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200m3球形储罐的设计
摘要
球形储罐是一种常见的、基础简单、设计方便、应用广泛的有压存储容器。此次液化石油气的总体设计分为设计选材和结构设计。球罐壳体材料选用16MnR，它具有良好的焊接性能,能较好的保证球罐的焊接质量；球罐的结构设计包含了球壳的设计、支柱与拉杆的设计以及球罐附件的设计。
计算部分是本次液化石油气设计中的重点，也是难点，它分为球罐结构排板计算和强度计算。球罐采用桔瓣式结构，排板计算出各板块的尺寸是对球罐结构的具体确定；强度计算中需要对球罐进行校核，校核包括支柱稳定性校核、支柱与球壳连接校核；设计中各部分校核都必须合格，从而保障设计的科学合理性。
完成了球罐各部分的计算之后，参照相关的标准对球罐附件进行选用和设置。待球罐各组成部分都确定了，最后，制定球罐的焊接及制造工艺，对各部件进行焊接组装。
本次设计的液化石油气，由于石油气是一种易燃易爆的液体，其储存容器必须是无渗漏。因而，在设计中还必须严格对球罐进行压力试验和气密性试验。试验都必须合格，这样，设计的球罐猜符合要求，才能保证球罐的使用安全。
关键词：球壳；支柱；拉杆；强度计算；水压试验
目录
摘要
1 球罐的性质 1
1.1 球罐的特点 1
1.2 球罐的分类 1
2 球罐的选择 2
2.1 桔瓣式球罐 2
2.2 混合式球罐 2
2.3 总结 3
3球罐选材 3
3.1 球壳的选材的基本原则 4
3.1.1 钢材的力学性能 5
3.1.2 经济性 5
3.2 选材 5
3.2.1 钢材 5
3.2.2 焊接材料 6
3.3 壳体用钢 6
3.4 锻件用钢 7
4 球罐的结构设计 7
4.1 性质 7
4.1.1 球罐的分类 7
4.1.2 球罐的构造 8
4.2 球壳的设计 9
4.2.1 各种球罐的特点 10
4.2.2 桔瓣式球罐的瓣片设计和计算 10
4.2.3 坡口设计 17
4.3 支柱设计 18
4.3.1 球罐的支座的结构和特点 18
4.3.2 拉杆的设计 19
4.4 人孔的接管 20
4.5 球罐的附件 20
4.5.1 梯子平台 20
4.5.2 水喷淋装置 22
5 球罐的强度计算 25
5.1 设计条件 25
5.2坡口设计 26
5.2.1 计算压力 26
5.2.2 球壳各带的厚度计算 28
5.3 球罐质量计算 28
5.3.1 计算系数 28
5.3.2 计算过程 29
5.4 地震载荷的计算 29
5.4.1 自震周期 29
5.4.2 地震力 30
5.5 风载荷计算 31
5.6 弯矩计算 32
5.7 支柱计算 32
5.7.1 单个支柱的垂直载荷 32
5.7.2 组合载荷 33
5.7.3 单个支柱弯矩 34
5.8 地脚螺栓计算 38
5.8.1 拉杆作用在支柱上的水平力 38
5.8.2 支柱底板与基础的摩擦力 38
5.8.3 地脚螺栓 38
5.9 支柱底板 39
5.9.1 支柱底板直径 39
5.9.2 底板厚度 40
5.10 拉杆计算 40
5.10.1 拉杆螺纹直径的计算 40
5.10.2 拉杆连接部位的计算 40
6 球罐制造及组装 45
6.1 球罐制造 45
6.1.1 球壳板用钢板的验收 45
6.1.2 对板壳的下料与成型 45
6.2 球罐组装 46
7 焊接 47
8 焊后热处理 47
9 球罐完工检查 47
9.1 压力试验 48
9.2 气密性试验 48
参考文献 49
中英译文 50
致谢辞 55
参考文献
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