大型球罐应力分析与安全评定研究

随着对球罐安全性和经济性要求的不断提高,分析设计方法已经成为球罐设计的趋势,采用分析设计可以减小球壳板壁厚,有效降低建设成本。本文基于分析设计的思想,对大型球罐进行系统应力分析和强度评定,分析表明在正常运行工况下,球壳(非支柱区域)应力强度最大处在球壳底部;球壳(支柱区域)应力强度最大处在球壳与支柱连接部位的顶部;上支柱应力强度最大处在支柱顶部处。     

在用球罐支柱垂直度偏差范围研究

针对在用球罐支柱垂直度偏差超标,其安全性不确定问题展开研究。首先在3D软件中创建支柱与球壳连接方式为赤道正切U形柱结构的1 000、5 000 m3球罐模型,然后采用有限元法研究球罐支柱与球壳连接部位应力分布情况,接着通过水压试验验证创建模型的准确度,最后重点研究垂直度偏差对支柱球壳相连接部位应力影响。通过研究,得到球罐支柱与球壳连接部位的应力分布,以及支柱垂直度偏差值与连接部位Von Mise应力对应关系曲线,研究结果为检验员及球罐使用客户提供了可参考的依据。     

地震载荷下拉杆直径对球罐的影响分析

在地震载荷条件下,使用ANSYS8.0软件分析了1000m3球罐的拉杆直径变化对球罐应力的影响。分析结果表明,球罐的最大应力点位于球罐与盖板连接处外壁面的上侧,拉杆直径的变化对球罐与盖板连接处的应力影响较大,对其他部位的应力影响相对较小,在选择球罐的拉杆直径时应充分考虑拉杆对球罐应力的影响。     

400m~3球罐支柱与球壳连接处角焊缝裂纹产生原因及处理办法

通过对球罐进行检验,发现球罐支柱与球壳连接处角焊缝存在裂纹,对裂纹进一部打磨,发现球罐支柱与球壳连接处角焊缝内存在夹渣缺陷,经分析确认夹渣缺陷是产生裂纹的根本原因。     

1500m3球壳板曲率超标球罐有限元应力分析与强度校核

对1500m3曲率超标球罐在水压试验和设计压力工况下进行了有限元应力分析计算,并根据应力分析设计方法进行了强度校核。结果表明应力强度合格,但最大应力点偏移到超标曲率最大点处。参考应力分析计算结果,提出了球壳板曲率超标球罐的处理措施。     

1000m~3丁烯-1球罐与支柱连接处有限元应力分析及强度校核

对 10 0 0m3丁烯 1球罐与支柱连接处进行三维有限元应力分析 ,并按JB473 2 -95《钢制压力容器———分析设计标准》进行强度校核。确认在应力分析条件下 ,经计算和实际应用 ,此球罐设计是安全的。     

4000 m~3液化石油气球罐分析设计讨论

通过压力容器分析设计的方法,使用数值分析的方式,对球形储罐的应力分析进行了论述,对其结构、载荷等问题进行了说明,为球罐分析设计提供了可供工程参照的方法。并对4 000 m~3,振动按双质点考虑的大型球罐的地震工况进行了讨论,对球罐这种剪切型振动只考虑水平地震。通过ANSYS有限元软件建模分析,得出各种工况下球罐的应力和变形。     

3000m~3丙烯球罐多工况应力分析

以3 000 m3丙烯球罐为分析对象,分别建立整体有限元分析模型。考虑多载荷、多工况条件,计算获得球罐在不同工况下得应力分布规律。采用应力线性化方法对球罐进行应力评定。其有限元分析与评定方法为球罐的设计工作提供依据。     

15000m~3天然气球罐设计

从材料选择及结构型式等方面对15 000m3大型天然气球罐的设计进行了阐述。该球罐的设计压力为1.2MPa,设计温度为50℃,主体材料选用Q370R,球壳厚度取48mm,球壳采用了混合式5带16柱的支柱支撑结构型式,按照有关规范及标准进行设计。     

10000m3丁烷球罐结构研究及应力分析

通过对10000m^3丁烷球罐不同支柱型式及其与球罐连接结构进行了研究,分别对压力试验工况、操作工况和地震工况的应力进行了有限元分析,对我国设计大型重介质球罐提出一些基本原则。     

真空玻璃的应力分析及强度设计

基于真空玻璃的典型结构特征,分析了大气压差、温差及风载荷作用下真空玻璃的应力分布特征,给出了最大弯曲拉应力定量计算公式。基于结构抗力设计方法,分析了长期和短期应力协同作用下真空玻璃的承载性能设计。结果表明,在给定基片厚度情况下,随着支撑物间距的增大,真空玻璃最大弯曲拉应力呈近似线性增长,在支撑物间距不变情况下,真空玻璃最大弯曲拉应力随基片厚度增大呈指数式下降趋势。温差引起的最大弯曲拉应力与玻璃基片厚度及长宽尺寸无关,但与膨胀系数有关,温差值与其引发的真空玻璃最大弯曲拉应力呈线性关系。相同条件下,真空玻璃抗风压性能弱于与其等厚度的单片玻璃。在长期和短期应力协同作用下,宜分别计算不同应力作用时间下真空玻璃的效应设计值进行校核。     

高压空气储罐的可靠性分析

主要利用ANSYS有限元软件对高压空气储罐进行应力分析,获得了高压空气储罐的应力强度分布图,可知该高压空气储罐的最大应力强度发生在球壳与过渡段连接部位球壳内壁,最大应力为强度为345.215MPa。然后进行可靠性分析,经过分析获得了高压空气储罐在置信度为95%的情形下,初值极限状态Z0的概率平均值为3.264 8%,即说明容器的可靠度为96.735 2%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的分布图和输出结果参数的灵敏度图,通过此次分析证明了该储罐是安全的,再次证明了ANSYS软件为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

1000m3氧气球罐应力分析设计

介绍了1000d氧气球罐的应力分析设计,分别对球罐整体及其上下极开孔结构压力试验工况、操作工况、地震工况和压力波动疲劳工况的应力进行了有限元分析,对其应力进行强度和疲劳寿命评定校核。     

丙烯储罐在三种工况下的有限元分析

根据JB4732-1995分析设计标准来确定储罐壳体的厚度,在进行储罐分析设计计算时,考虑了四种载荷工况:工作载荷工况、设计载荷工况、液压试验载荷工况和地震载荷工况。由于设计载荷工况相比工作载荷工况压力更高,出于安全及简化方面考虑,不对工作载荷工况进行计算,所以分别对后面三种载荷工况进行有限元分析设计计算,再由设计标准来确定应力分类与评定,最后分析得到壳体的厚度满足结构要求。在储罐结构制造完成之后,进行水压试验,结果符合强度要求。     

09MnNiDR制2000m~3乙烯球罐的分析设计

介绍了国内首台设计温度-67℃的2 000 m3乙烯球罐设计参数的确定、球壳用钢板的选取过程。对09MnNiDR制造2 000 m3乙烯球罐的结构设计、有限元应力分析、制造和安装过程中的技术要求进行了详细分析和评价。     

3000m~3薄壁球罐设计中的若干问题

大型薄壁球罐其球壳板壁薄、单片尺寸大、刚性差,因而在设计阶段与常规球罐相比有所不同。对薄壁球罐设计中面临的问题进行了分析与计算,包括球罐选材、刚度计算、球罐结构的确定和制造安装的施工要求等方面,可为其它大型薄壁球罐的设计提供参考。     

ANSYS子模型技术在LPG球罐设计检验中的应用

为了得到2 000m3LPG球罐的准确详细的应力分布情况和便于检验应力集中区域,建立了该球罐的简化模型,采用ANSYS软件在静态承载的工况下进行了有限元分析,明确了应力集中区域及应力值。利用子模型技术对局部区域进行了详细计算,并由板壳单元转化为实体单元。结果表明,该球罐结构强度满足设计要求,子模型切割边界选择正确,有效地为设计和检验提供了理论依据。     

石油化工新型干式储气柜柜顶设计

依据压力容器、钢结构和湿式气柜的相关标准和规范,通过对新型干式气柜的柜顶设计,论证了干式气柜柜顶的载荷确定、结构设计、结构选材的一般方法,以及所依据的标准,并通过气柜的实际施工与试运行检验,证明设计结果符合现有相关标准的要求,为石油化工设备中干式气柜设计、施工检验与竣工验收规范的制定提供基本的范例依据.