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。     

球罐支柱上口翻边加工工艺

球罐以其特有的占地小、受力好、建造费用低且周期短等优点，在石油化工介质储运中应用较多。球罐的支撑方式有多种，最常用的是支柱形式，支柱与球壳多采用相贯焊接，由于下端相交处形成“尖角”形状，造成该部位不易直接施焊而使高练强度削弱，为了解决这一问题，设计上常在此增加附件——托板，以改善施焊条件和进行补强，见图1。1990年，一种新颖实用的翻边式支柱结构被列入国标GB12337－90（钢制球形储罐）中，该结构简单省料，焊接量小且美观。由于加工难度较大，所以工程中应用尚不多。近年来，我单位在该方面进行了有益的探索，先…     

球罐的支柱与球壳接合线误差原因及纠正

本文分析了球形储罐支柱与球壳接合线误差产生的原因,提出了合理的净料方法和修整措施,这是球罐预制中一个值得注意的问题。     

JFE—HITEN610U2L钢制乙烯球罐的组焊

分析了JFEHITEN610U2L钢制乙烯球罐球壳板材料和焊接材料的化学成分及其焊接性,通过采取严格控制焊接线能量、预热温度、层间温度以及焊后及时消氢处理等工艺措施和焊前对焊工进行培训和模拟考核,确保了球壳板之间焊接接头的性能,保证了JEF-HITEN610U2L钢制乙烯球罐的产品质量。     

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.     

球罐用U型托板设计

GB 12337—1998《钢制球形储罐》规定了4种支柱与球罐连接型式,这4种结构各有优缺点。目前常采用加U型托板的结构,且通常认为加托板结构支撑的球罐受力较好。但对托板尺寸计算并没有详细的公式,只能根据实际工作经验进行设计。对此进行了分析论证,提出了U型托板设计时应注意的几个问题。     

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.     

球罐锻造人孔的现场焊接

一、锻造人孔概述球罐人孔以往都是采用带补强板的圆筒形接管,这种结构形式在补强板与球壳连接处,由于壁厚发生突变,且采用角焊缝连接,因而易产生弯曲应力;更主要的是在接管与球壳连接边缘处形成一圈应力集中区,这部分的应力峰值往往比平均应力值高出好几倍,其应力集中系数 K_t>3。同时由于这些焊缝的焊接较困难。容易发生夹渣、未熔合等缺陷,在高应力的作用下容易产生裂纹,这些裂纹往往成为破坏事故的根源,而且,这些焊缝无损检查的困难很大。为了确保球罐的焊接质量,使人孔结构更加合理,国内已采用锻造人孔(即接管、补强板与部分壳体锻成一体)代替管状人孔,见图1所示。这样便可以取消补强板,人孔与     

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。     

GB12337球罐标准新结构介绍

介绍了现行国家标准ＧＢ１２３３７—９０和正在报批的ＧＢ１２３３７—ｘｘ推出的球罐新结构，如混合式球壳结构、固定式拉杆结构、支柱与球壳连接的Ｕ形柱结构及其它结构的有关情况。通过对比，分析了新结构的优点，希望国内设计和制造单位结合建造球罐的实际情况，认真研究并积极采用新标准。     

球罐支柱和赤道板现场组焊监检中的问题及处理

通过一起球罐支柱和赤道板连接焊缝存在问题的监检案例分析,对监检中发现的焊接问题进行处理,消除了安全隐患,保证了球罐安全。     

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.     

球形容器 U 形托板的展开计算

球形容器 U 形托板和球形容器及其支柱都相贯(见图1),它由半圆环和直段两部分几何体组成(见图2),用放样法展开十分麻烦,而且不准确,用坐标计算法求其展开尺寸既简便又准确,可以节省工时,提高质量。U 形托板的计算关键在正确的建立这三个物件的坐标方程式(如图1)。空间直角坐标oxyz,oxz 平面为托板的对称面。已知球形容器外半径 R,主柱外半径 r,主柱中心轴线距球形容器垂直中心轴线 a_b 托板半圆环内半径 P_n,托板厚 S,托板半圆环外半径 pw=p_n S,托板直段长 c(图2)托板半圆环中心轴线与球形容器外皮交点 o,与立柱外皮交点 o′,将坐标系 oxyz 平移使坐标原点为o′,得到新坐标系 o′x′y′z′,x 轴与 oxz 平面内的球形容器水平中心轴线相距。     

球形储罐的应力分析

随着球形储罐的建造规格向大型化发展,其材料用量和球壳板尺寸规格也越来越大,由此增加了球壳板在压制、运输、现场吊装及焊接等一系列建造难度。因此,大型球罐在结构、载荷等方面的本质安全要求更高的情况下,需要按照分析设计方法进行球罐的设计。通过全面的分析总结,对涵盖所有载荷组合形式的球罐4种载荷工况和2种结构模型进行整体应力计算,分析了各种载荷工况下球罐的受力状况,重点分析了支柱与球罐连接部位的应力情况。结论是:应力计算要考虑所有可能的载荷组合工况;计算载荷时要分别建立"对中模型"和"跨中模型";最大应力是在支柱与球罐连接处,要尽可能圆滑过渡,有限元应采用六面体单元分析。     

用屈服条件确定球罐残余应力

本文提出了一种确定球罐焊缝残余应力的简易方法。球罐(特别是未退火的新罐)在水压试验中,焊缝附近的残余应力、薄膜应力和角变形或者错边的弯曲应力迭加起来,一般都超过材料屈服强度。本文利用测点的屈服条件,建立了球罐焊缝残余应力的计算公式。这些公式都非常简便。一、前言大型球罐是由球壳瓣片组焊而成的,焊缝的总长度很长。如果球罐没有进行消除应力的热处理,那么,在焊缝附近的区域中存在残余应力,它包括装配时的约束应力和焊接热应力。这种残余应力影响了球罐的疲劳强度;提高了     

650m~3球罐现场安装

球罐被广泛应用于石化、燃气及炼钢等行业。球罐由多块压制成球面的球壳组焊而成,其体积、直径较大,不能整体运输,必须在制造厂压制球片,加工制造支柱、组焊接管等部件,然后运到使用现场进行组装焊接。以650m~3氮气球罐的现场组装为例,对球罐现场安装的要点进行简要介绍。     

2000m^3丙烯球罐设计研究

文章从材料选择、参数确定和结构设计等方面对2000m^3丙烯球罐的设计予以阐述．说明大型球罐设计应从球罐的全寿命期着手,为后续的制造、安装、使用、检测、维修及再生等工作创造条件。本次丙烯球罐设计选用15MnNbR材料,设计压力2．16MPa,设计温度50℃,球壳设计壁厚53．5mm,球壳采用混合式四带十支柱结构型式,支柱采用赤道正切式的U型管柱结构型式。球罐建成投产后运行效果良好。     

球罐尺寸B如何测量

现行的《钢质焊接球形储罐技术条件》JB1127-82及国家标准《球形储罐施工及验收规范》征求意见稿,对球壳板几何尺寸的测量及公差要求见图1所示。在施工中对温带板几何尺寸 B 如何测量经常发生疑问,按图1要求是无法测量的,因为尺寸 B 的测量点无法标定,其次,图1所示尺寸均为弦长,通过测量弦长来标定球壳板的几何尺寸精度也不尽合理。经过多年现场实践,并参考国外引进球罐的球壳板尺寸标定方法,笔者推荐按图2进行标定测量,供有关同志参考。     

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.