错开。 (5)焊缝布局应均匀,减少装配应力﹑拘束应力与残余应力。 (6)必须考虑压机及起重能力。 24.5设计 球罐设计时应考虑以下载荷: (1) 压力﹔ (2) 液体静压力﹔ (3) 球罐自重（包括内件）以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷﹔ (4) 附属设备与隔热材料﹑管道﹑支柱﹑拉杆﹑梯子﹑平台等的重力载荷﹔ (5) 风载荷,地震载荷,雪载荷。 表24.6-5 按球壳用钢选取锻件钢号 24.7零部件﹑附件球罐除球壳板外,通常还有人孔﹑接管﹑支柱﹑拉杆﹑平台﹑梯子﹑安全附件等组成。 24.7.1人孔﹑接管 24.7.2支柱﹑拉杆 24.7.3平台﹑梯子 24.7.4隔热﹑保冷 24.7.5附件 附件主要包括： (1)消防喷淋装置 (2)压力表 (3)温度计 (4)液位计 (5)安全阀 (6)紧急切断阀 (7)接地 裂纹试验 裂纹试验国内一般采用Y型﹑斜Y型﹑窗形拘束三种方法。Y型坡口焊缝裂纹试验的坡口型式见图24.9,试验方法参照GB4675.1《斜Y型坡口焊接裂纹试验方法》,主要用来评价熔敷金属根部冷裂纹倾向,裂纹率应为零。斜Y坡口焊接试验又称小铁研试验,是一种苛刻的抗裂试验,试验目的是检查焊缝热影响区断面裂纹﹑纵向裂纹的敏感性,由于其拘束度大,日本铃木春等人认为:只要该试验焊缝表面 裂纹率小于20%,实际构件焊接时就不会产生冷裂纹(不包括定位焊﹑短段焊和补焊) 。但是人们习惯上仍试验焊道表面和断面裂纹率为零作为不出现冷裂纹的依据。窗形拘束试验模拟了球罐的高拘束度,主要用于评价高强度钢多层焊时焊缝产生横向裂纹的敏感性,其结果可验证施工工艺的正确性,所以球壳板厚度大于25mm时,一般还需做窗形拘束裂纹试验。 24.14特种球罐 24.14.1液化石油气球罐 24.14.2液氨球罐 24.14.3氧气球罐 24.14.4天然气球罐 24.14.5低温球罐 图 24.9 Y型坡口 * (a)桔瓣式 (b)足球瓣式 (c)混合式 24.1型式 图24-1 球壳板结构型式 表24.1 1000m3桔瓣式与混合式球罐比较表 图24-2 引进1000m3丙烯罐俯视图 表24.2-1 1900m3乙烯罐下料表 表24.2-2 国外某公司液体球罐球壳板分割表 表24.2-2附图-球罐型式 球罐装量系数与装量高度关系: 装量系数K系球缺体积V′与壳体积V之比值: 令:装量系数K相对应的装量高度H为:H=kDi k为装量高度系数,则:K=3k2-2k3 例:1000m3丙烯球罐,内径Di=12300mm,装量系数K=0.9,求装量高度? 解:查表24.3:K=0.9得 k=0.8042则其装量高度为: H=kDi=0.8042x12300=9891.66mm 24.3 装量高度 H Di 表24.3 装量系数K与装量高度系数k的关系 表23.4-1 GB12337与GB50094比较表 24.4 标准 表24.4-2 GB12337与GB50094控制值的差异 表24.6-1 钢板的标准﹑使用状态 24.6材料 表24.6-2 WHD1和WHD4标准及实物性能值 球罐的设计温度低于或等于-20℃时钢板的使用状态及最低冲击试验温度应符合表24.6-4的规定。 表24.6-4 低温时钢板的使用状态