球壳板设计及制造

球壳板设计及制造（上、下中心板，上、下极边板）

主要参数：1000M3，材质16MnDR，厚度30mm

一．设计部分

1.球壳板结构形式选择

目前，世界各国球形容器主要结构形式有桔瓣式、足球瓣式、混合式三种，以桔瓣式结构应用最广。八十年代末以来，一些先进国家在大型球形容器中广泛采用混合式结构，它具有结构新颖，材料利用率明显提高，焊缝总长减少等诸多优点；我国近年来也采用了这种新结构。球形容器的结构设计，参照GB/T17261 – 1998《钢制球形储罐形式与基本参数》，将两种结构形式的分带散，球壳板数量、焊缝总长、材料利用率、支柱数量的参数的对比，然后择优选取。

2.球壳板材料的选择

该球罐的设计压力为常压，设计温度为常温，上作介质为天然气。按GH12337-1998标

准，可供选择的材料有16MnDR．它的板厚可选30mm。

3.球壳板制造设计

球壳板的制作我厂采用二次下料法，即首先通过计算展开，再将放样尺寸周边适当放

大，切割的毛坯冷压成型后，再进行精确切割。样板的设计制作尤为关键，样板的精

确直接影响球片的成形质量。赤道带、温带板的下料计算与桔瓣式完全相同。

二．制造部分

1.上、下级中心板

主要参数：SR6150、δ=30、弦长L=2007.0/2399.6*6833.5/6741.9、

弧长L=2016.0/2415.1*7245.3/7135.5

工序包括：材料复验、一次下料、压制、二次好料、修磨、整形、修磨、坡口探伤、测厚、接管与法兰组焊、无损检测、级带划线，开孔、接管与壳板组焊、焊接、无损检测、热处理、整形、检验、标识包装。

材料的进厂入库检验

结构材料和焊接材料验收合格后，应按企业标准，分别存放在金属材料库和焊接材料库。金属材料主要存放各种钢材、有色金属和外购铸、锻件等，不允许露天堆放。不锈钢板、钢管和有色金属材料，应分别单独存放并妥善保管。

放样、划线与号料

放样、划线与号料是决定焊接坯料形状与尺寸公差的重要工艺，亦是焊接结构过程主要质量控制点之一。放样是在制造金属结构之前，按照设计图样，在放样平台上用1：1的比例尺寸，划出结构或者零件的图形和平面展开尺寸。号料和划线采用划针或者磨尖的石笔、粉线作线。

毛坯尺寸下料

根据展开尺寸，考虑各种影响变形的因素，按下料时各边留出18～20 mm的加工余量，做出毛坯下料样板进行画线下料。

二次精确下料

毛坯经成型加工，曲率合乎要求后，进行二次准确下料。二次下料的切割线采用球面样板画出，以得到尺寸准确的球壳板。球壳板的切割在弧形格板胎具上进行。胎具由弧形格板与支架构成，弧形壳板组成的球形弧面与被加工的球壳板曲率完全符合。因此，同一胎具可以切割同一球罐上的所有球壳板，割炬自行小车可在相同弧形轨道上运动。

球瓣的压制

球瓣的成型方法主要是通过压机的压力冲压加工而达到要求的形状。该过程称为成型操作。球罐的成型操作分冷压，热压及温压。考虑球壳的厚度，曲率半径，强度等因素，选用热压

成型方法。

热压成型是指将钢板加热到临界点以上的某一温度，并在这个温度下成型。其优点是：可将钢板加热到塑性变形温度，然后用模具一次冲压成型，降低材料的屈服极限，

减少动力消耗，避免应变硬化和增加材料的延展性。一次成型可避免冷压的多点多次冲压过程。采用厚截面热轧材料如16MnR等，为了提高材料的安全性，用正火温度来进行热压成型，不但达到了热压的效应，而且通过热压使材料的性能提高了。

由于冲压过程毛坯塑性变形较大，对于壁厚较大或冲压深度较大的板材，为了提高材料变形能力，保证球壳成型质量，一般都采用热冲压成型。由于本次所选用的球壳壁厚为55mm壁厚较大，因此球壳的冲压成形选用热冲压一次冲压成形。

坡口加工

坡口加工采用火焰热切割并清除表面的氧化层，坡口表面应平滑；

焊接接头坡口形状和几何尺寸的设计，应遵循以下原则:

（1）保证焊接质量（2）坡口加工简易（3）便于焊接加工（4）节省焊接材料

2上、下极边板

主要参数：SR6150、δ=30、弦长L=1378.7*6644.5*7231.6、

弧长L=1381.6*7019.3*8032.3

工序包括：材料复验、一次下料、压制、二次号料、坡口加工、修磨、整形、无损检测、测厚、检验、标识包装。

3 上、级中心板

主要参数：SR6150、δ=30、弦长L=2100.4*5973.5*6741.9

弧长L=2110.7*6237.5*7135.5

工序包括：材料复验、一次下料、压制、二次号料、坡口加工、修磨、整形、无损检测、检验、标识包装。