球罐整体结构自振周期计算及地震响应分析

通过不同的方法,对多种规格球罐整体结构的自振周期及地震响应进行分析计算,发现球罐设计标准GB 12337的计算误差较大,《压力容器》杂志2006年第3期上发表的《球罐整体结构水平刚度及支柱拉杆应力分析》一文中介绍的方法的计算结果与有限元模态分析计算结果较吻合。     

球罐结构支柱拉杆应力分析计算

《压力容器》杂志2012年第7期上发表的《球罐整体结构自振周期计算及地震响应分析》一文中通过不同的方法对多种规格球罐结构水平刚度、自振周期及地震响应进行分析计算,指出现行球罐设计标准GB 12337—1998《钢制球形储罐》对大型球罐的计算误差较大,《压力容器》杂志2006年第3期上发表的《球罐整体结构水平刚度及支柱拉杆应力分析》一文中给出一种较精确的球罐整体结构水平刚度、自振周期的工程计算方法。通过不同的方法对多种规格球罐结构水平地震工况的支柱和拉杆及地脚螺栓的应力分析计算,指出球罐结构设计应注意的问题,为球罐设计标准的改版提出一些建议。     

球罐支柱与球壳连接处局部应力分析

ＧＢ１２３３７－１９９８《钢制球形储罐》对球罐支柱与球壳连接处局部应力的校核计算方法,在设计计算中具有在的局限性。本文采用有限元方法对该处的局部应力进行分析,并详细探讨了三种理论工况下各应力分量及应力强度的形成原因及分布特征,为该处设计的合理化提出参考意见。     

水平力作用下无拉杆球罐支柱的应力分析

重点分析水平力作用下无拉杆球罐的受力状态,以及支柱的应力分布。采用支柱的分段处理,建立了球罐的力学模型,推导出支柱的垂直载荷、弯矩和轴向正应力的计算公式,其中,垂直载荷明显小于GB 12337—2014中的计算结果,轴向正应力主要来源于弯曲正应力。以某1500 m3无拉杆球罐为例,建立了该球罐的有限元模型,计算了位移、应力、底面约束反力等,与力学模型的计算结果基本吻合。     

等径三通型球罐支柱连接处的应力分析

给出了一种改进型球罐与支柱的连接形式——等径三通型,该支柱形式结构简单,便于加工和组焊,焊接质量容易得到保证,同时受力也较为合理。采用应力分析的方法,给出了在自重和内压工况下该结构的应力状态,并与GB12337给出的个别结构进行了对比,证明了该结构完全可以用于工程实际。     

改进型U形柱支撑球罐与加托板的支柱支撑球罐应力状态对比分析

对一种GB12337未包含支柱支撑结构形式的3000m^3球罐——改进型U形柱支撑球罐,进行了应力分析,并与通常认为受力状态较好的加托板结构支撑的同参数球罐进行了应力分析对比。结果表明,无论从受力状态还是建造合理性方面,其都不失为一种结构优良的球罐支撑方式。     

带支柱球罐整体无模成形工艺的试验研究

为了解决无模成形方法制造大型球罐的困难,本文提出了一种特殊壳体,该壳体在胀形前已将支柱焊在球瓣上,并且针对赤道带瓣与瓣对接焊处成形困难问题提出了一种减少瓣间两面角的特殊工艺方法。本文针对这种壳体的无模成形技术进行了实验研究,并对应变分布、直径变化及柱脚在不同摩擦条件下位移进行了测量分析,指出了该壳体的无模成形技术是可行的,并具有良好的经济性,为大型球罐的无模成形制造提供了技术依据。     

大型球罐有限元应力分析设计技术

随着石油化工行业的发展,球罐的尺寸越来越大型化。球罐向大型化发展的趋势已对传统的常规设计方法提出了新的研究课题。通过对球罐应力分析设计技术的综合论述,指出有限元应力分析方法将是大型球罐最主要的设计方法。     

子模型技术在大型球罐支撑区应力分析及结构优化中的应用

利用壳到体子模型法对大型球罐U形柱支撑区进行应力分析,保证该区域的计算精度。通过在U形柱内设置加强筋板,改变U形柱的刚度,讨论U形柱刚度对连接区应力状况的影响,发现U形柱刚度越大,球壳与支柱连接处最大应力强度水平越高,而支柱最大应力强度水平越低。基于分析设计的等强度原则,对加强筋板的尺寸及安装位置进行优化设计,使U形柱具有合理的刚度,以保证球壳在支柱支撑处的最大应力强度水平与支柱的最大应力强度水平相近。     

大型裙座支撑式球罐有限元应力分析

随着建造技术的发展,区别于传统支柱支撑式的大型裙座支撑式球罐,由于受力均匀,球壳分瓣可采用足球瓣式,分瓣少、焊缝长度短,建造、维护及检修方便等诸多优点,近年来在工程中得到应用。采用有限元方法,对某1000 m3裙座支撑式球罐进行了应力计算,并按JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》对球罐的应力进行了分类和强度评定,结果表明设计满足强度要求。同时,指出裙座支撑式球罐设计的难点及应注意的问题,为裙座式球罐的设计计算及大型化应用提供参考。     

3500m~3天然气球罐应力测试

35 0 0m3天然气球罐是上海 1998年重点实事工程。球罐设计压力P =1 5 3MPa ,球壳板材料为WEL -TEN6 10CF ,板厚 38mm。由于焊后不进行消除应力热处理 ,因此在气压试验前后对球壳板Y形焊缝、T形焊缝等部位进行了焊缝残余应力测试 ,在气压试验过程中对球壳板Y形焊缝、T形焊缝、赤道板支柱部位进行了应力应变测试。测试结果表明 ,经气压试验后焊缝残余应力有一定下降 ,应力应变测试表明球罐焊缝及热影响区没有出现明显的应力集中现象。球罐壳体的工作应力叠加残余应力的总和仍小于材料的屈服限 ,球罐在正常状态下运行是安全的     

Support and Positioning Mechanism of a Detection Robot inside a Spherical Tank

Large pressure equipment needs to be tested regularly to ensure safe operation;wall-climbing robots can carry the necessary tools to inspect spherical tanks,such as cameras and non-destructive testing equipment.However,a wall-climbing robot inside a spherical tank cannot be accurately positioned owing to the particularity of the spheri-cal tank structure.This paper proposes a passive support and positioning mechanism fixed in a spherical tank to improve the adsorption capacity and positioning accuracy of the inspection robot.The main body of the mechanism was designed as a truss composed of carbon fiber telescopic rods and can work in spherical tanks with diameters of 4.6-15.7 m.The structural strength,stiffness,and stability of the mechanism are analyzed via force and deformation simulations.By constructing a mathematical model of the support and positioning mechanism,the influence of struc-tural deformation on the supporting capacity is analyzed and calculated.The robot positioning method based on the support and positioning mechanism can effectively locate the robot inside a spherical tank.Experiments verified the support performance and robot positioning accuracy of the mechanism.This research proposes an auxiliary support and positioning mechanism for a detection robot inside a spherical tank,which can effectively improve the position-ing accuracy of the robot and meet the robotic inspection requirements.     

球形储罐的抗震性能分析研究

球形储罐是石油化工行业最常用的设备之一,其存储物质具有易燃、易爆、剧毒、腐蚀等特性。地震荷载作用下球形容器（球罐）抗震安全保障问题已经成为特种设备抗震研究中重要的课题之一。基于ANSYS有限元软件,首先建立典型球罐力学模型,通过地震波激励下精确的时程反应分析,确定应力显著发生的位置;其次,分析球罐支撑结构设计参数（支柱数目、直径,拉杆直径等）对球罐抗震性能的影响;最后,选取几种典型的大、中、小型球罐,明确各类球罐的抗震性能。该研究为球罐抗震安全保障及设计提供合理依据。     

10000m3丁烷球罐应力分析与评定

通过有限元应力分析数值计算与评定，实现了国内最大型球罐的应力分析设计，同时利用ANSYS的程序设计技术对支柱的径向相对位置进行了优化，使结构承载特性更趋于合理，为我国在大型球罐领域实现分析设计提供了经验。     

10000m3球罐整体热处理强度及刚度计算

采用有限元分析计算方法,对某厂制造的10000m3球罐在热处理过程中的刚度、强度进行了校核,并针对热处理过程中可能遇到的特殊情况进行了具体分析。结果表明,当球罐存在制造、安装误差,造成球罐受热膨胀柱脚摩擦力增大时,可能会在球壳板与支柱连接的局部区域产生过大的应力。针对此情况,通过计算提出了球罐在热处理过程中柱脚位移的检查与移动方案,以及支柱与u形托板连接局部区域合理的保温措施,确保10000m3球罐在热处理过程中的安全可靠性。     

球罐焊缝超声波检测浅析

针对一台球罐超声波检测发现的缺陷如何定性过程作了一个简要分析。强调超声波检测在球罐检测中的有效性,并提出了一些超声波检测过程中的注意事项。     

10000m3大型天然气球罐的设计和制造技术

介绍了10000m^3天然气球罐的设计及制造情况，对我国今后设计及建造特大型球罐有一定的指导作用。