球罐设计

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球罐结构设计

第二章球罐结构设计球壳球瓣结构尺寸计算设计计算参数：球罐内径：D=12450mm []23341-表P几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8各带球心角/分块数：上极：°/7 赤道：°/16 下极：°/7图 2-1混合式排板结构球罐混合式结构排板的计算：1.符号说明：R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (看上图数的) α--赤道带周向球角° （360/16）0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：图2-2弧长L )=1800βR π =18070622514.3⨯⨯=弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(270)=7141mm弧长1B )=N R π2cos(20β)=1614.362252⨯x ×cos 270=弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 25.22=弧长2B )=N R π2=1614.362252⨯x =弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(25.22）=弦长D =2R )2(cos )2(cos 1202αβ- =2x6225x )25.22(cos )270(cos 122- = 弧长D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62257413.0) =极板（图2-3）尺寸计算：图2-3对角线弧长与弦长最大间距： H=)2(sin 1212ββ++=)11244(sin 12++ = 弦长1B =H R )2sin(221ββ+=139.1)11244sin(62252+x x =弧长1B )=90R πarcsin(2R B 1)=90622514.3x arcsin(2x62253.5953)=弦长0D =21B )=2×=弧长0D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62258774)=弦长2B =2Rsin(212ββ+)=2x6225xsin(11244+)=弧长2B )=180)2(21ββ+R π=1802x11)(44622514.3+⨯⨯=(1)极中板（图2-4）尺寸计算：图2-4对角线弦长与弧长的最大间距：A=)2(sin )2(sin 121212βββ+-=弧长2B )=1801βR π=弦长2B =2Rsin(21β)= 弧长2L )=180)2(R 21ββ+π=弦长2L =2Rsin(212ββ+)=弦长1L =A )2sin()2cos(2R 211βββ+= 弧长1L )=90R πarcsin(R L 21)=弦长1B =AR )2cos()2sin(2211βββ+=弧长1B )=90R πarcsin(2RB 1)=弦长D =2211B +L =弧长D )=90R πarcsin(2R D )=(2)侧极板（图2-5）尺寸计算：图2-5弦长1L =2Rcos(21β)sin(212ββ+)/A= 弧长1L )=90R πarcsin （R L 21）=弦长 2L =2Rsin(212ββ+)/H=弧长 2L =90Rπarcsin(R L 22)=K=2Rsin(21β)cos(212ββ+)/A= 式中同前1ε=arcsin(R L 22)-arcsin （2RK ）=弧长2B )=1802βR π=弦长2B =2Rsin(22β)=弧长1B )=1801επR =弦长D =21L L 1+B =弧长D )=90R πarcsin(2R D)=4.极边板（图2-6）尺寸计算：图2-6弧长1L )=2R πcos(2β)=弦长1L =2Rcos(2β)=弦长3L =2Rsin(222ββ+)/H=弧长3L )=90R πarcsin(2R L 3)=弧长2B )=1802βR π=弦长2B =2Rsin(22β)=式中 2α=21800β--arcsin(R 2D 0)= M=22Rsin(212ββ+)/H=3α=90°-2β+arcsin(RM2)= 4α=2 arcsin[22sin(23α)]=弧长1B =1802αR π=弦长1B =2Rsin(22α)=弦长D =3112L L B +=弧长D )=90R πarcsin(2R D )=弧长2L =1804απR = 弦长2L =2Rsin(23α)=第四章强度计算球壳计算设计压力：设计温度：-20 — 40℃试验压力： + H*ρ*g*10-6 = 壳壁厚度球壳材料采用1Gr17，σb =450MPa，常温下许用应力为[σ]t=150MPa.[]14143-表P取焊缝系数：φ=[1]P110腐蚀裕量C2=2mm，钢板厚度负偏差C1=0mm，故厚度附加量C=C1+C2=2mm.[]1363-表P液柱高度H： H=K1R=*6225=9960mm液体的静压力P=ρgH = 6225**9960*10-9 =计算压力：Pc = + =球壳所需壁厚：δ1=CPDPctc+-ϕσ][4[]84691-式P= + 2 =圆整可取δ=38mm4.2接管和法兰的选择接管根据JBM0503-08选用DN25 DN40 DN50接管。

3000m3液化气球罐的优化设计—(毕业设计)

本科毕业设计说明书3000m3液化气球罐的优化设计THE OPTIMAL DESIGN OF 3000m3 LPG SPHERICALTANK学院（部）：专业班级：学生姓名：指导教师：年月日3000m3液化气球罐的优化设计摘要球形储罐作为一种有压储存容器，相对于一般圆筒形储存容器，具有用材少、受力情况好、占地面积小等显著优点，在石油、化工、冶金等领域广泛用于储存气体、液体或者液化气体。

本文设计了在常温下工作的3000m3的液化气球罐及其相应附件。

查阅相关资料后，确定采用16MnR钢作为球壳用钢，对其储罐形式进行了优化设计，计算比较后确定采用混合式三带球罐，支柱形式为赤道正切式，支柱根数为10根，拉杆采用可调式拉杆，根据相关设计标注进行结构设计和强度校核，最后完成相关附件的设计。

最终的成果为一张装配图和三张主要零件的零件图。

关键字：球形储罐，材料选择，结构优化，强度校核THE OPTIMAL DESIGN OF 3000m3 LPG SPHERICALTANKABSTRACTCompared to the general cylindrical storage container, the spherical tank is a kind of pressure storage containers with less material, good force, cover a small area, etc, which is widely used in storage of gases, liquids, or liquefied gas in petroleum, chemical industry, metallurgy and other fields.This paper designs the 3000㎡LPG spherical tank working at room temperature and its corresponding accessories. Referring to relevant data, I determine using 16 MnR steel as the steel spherical shell. The optimization design is carried out on the form of storage tank. After computation and comparison, I determine using hybrid three zones spherical tank with the pillar form of the equator tangent type, prop root number of 10, and adjustable draw-pole. The structure is designed and the strength is checked according to related design marks, and finally the design of the related accessories is completed. The final result of this study is a assembly drawing and three parts drawing of major parts.KEYWORDS: the spherical tank, material selection, structure optimization,strength chec目录摘要................................................ 错误!未定义书签。

第二章球罐结构设计

第二章球罐结构设计球壳球瓣结构尺寸计算设计计算参数：球罐内径：D=12450mm []23341-表P 几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8各带球心角/分块数：上极：°/7 赤道：°/16 下极：°/7图 2-1混合式排板结构球罐混合式结构排板的计算：1.符号说明：R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (看上图数的) α--赤道带周向球角° （360/16）0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：图2-2弧长L =1800βR π =18070622514.3⨯⨯=弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(270)=7141mm弧长1B =N R π2cos(20β)=1614.362252⨯x ×cos 270=弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 25.22=弧长2B =N R π2=1614.362252⨯x =弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(25.22）=弦长D =2R )2(cos )2(cos 1202αβ- =2x6225x )25.22(cos )270(cos 122- = 弧长D =90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62257413.0) =极板（图2-3）尺寸计算：图2-3对角线弧长与弦长最大间距： H=)2(sin 1212ββ++=)11244(sin 12++ = 1B=L =1B=2B = 0D =弦长1B =H R )2sin(221ββ+=139.1)11244sin(62252+x x =弧长1B =90R πarcsin(2R B 1)=90622514.3x arcsin(2x62253.5953)=弦长0D =21B=2×=弧长0D =90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62258774)=弦长2B =2Rsin(212ββ+)=2x6225xsin(11244+)= 弧长2B =180)2(21ββ+R π=1802x11)(44622514.3+⨯⨯=(1)极中板（图2-4）尺寸计算：图2-4对角线弦长与弧长的最大间距： A=)2(sin )2(sin 121212βββ+-=弧长2B =1801βR π=弦长2B =2Rsin(21β)= 弧长2L =180)2(R 21ββ+π=弦长2L =2Rsin(212ββ+)=弦长1L =A )2sin()2cos(2R 211βββ+= 弧长1L =90R πarcsin(R L 21)=1B =2B =2L = 1L =弦长1B =AR )2cos()2sin(2211βββ+=弧长1B =90R πarcsin(2RB 1)=弦长D =2211B +L =弧长D =90R πarcsin(2R D )=(2)侧极板（图2-5）尺寸计算：图2-5弦长1L =2Rcos(21β)sin(212ββ+)/A= 弧长1L =90R πarcsin （R L 21）=弦长 2L =2Rsin(212ββ+)/H=弧长 2L =90Rπarcsin(R L 22)=K=2Rsin(21β)cos(212ββ+)/A= 式中同前1ε=arcsin(R L 22)-arcsin （2RK ）=弧长2B =1802βR π=弦长2B =2Rsin(22β)=1B=2B =2L= 1L =弧长1B =1801επR =弦长D =21L L 1+B =弧长D =90R πarcsin(2R D)=4.极边板（图2-6）尺寸计算：图2-6弧长1L =2R πcos(2β)=弦长1L =2Rcos(2β)=弦长3L =2Rsin(222ββ+)/H=弧长3L =90R πarcsin(2R L 3)=弧长2B =1802βR π=弦长2B =2Rsin(22β)=式中 2α=21800β--arcsin(R 2D 0)= M=22Rsin(212ββ+)/H=3α=90°-2β+arcsin(RM2)= 4α=2 arcsin[22sin(23α)]=弧长1B =1802αR π=弦长1B =2Rsin(22α)=弦长D =3112L L B +=1B=2B = 3L =1L=弧长D =90R πarcsin(2R D )=弧长2L =1804απR = 弦长2L =2Rsin(23α)=第四章强度计算球壳计算设计压力：设计温度：-20 — 40℃试验压力： + H*ρ*g*10-6 = 壳壁厚度球壳材料采用1Gr17，σb =450MPa ，常温下许用应力为[σ]t =150MPa.[]14143-表P 取焊缝系数：φ=[1]P110腐蚀裕量C 2=2mm ，钢板厚度负偏差C 1=0mm ，故厚度附加量C=C 1+C 2=2mm.[]1363-表P 液柱高度H ： H=K 1R=*6225=9960mm液体的静压力P=ρgH = 6225**9960*10-9 = 计算压力：Pc = + = 球壳所需壁厚： δ1=CP D P ctc +-ϕσ][4[]84691-式P = + 2 =圆整可取δ=38mm4.2 接管和法兰的选择接管根据JBM0503-08选用DN25 DN40 DN50接管。

球罐的设计方法及步骤

3.密封装置可靠性关系到压力容器能否正常、安全地运行。 3.密封装置可靠性关系到压力容器能否正常、安全地运行。螺栓法兰连接（简称法兰连接法兰连接）螺栓法兰连接（简称法兰连接）最常见的密封装置：最常见的密封装置：容器法兰法兰：法兰：管道法兰高压容器) 筒体端部 (高压容器高压容器
1.1 压力容器总体结构
1.1.1 压力容器基本组成
过程设备设计
1-法兰； 2-支座； 3-封头拼接焊缝； 4-封头； 5-环焊缝； 6-补强圈；法兰；支座支座；封头拼接焊缝封头拼接焊缝；封头封头；环焊缝环焊缝；补强圈补强圈；法兰 7-人孔；8-纵焊缝； 9-筒体； 10-压力表； 11-安全阀；12-液面计人孔；纵焊缝纵焊缝；筒体筒体；压力表；安全阀；液面计人孔压力表安全阀
过程设备设计
筒体 ╬ 封头 ╬ 密封装置 ╬ 开孔接管 ╬ 支座 ╬ 安全附件
压力容器的外壳 ╬ 内件
储运容器
反应、传热、传质、反应、传热、传质、分离等容器
过程设备设计
1.1 压力容器总体结构
1.1.2 压力容器零部件间的焊接接头的形式（如对接、搭接、角接）接头的形式（如对接、搭接、角接）坡口形式和尺寸焊接结构设计焊接方法（如手工焊、自动焊等）焊接方法（如手工焊、自动焊等）检验要求（表面探伤、透射探伤等）检验要求（表面探伤、透射探伤等）
整体锻造（可能有环焊缝）整体锻造（可能有环焊缝）高压容器
过程设备设计
2.封头 2.封头
与筒体等部件形成封闭空间凸形封头：球形、椭圆形、凸形封头：球形、椭圆形、蝶形和球冠形封
封头形式
锥壳平盖不可拆式（焊接）不可拆式（焊接）

第二章球罐结构设计

第二章球罐结构设计2、1 球壳球瓣结构尺寸计算 2、1、1 设计计算参数：球罐内径：D=12450mm []23341-表P几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8各带球心角/分块数：上极：112、5°/7 赤道：67、6°/16 下极：112、5°/7图 2-1混合式排板结构球罐2、1、2混合式结构排板得计算： 1、符号说明：R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (瞧上图数得) α--赤道带周向球角22、5° （360/16）0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：图2-2弧长L )=1800βR π =18070622514.3⨯⨯=7601、4mm弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(270)=7141mm弧长1B )=N R π2cos(20β)=1614.362252⨯x ×cos 270=2001、4mm弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 25.22=1989、6mm弧长2B )=N R π2=1614.362252⨯x =2443、3mm弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(25.22）=2428、9mm弦长D =2R )2(cos )2(cos 1202αβ-=2x6225x )25.22(cos )270(cos 122- = 7413、0mm 弧长D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62257413.0) = 7936、4mm极板（图2-3）尺寸计算：图2-3对角线弧长与弦长最大间距： H=)2(sin 1212ββ++=)11244(sin 12++ = 1、139mm 1B )= 2001、4 L ) = 7601、41B )= 6204、12B )=7167、1 0D )=9731、7弦长1B =H R )2sin(221ββ+=139.1)11244sin(62252+x x =5953、3mm弧长1B )=90R πarcsin(2R B 1)=90622514.3x arcsin(2x62253.5953)=6204、1mm弦长0D =21B )=2×6204、1=8774、0mm弧长0D )=90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62258774)=9731、7mm弦长2B =2Rsin(212ββ+)=2x6225xsin(11244+)=6780、8mm 弧长2B )=180)2(21ββ+R π=1802x11)(44622514.3+⨯⨯=7167、1mm(1)极中板（图2-4）尺寸计算：图2-4对角线弦长与弧长得最大间距： A=)2(sin )2(sin 121212βββ+-=0、979mm弧长2B )=1801βR π=4778、0mm弦长2B =2Rsin(21β)=4663、9mm 弧长2L )=180)2(R 21ββ+π=7167、1mm弦长2L =2Rsin(212ββ+)=6780、8mm弦长1L =A )2sin()2cos(2R 211βββ+=6421、9mm 弧长1L )=90R πarcsin(R L 21)=6744、0mm1B )= 4065、22B )=4663、9 2L )=7167、11L )=6744、0弦长1B =AR )2cos()2sin(2211βββ+=3995、3mm弧长1B )=90R πarcsin(2RB 1)=4065、2mm弦长D =2211B +L =7563、3mm弧长D )=90R πarcsin(2R D )=8124、5mm(2)侧极板（图2-5）尺寸计算：图2-5弦长1L =2Rcos(21β)sin(212ββ+)/A=6421、9mm 弧长1L )=90R πarcsin （R L 21）=6744、0mm弦长 2L =2Rsin(212ββ+)/H=5953、3mm弧长 2L =90Rπarcsin(R L 22)=6204、0mmK=2Rsin(21β)cos(212ββ+)/A=3995、3mm 式中 A 、H 同前1ε=arcsin(R L 22)-arcsin （2RK ）=9、85mm 弧长2B )=1802βR π=1194、5mm弦长2B =2Rsin(22β)=1193、3mm弧长1B )=1801επR =1069、6mm弦长D =21L L 1+B =6183、5mm1B )= 1069、62B )=1194、5 2L )=5953、31L )=6744、0弧长D )=90R πarcsin(2R D)=6467、7mm4、极边板（图2-6）尺寸计算：图2-6弧长1L )=2R πcos(2β)=8005、8mm弦长1L =2Rcos(20β)=7210、3mm弦长3L =2Rsin(222ββ+)/H=5953、3mm 弧长3L )=90R πarcsin(2R L 3)=6204、1mm弧长2B )=1802βR π=1194、5mm弦长2B =2Rsin(22β)=1193、3mm式中 2α=21800β--arcsin(R 2D 0)=10、2 M=22Rsin(212ββ+)/H=8419、23α=90°-2β+arcsin(RM2)=97、55 4α=2 arcsin[22sin(23α)]=64、25弧长1B =1802αR π=1107、6mm弦长1B =2Rsin(22α)=1106、7mm弦长D =3112L L B +=4600、2mm弧长D )=90R πarcsin(2R D )=4709、4mm1B )= 1107、62B )=1194、5 3L )=6204、11L )=8005、8弧长2L =1804απR =6977、0mm 弦长2L =2Rsin(23α)=6621、3mm 第四章强度计算4、1球壳计算设计压力：1、6MPa 设计温度：-20 — 40℃试验压力：1、6 + H*ρ*g*10-6 = 1、76MPa 壳壁厚度球壳材料采用1Gr17，σb =450MPa ，常温下许用应力为[σ]t =150MPa 、[]14143-表P 取焊缝系数：φ=1、0[1]P110腐蚀裕量C 2=2mm ，钢板厚度负偏差C 1=0mm ，故厚度附加量C=C 1+C 2=2mm 、[]1363-表P液柱高度H ： H=K 1R=1、6084*6225=9960mm液体得静压力P=ρgH = 6225*9、8*9960*10-9 =0、061MP 计算压力：Pc = 1、76+0、061 = 1、821MP 球壳所需壁厚：δ1=C PD P ctc +-ϕσ][4[]84691-式P =35、2 + 2 = 37、2mm圆整可取δ=38mm4.2 接管与法兰得选择接管根据JBM0503-08选用DN25 DN40 DN50接管。

球罐设计_精品文档

球罐设计第一章确定设计参数、选择材料一、确定设计参数（一）设计温度储罐放在室外，罐的外表面用150mm的保温层保温。

在吉林地区，夏季可能达到的最高气温为40℃。

最低气温（月平均）为-20℃。

（二）设计压力罐内储存的是被压缩且被冷却水冷凝的液氨。

氨蒸汽被压缩到0。

9，1、4MPa，被冷却水冷凝。

液氨40℃时的饱和蒸汽压由[1]查得为：P汽=1、55MPa(绝对压力)。

为保证安全,在罐顶装有安全阀,故球罐设计压力为安全阀的启动压力，即：P=(1、05-1、1)P汽=(1、05-1、1)1、45=1、523，1、595MPa取设计压力P=1、6MPa(三)焊缝系数球罐采用坡口,双面对接焊,并进行100%的无损探伤,由[2]知=1、0(四)水压试验压力由[4]知水压试验压力为:PT=1、25Pt球壳材料为16MnDR，初选板厚为36mm,由[3]表3查得=157MPa,PT=1、25P157、157=1、251、61=2、06MPat=157MPa则试验时水温不得低于5℃。

（五）球罐的基本参数球罐盛装量为170吨／台。

液氨-20℃的密度为0。

664吨／M3，40℃时0。

58吨／M3。

球罐所需容积（按40℃计）为：V=1700。

58=293、1M31700。

5已给盛装系数为0。

5，即不得装满，故实际所需容积为：V==340M3，其小于400M3，余容较大，足够用，相差17。

6%，符合标准要求。

按公称容积4003设计，由[2]附录一P41查得球罐基本参数如表一1-1公称容积内径㎜几何容积m支座型式支柱根数分带数3表，1-1球罐基本参数400各上极带9200408赤道正切式85带球心角45°／345°／1645°／1645°／1645°／3上温带赤道带下温带各带下极带分块数1二．材料的选择按操作条件要求及各种材料的性能特点，分别选择如下。

（一）球壳钢板操作最低气温为-20℃。

3000立方米LPG球罐设计说明书

毕业设计（论文）任务书3000立方米LPG球罐设计摘要：本设计以《GB12337-89钢制球形储罐》和《GB150-89钢制压力容器》为设计依据，综合国内外现有的制造技术设计了3000m3LPG储罐。

在以安全为原则的基础上综合考虑经济适用性、产品质量、施工建造可行性、国内现有的建造技术等方面的因素，设计出公称直径为18000mm、壁厚为44mm的大型球罐。

本设计在选材方面考虑了多种材料的特性，最后确定07CrMnMoVR为本球罐的材料。

同样，本设计在球罐选型及支撑方式的选择上也应用多种形式作比较最终确定混合式结构、可调式拉杆支撑最合理。

最后进行强度及稳定性校核，校核结果显示本设计的结构既安全又经济。

关键词：球罐，安全，经济The Design Of 3000m3 LPG Spherical TankAbstract: the design Of 3000m3 LPG spherical tank is basis on both the GB12337-89 《steel spherical tanks 》and GB150-89 《design of steel pressure vessel》, considering the existing manufacturing technology of tanks both at home and abroad. In the principles of safety ，consideration of the economic applicability, product quality and construction feasibility, the existing building technology and other factors, at last the spherical tank is designed for nominal diameter 18000mm、wall thickness 44mm. The selection of materials in this design is in consideration, compared with some different properties of materials，finally the 07MnCrMoVR has be choosen.Also, the design and selection of the spherical support is in consideration，finally hybrid strucure and adjustable tension support seems to be the most reasonable. Finally the strength and stability test, the result shows this design of structure is safe and economic.Keywords: spherical tank, safety, economy目录1绪论................................................. 错误!未定义书签。

球罐的设计参考

目录任务书 (1)一选材 (2)二整体设计 (3)1球壳的设计 (3)2球罐质量计算 (4)3地震载荷计算 (5)4风载荷计算 (6)5弯矩计算 (6)6支柱计算 (7)7地脚螺栓计算 (13)8支柱底板 (14)9支柱与球壳连接最低点a的应力校核 (15)10球瓣设计 (16)三焊接设备选择和焊材选择 (17)四施焊环境 (18)五焊前预热 (18)六焊接工艺说明 (18)1埋弧焊 (18)2球罐气电焊 (19)3球罐的安装要求及焊接顺序 (20)4球罐焊后整体热处理 (22)5修补和修磨 (23)6检验与质量标准 (23)参考文献 (26)设计任务书设计一球形贮罐，主要设计参数如下：内径,7.15m Dn =体积32000m V =，设计压力MPa P 69.0=，工作压力MPa P 64.0=，水压试验压力MPa P 03.1=，水压试验总重t M T 2200=，立柱数为n=12,设计温度为20℃一选材1.1选材的基本要求：1、足够的强度指标2、充足的韧性储备3、良好的焊接性能4、优良的抗H2S应力腐蚀性能5、易成形不须预热6、经济性好7、有配套的锻件和焊材1.2选材的参照标准（GB6654-1996）:在此标准中提供了10种压力容器专用钢板，分别是：20R、16MnR、15MnVR、15MnNbR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR、14Cr1MoR、07MnCrMoVR、12CrMo1R。

有关钢材的力学性能和焊接性分析：16Mn、16MnR：345MPa级的低合金结构钢，具有良好的力学性能，焊接性能，工艺性能及低温冲击韧性，一般可在热轧状态下使用，对于中厚板材，特别是冲击韧性，可进行900-920正火处理，正火后强度略有下降，但塑性、韧性、低温冲击韧性显著提高，并降低脆性转变温度。

焊接性良好，可进行手工焊、自动焊及电渣焊。

对重要的压力容器及板厚大于20mm的制品，焊后宜进行消除应力处理，加热温度600-650，保温后空冷或炉冷。

500立方天然气球罐设计

500立方天然气球罐设计1. 引言天然气是一种广泛应用于能源和工业领域的燃料，其储存和运输的安全性一直是一个重要的关注点。

在天然气的储存和运输过程中，球罐被广泛使用。

本文将重点探讨500立方天然气球罐的设计。

2. 设计要求在设计500立方天然气球罐时，需要考虑以下要求：2.1 安全性球罐在储存和运输天然气时必须具备高度的安全性。

它应该能够承受高压，并具备防爆和防泄漏的能力。

2.2 结构稳定性由于球罐需要承受高压，其结构必须具备稳定性，能够抵抗扭曲和形变。

2.3 材料选择球罐的材料选择对其性能和可靠性至关重要。

应该选择能够承受高压和腐蚀性气体的材料。

2.4 容量球罐的容量要能够储存至少500立方的天然气。

3. 设计原理和方法为了满足上述设计要求，以下原理和方法可用于500立方天然气球罐的设计：3.1 球罐结构设计球罐采用圆柱形状，以最大程度地减少扭曲和形变。

为了提高球罐的结构稳定性，可以在球罐的内部和外部加强筋和支撑。

3.2 材料选择对于500立方天然气球罐的设计，可以选择高强度的钢材作为球罐的材料。

高强度钢材能够提供足够的强度和耐腐蚀性。

3.3 安全阀设计在球罐的设计中，必须考虑安全阀的安装。

安全阀能够在压力超过安全范围时释放气体，以防止球罐爆炸。

3.4 泄漏检测和防护系统为了防止天然气泄漏，球罐应该配备泄漏检测和防护系统。

这些系统可以及时发现泄漏并采取措施进行修复。

4. 设计步骤以下是设计500立方天然气球罐的步骤：4.1 确定容量和尺寸根据要求的500立方容量，确定球罐的尺寸。

可以根据预计的储存和运输需求进行估算。

4.2 结构设计根据球罐的尺寸和要求的安全性、稳定性，进行球罐的结构设计。

考虑到扭曲和形变，可以在设计中加入支撑结构或设计加强筋。

4.3 材料选择选择合适的材料，具备足够的强度和耐腐蚀性。

4.4 安全阀和泄漏检测系统设计和安装安全阀和泄漏检测系统，确保球罐在高压和泄漏情况下能够保持安全。

球罐结构设计应考虑哪些问题？

球罐结构设计应考虑哪些问题？
球罐做为贮存气体、液化气体的压力容器，广泛用于石油、化工、冶金工业和生活中。

球罐结构设计应考虑下列问题：
（1）球罐基础宜设计成环形基础，并能有效地掌握基础不匀称沉降。

（2）在综合考虑了钢厂生产板幅力量、制造厂压力机力量、组装运输中机具的起吊力量等因素后，按《球形贮罐基本参数》尽量采纳大瓣片设计，对大中型球罐宜采纳足球、桔瓣混合式的分瓣设计形式。

（3）球壳应采纳T字焊缝，球片不允许采纳拼接板块，且支柱不应压在对接焊缝上。

（4）常温球罐宜设计整体支柱。

低温球罐应设计成两段式结构支柱，上段支柱长度占总长1／3，且为耐低温钢材，下段支柱为一般结构钢，上下支柱联结处应有保证良好的对中措施。

同时，支柱应考虑防火隔热措施，每根支柱上应考虑设置良好的静电接地及因火灾使支柱内气体膨胀后能良好排气泄压的措施。

支柱间应配置足够承受各种附加载荷的可调式拉杆。

（5）球罐上下极板上应设置人孔，人孔宜位于主轴线上。

球罐容积不大于1000立方米时，公称直径为500mm 的标准人孔，大于1000立方米者公称直径为600mm的人孔。

（6）球罐的接管均应采纳厚壁管结构，当球罐壁厚不小于30mm时，人孔及其他开孔应采纳开孔补强一体化结构。

液化烃球罐安全设计

液化烃球罐安全设计液化烃球罐是用于储存液化烃的一种设备，在设计时需要考虑到其安全性，包括防爆、防漏、防火等方面的设计。

本文将从以下几个方面对液化烃球罐的安全设计进行详细介绍。

一、球罐的选材与制造液化烃球罐需要选择耐压、耐腐蚀、耐磨损的材料进行制造。

常用的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。

在选材时，需要考虑液化烃的腐蚀性、温度等因素，选择合适的材料以保证罐体的安全。

球罐的制造过程也需要严格按照相关的标准进行操作，保证焊接接头的质量。

焊接接头是球罐罐体的重要组成部分，焊接质量的好坏直接影响到球罐的安全性能。

二、球罐的结构设计液化烃球罐的结构主要由罐体和支撑结构组成。

罐体一般采用球形或圆柱形，球形的结构具有良好的承载能力和抗压性能，有利于降低应力集中。

球罐的支撑结构需要具备足够的强度和稳定性，以保证球罐在使用过程中不易发生倾覆和变形。

支撑结构还要考虑到球罐在地震等极端情况下的抗震性能，以确保球罐能够安全地运行。

三、球罐的防爆设计液化烃是易燃易爆的物质，球罐在储存液化烃时需要采取相应的防爆措施。

一般来说，球罐需要配备安全阀、爆破片、排气装置等装置，以防止内部压力超过安全限制。

安全阀是球罐中最常用的防爆装置，其可根据罐内压力的变化及时调节和排放多余的气体，以保持罐体内部的压力在安全范围内。

爆破片是一种破裂装置，当球罐内部压力超过设定值时，爆破片会自动破裂，释放压力，避免因压力过高导致罐体爆炸。

爆破片的选型需要考虑到球罐的容量、工作条件等因素。

四、球罐的防漏设计液化烃是一种有毒物质，球罐在使用过程中需要防止泄漏发生。

球罐的防漏设计主要包括防止液化烃的泄漏和防止外界水分和空气的进入。

液化烃的泄漏主要是由于球罐本身的问题导致的，比如罐体的腐蚀、焊接接头的开裂等。

在罐体的制造过程中需要进行严格的质量控制，确保罐体的完整性和密封性。

防止外界水分和空气的进入主要是通过球罐的密封结构来完成，罐体与其他设备之间的接口需要设计合理的密封结构，以避免外界的水分和空气进入球罐内部。

5000立方米球罐工艺设计

课程设计任务书学院材料科学与工程专业材料成型及控制工程学生姓名班级学号课程设计题目5000m³球罐工艺设计实践教学要求与任务:1 写出该焊接方法的几种设计方案2 确定合适的焊接参数3 选择合适的破口形式4 撰写焊接工艺工作计划与进度安排:1 熟悉设计内容 2天2 查阅相关资料，提出可行方案 2天3 上机画各类焊缝图 1天4 书写说明书 3天5整理工艺卡 3天6 答辩指导教师：201 年月日专业负责人：201 年月日学院教学副院长：201 年月日成绩评定表学生姓名班级学号专业材料成型及控制工程课程设计题目5000m³球罐工艺设计评语组长签字：成绩日期20 年月日目录1绪论 (1)材料的焊接性分析 (1)1.116MnDR的学成分和力学性能 (1)1.2 16MnDR的焊接性分析 (2)1.3 焊接方法与填充材料的选择 (3)2 焊接结构制造工艺设计 (4)2.1球壳各带的厚度计算 (5)2.2焊缝的分类 (5)2.3焊接工艺参数 (6)2.4 球罐的焊接 (10)2.4.1 施焊环境 (10)2.4.2 焊工资格 (10)2.4.3 焊前准备 (10)2.4.4 焊接工艺 (11)3 焊接结构质量检验 (13)3.1 焊缝外观质量检查要求 (13)3.2 无损检测 (13)3.3 焊后修补 (13)3.4 焊后整体热处理 (14)3.5 水压试验和气密性试验 (14)3.5.1 水压试验 (14)3.5.2 气密性试验 (14)3.6去锈、涂装 (16)3.7 球罐成品验收 (16)参考文献 (17)1 绪论材料的焊接性分析1.116MnDR的化学成分和力学性能16MnDR 钢是细晶粒的铁素体型低温钢，细晶粒钢通过正火或调质处理后获得良好的综合性能，属低合金系统，温度等级为- 40 ℃，热轧热处理状态，其中碳及其它合金元素含量较低.(1)16MnDR钢的化学成分见表1-1。

钢板以热轧、控轧或正火状态交货[1]。

液化烃球罐安全设计

液化烃球罐安全设计液化烃球罐是一种存储液化烃的重要设备，其安全设计和运行对于日常生产和环境保护至关重要。

液化烃球罐安全设计需要考虑各种因素，包括球罐的结构设计、安全阀设计、自动控制系统等。

在本文中，我们将探讨液化烃球罐的安全设计原则和具体要求，以确保球罐的安全运行。

1. 理论基础液化烃是一种在常温下能够被压缩成液态的烃类气体，如液化石油气、液化天然气等。

存储液化烃需要在特定的压力和温度下进行，而球罐是一种专门用于存储液态化烃的设备。

由于液化烃具有易燃、易爆等危险性质，球罐的安全设计显得尤为重要。

液化烃球罐的安全设计需要遵循工程设计原理和法律法规的要求，以满足球罐在正常生产和突发事件下的安全运行需求。

必须充分考虑球罐的稳定性、密封性、安全性和可靠性，以及对环境的保护要求。

2. 安全设计原则液化烃球罐的安全设计需要遵循以下原则：（1）结构合理：球罐的结构设计必须符合国家标准和相关规范，保证球罐在承受内部压力和外部环境影响下的稳定性和完整性。

（2）材料选用：球罐的主体材料必须具有足够的耐腐蚀性和抗压性能，能够在各种环境条件下长期稳定运行。

（3）安全阀设计：球罐必须配备可靠的安全阀装置，以保证在超压情况下能够及时排放压力，防止球罐爆炸。

（4）监测系统：球罐必须配备完善的监测系统，能够实时监测球罐的压力、温度、液位等参数，及时发现异常情况并采取措施。

（5）火灾防护：球罐周围必须设置有效的火灾防护设施，包括灭火器、泡沫炮等，以防止球罐发生火灾事故。

（6）安全操作规程：球罐的安全设计还必须考虑人为因素，包括设立安全操作规程、设置安全警示标识等，提高操作人员的安全意识和遵守规章制度。

（1）球罐的结构设计必须符合国家相关标准和规范，包括对球罐的容积、壁厚、密封性等方面的要求。

（2）球罐必须设置液位计和压力表等设备，以实时监测球罐内液体的液位和压力，并能够自动报警。

（4）球罐的防腐蚀涂层必须符合环保要求，不得含有有害物质，能够有效保护球罐的材料，延长球罐的使用寿命。

液化烃球罐安全设计

大气污染对人体健康的危害及防治对策空气是人们生活中必不可少的资源，它是人体呼吸、健康的重要保障，但大气污染却已经威胁到了人类的健康。

本文将探讨大气污染对人体健康的危害及防治对策。

一、大气污染对人体健康的危害1、呼吸系统疾病大气污染物对人体呼吸系统的杀伤力极大，会导致人感染肺部疾病、喉炎、气管炎等一系列疾病。

特别是PM2.5，它非常细小，进入人体后，会沉积在呼吸道的肺泡内，长时间吸入会引发肺功能异常，增加哮喘、肺癌等疾病的风险。

2、心血管系统疾病大气污染还会对人体心血管系统造成危害。

一些研究表明，长时间暴露在高污染物环境中会增加心脏病和心脑血管疾病的发病率，导致心率、血压异常等问题，严重损害人体健康。

3、免疫系统疾病大气污染物中的细菌、病毒等無形危险物质，对人体的免疫系统造成了威胁，容易引发炎症反应，使身体对细菌、病毒等异物的抵抗力降低，从而容易被致病微生物感染。

二、大气污染防治对策1、加强环保宣传从儿童时期开始，要加强环保教育，普及环保知识，引导大家从小形成环保习惯，树立环保意识，提升整体社会环保氛围。

2、推广绿色出行非必要情况下，出行时可以选择骑自行车、步行代替机动车出行，如此不仅能保护环境，还能在锻炼身体的同时增进与大自然的交流。

3、建立环保机制强化环保法律、制度，促进环保意识落地，加强绿色产业布局，制定环保政策，提高环境质量，如此才能做到污染防治真正落地。

4、促进科技创新科技的进步可以解决大气污染问题，通过技术手段，减少污染物的产生与排放，能够有效降低大气污染对人类健康的威胁。

综上所述，大气污染对人类健康造成的威胁不容忽视，应采取切实有效的防治措施，从源头上彻底解决污染问题，保障人类健康。

也需要每个人共同发挥环保意识，从身边小事出发，从自己做起，积极采取环保行动，共建美好的生态环境。

400立方米球罐毕业设计

摘要本次设计中的低压储罐为容积为400m3球罐，其用途为贮存氮气，壳体材料为Q345。

本文对其母材及其焊接性做了简要的分析，并以此为基础选择了球罐焊前的预热温度、焊接方法、焊机型号和焊接材料。

预热温度为120～140℃，焊接方法为手工电弧焊，焊机型号为ZXG-400，焊条为E5015。

本文根据球罐上每条焊缝的特点，结合所选用的焊接方法、设备及材料，制定了针对各条焊缝的合理可行的焊接工艺。

围绕着球罐的焊接过程，作者分析了可能出现的缺陷并提出了避免或减少这些缺陷产生的方法和措施。

在焊接完成之后，还需进行一系列的焊后处理，包括焊后热处理、无损检测等。

关键词：低压储罐；球罐；装配；焊接；工艺。

目录前言 (5)1球罐的概况 (7)1.1主要技术参数 (7)1.2结构形式图 (7)1.3壳体材料分析 (8)1.4球罐的主要焊接缺陷 (8)2焊接初步分析 (10)2.1焊接性分析 (10)2.2 Q345钢在焊接时易出现的问题 (10)2.3焊接方法的选择 (8)2.4焊接材料的选择 (8)2.5施焊环境 (8)2.6焊工资格 (11)3焊前准备 (12)3.1焊条的干燥和选择 (12)3.2焊接电流的选择 (12)3.3焊接速度 (13)3.4电弧电压 (13)3.5焊接层数的选择 (14)3.6坡口形式 (14)3.7焊机的选择 (14)3.8焊前预热 (14)4球罐的装配 (15)4.1球罐的组装方法 (15)4.2球罐零部件复验 (16)4.3壳板定位块及吊点的布置和焊接 (16)4.4操作脚手架形式 (16)4.5球壳板的组装过程及组装后球罐的调整 (17)5焊接操作 (18)5.1预制片组装焊接 (18)5.2定位焊 (19)5.3球罐的焊接顺序 (20)5.4焊缝的焊接工艺 (20)6焊后处理和焊后检验 (22)6.1焊后球罐整体热处理 (22)6.2焊后检验 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)前言随着锅炉、压力容器和管道工作参数的大幅度提高及运用领域的不断扩展，对焊接技术提出了愈来愈高的要求。

第二章球罐结构设计

第二章球罐结构设计2.1 球壳球瓣结构尺寸计算 2.1.1 设计计算参数：球罐内径：D=12450mm []23341-表P几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8各带球心角/分块数：上极：112.5°/7 赤道：67.6°/16 下极：112.5°/7图 2-1混合式排板结构球罐2.1.2混合式结构排板的计算：1.符号说明：R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (看上图数的) α--赤道带周向球角22.5° （360/16）0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：图2-2弧长L =1800βR π =18070622514.3⨯⨯=7601.4mm弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(270)=7141mm弧长1B =NR π2cos(20β)=1614.362252⨯x ×cos 270=2001.4mm弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 25.22=1989.6mm弧长2B =N R π2=1614.362252⨯x =2443.3mm弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(25.22）=2428.9mm弦长D =2R )2(cos )2(cos 1202αβ-=2x6225x )25.22(cos )270(cos 122- = 7413.0mm 弧长D =90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62257413.0) = 7936.4mm极板（图2-3）尺寸计算：图2-3对角线弧长与弦长最大间距： H=)2(sin 1212ββ++=)11244(sin 12++ = 1.139mm 1B = 2001.4L= 7601.41B= 6204.12B=7167.1 0D=9731.7弦长1B =H R )2sin(221ββ+=139.1)11244sin(62252+x x =5953.3mm弧长1B =90R πarcsin(2R B 1)=90622514.3x arcsin(2x62253.5953)=6204.1mm弦长0D =21B=2×6204.1=8774.0mm弧长0D =90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62258774)=9731.7mm弦长2B =2Rsin(212ββ+)=2x6225xsin(11244+)=6780.8mm 弧长2B =180)2(21ββ+R π=1802x11)(44622514.3+⨯⨯=7167.1mm(1)极中板（图2-4）尺寸计算：图2-4对角线弦长与弧长的最大间距： A=)2(sin )2(sin 121212βββ+-=0.979mm弧长2B =1801βR π=4778.0mm弦长2B =2Rsin(21β)=4663.9mm 弧长2L =180)2(R 21ββ+π=7167.1mm弦长2L =2Rsin(212ββ+)=6780.8mm弦长1L =A )2sin()2cos(2R 211βββ+=6421.9mm 弧长1L =90R πarcsin(R L 21)=6744.0mm1B= 4065.22B=4663.92L=7167.1 1L=6744.0弦长1B =AR )2cos()2sin(2211βββ+=3995.3mm弧长1B =90R πarcsin(2RB 1)=4065.2mm弦长D =2211B +L =7563.3mm弧长D =90R πarcsin(2R D )=8124.5mm(2)侧极板（图2-5）尺寸计算：图2-5弦长1L =2Rcos(21β)sin(212ββ+)/A=6421.9mm 弧长1L =90R πarcsin （R L 21）=6744.0mm弦长 2L =2Rsin(212ββ+)/H=5953.3mm弧长 2L =90Rπarcsin(R L 22)=6204.0mmK=2Rsin(21β)cos(212ββ+)/A=3995.3mm 式中 A.H 同前1ε=arcsin(R L 22)-arcsin （2RK ）=9.85mm弧长2B =1802βR π=1194.5mm弦长2B =2Rsin(22β)=1193.3mm1B= 1069.62B=1194.52L=5953.3 1L=6744.0弧长1B =1801επR =1069.6mm弦长D =21L L 1+B =6183.5mm弧长D =90R πarcsin(2R D)=6467.7mm4.极边板（图2-6）尺寸计算：图2-6弧长1L =2R πcos(2β)=8005.8mm弦长1L =2Rcos(20β)=7210.3mm弦长3L =2Rsin(222ββ+)/H=5953.3mm 弧长3L =90R πarcsin(2R L 3)=6204.1mm弧长2B =1802βR π=1194.5mm弦长2B =2Rsin(22β)=1193.3mm式中 2α=21800β--arcsin(R 2D 0)=10.2 M=22Rsin(212ββ+)/H=8419.23α=90°-2β+arcsin(RM2)=97.55 4α=2 arcsin[22sin(23α)]=64.25弧长1B =1802αR π=1107.6mm弦长1B =2Rsin(22α)=1106.7mm弦长D =3112L L B +=4600.2mm1B= 1107.62B=1194.5 3L=6204.11L=8005.8弧长D =90R πarcsin(2R D )=4709.4mm弧长2L =1804απR =6977.0mm 弦长2L =2Rsin(23α)=6621.3mm第四章强度计算4.1球壳计算设计压力：1.6MPa设计温度：-20 — 40℃试验压力：1.6 + H*ρ*g*10-6 = 1.76MPa 壳壁厚度球壳材料采用1Gr17，σb =450MPa ，常温下许用应力为[σ]t =150MPa.[]14143-表P 取焊缝系数：φ=1.0[1]P110腐蚀裕量C 2=2mm ，钢板厚度负偏差C 1=0mm ，故厚度附加量C=C 1+C 2=2mm.[]1363-表P液柱高度H ： H=K 1R=1.6084*6225=9960mm液体的静压力P=ρgH = 6225*9.8*9960*10-9 =0.061MP 计算压力：Pc = 1.76+0.061 = 1.821MP 球壳所需壁厚：δ1=CP D P ctc +-ϕσ][4[]84691-式P =35.2 + 2 = 37.2mm圆整可取δ=38mm4.2 接管和法兰的选择接管根据JBM0503-08选用DN25 DN40 DN50接管。

丙烷球罐设计

培黎石油工程学院课程设计课程名称储运工程设计题目550 m3丙烷球罐设计系部油气储运设计室专业油气储运工程班级2011级3班学生姓名纪亚宏学号**************指导教师徐菁张艳丽2014年 11 月 13 日附件2：（课程设计任务书）培黎石油工程学院课程设计任务书一、课程设计的内容1.设计题目：550m³丙烷球罐设计2.储罐设计包括工艺设计和机械设计两部分:(1)工艺设计:是根据化工生产任务提供的工艺条件:包括压力、温度、产量、物料性能等,通过工艺计算和生产经验确定设备的结构型式、设备总体尺寸及管口尺寸和方位。

(2)机械强度设计:是在工艺设计的基础上,进行强度、刚度和稳定性设计和校核计算, 对设备的内、外附件进行选型和结构设计计算，最后绘制设备的装配图和零部件图。

二、课程设计的要求与数据1.设计条件1)物料：丙烷2)地震设防烈度： 8度3)安装地区：兰州4)球罐建造场地：Ⅱ类，近震5)温度：35℃6)丙烷饱和蒸汽压：1.231Mpa7)丙烷密度：474 kg/m3三、课程设计应完成的工作1.目录；2.摘要；3.通过工艺计算和生产经验确定设备的结构型式；4.设备总体尺寸及管口尺寸和方位；5.在工艺设计的基础上,进行强度、刚度和稳定性设计和校核计算；6.对设备的内、外附件进行选型和结构设计计算7.绘制设备的装配图和零部件图8.总结与展望；（设计过程的总结，还有没有改进和完善的地方）；9.课程设计的心得体会（至少500字）；10.参考文献（不少于5篇）；11.附录。

四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献（1）董大勤，袁凤隐，《压力容器设计手册》化学工业出版社；（2）丁伯民、黄正林，《化工容器》，化学工业出版社出版；（3）徐英、杨一凡、朱萍，《球罐和大型储罐》，化学工业出版社；（4）帅健、丁桂杰，《管道及储罐强度设计》，石油工业出版社。

（5）TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》。

球罐设计

球罐结构设计

3000m3液化气球罐的优化设计—(毕业设计)

第二章球罐结构设计

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