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压力容器设计人员培训教材第一章法规与标准1——1压力容器设计必须哪些主要法规和规程?答:1。
《特种设备安全监察条例》国务院 2003。
6.12.《固定式压力容器安全技术监察规程》质检局 2009。
8.313.《压力容器、压力管道设计单位资格许可与管理规则》质检局 2003.1。
14。
《锅炉压力容器制造监督管理办法》质检局 2003。
1。
15.GB150《钢制压力容器》6。
JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》7。
JB/T4735《钢制焊接常压容器》8.GB151《管壳式换热器》.1-2 压力容器设计单位的职责是什么?答：1.应对设计文件的准确性和完整性负责。
2.容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。
3.容器设计总图应盖有压力容器设计资格印章。
1—3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用和不适用范围是什么?答：适用范围：1.设计压力不大于35Mpa的钢制压力容器。
2。
设计温度范围根据钢材允需的使用温度确定。
不适用范围：1。
直接火焰加热的容器。
2.核能装置中的容器。
2223.经常搬运的容器。
4.诸如泵、压缩机、涡轮机或液压缸等旋转或往复式机械设备中自成整体或作为组成部件的受压容器。
5.设计压力低于0。
1Mpa的容器。
6。
真空度低于0。
02Mpa的容器。
7。
内直径小于150mm的容器。
8。
要求做疲劳分析的容器。
9.已有其它行业标准管辖的压力容器，如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用压力容器和搪玻璃容器.1—4 《固定式压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？答:使用范围:（同时具备以下条件）1.工作压力大于或者等于0.1Mpa。
2。
工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L3.盛装介质为气体、液化气体以及最高工作温度高于等于其标准沸点的液体。
不适用范围：1.移动式压力容器、气瓶、氧舱.2。
锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉。
3.非正常运行工作压力小于0。
压力容器设计人员培训教材第一章法规与标准1-—1压力容器设计必须哪些主要法规和规程？答：1。
《特种设备安全监察条例》国务院 2003。
6。
12。
《固定式压力容器安全技术监察规程》质检局 2009.8。
313.《压力容器、压力管道设计单位资格许可与管理规则》质检局 2003。
1.14.《锅炉压力容器制造监督管理办法》质检局 2003.1.15。
GB150《钢制压力容器》6.JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》7.JB/T4735《钢制焊接常压容器》8。
GB151《管壳式换热器》。
1-2 压力容器设计单位的职责是什么?答：1。
应对设计文件的准确性和完整性负责。
2.容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。
3.容器设计总图应盖有压力容器设计资格印章。
1—3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用和不适用范围是什么?答：适用范围：1。
设计压力不大于35Mpa的钢制压力容器.2。
设计温度范围根据钢材允需的使用温度确定。
不适用范围：1.直接火焰加热的容器。
2.核能装置中的容器。
2223.经常搬运的容器。
4。
诸如泵、压缩机、涡轮机或液压缸等旋转或往复式机械设备中自成整体或作为组成部件的受压容器。
5.设计压力低于0.1Mpa的容器.6。
真空度低于0。
02Mpa的容器。
7.内直径小于150mm的容器。
8。
要求做疲劳分析的容器。
9.已有其它行业标准管辖的压力容器，如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用压力容器和搪玻璃容器.1—4 《固定式压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？答:使用范围:（同时具备以下条件)1。
工作压力大于或者等于0.1Mpa。
2。
工作压力与容积的乘积大于或者等于2。
5MPa·L3.盛装介质为气体、液化气体以及最高工作温度高于等于其标准沸点的液体。
不适用范围：1。
移动式压力容器、气瓶、氧舱.2.锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉.3.非正常运行工作压力小于0。
球形储罐制作过程1 制造、检验、验收1.1 下料1.1.1球罐在投产前应核对材料的质量证明书及牌号、炉批号的确认标记。
1.1.2为便于球壳板制造过程中的检验和以后组装的方便，制造厂对每片球壳板分别建立工艺卡，工艺卡必须记录球壳板的钢号、炉批号及球壳板的编号及位置号等，但不得在受压元件上刻画或打材料标记和焊工钢印，以免产生缺口效应。
1.1.3球壳板可采用火焰切割法下料，为保证下料精度应采用二次下料法，最后一次下料后应对坡口切割线周边100mm范围内进行100%超声波探伤检测，按JB4730-94标准Ⅱ级合格，钢板合格后无缺陷方可切割。
1.1.3要精确下料，不准一次下料，是确保球片质量的关键工序，必须注意以下几点：a.下料要经统一计量。
b.采用二次或三次号料法。
c.号料前进行核对钢板质量证明书及编号。
d.号料公差要严格控制，球片尺寸公差进行二次重新分配。
e.号料后作材料标记移植。
f.号料前对周边100mm范围内进行100%超声波检测，Ⅱ级合格。
1.2 压制1.2.1球壳板采用小模具多点冷压制成型工艺，曲率应均匀，成型时缓慢压至规定的曲率，严禁急剧成型加工，成型后的实际厚度不小于名义厚度减去负偏差。
1.2.2球壳板成型应在环境温度0℃以上进行。
1.2.3球壳板成型后用弦长>2m的样板进行检查。
球壳板尺寸精度在保证球壳板曲率和弧长尺寸的基础上，以弧长为验收基准，对球壳板的长度方向的弧长允许偏差为±2.5mm，宽度方向的弧长允许偏差为±2mm，对角线长度允许偏差为±3mm，对角线垂直度距离不小于±5mm，赤道带的球壳板在宽度方向的尺寸累积控制在负偏差范围内。
1.2.4坡口几何尺寸及允许偏差按标准要求，坡口半角度偏差为±2.5º，钝边厚度偏差为±1mm，中心位移偏差为±1mm，表面粗糙度Ra应小于或等于25μm。
1.2.5坡口表面应进行100%磁粉或渗透检测，合格后并在试剂清除干净后立即在坡口50mm范围内涂上可焊性防锈漆。
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 PURPOSE24.1型式(a桔瓣式(b足球瓣式(c混合式图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型式球壳分带数支柱根数总块数各带分块数焊缝长度(m桔瓣式58543+16+16+16+3352引进罐混合式38287+14+7272桔瓣式581054663+16+16+16+33+20+20+20+3GB/T17261混合式3481030547+16+77+20+20+724.2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。
图24-2 引进1000m3丙烯罐俯视图名称块数球壳板尺寸长x宽(弧长mm原材料钢板尺寸长x宽,mm赤道板温带板极中板极侧板2040246155x2450 (20块6250x3515 (20块6085x3055 (2块5330x3065 (2块面积总和(m2公称容积内径各带板数各带球心角°(m 3 (mmL22550242424E403020141416892.5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=3k 2-2k 3例:1000m 3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32343('iR HRi H V V K ππ-==HDi表24.3 装量系数K与装量高度系数k的关系序号项目GB12337-1998GB50094-981编制颁发全国压力容器标准化技术委员会提出国家质量技术监督局发布建设部编制建设部与国家技术监督局联合发布2适用范围P=4MPaV≥50m3桔瓣或混合式支柱支撑碳钢或低合金钢制球形储罐0.1MPa≤P≤4MPaV≥50m3桔瓣或混合式支柱支撑碳钢或低合金钢制球形储罐3内容设计﹑制造﹑组焊﹑检验与验收仅从现场施工出发,规定了施工与验收要求表23.4-1 GB12337与GB50094比较表24.4 标准表24.4-2 GB12337与GB50094控制值的差异序号项目GB12337-1998GB50094-981支柱安装找正后,H≤8m时,在球罐径向和周向两个方向的垂直允许偏差ΔmmΔ≤10Δ≤122碳素钢球壳对接接头应进行100%射线或超声检测的厚度mmδ>30δ>383碳素钢应进行焊后热处理的厚度mmδn>32δn>34420R 16MnR热处理工艺℃625±25600±25 5热处理升降温控制起始点℃400300 6压力试验时对液体温度要求℃≦5≦024.5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。
第三节球形储罐5.3.1 罐体5.3.2 支座5.3.3 人孔和接管5.3.4 附件分类：①外观：A.球形；B.椭球形。
②壳体构造方式：A.球壳层数:a.单数；b.多数。
B．球壳组合方案：a.桔瓣式；b.足球瓣；c.混合式。
③支撑方式：A.支柱式支座；筒形或锥形裙式支座。
典型结构示例：圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐罐体（上下极板、温带板、赤道板）支柱、拉杆、操作平台、盘梯、附件（人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等）5.3.1 罐体作用：储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力。
按其组合方式分：纯桔瓣式罐体、足球瓣式罐体、混合式罐体。
（1）纯桔瓣式罐体：球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合215特点：球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，加快组装进度并实施自动焊；便于布置支座，焊接接头受力均匀，质量较可靠。
缺点：球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。
应用：适用于各种容量的球罐。
（2）足球瓣式罐体：由四边形或六边形组成特点：每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小。
缺点：焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板的制造精度要求高。
216应用：容积小于120m3的球罐。
（3）混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-18 混合式球罐特点：赤道带、温带——桔瓣式；极板——足球瓣式；材料利用率——高；焊缝长度——缩短；球壳板数量——减少；适用于——大型球罐。
极板尺寸——比纯桔瓣式大，易布置人孔及接管。
球罐支座与球壳板焊接接头——避免搭在一起，球壳应力分布均匀。
组合方式壳片分割成型形式优点缺点应用纯桔瓣式球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，实施自动焊；便于布置支座，焊接接头受力均匀，质量较可靠。
球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。
大型球形储罐课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解大型球形储罐的基本概念、结构特点及其在工业中的应用。
2. 掌握球形储罐的体积、表面积计算方法，以及材料强度、稳定性等相关知识。
3. 了解球形储罐的设计原则、制造工艺及安全防护措施。
技能目标：1. 培养学生运用数学、物理知识解决实际问题的能力，如计算球形储罐的相关参数。
2. 提高学生通过查阅资料、进行讨论等方式，分析并解决球形储罐在实际工程中遇到的问题。
3. 培养学生的团队合作能力，通过小组合作完成球形储罐的设计和展示。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对工程技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的精神。
2. 增强学生的安全意识，让他们认识到工程设计和制造中遵守规范的重要性。
3. 培养学生关注环境保护，认识到工业设备在节能、减排方面的责任和作用。
本课程针对八年级学生，结合数学、物理等学科知识，以大型球形储罐为载体，让学生在学习过程中掌握相关理论知识，提高解决实际问题的能力。
课程注重培养学生的团队合作精神，激发他们的创新意识，同时强化安全意识，使学生在学习过程中形成正确的价值观。
通过具体的学习成果分解，教师可针对性地开展教学设计和评估，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 球形储罐的基本概念与结构特点- 球形储罐的定义、分类及用途- 球形储罐的结构组成、材料选择2. 球形储罐的数学与物理性质- 球体的体积、表面积计算公式- 储罐的材料强度、稳定性分析- 影响球形储罐性能的因素3. 球形储罐的设计原则与制造工艺- 设计原则与安全规范- 制造工艺流程及关键环节- 质量检验与安全评价4. 球形储罐在实际工程中的应用案例分析- 案例介绍与分析- 案例中涉及的计算、设计与制造方法- 案例在环境保护、节能减排方面的启示5. 小组合作设计与展示- 分组讨论，设计一个球形储罐- 涉及计算、绘图、材料选择等环节- 展示设计成果，分享经验与收获教学内容按照教学大纲安排，结合课程目标，确保科学性和系统性。
