3000m3液化气球罐的优化设计—（毕业设计）(9)

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拉杆材料Q235A，?s?215MPa

拉杆材料的许用应力：

???T??s1.5?215?143.3MPa 1.5 拉杆的腐蚀裕量：CT=2mm

拉杆螺纹小径： dT?1.13???TFT1.72?105?CT?1.13??2?41.15mm

143.3 选取拉杆的螺纹公称直径M42

3.10.2拉杆连接部分的计算

1.销子直径

销子的材料：35号钢，?s?295MPa

销子材料的许用剪切应力：???p?0.4?s?0.4?295?118MPa 销子直径： dp?0.8???pFT1.72?105?0.8??30.5mm

118选取销子直径M40。 2.耳板厚度

耳板材料：Q345R，?s=285MPa 耳板材料的许用应力： ?c?dp???cFT1.72?105??14.6mm 40?295.53.翼板厚度

翼板材料：A3钢，?s、=225MPa 翼板厚度： ?a??c??s20?325??14.4mm 2?s、2?225选取翼板厚度为20mm

3. 拉杆与支柱的连接焊缝强度校核 焊缝长度：L1??do???219?688mm 焊缝焊角尺寸：S1=8mm

支柱与拉杆材料的最小屈服强度：Rel=325MPa 角焊系数：?a?0.6

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拉杆承受的最大拉力：FT=172000N 焊缝的许用剪切应力：

???w?0.4Rel?a?0.4?325?0.6?78MPa

拉杆支柱的连接焊缝的应力校核：

FT1.72?105??5.52MPa????w

1.41L1S11.41?2764.6?8即焊缝强度校核通过

3.11支柱与球壳连接最低点的应力校核

支柱与壳体的连接如下图（图3-2）

图3-3支柱与壳体连接

图片来源：GB12337-2014

3.11.1 a点的剪切应力

支柱与壳体连接焊缝单边弧长：Lw=3150mm 球壳a点处的有效厚度：?ea?27mm 操作状态下a点的剪切应力：

?o?Go??Fi?max2Lw?ea1.83?106?3.27?104??10.95MPa

2?3150?27液压试验状态下a点的剪切应力：

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GT?0.3?Fi?max2Lw?eaFwFmax7.61?1043.27?10?0.3?3.27?10?54.89?10??19.23MPa

2?3150?2764?T?3.11.2 a点的维向应力

操作状态下a点的液柱高度：hoa=8475mm 液压试验状态下a点的液高：hTa=12000mm 操作状态下物料在a点的液体静压力：

poa??2ghoa?8475?578?9.8?10?9?0.048MPa

试验状态下物料在a点的液体静压力：

pTa??3ghTa?12000?1000?9.8?10?9?0.117MPa

操作状态下a点的维向应力：

?o1??p?poa??Di??ea???0.8?0.048???18000?27??141.55MPa

4?ea4?27液压试验状态下a点的维向应力：

p?pTa??Di??ea??1?0.117???18000?27???T1???186.45MPa

4?ea4?273.11.3 a点的组合应力与应力校核

操作状态下a点的组合应力：

?oa??o??o1?10.95?141.55?152.5Mpa

液压试验状态下a点的组合应力：

?Ta??T1??T?186.45?19.23?205.68mpa<292.5MPa

3.12支柱与壳体连接焊缝的强度校核

Go??Fi?max?1.83?106?3.27?104?1.8627?106MPa

GT?0.3?Fi?maxFw7.61?10464?3.27?10?0.3?3.27?10??3.272?107MPa 5Fmax4.89?107 即W取以上两者中的最大值W=3.272?10MPa

支柱与壳体连接焊缝焊脚尺寸：S=12mm 支柱与壳体连接焊缝的剪切应力：

W3.272?106 ?w???55.1MPa

1.41lwS1.41?3512?12 支柱与壳体材料屈服点的最小值：?s?325MPa 焊缝的许用剪切应力：

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???w?0.4?s?a?0.4?325?0.6?78MPa

显然?w

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4球罐的制造与组装

球罐的组装一般是在现场进行的。在工厂中的制造指对相关部件进行加工，例如：球壳瓣片的下料成型、坡口加工、极板与接管的焊接、赤道板与支柱的焊接、附件的加工、相应的焊后热处理。球瓣加工完成后还需要对坡口进行防锈处理，出厂前必须进行包装，保证在运输过程中不产生变形与损伤。 4.1制造工序 4.1.1.材料的检验

制造厂必须按照设计文件的规定与相关标注进行材料的检查与验收。首先要明确的是刚板的使用状态，当进厂材料的实际状态和使用状态相符是方可进行下一步的工序。并且球罐用钢必须按照钢材生产单位的钢材质量说明书原件进行复验，复验的主要内容如下：

(1)化学成分 （2）拉伸试验 （3）弯曲试验 （4）冲击试验 （5）尺寸及外观检查

（6）超声波探伤检验（内部质量检查） （7）其他技术要求中规定材料检验

当钢材检验合格达到设计要求时，应该在每张刚板上作适当的标志，并且要求在以后的制造加工过程中任然保持这些标志，以备识别查考。 4.1.2瓣片加工

1．球瓣的加工成型

球瓣的加工成型是指钢板通过压机的压力冲压加工面而达到需要的形状。按照不同的加工温度可以将其分为以下几个不同操作：常温下操作的冷压、温度在上临界点的热压、温度在临界点以下的温压。

瓣片的加工成型方法的选择应该根据材料的种类、厚度、曲率半径、热处理、强度、延展性和设设备能力进行选取。

一般情况下，为了提高球瓣的加工精度，尤其是哪些适用于热处理状态使用的并以使用状态供货的钢板（如正火状态使用、水淬加回火状态使用），建议使

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