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成绩评定表课程设计任务书目录1 概论 (1)1.1 球罐的分类 (1)1.2 球罐的特点 (1)1.3 球罐的应用 (1)2 球罐的结构设计 (2)2.1 材料的选用 (2)2.2 球壳橘瓣式结构尺寸计算 (2)2.2.1 设计计算参数 (2)2.2.2 橘瓣式结构排版的计算 (3)2.3 支座 (8)2.3.1 支座设计 (8)2.3.2 底板 (9)2.3.3 拉杆 (9)2.4人孔和接管 (9)2.4.1 人孔结构 (9)2.4.2 接管结构 (10)2.4.3 接管法兰 (10)2.4.4 接管和补强结构 (10)2.4.5 保冷措施 (10)3 球罐强度计算 (12)3.1 设计条件 (12)3.2 球壳壁厚的计算 (12)3.3 球壳应力 (13)3.4 球壳的稳定性验算 (13)3.5 支柱、拉杆计算 (15)3.5.1 静载荷 (15)3.5.2 动载荷 (16)3.5.3 附加压缩载荷 (19)3.5.4 拉杆直径的计算 (19)3.6 连接部位的强度计算 (20)3.6.1 销钉直径的计算 (20)3.6.2 耳板、翼板厚度计算 (20)3.6.3 地脚螺栓直径的计算 (21)3.6.4 支柱底板的计算 (21)4 焊接结构设计 (23)4.1 焊缝布置 (23)4.2 焊接顺序 (23)4.3 焊接方法的选择 (23)4.4 坡口加工 (23)参考文献 (24)1、概论1.1 球罐的分类球罐的结构是多种多样的，根据不同的使用条件(介质、容量、压力湿度)有不同的结构形式。
通常按照外观形状、壳体构造和支承方式的不同来分类。
(1)按形状分为圆球形和椭球形(2)按壳体层数分为单层壳体和双层壳体(3)按球壳的组合方式分为纯橘瓣式、纯足球瓣式和足球橘瓣混合式(4)按支承结构分为柱式支承和裙式支承，半埋入式支承、高架支承等(5)按储存温度分为常温球罐、低温球罐、深冷球罐1.2 球罐的特点与圆筒形容器相比其主要优点是：(1)受力均匀(2)在同样壁厚条件下，球罐的承载能力最高，在相同内压条件下，球形容器所需要壁厚仅为同直径、同材料的圆筒形容器壁厚的l/2(不考虑腐蚀裕度)(3)在相同容积条件下，球形容器的表面积最小，由于壁厚、表面积小等原因，一般要比圆筒形容器节约30%～40%的钢材(4)球罐的表面积最小，即在相同的容量下球罐所需的钢材面积最小(5)球罐的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，球罐的板厚只需筒形容器板厚的一半(6)球罐占地面积小，且可向空间高度发展，有利于地表面积的利用其主要缺点是制造施工比较复杂。
球罐检测辅助工程施工方案一、工程概述本项目为球罐检验辅助工程，主要包括600m³氧气球罐和200m³氮气球罐的检验辅助工作。
根据唐山特种设备检验研究院的要求，对球罐人孔、阀门、盲板进行拆装，球罐内外部搭拆满堂红脚手架，球罐内外焊道处打磨抛光，球罐外部除锈刷漆防腐、爬梯刷漆防腐（两底两面一中间），氧气球罐内部脱脂无机富锌防腐。
二、施工准备1. 人员组织：组织具备相关资质和经验的施工队伍，包括焊工、电工、架子工等，并对施工人员进行安全教育和技术培训。
2. 施工材料：根据施工需求，准备相应的材料，包括脚手架、防尘布、打磨机、除锈剂、漆料等。
3. 施工设备：配置足够的施工设备，包括电钻、扳手、螺丝刀等通用工具，以及全站仪、测厚仪等专业设备。
4. 安全防护：为施工人员配备符合国家标准的安全防护用品，如安全帽、防护手套、防护眼镜等。
5. 质量检测：根据工程要求，对施工过程中涉及的材料、设备进行质量检测，确保符合国家标准。
三、施工流程1. 球罐人孔、阀门、盲板拆装：按照检验研究院的要求，对球罐人孔、阀门、盲板进行拆装，确保操作规范、安全。
2. 搭拆满堂红脚手架：在球罐内外部搭建满堂红脚手架，确保脚手架结构稳定、安全可靠。
3. 球罐内外焊道处打磨抛光：对球罐内外的焊道进行打磨抛光，去除焊缝痕迹，确保表面光滑。
4. 球罐外部除锈刷漆防腐：对球罐外部进行除锈处理，然后刷涂防腐漆，防止球罐锈蚀。
5. 爬梯刷漆防腐：对球罐的爬梯进行刷漆防腐，确保爬梯使用寿命。
6. 氧气球罐内部脱脂无机富锌防腐：对氧气球罐内部进行脱脂处理，然后涂覆无机富锌防腐涂料，防止内部腐蚀。
四、施工质量控制1. 严格按照检验研究院的要求和标准进行施工，确保施工质量。
2. 施工过程中，加强对施工人员的技术指导和监督，确保操作规范、安全。
3. 施工过程中，对关键环节和重要部位进行质量检测，如焊道打磨抛光、除锈刷漆等，确保质量符合要求。
山西宇晋钢铁有限公司200 m3氮气球形储罐工程球罐基本结构及参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表泸天化集团有限公司268 m 3二甲醚球形储罐工程球罐基本结构及参数 球罐对接焊缝分布及长度见下表：山西宇晋钢铁有限责任公司10000m3/h制氧配套工程400 m3氮气球形储罐工程基本技术参数：3.球罐对接焊缝分布及长度见下表:四川火炬化工厂650m3氮气球罐安装工程基本技术参数·容器类别：Ⅲ类·公称容积：641m3·容器内径：10700 mm·容器壁厚：24 mm·容器材质：16MnR·操作介质：氮气·设计温度：59℃·工作压力：0.85 Mpa·焊缝系数：1·腐蚀余度：3 mm2.2球罐焊缝分布位置及工程量长庆油田分公司第一助剂厂1000 m3液化石油气球罐球罐基本结构及参数基本参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表华北油田久久工贸有限公司1000 m3丙烯球罐工程3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2）：中国石油兰州石化公司1500m3 液氨球罐安装工程球罐基本结构及参数球罐对接焊缝分布及长度见下表：郑州市燃气有限公司液化石油气储罐搬迁工程2000m3 LPG球罐安装工程球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：2000m3容器内径：15700mm容器壁厚：48mm容器材质：16MnR操作介质：LPG设计压力：1.75Mpa结构形式：三带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：泸天化40万吨/年甲醇工程、二甲醚3000 m3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2） (单台数量)中国石油兰州石化分公司4000m3 液态烃球罐安装工程3球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：4000m3容器内径：19700 mm容器壁厚：46 mm、48mm容器材质：601U2操作介质：液态烃设计压力：1.77Mpa设计温度：-19～50℃结构形式：四带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：10000m3球罐工程5、基本技术参数：容器类别：II类公称容积：10000m3容器内径：26740mm容器壁厚：34.4mm容器材质：A537CL1.mod操作介质：天然气，甲烷含量95.95%。
DESIGN CALCULATION SHEETFOR NITROGEN BUFFER TANK氮气缓冲罐设计计算书Design Code: ASME Code Section ⅧDivision 12013 Edition设计规范：ASME 2013版第Ⅷ卷第1册Prepared:______________ Date:_____________设计日期Reviewed :______________ Date:_____________审核日期Approved:_______________ Date:_____________批准日期Accepted:_______________ Date:_____________认可日期CNOOC EnerTech Equipment Technology Co.Ltd中海油能源发展装备技术有限公司CONTENT 目录Cover 封面 (1)Content 目录 (2)1. Design parameters and the condition (4)设计参数和条件2. Main material and allowable stresses (5)主要的材料选择及其许用应力3. Strength Calculations (5)强度计算3.1 Calculation of shell wall thickness (5)筒体壁厚计算3.2 Calculation of heads wall thickness (6)封头厚度计算3.3 Calculation of nozzles (7)接管计算3.4 Calculation of opening reinforcement (12)开孔补强计算3.5 Calculation for fillet welding size of nozzle (15)接管角焊缝尺寸计算3.6 Strength of reinforcement attachment welds (16)补强件连接焊缝的强度3.7 Calculation for the strength of fillet welding between flange and nozzle.. 18法兰和接管处角焊缝的强度计算3.8 Calculation for fillet welding size of lug (19)吊耳角焊缝尺寸计算3.9 Calculation for fillet welding strength of the attachment of Manhole (21)人孔附件角焊缝强度计算4. Selection of Standard Parts (22)标准零部件的选择5. Hydrostatic Testing Pressure (22)液压试验压力6. Judgment for IMPact Testing Exemptions (25)判断是否需要冲击试验7. Judgment for Post Cold Forming Heat Treatment Requirement (27)判断冷成形后是否需要进行热处理8. Judgment for Postweld Heat Treatment (28)判断是否需要焊后热处理9. NDE requirement (29)无损检测要求10. Over pressure protective device (29)超压保护装置Appendix附录A. Calculation of Leg Supports (30)支腿计算B.Vessel loading requirements ASME Section ⅧDivision 1 2013 Edition(UG-22&UG-54) (33)容器载荷要求ASME 2013版第Ⅷ卷第1册(UG-22&UG-54)1. Design parameters and the condition设计参数和条件注：公称容积计算Note ：Normal volume Calculations1).筒体容积V1计算 Shell volume Calculations 筒体内径Di =1000mm 筒体长度H=1500mm 筒体容积V1=(Di/2)2 ×π× H=（1/2）2×3.1416×1.5=1.17 m 3 2).封头容积V2计算 Head volume Calculations 按GB/T25198-2010压力容器封头 附录A 计算Standard basis GB/T25198-2010 Heads for pressure vessel Appendix A 封头内径Di=1000mm 封头直边高度h=25mm V2 =(π/24)D i 3+(π/4)D i 2h=（π/24)×13＋(π/4)12×0.025=0.15m 3 3).公称容积V 计算 Normal volume CalculationsV=V1+2×V2=1.17＋2×0.15=1.47m 3注：摘自第Ⅱ卷 D 篇 2013版 表1A 。
.1 200m3液氨球罐.1.1概述200m3球罐均由我国自行设计，按我国标准《钢制焊接球形贮罐技术条件》（JB1127-80 ）建造。
现以液氨球罐为例。
介绍200m3球罐的施工特点。
液氨球罐的主要技术参数见下表。
液氨球雄主要技术参数.1.2球罐组装.1.2.1 球壳板检验液氨球罐的球壳板按JB1127-80 标准制造，施工时按JBll27-80标准检验，曲率超标较严重，经制造厂修整后，基本上达到标准要求。
.1.2.2 球壳板材质球壳板钢材成分复验结果见下表。
球壳板化学成分.1.2.3 球壳板坡口加工温带板及赤道板的纵向焊缝坡口加工，是把球壳板扣在地面上（凸面朝上）用磁性走轮半自动切割机加工的。
环焊缝坡口则是在各带组装焊接成整带后，先将焊缝边缘切平，再用切割机切割坡口。
正面坡口严格要求按设计尺寸加工；反面坡口因焊前还要用碳弧气刨加工一次，所以可允许有少量误差，这样可以加快坡口的加工进度。
.1.2.4 组装程序液氨球罐组装采用带装法，其组装程序如下。
1)下半球2) 赤道带3)上半球组装程序如下半球相同．4) 整体组对.1.2.5 组装用工卡具球壳板组对时使用了日字形卡具（见下图）。
1 一卡具底板；2 一锥形楔；4件，调整间隙用；3 一锥形楔，调整错边量用，2 件；4一带孔方铁（焊在球壳上）；5一球壳板用这种卡具调整间隙量和消除错边量都较方便。
但如果局部错边量较大，则可采用在较低的球壳板上焊一段角钢，再用角钢楔子打入的办法压平错边（见下图）。
纵向焊缝用卡具固定后，焊接前不必再进行点固焊，而环形焊缝因刚度大且焊缝长，受力情况也较复杂，在预热及焊接过程中易产生变形，因此，全部环焊缝用上述卡具组装好后，还应在坡口内面进行点固焊，点固焊道长度应大于50mm ，并适当焊厚些，焊缝间距离约200mm 。
温带和赤道带组对用胎具分别见图下图2。
1 一弧形槽钢（12 根）；2 一角钢柱（12根）;3 一垫板（24 块）；4一定位板（48块）;5 一钢平台，6 一卡具（36 组）温带组对用胎具l 一固定钩（12件）；2 一支撑环；3 一角钢辐条（24件）;4 一中心柱；5一立柱（12 件）；6 一卡具（36件）;7 一圆周定位板（48件）8—支高用工字钢（24件）；9一钢平台赤道带组对胎具.1.3球罐焊接.1.3.1 焊条选用电焊条全部使用上海东风电焊条厂生产的结507 碱性低氢型焊条。
山西宇晋钢铁有限公司200 m3氮气球形储罐工程球罐基本结构及参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表泸天化集团有限公司268 m 3二甲醚球形储罐工程球罐基本结构及参数 球罐对接焊缝分布及长度见下表：山西宇晋钢铁有限责任公司10000m3/h制氧配套工程400 m3氮气球形储罐工程基本技术参数：3.球罐对接焊缝分布及长度见下表:四川火炬化工厂650m3氮气球罐安装工程基本技术参数·容器类别：Ⅲ类·公称容积：641m3·容器内径：10700 mm·容器壁厚：24 mm·容器材质：16MnR·操作介质：氮气·设计温度：59℃·工作压力：0.85 Mpa·焊缝系数：1·腐蚀余度：3 mm2.2球罐焊缝分布位置及工程量长庆油田分公司第一助剂厂1000 m3液化石油气球罐球罐基本结构及参数基本参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表华北油田久久工贸有限公司1000 m3丙烯球罐工程3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2）：中国石油兰州石化公司1500m3 液氨球罐安装工程球罐基本结构及参数球罐对接焊缝分布及长度见下表：郑州市燃气有限公司液化石油气储罐搬迁工程2000m3 LPG球罐安装工程球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：2000m3容器内径：15700mm容器壁厚：48mm容器材质：16MnR操作介质：LPG设计压力：1.75Mpa结构形式：三带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：泸天化40万吨/年甲醇工程、二甲醚3000 m3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2） (单台数量)中国石油兰州石化分公司4000m3 液态烃球罐安装工程3球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：4000m3容器内径：19700 mm容器壁厚：46 mm、48mm容器材质：601U2操作介质：液态烃设计压力：1.77Mpa设计温度：-19～50℃结构形式：四带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：10000m3球罐工程5、基本技术参数：容器类别：II类公称容积：10000m3容器内径：26740mm容器壁厚：34.4mm容器材质：A537CL1.mod操作介质：天然气，甲烷含量95.95%。
河北联合大学轻工学院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计（论文）题目：2000m³球罐设计学生姓名：董文达学号：200915190232专业班级：09机械7班学部：工程教育部指导教师：张光浩2013年05月27日摘要球罐作为大容量、有压贮存容器，在各工业部门中作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氮、液氢、液氨、及其他中间介质的贮存；也作为压缩空气、压缩气体的贮存。
在原子能工业中球罐还作为安全壳使用。
本课题是2000m³低温球罐设计，通过查阅相关书籍，对该球罐的结构、强度进行详细的计算，从附件、可能引起的突发因素等多角度考虑，以GB12337-2011《钢制球形储罐》，GB150-2011《钢制压力容器》，GB50094-2011《球形储罐施工及验收规范》作为设计、制造、检验和验收的规范标准对该球罐进行了设计，最终完成了本课题设计。
关键词：设计、计算、球罐AbstractSpherical tank used as a large capacity, pressure container, in the industrial sector as liquefied petroleum gas, liquefied natural gas, liquid oxygen, liquid nitrogen, liquid hydrogen, liquid ammonia, and other medium storage; also as compressed air, compressed gas storage. In the atomic energy industry in spherical tank also as safety shell. This topic is the 2000m low temperature spherical tank design, through consulting relevant books, on the spherical tank structure, intensity of the detailed calculation, from attachment, may cause unexpected factors and other point of view, to GB12337-2011" steel spherical tanks", GB150-2011" steel pressure vessel", GB50094-2011" code for construction and acceptance of spherical storage tank" as the design, manufacture, inspection and acceptance standard of the spherical tank is designed, the final completion of the project design. Through this design, I understandKey words: design, calculation, spherical tank目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (6)1.1 球形容器的特点 (6)1.2 球形容器分类 (6)1.3 国内外球罐建造进展 (6)1.3.1球罐建造的历史概论 (7)1.3.2 国内球罐建造概论 (8)第二章材料的选用 (10)2.1球罐的选材准则 (10)2.1.1钢材的力学性能 (10)2.1.2 经济性 (11)2.2 选材 (11)2.2.1 钢板 (12)2.2.2焊接材料 (12)2.3 锻件用钢 (12)2.4 壳体用钢板 (13)2.4.1 力学性能及工艺性能 (13)2.4.2 许用应力 (13)第三章结构设计 (14)3.1 概况 (14)3.2 球壳的设计 (15)3.3混合式球罐球壳的瓣片设计和计算 (15)3.4 坡口设计 (18)3.5 支座设计 (18)3.6 人孔和接管 (20)3.6.1 人孔结构 (20)3.6.2 接管结构 (21)3.7 球罐的附件设计 (21)3.8.1 梯子平台 (21)3.8.2 水喷淋装置 (21)3.8.3 隔热设施 (22)3.8.4 液面计 (23)3.8.5 压力表 (23)3.8.6 安全阀 (23)第四章强度计算 (25)4.1 设计条件 (25)4.2 球壳计算 (25)4.2.1 球壳厚度如图1 (25)4.2.2 球壳薄膜应力校核根据式 (26)4.3 支柱载荷计算 (28)4.3.1 静载荷 (28)4.3.2 动载荷 (29)4.3.3.支柱稳定性校核 (31)4.4 连接部位强度计算 (32)4.4.1 销钉直径计算 (32)4.4.2 耳板和翼板厚度计算 (32)4.4.3 焊缝剪应力校核 (32)第五章工厂制造及现场组装 (35)5.1工厂制造 (35)5.1.1．原材料检验 (35)5.1.2．瓣片加工 (35)5.2现场组装 (36)5.3 组装准备 (36)5.3.1 基础检查验收 (37)5.3.2 球瓣几何尺寸检验和理化检验 (37)5.4 组装精度的控制 (37)5.4.1 支柱偏差的控制 (37)5.4.2 椭圆度，焊缝错边量和角变形 (37)第六章焊接与检查 (38)6.1 钢材的可焊性 (38)6.2 焊接工艺的确定 (38)6.2.1 焊接方法的选择 (38)6.2.2 焊条，焊丝，焊剂的选择 (38)6.2.3 预热的选择 (38)6.3 焊后热处理 (39)6.3.1 焊后热处理的确定 (39)6.3.2 焊后热处理 (39)第7章检查 (40)7.1 支柱尺寸精度检查 (40)7.2 竣工检查 (40)7.3 气密性试验 (41)7.4 开罐检查 (41)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第一章绪论近几十年来球形容器在国外发展很快，我国的球形容器的引进和建设在七十年代才得到了飞速发展。
1、设计依据1.1设计规范1、建筑结构荷载规范 GB 50009-20122、混凝土结构设计规范 GB 50010-20103、建筑地基基础设计规范 GB 50007-20114、构筑物抗震设计规范 GB 50191-20125、钢制球形储罐 GB 12337-19996、石油化工球罐基础设计规范 SH/T 3062-20071.2数据输入以下数据来自附图1和设备专业的球罐计算书, 基础简图见附图2.球罐直径 D (m) =15支柱所在直径 D1 (m) =15罐中心高度 h (m) =10.8支腿数目 n =10保温外径 D0 (m) =7.85球壳重 m1 (kN) =3285储液重 m2 (kN)=12429水重 M (kN) =20360保温重 m3 (kN) =0支柱拉杆重 m4 (kN) =0附件重 m5 (kN) =0L(m)= 3.3l (m) =7.5自振周期T1=0.8821β=30基本风压 w0 (kPa)=1场地粗糙度类别B 设防烈度9场地类别Ⅱ设计分组第二组1.3 地基基础数据输入地基承载力(修正后）（kPa）=200基础高度 he (m) = 1.2基础埋深 hd (m) =2基础几何尺寸：9.38.77.05 6.67.880.8381SH/T 3062 5.4.2条 1.18时，应0.80未通过134.87471.50r2 (m) =r1 (m) =r4 (m) =r3 (m) =基底面积基底抵抗矩W (m 3) =π*（r14-r44)/（4*r1)=A (m 2) =π*（r12-r42)=r z (m) =(r2+r3)/2=r1/rz=r 4/rz<r 4/rz=r4r3h dh er2r1rz2、荷载计算2.1 风荷载 Fwk根据石油化工球罐基础设计规范 SH/T 3062-2007 4.2.5条Fwk=0.25*π*D0*D0*βz*μs*μz*μc*w0=34kN 其中:βz 风振系数 SH/T 3062-2007 4.2.2条=1.5702μs 风荷载体形系数 SH/T 3062-2007 4.2.2条=0.4μz 风压高度变化系数 GB 50009-2012 8.2.1条=1.023μc 附件增大系数 SH/T 3062-2007 4.2.4条=1.12.2 地震荷载 Fek根据构筑物抗震设计规范GB 50191-2012 20.2.4条Fek=а*Mep*g=2042kN 其中：а 相应于球罐自振周期的水平地震影响系数，由构筑物` 抗震设计规范GB50191-2012 ，5.1节确定=0.170ζ 阻尼比=0.035Mep*g 重力荷载代表值，由构筑物抗震设计规范GB50191-2012 ，20.2.3条节确定=119852.3 球罐自重标准值G0k 球罐自重（m1+m3+m4+m5)=32852.4 球罐储液标准值Q1k 储液自重（非直接给出时注意换算）=124292.5 球罐储液标准值Q2k （非直接给出时注意换算）=203603.1S G0k = G 0k /n S Q1k =Q 1k /n S Q2k =Q 2k /n3.23.3 基础短柱顶面荷载组合(独立基础计算数据）注：两方向剪力可不同时考虑。
各类球罐参数山西宇晋钢铁有限公司200 m 3氮气球形储罐工程球罐基本结构及参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表公称容积 200m 3设计压力 1.65Mpa 容器类别 Ⅲ 设计温度 -19～50℃容器内径 7100mm 结构形式 四带桔瓣式容器壁厚 22mm 焊缝系数 1 容器材质16MnR工作介质氮 气部位名称 罐板 数量 焊缝形式及条数 焊缝长度 (mm/条) 焊缝总长 （mm ） 上极带 3 极中板拼缝2条 5419.2 10838.4 上极环缝1条 11152.8 11152.8 上温带 12 纵缝12条 3407.8 40893.6 大环缝 环缝1条 22220.4 22220.4 赤道带 12 纵缝12条 4027.3 4027.3 下极带 3 极中板拼缝2条 5419.2 10838.4 下极环缝1条 11152.811152.8 合计3031条146777.6泸天化集团有限公司268 m 3二甲醚球形储罐工程球罐基本结构及参数球罐对接焊缝分布及长度见下表：公称容积 268m 3设计压力 1.4Mpa 容器类别 Ⅲ 设计温度 40℃容器内径 8000mm 结构形式 四带桔瓣式容器壁厚 22mm 焊缝系数 1容器材质16MnR工作介质二甲醚部位名称 罐板 数量 焊缝形式及条数 焊缝长度 (mm/条) 焊缝总长 （mm ） 上极带3极中板拼缝2条 3808.5 7617 上极环缝1条12566.412566.4山西宇晋钢铁有限责任公司10000m 3/h 制氧配套工程400 m 3氮气球形储罐工程基本技术参数：上温带 12 纵缝12条 3839.7 46076.4 大环缝 环缝1条 25036.8 25036.8 赤道带 12 纵缝12条 4537.9 54454.8 下极带 3 极中板拼缝2条 3808.5 7617 下极环缝1条 12566.412566.4 合计3031条165934.8公称容积 400m 3设计压力 2.75Mpa 容器类别Ⅲ设计温度50℃3.球罐对接焊缝分布及长度见下表:容器内径 9200mm 结构形式 三带混合式 容器壁厚 44mm 焊缝系数 1.0 容器材质16MnR工作介质氮 气部位名称 罐板 数量焊缝形式及条数 焊缝长度 (mm/条)焊缝总长 （mm ）上极带7极边板拼缝4条1033.4 4133.6 极边板/侧板拼缝4条 4665.4 18661.6 极中板拼缝2条5419.210838.4上环缝 环缝1条 24032 24032 赤道带16纵缝16条5419.286707.2四川火炬化工厂650m 3氮气球罐安装工程基本技术参数 ·容器类别：Ⅲ类·公称容积：641m 3 ·容器内径：10700 mm下极带7极边板拼缝4条1033.4 4133.6 极边板/侧板拼缝4条 4665.4 18661.6 极中板拼缝2条5419.210838.4下环缝环缝1条 24032 24032 合 计 3038条202038.4·容器壁厚：24 mm·容器材质：16MnR·操作介质：氮气·设计温度：59℃·工作压力：0.85 Mpa·焊缝系数：1·腐蚀余度：3 mm2.2球罐焊缝分布位置及工程量焊缝分布形式板数量(块）缝数长度mm极板拼缝 6 4 2843.8×4=11375.2 上温带纵缝16 16 4295.3×16=68724.8 赤道带纵缝16 16 4668.8×16=74700.8 下温带纵缝16 16 4295.3×16=68724.8环缝—— 4 (1904.1×16+684×16)×2=82819.2合计54 56 306,344.8长庆油田分公司第一助剂厂 1000 m 3液化石油气球罐球罐基本结构及参数 基本参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表公称容积 1000m 3设计压力 1.80Mpa 容器类别 Ⅲ 设计温度-19～50℃容器内径 6150mm 结构形式： 三带混合式 容器壁厚 40mm 焊缝系数： 1 容器材质16MnR操作介质液化石油气部位名称罐板 数量 焊缝形式及条数 焊缝长度 (mm/条) 焊缝总长 （mm ） 上极带 7 极边板拼缝4条1381.6 5526.4 极边板/侧板拼缝4条 6237.4 24949.6 极中板拼缝2条 7135.5 14271.0 上环缝 环缝1条 32129.6 32129.6 赤道带16纵缝16条7245.3115924.8华北油田久久工贸有限公司1000 m 3丙烯球罐工程3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2）：下极带 7 极边板拼缝4条1381.6 5526.4 极边板/侧板拼缝4条 6237.4 24949.6 极中板拼缝2条 7135.5 14271.0 下环缝 环缝1条 32129.632129.6 合计 3038条269,678.2公称容积 1000m 3 工作介质 液化丙容器类别 Ⅲ 容器材质 15MnNbR 容器内径 12300mm 结构形式 三带混合容器壁厚 43 mm 焊缝系数 1中国石油兰州石化公司1500m 3 液氨球罐安装工程球罐基本结构及参数容器类别Ⅲ 公称容积 1500m3部位罐板焊缝形式及焊缝长度焊缝总上极带 7 极边板拼缝41381.6 5530 极边板/侧板6237.4 24949.6极中板拼缝27135.5 14271.0 上环 环缝1条 32129.6 32129.6 赤道16 纵缝16条 7254.3 115924.下极带 7 极边板拼缝41381.6 5530 极边板/侧板6237.4 24949.6极中板拼缝27135.5 14271.0 下环 环缝1条 32129.6 32129.6 合计 30 38条 269685.4容器内径14200 mm 容器壁厚40mm 容器材质15MnNbR 操作介质液氨设计压力 1.6 Mpa 设计温度43℃结构形式十柱三带混合式焊缝系数 1.0 球罐对接焊缝分布及长度见下表：部位名称（编号）罐板数量焊缝形式及条数焊缝长度(mm/条) 焊缝总长（mm）上极带F 7极侧板拼缝4条1,541.00 6,164.00极边板/侧板拼缝4条7,081.80 28,327.20 极中板拼缝2条8,058.80 16,117.6上环缝AF 环缝1条32,900.4 32,900.4赤道带A 20 纵缝20条8,674.30 173,486.00下极带G 7极侧板拼缝4条1,541.00 6,164.00极边板/侧板拼缝4条7,081.80 28,327.20 极中板拼缝2条8,058.80 16,117.6下环缝AG 环缝1条32,900.4 32,900.4合计34 42条340,504.40郑州市燃气有限公司液化石油气储罐搬迁工程2000m3 LPG球罐安装工程球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：2000m3容器内径：15700mm容器壁厚：48mm容器材质：16MnR操作介质：LPG设计压力：1.75Mpa结构形式：三带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：部位名称罐板数量焊缝形式及条数焊缝长度(mm/条)焊缝总长（mm）上极带7 极侧板拼缝4条1645.1 6,580.4 极边板/侧板拼缝4条7695.8 30,783.2 极中板拼缝2条8712.1 17,424.2上环缝环缝1条39776 39776 赤道带20 纵缝20条9933.1 198,662下极带7 极侧板拼缝4条1645.1 6,580.4 极边板/侧板拼缝4条7695.8 30,783.2 极中板拼缝2条8712.1 17,424.2下环缝环缝1条39776 39776合计 34 42条387,790泸天化40万吨/年甲醇工程、二甲醚3000 m3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）公称容积3000m3设计压力 1.77Mpa 容器类别Ⅲ设计温度50℃3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2）(单台数量)部位名称罐板数量罐板厚度环缝形式及条数焊缝长度（mm/条）焊缝总长（mm）上极带7 40极侧板拼缝4条1449 5796极边板/侧板拼缝4条7671 30684 极中板拼缝2条8392.416784.8上环缝环缝1条39986 39986温带24 40 纵缝24条6283.2 150796.8大环大环1条56332.8 56332.8容器直径18000mm 结构形式四带混合式/12支柱容器壁厚40mm 焊缝系数 1 容器材质16MnR 工作介质二甲醚赤道带24 40 纵缝24条7854 188496下极带7 40极侧板拼缝4条1449 5796极边板/侧板拼缝4条7671 30684 极中板拼缝2条8392.416784.8下环缝环缝1条39986 39986合计62 582127.2中国石油兰州石化分公司4000m3 液态烃球罐安装工程3球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：4000m3容器内径：19700 mm容器壁厚：46 mm、48mm容器材质：601U2操作介质：液态烃设计压力：1.77Mpa设计温度：-19～50℃结构形式：四带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：部位名称（编号）罐板数量焊缝形式及条数焊缝长度(mm/条) 焊缝总长（mm）上极带F 7极边板拼缝4条1,461.03 5,844.12极边板/侧板拼缝4条8,008.63 32,034.52 极中板拼缝2条8,683.41 17,366.82上环缝BF 环缝1条41,811.84 41,811.84上温带B 21 纵缝21条6,876.6 144,408.6大环AB 环缝1条61,359.90 61,359.9赤道带A 21 纵缝21条9,455.32 198,561.72下极带G 7极边板拼缝4条1,461.03 5,844.12极边板/侧板拼缝4条8,008.63 32,034.52 极中板拼缝2条8,683.41 17,366.82下环缝AG 环缝1条41,811.84 41,811.84合计56 64条598,444.8410000m3球罐工程5、基本技术参数：容器类别：II类公称容积：10000m3容器内径：26740mm容器壁厚：34.4mm容器材质：A537CL1.mod操作介质：天然气，甲烷含量95.95%。
工程移交单
工程名称泰州振昌65万吨金属铁深加工生产线工程
建设单位名称泰州振昌工业废渣综合利用有
限责任公司
施工单位名称上海宝冶集团有限公司
工程验收
时间
2013-06-28 工程移交时间2013-06-28
移
交
内
容
及
范
围
1、氧、氮气球罐基础
工程交付验收意见
经检查，氧、氮气球罐的混凝土强度满足设计要求（见附件，共2页），标高、轴线符合图纸要求，可给予球罐进行下一道工序施工。
建设单位签章代表：监理单位签章
代表：
施工单位签章
代表：
竣工验收单
建设单位泰州振昌工业废渣综合利
用有限责任公司
施工单位上海宝冶集团有限公司
项目名称
泰州振昌65万吨金属铁深加工生产线工程施工范围氧气、氮气球罐基础
施工要求混凝土强度满足设计要求，标高、轴线符合图纸要求
施工内容
1、氧气、氮气球罐基础。
2、格力一期成品库一照明设备、动力设备。
3、格力一期钣金总装车间照明设备、动力设备。
4、格力一期物资库一照明设备、动力设备。
5、格力一期室外电缆井其他设施。
建设单位意见
业主单位意见
监理单位意见
施工单位意见。
200立方液氮罐设计参数
设计参数包括液氮罐容量、材质和厚度、绝热性能和保温时间、压力和透气性、内部结构和配件等。
1. 容量：液氮罐的容量通常以升或立方米为单位，根据需求确定罐的大小。
如果需要存储200立方的液氮，可以选择一个容量略大于或等于200立方的罐。
2. 材质和厚度：液氮罐通常采用高强度不锈钢制造，具有较好的耐腐蚀性能和强度。
罐体的厚度也需要根据液氮的压力和使用条件来确定，以保证罐体的安全性能。
3. 绝热性能和保温时间：液氮罐的绝热层设计是保证液氮罐内氮气持久保温的关键。
一般采用多层矽酸铝纤维、珍珠岩或泡沫塑料等为绝热材料进行填充，以减少热量传递。
设计时需考虑罐体的绝热性能和保温时间，确保液氮的长时间储存。
4. 压力和透气性：液氮罐内部需要承受一定的压力，故设计时需要考虑罐体材料的强度和压力承受能力。
另外，罐体也需要适度的透气性能，以释放罐内产生的气体。
5. 内部结构和配件：液氮罐通常还需要配备内部分隔板或支架，以便存储物品时能够有效区分不同的样品或容器。
同时，应有合适的液位计、压力计、安全阀等附件，以监测和保障液氮罐内的工作条件。
总之，液氮罐设计需要综合考虑容量、材质、绝热性能、压力
和透气性、内部结构和配件等因素，以确保液氮存储的安全和有效性。
具体参数可以根据实际需求和设计标准进行确定。
xx 工程200m 3氮气球罐设计计算书D1 设计条件设计压力： p= 1.68 M Pa 设计温度： t= －19~80 ℃水压试验压力： P T = 1.25p = 1.25x1.68 M Pa =2.1 MPa 球壳内直径：D i = 7100 mm ( 200 m 3 ) 储存物料：氮气 充装系数： K ＝ 1 地震设防烈度：7 度10ｍ高度处的基本风压值： ｑ０＝ 350 Ｎ/ｍ２支柱数目： ｎ＝6支柱选用 φ 219 ｘ8 无缝钢管 拉杆选用 φ 32 圆钢球罐建造场地：III 类场地土D2 球壳计算D2.1 计算压力 设计压力: p= 1.68 Mpa球壳各带的物料液柱高度: (储存介质为气体,不计算物料液柱高度) 物料密度: ρ0 =1.251kg/m 3 (标准状态下) 重力加速度:=9.81m/s 2球壳各带的计算压力:(储存介质为气体, 各带的计算压力相等)D2.2 球壳各带的厚度计算: (储存介质为气体, 各带的计算厚度相等) 球壳内直径: D i = 7100 mm设计温度下球壳材料16MnR 的许用应力:[]σt=163 Mpa焊缝系数: ϕ = 1厚度附加量: c =c 1 +c 2 = 0 + 1 = 1 mm[]mm c p D p ctid 34.19134.18168.111634710068.1411=+=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ取球壳名义厚度δ n = 22 mm. 有效厚度δe = δn -C = 22 - 1 = 21mm 。
设计温度下球壳的最大允许工作压力 p w =4δe[σ]t Ф/(Di+δe)=4*21*163*1/(7100+21)=1.92MPa设计温度下球壳的计算应力 σt = p c (Di+δe)/4δe = 1.68*(7100+21)/(4*21)=142.4<[σ]t Ф=163(MPa)D3 球罐质量计算球壳平均直径: D c p = 7122 mm 球壳材料密度: ρ 1 = 7850 kg / m 3物料密度: ρ 0 = 1.251 kg / m 3 气体密度: ρρ2000=⨯T T P P =3/9.231.01.068.119273273251.1m kg =+⨯- 充装系数: K = 1水的密度: ρ 3 = 1000 kg / m 3 球壳外直径: D 0 = 7144 mm 基本雪压值: q = 250 N / m 2; 球面的积雪系数: C s = 0.4 球壳质量:m 1 =π D 2c p δη ρ1 ×10-9 = π×71222 ×22×7850×10 -9 =27520 kg . 物料质量: m 2 =kg K D i 5.44781019.237100610693923=⨯⨯⨯⨯=⨯--πρπ液压试验时液体的质量: m 3 =⨯⨯=⨯-393371006106πρπi D 1000×10 - 9 = 187402 kg积雪质量: m 4 =ππ4104981026gD qC s ⨯=⨯⨯-.71442× 250 ×0.4 ×10 -6 = 408.6 kg保温层质量 m 5 = 0支柱和拉杆的质量:m 6 = ~2020 kg 附件质量:m 7 = ~3000 kg (包括盘梯、人孔、接管、安全阀等) 操作状态下的球罐质量:m 0 =m 1 + m 2 + m 4 + m 5 + m 6 + m 7 = 27520 + 4478.5 + 408.6+ 0 +2020 + 3000 = 37427.1 kg液压试验状态下的球罐质量:m T =m 1 + m 3 + m 6 + m 7 = 27520 + 187402 + 2020 +3000 = 219942 kg 球罐最小质量:m min = m 1 + m 6 + m 7 = 27520 + 2020 + 3000 = 32540 kgD4 地震载荷计算 D4.1 自震周期支柱底板底面至球壳中心的距离: H 0 = 5030 mm 支柱数目: n= 6支柱材料10号钢的常温弹性模量: E s = 192×103 Mpa 支柱外直径: d 0 = 219 mm 支柱内直径: d i = 203 mm 支柱横截面的惯性矩: I=()ππ6464044d d i-=( 219 4－203 4 )= 2.955×10 7 mm 4支柱底板底面至上支耳销子中心的距离: 3530=l mm 拉杆影响系数:ξ=21375.050303530235030353012312020=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-H l H l 球罐的基本自振周期:7333330010955.210192*********.050302.33491310⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=--πξπInE H m T s=0.2967 s . D4.2 地震力综合影响系数: C Z = 0.45地震影响系数的最大值: αmax = 0.23 (查表15) 对应于自振周期T 的地震影响系数: αα==max .023球罐的水平地震力:F C e Z = α m 0 g = 0.45 × 0.23 × 37427.1× 9.81 =38001 ND5 风载荷计算风载体形系数: K 1 =0.4系数ζ1 : ζ1 = 1.0747 (按表17选取)风振系数: K 2 =1+0.35ζ1 = 1+0.35×1.0747 = 1.376 10m 高度处的基本风压值: q 0 = 350 N/m 2支柱底板底面至球壳中心的距离: H 0 = 5.03 m 风压高度变化系数: f 1 =0.8012 (按表18选取) 球罐附件增大系数: f 2 =1.1 球罐的水平风力: F w =6262102120101.18012.0350376.14.071444104--⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ππf f q K K D= 6805 ND 6 弯矩计算(F e +0.25F w )与F w 的较大值 F max :F e +0.25F w = 38001 +0.25×6805= 39702 NF w = 6805 N F max =39702N力臂: L =H 0 - l = 5030 - 3530 =1500 mm 由水平地震力和水平风力引起的最大弯矩:M max =F max L = 39702 × 1500 = 5.96×10 7 N ·mmD7 支柱计算D7.1单个支柱的垂直载荷 D7.1.1 重力载荷操作状态下的重力载荷 G 0 =681.91.374270⨯=n g m = 61193N液压试验状态下的重力载荷 G T =681.9219942⨯=ng m T = 359605 ND7.1.2 支柱的最大垂直载荷支柱中心圆半径: R=R i = 3550 mm最大弯矩对支柱产生的垂直载荷的最大值(按表19计算) : α=Mmax/R=5.96x107/3550=16789 b=lFmax/R=3530x39702/3550=39478 (Fi)max=0.333 3a= 5596 N拉杆作用在支柱上的垂直载荷的最大值 (Pi-j)max=0.333 3b= 13158 N据表19. (Fi+Pi-j)max=0.333 3a+0.333 3b=18754 ND7.2 组合载荷操作状态下支柱的最大垂直载荷:W 0 =G 0 +(F i +P i - j )max =61193 +18754= 79947 N 液压试验状态下支柱的最大垂直载荷: W T =G T +0.3(F i +P i - j )max397026805187543.0359605max ⨯⨯+=F F w = 360569ND7.3 单个支柱弯矩 D7.3.1 偏心弯矩操作状态下赤道线的液柱高度: h 0e = 0 mm;液压试验状态下赤道线的液柱高度: h Te = 3550 mm; 操作状态下物料在赤道线的液柱静压力:p 0 e =h 0 e ρ2 g ×10-9 = 0 × ×9.81×10-9 = 0 MPa; 液压试验状态下液体在赤道线的液柱静压力:p Te =h Te ρ3 g ×10-9 = 3550×1000×9.81×10-9 = 0.0348 MPa; 球壳的有效厚度: δ e =δ n - C = 22 - 1= 21 mm; 操作状态下物料在球壳赤道线的薄膜应力: ()()()()4.142214217100068.1400=⨯+⨯+=++=ee i e e D p p δδσ MPa ;液压试验状态下液体在球壳赤道线的薄膜应力: ()()()()1812142171000348.01.24=⨯+⨯+=++=ee i Te T Te D P p δδσ MPa ;球壳内半径: R i = 3550 mm 球壳材料的泊松比: μ = 0.3球壳材料16MnR 的弹性模量: E = 206×103 MPa ; 操作状态下支柱的偏心弯矩 : ()()3.01102067994735504.142130001-⨯⨯⨯⨯=-=μσEW R M i e= 1.37×105 N . mm液压试验状态下支柱的偏心弯矩 : ()()3.01102063605693550181131-⨯⨯⨯⨯=-=μσEW R M Ti Te T = 7.87×105 N .mmD 7.3.2 附加弯矩操作状态下支柱的附加弯矩 :()()3.0110206503035504.14210955.210192616327320002-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=μσEH R I E M i e s = 2.31×106 N .mm液压试验状态下支柱的附加弯矩 :()()3.01102065030355018110955.2101926163273202-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=μσEH R I E M i Te s T = 2.94×106 N .mmD7.3.3 总弯矩操作状态下支柱的总弯矩:M 0=M 01 +M 02 = 1.37×105 +2.31×106 =2.447×106 N.mm . 液压试验状态下支柱的总弯矩:M T =M T 1 +M T 2 = 7.87×105 +2.94×106 =3.727×106 N.mm .D 7.4 支柱稳定性校核单个支柱的横截面积 : ()()222220530320321944mm d d A i =-=-=ππ单个支柱的截面系数 : ()()354444010699.22193220321932mm d d d Z i ⨯=⨯-=-=ππ计算长度系数 : K 3 = 1 ; 支柱的惯性半径 : mm A I r i 65.74530310955.27=⨯==支柱长细比 : 38.6765.745030103=⨯==i r H K λ 支柱材料10 , σs =205 MPa支柱换算长细比70.01019220538.673=⨯==-πσπλλS s E >0.215对于轧制钢管 α1 =0.41, α2 =0.986, α3 =0.152弯矩作用平面内的轴心受压柱稳定系数()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-++=222322322421λλλααλλααλφp =()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+⨯+-+⨯+⨯222227.047.07.0152.0986.07.07.0152.0986.07.021=0.862等效弯矩系数：βm =1截面塑性发展系数：γ=1.15欧拉临界力：W EX =л2E S A/λ2=л2x192x103x5303/67.382 =2.2134x106 N支柱材料的许用应力 : []σσc sMPa ===1520515137..操作状态下支柱的稳定性校核 :MPaW W z M A W EX m p6.25102134.2799478.0110699.215.110447.21862.05303799478.0165600=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+γβφ< [σ] c ;液压试验状态下支柱的稳定性校核 :MPaW W z M A W EX T Tm pT69.92102134.23605698.0110699.215.110727.31862.0530********.01656=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+γβφ< [σ] c ;稳定性校核通过。
包钢氧气厂新建200m3氮气球罐施工组织设计一、编制依据1.包钢氧气厂新建200m3氮气球罐制作安装招标书；2.设计资料重庆钢铁设计研究院根据招标文件，提供下列设计资料：(1)球罐型式为桔瓣式，分上极、上温带、下温带、下极四带，上、下极各由3块板组成，上、下温带各由12块板组成。
(2)球罐设计压力3.15Mpa，球壳板材压力16MnDR(正火)，壁厚为40mm。
3.国家有关法规和标准(1)劳锅字[1990]8号《压力容器安全技术监察规程》(2)GB150-98《钢制压力容器》(3)GB12337-90《钢制球形储罐》(4)GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》(5)GB6654-96《压力容器用钢板》(6)JB4726-94《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》(7)GB5118-95《低合金钢焊条》(8)JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》(9)JB/T4709-92《钢制压力容器焊接规程》(10)JB4730-94《压力容器无损检测》二、施工前的准备工作1.隔离带设置该氮气球罐拟建在包钢氧气厂3#氮压站内，与现有二个200m3球罐相邻，为明确施工区和生产区，应在其间设置隔离带，隔离带用脚手架和压型瓦搭设。
2.防风棚为保证该球罐组组工作的按期完成和保证组焊质量，应在现场搭设临时防风棚，防风棚用型钢搭设，具体用料和形式，详见十九冶工安公司的工装档案。
3.现场需建立一个焊材二次库，焊材二次库能一次性容纳3.5吨焊条。
本次施工只有一台200m3球罐，所用焊条在3吨左右，搭设一个电焊机房，一个工具房和一个探伤室，具体所用材料、形式，详见十九冶工安公司工装档案。
4.基础验收4.1球罐安装前，应按GB12337—90的有关规定，对基础尺寸进行检查；4.2基础的标高及中心线必须清晰地标注在基础上并根据业主提供的座标点进行复核；4.3基础验收除应符合GB202—83《地基与基础工程施工及验收规范》外，还应符合图样要求，同时按质控卡认真填写球罐基础检验记录。
山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化技术改造工程标段一造气及甲醇200m3空气球罐组焊方案中国化学工程第六建设公司二○○二年十一月十八日目录1 编制依据2 球罐的组装程序3 基础验收和球罐予制件检验4 球罐的组装5 焊接6水压试验和气密性试验7 安全技术措施8 附件1 编制依据1.1 《压力容器安全监察规程》；1.2 《钢制球形贮罐施工及验收规范》GBJ94-901.3 《钢制压力容器》GB150-981.4 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-972 球罐的组装程序2.1 球罐的组装方法该球罐采用分带组焊施工方法，即把球守则分成两个半球帽和一个独立带，在平台上合拢组焊，吊装总成。
2.2 球罐的组装程序a、组装准备球罐组装准备工作包括基础验收，球罐予制件检查、平台铺设及工卡具准备。
b、南温带组装，下极板人孔，接管安装并与南温带组装成下球帽。
将下球帽吊起放在事先准备好的底座上，找正值置和上弦口的水平，加以固定。
c、赤道带组装、加固。
将加固好的赤道带吊起，同下球帽合拢，调整环缝并点焊固定。
d、安装支柱并与赤道带焊接。
吊起上球帽，同赤道带合拢，调整后点焊环焊缝，检验后焊接两道环焊缝。
f、检验、探伤、消除应力外处理后安装梯子平台及其它附件。
g、水压试验、气密试验后竣工。
球罐的组装程序见《200m3球罐的组装施工程序图》（附图二）。
各带的拼装按《200m3球罐排板图》进行（见附图三）。
组装时的工卡具按《龙门卡具布置图》的要求进行（见附图四）。
3 基础验收和球罐予制件检验3.1 基础验收3.1.1 球罐在组装前，应按设计图纸和土建竣工文件对基础进行全面检查和验收，其检查项目和验收标准见表2。
基础检查项目及验收标准表23.1.2 检查方法及其它检验项目按规范及有关文件的要求进行。
3.1.3 基础检查验收合格后，应对基础和地脚螺栓进行保护，以防碰伤和损坏。
3.2 球罐予制件检查验收。
200m³球罐组装工艺规程编制：审核：山东中凯重工集团有限公司二零一四年八月目录1.工程概况2.执行标准、文件3.施工程序流程图4.球罐组装方法5.球罐内外施工脚手架搭设6.施工设备、材料1.工程概况项目包括：1台200m³氮气罐的制作安装。
球壳板的预制以及球罐的现场组焊全部由负责，工程地点在1.1。
球罐设计参数表1.1-1 200m3球罐设计参数1.执行标准、文件盘锦兴达石化设备有限公司球罐施工图纸(1405SB01—01)1.0。
TSG R0004—2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》1.1.GB150—2011 《钢制压力容器》1.2.GB12337-1998 《钢制球形储罐》1.3.GB50094-2010 《球形储罐施工及验收规范》1.4.GB713—2008 《锅炉压力容器用钢板》1.5.GB/T5118-1995 《底合金钢焊条》1.6. NB/T47008-2010 《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》1.7.NB/T47016-2011 《承压设备产品焊接试件的力学性能检》1.8.NB/T47015-2011 《压力容器焊接规程》1.9.NB/T47014-2011 《承压设备焊接工艺评定》1.10.JB4730.1—6—2005 《承压设备无损检测》1.11.HG20615-2009《钢制管法兰型式、参数》1.12.GBJ17-88钢结构设计规范1.13.制造安装合同书2.施工程序流程图见图2。
1。
3.施工工艺方法3.1.基础检查验收3.1.1.检验要求：由检验责任工程师组织工艺责任工程师、土建技术负责人并邀请甲方代表及有关单位代表参加，检查合格后办理交接.做好检查记录,便于安装中调整。
3.1.2.检验内容3.1.2.1.基础技术资料检查3.1.2.2.基础尺寸检查（见表4。
1和图4。
1）表 4。
1图4.1 基础尺寸示意图球罐现场组焊顺序：图3.1 施工程序流程图3.1.3.球壳板的检查验收3.1.3.1.检验要求：187m3球罐包括18块球壳板,支柱等附件，到货后在施工现场检查验收，并做好记录。
xx 工程200m 3氮气球罐设计计算书D1 设计条件设计压力： p= 1.68 M Pa 设计温度： t= －19~80 ℃水压试验压力： P T = 1.25p = 1.25x1.68 M Pa =2.1 MPa 球壳内直径：D i = 7100 mm ( 200 m 3 ) 储存物料：氮气 充装系数： K ＝ 1 地震设防烈度：7 度10ｍ高度处的基本风压值： ｑ０＝ 350 Ｎ/ｍ２支柱数目： ｎ＝6支柱选用 φ 219 ｘ8 无缝钢管 拉杆选用 φ 32 圆钢球罐建造场地：III 类场地土D2 球壳计算D2.1 计算压力 设计压力: p= 1.68 Mpa球壳各带的物料液柱高度: (储存介质为气体,不计算物料液柱高度) 物料密度: ρ0 =1.251kg/m 3 (标准状态下) 重力加速度:=9.81m/s 2球壳各带的计算压力:(储存介质为气体, 各带的计算压力相等)D2.2 球壳各带的厚度计算: (储存介质为气体, 各带的计算厚度相等) 球壳内直径: D i = 7100 mm设计温度下球壳材料16MnR 的许用应力:[]σt=163 Mpa焊缝系数: ϕ = 1厚度附加量: c =c 1 +c 2 = 0 + 1 = 1 mm[]mm c p D p ctid 34.19134.18168.111634710068.1411=+=+-⨯⨯⨯=+-=φσδ取球壳名义厚度δ n = 22 mm. 有效厚度δe = δn -C = 22 - 1 = 21mm 。
设计温度下球壳的最大允许工作压力 p w =4δe[σ]t Ф/(Di+δe)=4*21*163*1/(7100+21)=1.92MPa设计温度下球壳的计算应力 σt = p c (Di+δe)/4δe = 1.68*(7100+21)/(4*21)=142.4<[σ]t Ф=163(MPa)D3 球罐质量计算球壳平均直径: D c p = 7122 mm 球壳材料密度: ρ 1 = 7850 kg / m 3物料密度: ρ 0 = 1.251 kg / m 3 气体密度: ρρ2000=⨯T T P P =3/9.231.01.068.119273273251.1m kg =+⨯- 充装系数: K = 1水的密度: ρ 3 = 1000 kg / m 3 球壳外直径: D 0 = 7144 mm 基本雪压值: q = 250 N / m 2; 球面的积雪系数: C s = 0.4 球壳质量:m 1 =π D 2c p δη ρ1 ×10-9 = π×71222 ×22×7850×10 -9 =27520 kg . 物料质量: m 2 =kg K D i 5.44781019.237100610693923=⨯⨯⨯⨯=⨯--πρπ液压试验时液体的质量: m 3 =⨯⨯=⨯-393371006106πρπi D 1000×10 - 9 = 187402 kg积雪质量: m 4 =ππ4104981026gD qC s ⨯=⨯⨯-.71442× 250 ×0.4 ×10 -6 = 408.6 kg保温层质量 m 5 = 0支柱和拉杆的质量:m 6 = ~2020 kg 附件质量:m 7 = ~3000 kg (包括盘梯、人孔、接管、安全阀等) 操作状态下的球罐质量:m 0 =m 1 + m 2 + m 4 + m 5 + m 6 + m 7 = 27520 + 4478.5 + 408.6+ 0 +2020 + 3000 = 37427.1 kg液压试验状态下的球罐质量:m T =m 1 + m 3 + m 6 + m 7 = 27520 + 187402 + 2020 +3000 = 219942 kg 球罐最小质量:m min = m 1 + m 6 + m 7 = 27520 + 2020 + 3000 = 32540 kgD4 地震载荷计算 D4.1 自震周期支柱底板底面至球壳中心的距离: H 0 = 5030 mm 支柱数目: n= 6支柱材料10号钢的常温弹性模量: E s = 192×103 Mpa 支柱外直径: d 0 = 219 mm 支柱内直径: d i = 203 mm 支柱横截面的惯性矩: I=()ππ6464044d d i-=( 219 4－203 4 )= 2.955×10 7 mm 4支柱底板底面至上支耳销子中心的距离: 3530=l mm 拉杆影响系数:ξ=21375.050303530235030353012312020=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-H l H l 球罐的基本自振周期:7333330010955.210192*********.050302.33491310⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=--πξπInE H m T s=0.2967 s . D4.2 地震力综合影响系数: C Z = 0.45地震影响系数的最大值: αmax = 0.23 (查表15) 对应于自振周期T 的地震影响系数: αα==max .023球罐的水平地震力:F C e Z = α m 0 g = 0.45 × 0.23 × 37427.1× 9.81 =38001 ND5 风载荷计算风载体形系数: K 1 =0.4系数ζ1 : ζ1 = 1.0747 (按表17选取)风振系数: K 2 =1+0.35ζ1 = 1+0.35×1.0747 = 1.376 10m 高度处的基本风压值: q 0 = 350 N/m 2支柱底板底面至球壳中心的距离: H 0 = 5.03 m 风压高度变化系数: f 1 =0.8012 (按表18选取) 球罐附件增大系数: f 2 =1.1 球罐的水平风力: F w =6262102120101.18012.0350376.14.071444104--⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯ππf f q K K D= 6805 ND 6 弯矩计算(F e +0.25F w )与F w 的较大值 F max :F e +0.25F w = 38001 +0.25×6805= 39702 NF w = 6805 N F max =39702N力臂: L =H 0 - l = 5030 - 3530 =1500 mm 由水平地震力和水平风力引起的最大弯矩:M max =F max L = 39702 × 1500 = 5.96×10 7 N ·mmD7 支柱计算D7.1单个支柱的垂直载荷 D7.1.1 重力载荷操作状态下的重力载荷 G 0 =681.91.374270⨯=n g m = 61193N液压试验状态下的重力载荷 G T =681.9219942⨯=ng m T = 359605 ND7.1.2 支柱的最大垂直载荷支柱中心圆半径: R=R i = 3550 mm最大弯矩对支柱产生的垂直载荷的最大值(按表19计算) : α=Mmax/R=5.96x107/3550=16789 b=lFmax/R=3530x39702/3550=39478 (Fi)max=0.333 3a= 5596 N拉杆作用在支柱上的垂直载荷的最大值 (Pi-j)max=0.333 3b= 13158 N据表19. (Fi+Pi-j)max=0.333 3a+0.333 3b=18754 ND7.2 组合载荷操作状态下支柱的最大垂直载荷:W 0 =G 0 +(F i +P i - j )max =61193 +18754= 79947 N 液压试验状态下支柱的最大垂直载荷: W T =G T +0.3(F i +P i - j )max397026805187543.0359605max ⨯⨯+=F F w = 360569ND7.3 单个支柱弯矩 D7.3.1 偏心弯矩操作状态下赤道线的液柱高度: h 0e = 0 mm;液压试验状态下赤道线的液柱高度: h Te = 3550 mm; 操作状态下物料在赤道线的液柱静压力:p 0 e =h 0 e ρ2 g ×10-9 = 0 × ×9.81×10-9 = 0 MPa; 液压试验状态下液体在赤道线的液柱静压力:p Te =h Te ρ3 g ×10-9 = 3550×1000×9.81×10-9 = 0.0348 MPa; 球壳的有效厚度: δ e =δ n - C = 22 - 1= 21 mm; 操作状态下物料在球壳赤道线的薄膜应力: ()()()()4.142214217100068.1400=⨯+⨯+=++=ee i e e D p p δδσ MPa ;液压试验状态下液体在球壳赤道线的薄膜应力: ()()()()1812142171000348.01.24=⨯+⨯+=++=ee i Te T Te D P p δδσ MPa ;球壳内半径: R i = 3550 mm 球壳材料的泊松比: μ = 0.3球壳材料16MnR 的弹性模量: E = 206×103 MPa ; 操作状态下支柱的偏心弯矩 : ()()3.01102067994735504.142130001-⨯⨯⨯⨯=-=μσEW R M i e= 1.37×105 N . mm液压试验状态下支柱的偏心弯矩 : ()()3.01102063605693550181131-⨯⨯⨯⨯=-=μσEW R M Ti Te T = 7.87×105 N .mmD 7.3.2 附加弯矩操作状态下支柱的附加弯矩 :()()3.0110206503035504.14210955.210192616327320002-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=μσEH R I E M i e s = 2.31×106 N .mm液压试验状态下支柱的附加弯矩 :()()3.01102065030355018110955.2101926163273202-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=μσEH R I E M i Te s T = 2.94×106 N .mmD7.3.3 总弯矩操作状态下支柱的总弯矩:M 0=M 01 +M 02 = 1.37×105 +2.31×106 =2.447×106 N.mm . 液压试验状态下支柱的总弯矩:M T =M T 1 +M T 2 = 7.87×105 +2.94×106 =3.727×106 N.mm .D 7.4 支柱稳定性校核单个支柱的横截面积 : ()()222220530320321944mm d d A i =-=-=ππ单个支柱的截面系数 : ()()354444010699.22193220321932mm d d d Z i ⨯=⨯-=-=ππ计算长度系数 : K 3 = 1 ; 支柱的惯性半径 : mm A I r i 65.74530310955.27=⨯==支柱长细比 : 38.6765.745030103=⨯==i r H K λ 支柱材料10 , σs =205 MPa支柱换算长细比70.01019220538.673=⨯==-πσπλλS s E >0.215对于轧制钢管 α1 =0.41, α2 =0.986, α3 =0.152弯矩作用平面内的轴心受压柱稳定系数()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-++=222322322421λλλααλλααλφp =()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+⨯+-+⨯+⨯222227.047.07.0152.0986.07.07.0152.0986.07.021=0.862等效弯矩系数：βm =1截面塑性发展系数：γ=1.15欧拉临界力：W EX =л2E S A/λ2=л2x192x103x5303/67.382 =2.2134x106 N支柱材料的许用应力 : []σσc sMPa ===1520515137..操作状态下支柱的稳定性校核 :MPaW W z M A W EX m p6.25102134.2799478.0110699.215.110447.21862.05303799478.0165600=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+γβφ< [σ] c ;液压试验状态下支柱的稳定性校核 :MPaW W z M A W EX T Tm pT69.92102134.23605698.0110699.215.110727.31862.0530********.01656=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+γβφ< [σ] c ;稳定性校核通过。
