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.     

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。     

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。     

8 000 m3商品液化石油气球罐设计研究

８０００ｍ３商品液化石油气球罐是我国首次自行设计、制造并组焊的体积最大的球罐。从球罐材料的选择和部分结构的确定,球壳应力的计算,特别是局部应力的计算,以及制造和组焊主要技术条件的制订等方面论述了该球罐的设计工作。     

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。     

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。     

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.     

1000m~3液态CO_2球罐支柱连接的非正切设计

液态CO2球罐属于低温球罐。本文以1000m3CO2球罐的设计为例阐述了球罐设计压力和设计温度的确定、材料的选择、球壳结构的设计及支柱结构的设计等内容,本文还论述了非正切支撑的支柱结构型式。     

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。     

200m^3氮气球罐结构优化设计

介绍了北京东方石油化工有限公司搬迁改造工程中200m^3事故氮气球罐的工程设计。在满足该球罐的工艺要求及设计规范要求的情况下,对球壳的材料、球壳的结构、接管补强结构及支柱结构等进行了优化设计。     

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.     

液化石油气球罐的安全设计

本文概述了国内液化石油气球罐的特点,提出了这种球罐的设计原则。根据设计原则,应用材料的硫化氢应力腐蚀试验数据和工程断裂力学方法,确定了球壳板材料和许用应力、球壳焊缝角变形和错边量的控制条件,球壳裂纹不扩展的允许尺寸。提出了液化石油气球罐安全设计的初步规定。     

球罐支柱接合线根部的加工处理

1 引言 球罐支柱接合线是支柱与球壳的焊缝线,目前国内设计的球罐,支柱接合线根部的形状主要有两种形式(见图1)。 图1 支柱接合线根部形状 (1)支柱接合线根部与球壳自然相贯。由于支柱与球壳相贯位置角度的变化,在支柱接合线的根部形成了一个无法进行焊接操作的盲区。为弥补这一缺陷,保证支柱与球壳连接焊缝的“连续”和“完整”,设计者在该区域设置了U形托板,对上述无法连接部分进行加强。 (2)改变支柱接合线根部的形状,使之变为可以实施焊接角度的位置,支柱与球壳的连接焊缝为连续、完整的焊缝,该区域不设U形托板。     

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。     

控制球罐支柱直线度的简便方法

球罐支柱组焊时,直线度的控制十分关键,直接影响着整台球罐的组对质量。笔者向大家介绍一种控制支柱直线度的方法,比通常采用紧线器控制直线度更为简捷。现通过实例进行介绍。球罐内径12300mm,壁厚40mm,支柱为赤道带正切支撑式结构,支柱采用D426X10mm钢管,赤道带圆心角54o,由图1可计算出支柱顶面距球壳外表面距离为173mm,赤道板水平线距支柱下表面为421．66mm（图2）。（1）如图2中A向视图所示,进行测量时在支柱上表面平放一弯尺,测量支柱与赤道带板两侧接触点到弯尺底线距离a、b,找a、b平均值,将其控制在173上Zmm范围内,一…     

丙烷球罐裂纹分析及修复

我公司 4台 2 0 0m3球罐于 1988年投用 ,为丙烷脱沥青装置开停工期间及正常生产时储存丙烷的设备。其设计压力p为 1 74MPa ,设计温度 5 0℃ ,规格为 710 0mm× 2 6mm ,设计材质为 16MnR ,实际使用材质为SPV36。 2 0 0 1年对球罐进行定检中发现 4台球罐都存在裂纹 ,以 3#丙烷球罐为例 ,经磁粉探伤发现有 2 2处共 30条裂纹 ,裂纹最长 30 0mm ,经超声波检测证实裂纹最深 6 5mm。裂纹附近硬度测试值为HB15 6～HB2 6 4。对球罐进行超声波测厚 ,共测 16 0点 ,检测值在 2 6～ 2 7 4mm ,未发现不可接受缺陷。但金相检验发现球罐材料已发生珠…     

球罐对接焊缝区的应力计算及角变形错边控制条件的探讨

本文对球罐对接焊缝的角变形和错边处的应力计算公式做了一些实验验证。结果表明,文[2]中关于角变形和错边的应力计算公式对直径为6～10米的球罐基本适用。推荐了球壳对接焊缝区存在角变形和错边时的最大应力计算公式,利用强度条件建立了球壳对接焊缝区最大角变形和错边量的控制条件。     

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。