径向半圆托板与长圆形组合型球罐支柱结构及应力状况分析

提出了一种新型的球罐支柱连接结构——径向半圆托板与长圆形组合型支柱。该结构是综合了径向托板型支柱与等径三通型支柱的优点设计而来的,其结构简单、焊接质量易于保证。利用ANSYS有限元分析软件,依据《钢制球形储罐》(GB 12337—2014)中的分析方法,分别针对大型储气、储液球罐,在不同载荷组合工况下对文章所述三种不同结构支柱的应力状况进行分析对比。结果表明:新型支柱在储气球罐中支柱与球壳连接部位的应力分布状况较为良好,而在储液球罐中其应力状况优势不明显。在储气球罐中,该型支柱有一定的应用前景。     

球罐支柱轴向稳定性分析与设计

对影响球罐支柱轴向稳定性的各种载荷的作用进行了详细分析,并对载荷的组合工况进行了考证,就拉杆与支柱上端连接位置对支柱的稳定性影响进行探讨,得出球罐支柱轴向稳定通常取决于水压试验工况.拉杆与支柱连接位置对支柱稳定性影响不大,但对拉杆本身等有极大的影响.文章还指出GB 12337-1998标准中球壳a点的应力计算中应补充涉及支柱上端水平力及其弯矩的作用.     

球罐支柱与球壳连接处强度的有限元分析

针对球罐支柱与球壳连接处的有限元网格难以处理的问题,以1台2 500 m3丙烯球罐为例,采用有限元前后处理软件HyperMesh 6.0得到了高质量的网格划分.以该有限元模型为基础,采用有限元分析软件ANSYS 8.0模拟水压试验工况.同时结合现场水压试验,采用电测法对球壳及支柱相应部位进行应力测试.电测法、有限元应力分析结果以及理论计算值三者结果基本吻合,从而验证了采用HyperMesh6.0来处理支柱与球壳连接处的网格的可行性.计算结果表明,水压试验工况下该球罐最大应力点位于支柱盖板与球壳连接处壳体外壁,与GB 12337-1998《钢制球形储罐》中最大应力点位于支柱与球壳连接处的最低点的结论并不一致.     

α点局部应力分析与球罐优化设计

通过对球罐支柱与球壳连接最低点a的局部应力分析、讨论,总结出了a点附近局部应力的分布和变化规律。并认为在球罐设计中,与支柱相连接的赤道板和其他球壳板宜采用不等厚度,以降低a点附近的应力强度。为球罐的优化设计提供了切实可行的借鉴方法。     

球形储罐上支柱连接结构的改进

支柱是球壳的支承件,分为上下两段.上支柱(以下简称支柱)与球壳板之间的焊缝要支承球罐罐体、物料、水压试验用水、保温结构、梯子平台、防火喷淋装置和雪载荷等全部重量,还要保证在风载荷和地震载荷作用下的可靠性,是重要的结构受力焊缝.设计要点主要有4个.     

3000m^3丙烷球罐有限元分析

随着球罐设计容积的增大,用分析法对其进行设计越来越必要.采用ABAQUS有限元程序.对3 000 m3球罐的应力进行了分析计算.球罐内的介质为丙烷,球罐使用的材料为15 MnNbR钢板.计算表明,球罐球壳部分的最大应力值为232 MPa,小于材料的许用应力值,设备是安全的.球壳部分最大位移值为60.84 mm.支柱部分最大应力值为319 MPa,支柱最大位移为64.35 mm.     

球壳结构类型的比较及下料板幅的计算

球壳用材占整个球罐耗材量的90%左右,掌握球壳板下料板幅的计算,比较不同分瓣类型的球罐制造特点,对球罐的设计和制造具有重要意义。为此专门介绍球壳板下料板幅展开计算方法,并比较了不同结构类型球罐的特点。     

2000m~3球罐的优化分析

钢制球罐应用广泛,普遍采用常规设计方法。文章利用分析设计方法对球壳厚度进行了计算,利用有限元分析软件ANSYS作为辅助工具,对整个球壳进行了静载荷作用下的应力分析,并对比了分析设计和常规设计的结果,在节省材料方面得到了优化,为以后球罐分析设计提供参考。     

球罐长圆型支柱与球壳连接型式优化

新版球罐标准GB 12337—2014《钢制球形储罐》中提出了长圆型支柱与球壳的连接型式。对于大型盛装重介质的球罐而言,采用此结构在立板支柱连接处上部会出现局部应力集中的情况。针对此情况在长圆型结构原有的基础上进行优化设计,并且以5 000m3液化石油气球罐为例,在相同工况下对优化前后两种结构进行有限元应力分析,通过结果对比可以看出,优化后的结构在原应力集中处的应力分布有明显改进。     

四带球罐的一种新型分带结构

四带球罐的分带结构有温带和赤道带的材料利用率较低、焊缝较长、球壳板数量多以及温带与赤道带焊缝距支柱盖近等缺点.依据足瓣式球罐的板片布置原理,以1台5 000 m3的天然气球罐和1台3 500 m3的丙烷球罐为例,用扩展带的办法改变原有温带的结构和布置,减少了球壳板数量和焊缝长度,增加了材料利用率,改善了赤道带上环缝的应力分布状况.     

球形蒸汽蓄热器壳体设计要点

作为蓄热器的一部分,球罐被越来越多地用于工业锅炉供汽系统中。球形蒸汽蓄热器需要对变化的蒸汽负荷进行调节,且内部含有热水及各种装置,压力和温度也在不断波动,因此其设计与普通球罐设计有很大区别。以某650 m3球形蒸汽蓄热器壳体设计为例,介绍了蓄热器整体结构,分析了蓄热器操作工艺状态,从接管布置、有限元应力分析、主要技术要求等方面对球形蒸汽蓄热器壳体设计要点进行了详细阐述,对球形蒸汽蓄热器的设计具有一定指导意义。     

LNG储罐混凝土外罐稳定工况载荷及应力分析

LNG储罐结构复杂,构件种类多,受力复杂,分析极限工况下储罐各部位的应力分布,对于研究全容式混凝土LNG储罐失效具有重要的意义。为此,通过对储罐的罐顶结构简化,在考虑储罐受到的可变载荷的基础上,对罐体受力荷载系统进行了分类计算和等效处理,建立罐体承载能力极限状态下的罐顶结构载荷、预应力载荷及其他各类可变载荷的组合工况,并采用ANSYS软件建立简化后预应力混凝土外罐的1/4部分的有限元模型,通过结构化网格处理和易发生应力集中处网格加密处理,对罐体各类荷载进行了等效处理,分析了储罐在承载能力极限状态下的罐体温度和应力分布。结果表明:(1)空罐工况下罐顶处最大受压受拉应力发生在储罐承压环处,最大应变位于最大拉应力-2.81 MPa处;(2)空罐工况下承台最大压应力、最大拉应力均位于罐底部与承台连接处外缘,应变最大值也位于承台与罐底接触外缘,此部位易开裂;(3)空罐工况条件下只有罐顶部与承压环应力达到混凝土破坏极限,而储罐其余部位应力均在材料安全极限范围内;(4)满罐风载/雪载工况下,罐体混凝土墙在各部位均达到混凝土材料强度极限;(5)满罐风载/雪载工况下承台与罐底连接部位处于混凝土材料受拉应力状态,且拉应力强度远远超过强度极限,该部位小裂纹在一定条件下易发生裂纹扩展;(6)罐体在热角保护部位的压应力达到混凝土抗压强度极限。结论认为,该研究成果为全容式混凝土LNG储罐失效分析提供了理论参考。     

大型球罐的参数化设计及有限元应力分析

基于功能强大的可视化编程语言Delphi6．0,编制了大型球罐的参数化设计和应力分析软件,实现了球罐设计与ANSYS的无缝衔接。运用该软件与商业有限元软件ANSYS,对1000 m3的大型液化气球罐进行了参数化设计和应力分析,并采用应力分析设计方法,对人孔接管与球壳、支柱与球壳等连接处的界面进行了强度校核。     

混凝土储油罐低温荷载模型试验

为了解混凝土储油罐在温差作用下的温度传播规律,进行了低温荷载模型试验。试验结果表明:加载初期储罐内外表面温差较大且分布很不均匀,是罐壁产生较大温度应力的危险时间段。采用过渡层模拟加载液体与模型内表面的温差,进行有限元计算,计算结果与试验结果相符。采用有限元法,计算原型混凝土储油罐低温储油时的温度场,进而对储油罐的设计和施工提供参考依据。     

大型球罐的参数化设计和应力分析软件开发

利用可视化编程语言Delphi6 .0编制了大型球罐的参数化设计和应力分析软件 ,实现了球罐设计与ANSYS的无缝衔接。并以 10 0 0m3 的大型液化汽球罐为例 ,运用该软件与商业有限元软件ANSYS7.0 ,对其进行了参数化设计和有限元应力分析。采用应力分析设计方法 ,对人孔接管与球壳、支柱与球壳等连接位置的截面进行了强度校核。     

用磁性法测定大型球罐残余应力

介绍了用磁性法测定大型球罐残余应力方法,通过对8000m3液化石油气球罐和10000m3天然气球罐的实测,阐明采用该方法测定大型球罐残余应力的优越性.     

烟气脱硫洗涤塔大开孔应力分析及评定

按照某催化裂化装置烟气脱硫洗涤塔塔体设计受载条件下受到的重力、压力、风载荷、地震载荷及温度载荷的组合参数进行了应力场数值模拟。采用实体单元建立洗涤塔有限元分析模型;运用有限元分析软件ANSYS对其温度场、应力场及温度-应力耦合场进行了数值模拟。最后依据JB 4732—1995对计算结果进行校核,结果表明脱硫洗涤塔的设计满足要求。     

炼油企业大型储罐防腐方案探讨

按存储介质不同对炼油厂储罐防腐方案进行了讨论和总结,指出存储介质不同的储罐要运用不同的防腐方案,即使单独的储罐,在不同的部位也要对应不同的方案。本文对油罐的内外壁防腐方案都进行了讨论,介绍了各类储罐的易腐蚀部位、腐蚀原因、具体防腐方案。在原油储罐罐底要采用涂层加阴极保护联合防腐,面漆必须采用绝缘漆;在成品油罐中内壁防腐要采用导静电涂料防腐,但涂料的导静电性能与防腐性能要兼顾;储罐的外壁防腐,主要考虑大气腐蚀,要求涂料具有优良的防晒、防水、耐候性能。     

大型储油罐内腐蚀分析及防腐蚀措施

根据一些储油罐运行后底部出现防腐蚀层脱落、导致罐底发生严重腐蚀和穿孔的现象 ,分析了油罐发生腐蚀的原因和机理 ,提出油罐内防腐蚀应根据当地的环境和所储油品的物理性质合理选择防腐蚀方案 ,并针对油罐设计、施工和管理提出了一些建议。