大学本科储罐设计毕业论文

1、Q235储罐毕业设计作者：系另U：机电工程系班级： 学院:内容摘要油品和各种液体化学品的储存设备 储罐，是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。近几十年来，发展了各种形式的储罐，但最常用的还是立式圆筒形储罐。本文设计的即为立式圆筒 形储罐。立式圆筒形储罐需在现场施工，并且外观及内部结构设计上要经济适用，另外在设计的过 程中注意储罐所受的自然环境对储罐的影响，如增强储罐的防风、防雪、抗震等功能。根据储存介质的要求来进行立式圆筒形储罐的选材， 本文中储罐的介质为煤油， 罐体采用 Q235A 钢材。罐壁结构采用不等厚罐壁，罐底采用设环形边缘板罐底，罐顶采用拱顶结构。根据施工现场 的环境要求及储罐

2、钢材、罐身厚度等参数选择合适的焊接方法及焊接材料，采用埋弧焊及手工电弧 焊结合的焊接方法，做到所使用的方法快速简便且耐用。最后是对储罐整体进行检测。本文参照压力容器、大型储罐等标准，结合设计经验，着重阐述了大型立式圆筒形储罐的结构 设计及焊接工艺设计的要点。关键词 ： 立式储罐；埋弧焊；手工电弧焊；焊接结构；焊接工艺AbstractOil and various liquid chemicals storage equipment - tanks, chemical plant and oil storage and transportationfacilities, an important

3、 component of the system. As the verticalcylindrical storage tanks need to site construction, which in appearance and structure design to achieve economical and pay attention to the natural environment of the storage tank storage tank suffered the impact of the design process to be enhanced, to reac

4、h wind, snow, earthquake, etc. role. This tank wall structure using ladder-type tank wall, tank bottom edge of plate with circular tank bottom set, tank top with dome structure.Storage medium according to the requirements of the selection of vertical cylindrical tanks, the media in this article for

5、the kerosene tank, tank with Q235A steel. According to the construction site environmental requirements and tank steel, body thickness and other parameters can select the appropriate welding methods and welding materials, this paper combined with submerged arc welding and manual arc welding method,

6、the method used to achieve fast and easy and durable. Finally, the iterative experiments on the overall test.This reference pressure vessels, large tanks and other standards, combined with design experience, focusing on the large vertical cylindrical storagetank structural design andwelding process

7、design elements.Keywords ：Vertical Tank ； SAW； Manual metal arc welding目 录（）1 绪论 11.1 立式圆筒形储罐的发展 11.2 Q235A 钢材 21.3 埋弧焊 21.4 手工电弧焊 32 立式圆筒形储罐的罐壁设计 42.1 储罐的整体设计 42.2 储罐的强度计算 42.2.1 储罐壁厚计算 42.2.2 储罐的应力校核 52.3 储罐的风力稳定计算 52.4 储罐的抗震计算 62.4.1 地震载荷的计算 62.4.2 抗震验算 82.4.3 液面晃动波高计算 102.4.4 地震对储罐的破坏 102.4.5 储罐

8、抗震加固措施 102.5 罐壁结构 112.5.1 截面与连接形式 152.5.2 罐壁的开孔补强 172.5.3 壁板宽度 183立式圆筒形储罐的罐底设计 193.1 罐底结构设计 193.1.1 罐底的结构形式和特点 193.1.2 罐底的排板形式与特点 193.2 罐底的应力计算 214 立式圆筒形储罐的罐顶设计184.1 拱顶结构及主要的几何尺寸 184.2 扇形顶板尺寸 194.3 包边角钢 275储罐的附件及其选用 285.1 透光孔 285.2 人孔 295.3 通气孔 305.4 量液孔 315.5 储罐进出液口 315.6 法兰和垫片 325.7 盘梯 326 备料工艺 34

9、6.1 原材料储备 346.2 钢材的预处理 356.2.1 钢材的矫正 356.2.2 钢材的表面清理 366.3 放样、号料 366.4 下料和边缘加工 266.5 弯曲和成型 267 装备工艺 287.1 整体装配与焊接 287.1.1 装配方法概述 287.1.2 倒装法装配和焊接 287.2 部件装配与焊接 297.2.1 罐底的组装 297.2.2 顶圈壁板的组装 297.2.3 顶板的组装 29724 顶板的组装 29725 罐壁与罐底的连接 427.3罐壁板组对用卡具 427.3.1 专用卡具的结构与工作原理 427.3.2 操作顺序 438 焊接工艺 458.1 材料焊接性分

10、析 458.2 焊接方法 458.3 焊接材料 468.4 焊接设备 478.5 检测 48结论 48致谢 48参考文献 48附录A（英文文献）附录B （中文翻译）引言Q235A韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热 加工性。Q235A一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢板、钢 管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一般不重要的机器零件，如螺栓、 拉杆、铆钉、套环和连杆等。 由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的 钢号冠以“Q， 代表钢材的屈服点，后面的数字表示 屈服点数值，单位是 MPa例如Q235 表示屈服点（T s）为235MPS的碳素结构钢。 必要时钢号

11、后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C D。A指不做冲击，B在20度以上，C在0度以上，D在 -20度以上，A到D所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。 分别为： Q235A级，是不作冲击韧性试验要求；Q235B级，是作常温（20 C）冲击韧 性试验；Q235C级，是作0C冲击韧性试验；Q235D级，是作-20 C冲击韧性 试验。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ 表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。碳 C : 0.22%硅 Si : 0.35%锰 Mn: w 1.4%硫 S :

12、0.050%磷P :w 0.045%铬Cr :允许残余含量w 0.030%镍Ni :允许残余含量w 0.030%铜Cu :允许残余含量w 0.030%力学性能抗拉强度 (T b (MPa): 370500屈服强度 (T s (MPa)：W 16 时：235; 1640 时：225; 4060 时: 215; 60 100 时： 215; 100 150 时： 195; 150 时： 185 伸长率 S 5 (%) : 40 时：26;40 60 时：25;60 100时：24;100 150 时：22;150 200 时：21;冷弯(弯180):【纵向】钢厚度w 16时，弯心直径d=a;钢厚度

13、16100时，弯心直径d=2a ;【横向】钢厚度w 16时，弯心直径d=1.5a ;钢厚度16100时，弯心直径d=2.5a1绪论1.1 立式圆筒形储罐的发展油品和各种液体化学品的储存设备一储罐，是石油化工装置和储运系 统设施的重要组成部分。自1972年采用钢制焊接储罐后，其容量逐步扩大， 目前最大容量以达到24 104m3。近几十年来，发展了各种形式的储罐，例如 大型卧式圆筒形、球形、立式圆筒形储罐等。其中在石油化工生产中大量 采用大型立式圆筒形储罐。这是由于大型立式圆筒形储罐具有容积大、使 用寿命长、热设计规范、制造的费用低、节约材料、易于制造、便于在内 部装设工艺附件以及工作介质在内部相

14、互作用等优点。当前大型储罐需要深入探讨研究的问题很多，如更完善解决油品和易 挥发产品损耗和环境污染，为此要开发损耗更小、建造和维修更方便的内 浮顶罐；储罐的大型化，为此开发了储罐用的高强的钢；储罐的CAD辅助设计；储罐计量和储运系统的自动化；储罐清洗的机械化，储罐维护修补 的化学化等。此外，由于储罐的大型化带来的储罐稳定性、罐顶结构和设 计、全天候的储罐附件、消防措施、罐基础等都是当前立式圆筒形储罐的 研究重点。以上的诸多问题是本设计的研究的重点，要更好的优化大型立 式储罐的设计，从而做到制造的大型立式储罐既节约环保又经济适用。20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。 第一个

15、 发展油罐内部覆盖层的是法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最 大直径为187 ft （61.6 m的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了 600多 个内浮顶罐。1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定， 收到显著效果。近40年来，储罐大型化迅速发展。1962年美国首先建成了 10 104m3大 型浮顶原油罐（直径87m，罐高约21m ）; 19631964年间荷兰欧罗巴港 建成了 4台10 104m3浮顶油罐（直径115m，罐高14.6 m） ; 1971年日本建 成了 16 104m3浮顶油罐

16、（直径109m，罐高117.8 m ）;接着沙特阿拉伯建成 20 104m3巨型浮顶油罐（直径110m，罐高22.5 m ）。1985年中国从日本引 进第一台10 104m3浮顶油罐，到目前已建成10 104m3浮顶油罐（直径80m , 罐高21.80 m）几十台。目前国内对10 104m3油罐有比较成熟的设计、施工 和使用的经验，国产大型储罐用高强度钢材已能够批量生产。国内外有很多储罐的设计和建造标准，并且对储罐的发展起了很大的 推动作用。例如国外标准：美国石油学会标准钢制焊接油罐API 650、日本工业标准钢制焊接油罐结构JISB 8501、英国标准石油工业立式钢制焊 接油罐BS 2654

17、美国石油学会标准大型焊接低压储罐设计和建造推荐 规定API 620。中国标准：立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB 50341、石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范SH 3046、立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范GBJ 12&钢制焊接常压容器第十二章立式圆筒形储罐 JB/T 47251.2 Q235AI 冈材Q235A韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和 热加工性。Q235A一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、钢 板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一般不重要的机器零件， 如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。化学成份：碳 C : 0.14 0.22 ;硅 Si :

18、 0.30 ;锰 Mn：0.30 0.65 ；硫 S : 0.050 ;磷 P : P。，所以在罐壁上不需要设置加强圈。2.4 储罐的抗震计算2.4.1地震载荷的计算自震周期计算：储罐的罐液耦连震动基本自震周期为Hw= 7.743 10e-D 0.7147 丄D D1D,（2.8）式中T储罐的罐液耦连震动基本自震周期（s）;e 自然对数的底：2.718 ；Hw 储罐底面到储液面的高度：7.425m;D 储罐的内直径：22m3 位于罐壁高度1/3处的罐壁名义厚度：29 10mm7.425=7.743 1052.718 227 425.71472 2222(29 10丁= 1.31 10水平地震作

19、用几效应计算Fh =Kz：meqg(2.9)meq 二（2.10）式中Fh 储罐的水平地震作用（N ；:水平地震影响系数，按罐液耦连震动基本自震周期确定;meq 等效质量（Kg）;mL 储液质量（Kg）；g 重力加速度取9.81m/s2 ；一动液系数；Kz 综合影响系数取Kz =0.4动液系数，计算如下：当 HW/R =7.425/11 =0.675 叮.5时，th、3 R cp_Hw一 .3 RHw(2.11)th - 3 11 薯50.0175,3 117.425mL 二?V 二 800 Kg / m321139824meq =113982 0.0175 = 1994.685KgFh =0

20、.4 0.82 1994.685 9.81 = 6418.26N水平地震作用对罐底的倾覆力矩M1 =0.45FhHw =0.45 6418.26 7.425 = 21445N m罐壁竖向稳定许用临界应力计算：第一周罐壁（自下往上数）的竖向稳定临界应力:6 二 KcEf（2.12）D1f(2.13)Kc =0.091耳10.0429 H 1 一 0.1706 Dl :、iH第一周罐壁稳定许用临界应力：二 crI】1.5(2.14)式中E 罐壁材料的弹性模量（Pa）;D1 第一圈罐壁的平均直径 22.03（m）；第一圈罐壁的有效厚度0.03 （m）；H 罐壁的高度8.25（m）；Kc 系数；设备重

21、要度差别1.00Kc=0.09151 0.0429 8.251 -0.1706 22.03 -0.4V0.038.25.4 192 106 器107Pa1.05 1071.5 1.00=7 106 Pa2.4.2抗震验算罐底周边单位长度上的提离力Ft =M2（2.15 ）_：DiFl。bHwsg（ 2.16 ）式中E罐底周边单位长度上的提离力（N/m）;Fl0 储液和罐底的最大提离反抗力（N/m ）；当其值大于 0.02HwDSg 时，取 0.02HwD1：Sg ；cy罐底环形边缘板的屈服点（Pa）；-罐底环形边缘的有效厚度（m）；0 储液密度（Kg/m3）106106222 0.015=74

22、.38Pa4 214453.14 22.032二 56.29N /mFlo =0.015 74.38 7.425 800 9.81 = 31.23N / m 0.02HwDvs0.02 7.425 22.03 800 9.81 = 2.57 105N/mTFl。Y0.02HwDSgFL=31.23N/m罐底周边单位长度上的提离反抗力:(2.17)式中Fl 罐底周遍单位长度上的提离反抗力（N/m）；N1 第一圈罐壁底部所承受的重力（N）；NmLg =113982 9.8仁 1118163.42N31.231118163.42 =16195.7 N /m3.14 22.03无锚固储罐应满足的条件:

23、罐底部压应力：Ft乞Fl时NiM1乙(2.18)式中匚C 罐壁底部的竖向压应力(Pa )；A 第一圈罐壁的截面积，Ai二二Di；、( m)；Zi 第一圈罐壁的截面抵抗矩，乙=0.785Di ( m)；= 540691.6Pa1118163.42214453.14 22.03 0.030.785 22.032 0.03：讥嘉故满足要求2.4.3 液面晃动波高计算罐内液面晃动波咼怡二 1L_.2- R ； 匕2 二 1.85 一 0.08Tw ;式中1 浮顶影响系数，取0.85 ;2 阻尼修正系数，当Tw大于10s时，取2 = 1.05 ；一地震影响系数，取0.82。Tw 二 2 j D cth(

24、3.68H W ) = 18.87s 10s .3.68g D )(2.19)故取 2=1.05;hV -0.85 1.05 0.82 11 二 7.76m244 地震对储罐的破坏储罐在地震时的破坏，有1.储罐本身的震害，如浮顶沉没，焊缝破裂, 罐壁下部屈服等；2.液面晃动对储罐的危害，晃动造成的液体高度变化对 罐壁产生的动液压一般不大，但产生的冲击力，有可能破坏罐顶和罐壁顶 部的焊缝；3.储液负数设备和基础发生破坏 。2.4.5 储罐抗震加固措施当验算核实罐壁厚度不满足抗震要求时，应采取加补强板，加强环，支 撑等加固措施。1、加强板在最下层壁板圆孔以下罐内（外）沿罐壁圆周增设宽度不小于300

25、mm厚度不小于4mm勺钢板加强，加强板要和壁板底板焊牢，并 保证焊接质量2、加强环可在罐内或罐外设置，距离罐的水平焊缝不得小于150mm加强环与罐壁连接成型，其截面尺寸按储罐的直径决定 。见表2.1。表2.1加强环尺寸储罐直径（m加强环尺寸备注20 : D 36L125X 80X8米用其他形状的截面，其断面系数应相同2.5 罐壁结构2.5.1 截面与连接形式罐壁为一个圆筒形的钢板焊接结构，由于该罐壁是不等厚度的且较厚, 因此各板之间采用对接，即所有的纵向焊缝及环焊缝均采用对接，这样可 以减轻自重。罐壁的最下圈通过内外角焊缝与罐底的边缘板相连，最上部一圈包边 角钢，这样既可以增加焊缝的强度，还可

26、以增加罐壁的刚性。在液压作用下，罐壁中的纵向应力是占控制地位的。即罐壁的流度实 际上是罐壁的纵焊缝所决定的。因而壁板的纵向焊接接头应采用全焊透的 对接型。常见的罐壁纵向焊接接头如图2.1所示。16图2.1罐壁纵向焊接接头形式（图要换，焊缝剖面线错误，两侧母材的剖面线方向是不同的）为减少焊接影响和变形，相邻两壁板的纵向焊接接头宜向同一方向逐圈 错开1/3板长，焊缝最小间距不小于1000 mm底圈壁板的纵向焊接接头与 罐底边缘板对接焊缝接头之间的距离不得小于300 mm以内径为基准的对接如图2.2图2.2以内径为基准的环向对接接头形式（图要换，焊缝剖面线错误）底层壁板与罐底边缘板之间的连接应采用两

27、侧连续角焊。在地震设防烈 度不大于7度的地区建罐，底层壁板与边缘壁板之间的连接应采用如图的焊接形式，且角焊接头应圆滑过渡，而在地震小于7度的地区可取K2=K图2.3底层壁板与边缘板的焊接2.5.2 罐壁的开孔补强罐壁上的开孔可为圆形，椭圆形，当开设椭圆形时，孔的长径与短径 之比应不大于 2.0 ，其长轴方向最好为环向。开孔补强计算采用等面积法， 当孔直径D lOOmnfl寸，可不考虑补强。罐壁开孔按管补强板外缘与罐壁纵向焊接接头的距离不得小于250mm，与环向焊接接头之间的距离不得小于 100mm。2.5.3 壁板宽度壁板宽度越小，材料就越省。但环向接头数就越多，增加安装工作量。 我国一般取壁

28、板厚度不小于 1600mm。3 立式圆筒形储罐的罐底设计3.1 罐底结构设计3.1.1 罐底的结构形式和特点采用倒圆锥形罐底。这种罐底及其基础成倒 圆锥形。中间低四周高，罐底坡度一般取 2%5%。随排除污泥杂质，水分 的要求高低而定。在罐底中央焊有集液槽，沉降的污泥和存液集中与此， 由弯管自上或由下引出排放 1 。这种罐底形式的特点如下：1、液体放净口处于罐底中央。不管日后罐底如何变形，放净口总是 处于罐底的最低点，这对排净沉降的杂质，水分，提高储存液体的质 量十分有利。2、因易于清洗，对于燃料油罐可以不再设置清扫孔。3、倒圆锥形罐底可以增加储罐容量，储罐直径越大，罐底坡度越陡， 可增加的容量

29、越多。4、因较少形成凹凸变形和较少沉积，可以改善罐底腐蚀状况。5、罐底受力比较复杂，储罐基础设计，施工要求比正圆锥形罐底更 加严格。3.1.2 罐底的排板形式与节点罐底的排板形式根据储罐大小，控制焊接变形等制造工艺决定。对于直径大于12.5m的储罐，罐底外缘受罐作用力及边缘力较大，故底板的外周 比中部厚。易采用如下排板方法。如图 3.1图3.1罐底排版图边缘板之间的焊接采用对接结构，边缘板与中幅板之间以及中幅板之间 的焊接采用搭接（到底是搭接还是对接）焊结构如图3.2，选择对接焊工艺。 焊缝下面应紧贴垫板，垫板厚度应不小于4mm宽度不小于50mm以改善焊接质量，加强焊缝，减少腐蚀。当边缘板厚度

30、不大于6mm焊接可不开坡口，但焊缝间隙应大于6mm当边缘板厚度大于6mm应开V型坡口。60。图3.2加垫板的V型破口图罐底排板选择带垫板的单面焊对接结构。与采用传统的搭接焊相比，对 接焊强度高，能保持罐底平整，节省罐底材料。但要求严格，施工不如搭 接焊方便。罐底与罐壁底圈的内外交焊缝均采用连续焊，焊接高度等于罐底的边 缘板厚度。当边缘板厚度大于等于 10 mm时，为改善受力情况避免应力集 中，采用如图（图几没标出来）所示的角焊方法。根据储罐的直径为 D=22 m，中幅板厚度取10 mm因为底圈罐壁板厚 度为30 mm环形边缘板厚度取15 mm罐壁内表面至边缘板与中幅板之间 的连接焊缝的最小距离

31、为700mm底圈罐壁外边面沿径向至边缘板外缘的距 离为80mm3.2 罐底的应力计算 中幅板的薄膜力(3.1 )罐壁与边缘板之间的约束弯矩22Mo -i ML。亍11 C1 33(_L)3 订3240 tMo1：12i-L( 2：12L0-1).(1-M)1RtoL )340 t1匚 i(1 - M)Rto(3.2 ) 式中t 边缘板厚（mr）；i 罐壁第一圈壁板特征系数,泊松比，0.3 ；F储罐半径，iim-1 储罐第一圈厚度，30mmt。一中幅板的平均厚度，10mmL。一底板上的液压高度，7.425m;P 作用在罐底上的储液压力，P =gL ；3一储液密度，800Kg/m ；l 边缘板受弯

32、宽度，21.03m;D 边缘板弯曲刚度花；K 弹性地基系数（一般取为 400 KN/m2 ）；B罐壁边缘板特征系数 一小詁）.P =5.83 104 Pa D -192 109 153 10亠12(1 -0.32)= 5.9 104仁弹斗3.16V112 X0.015243(1 - 0.32)112 0.032= 2.2411 /3034()5.83 10一 240 15 M。2 2.2427.425E 咼2 2.24 30(1 0.3)/11 1512.242 2.2430 -匚11x1517 21.03(30)340(15)6= 2.77 10 N /mN= 2 2.77 106 边2 0

33、.3 7.425 “75 忖“2 2.24 30 0.711 汇 1512P2(8.24 104562 )= 1.64 105 Pa 14.032 1.38 10边缘板上表面的径向应力分布为上表面的环向应力分布为Cy=_N 6x(3.3 )N 6lM x t 厂（3.4 ）式中Jx-边缘板受弯区域内任一点的弯矩，如图3.3所示的力的平衡关系图3.3力的平衡关系图再分别求出。才及的弯矩Mx:5(pi53M0l2px23117 M o 21 p M o 2)x -5(2-p-12)x pl5(i 4)l当x=0时Mx =M。= 2.77 1 06 N/m当x=-时242-3汉5.83汉104 X

34、21.032 166 K1M x2.77 10 - 3.32 10 N /m402当X = l时Mx =0所以当X=-时，Mx有最大值且M x = 3.32 106N/m2所以二x9.75 1071566 3.32 10152= 5.71MPa : 2；s =450MPa769.75 10_6 0.3 3.32 1015152二 6.48MPa : 2；s 二 450MPa故均为安全4立式圆筒形储罐的罐顶设计4.1 拱顶结构及主要的几何尺寸拱顶罐是目前立式圆柱形储罐中使用最广泛的一种罐顶形式，拱形的 主体是球体，它本身是重要的结构，储罐没有衍架和立柱，结构简单，刚 性好，承压能力强。球面由中小

35、盖板瓜皮板组成，瓜皮板一般做成偶数，对称安排，板与板之 间相互搭接，搭接宽度不小于5倍板厚，且不小于25mm实际搭接宽度多采 用40mm罐顶的外侧采用连接焊，内侧间断焊，中心盖板搭在瓜皮板上，搭 接宽度一般取50mm顶板的厚度为46mm用包边角钢连接的拱顶只有一 个曲率，所以又称球顶。这种结构形式在拱顶与罐壁的连接处，（即拱脚）边缘应力较大，为防止油罐破坏装油高度不宜超过拱脚，即拱顶部分不能 装油，但球顶罐制作方便，因而得到较广泛的应用。因此选择拱顶由中心顶板及扇形顶板组成，全部采用搭接形式拱顶顶板厚度为5mm拱顶的球面半径一般取 尺=0.81.2D储罐直径D = 22 mRn = 1.0D

36、= 22m图4.1拱顶机构试图（九、A D2、a、b、根据图4.1可知,sin (4.1)D22Rn(4.2)因为储罐的容积v = 3000m3，所以经过查表得到中心顶板的直径 D2结果为： 0 =30=3 b=30mm a = 25mm4.2 扇形顶板尺寸2000mm。n=24。扇形顶板块数n最好为偶数，为便于排版扇形顶板块数为偶数 尺寸如图4.2所示图4.2扇形顶板尺寸展开长度：.RnL12( 0 - J -a =10337180大头弧长n DAB40 =2919n小头弧长兀d2CD2 40 二 302n大头展开半径尺=Rtan 0 - a =12677小头展开半径R2 - Rn ta代-

37、1153大头弦长兀 D +n X40 180L2R1s in()=29142n&二小头弦长兀 D2+ n 汉 40180L3=2R2si n(-)=3012nR2兀4.3 包边角钢1、包边角钢与罐顶板之间采用连接较弱， 仅需在外侧采用单面连续焊,以保证储罐的密封，焊脚高度不宜大于顶板厚度的3/4，且不大于4mm2、根据SH3046规定储罐所应采用最小包边角钢见表 4.1表4.1包边角钢最小尺寸储罐内径d（m包边角钢最小尺寸（mr）20 89，故需要开孔补强，采取密集补强等：1、适用范围：（1）适用于承受内压的圆角的径向单个原形开孔的补强 设计。（2）两相邻开孔边缘的间距不得小于25 （。（3）

38、在圆筒上，最大开孔尺寸应在 -0.5。Di（4）应与壳体焊成整体，且采用全熔透焊缝，过滤部分 打磨圆角。2、补强设计：（1）所需补强面积，由公式5.1的确定d(5.1 )600dD.22000 30= 1.04 0.42.A=0.75d、mm2A = 0.75 600 30 = 13500mm(2)对于圆筒有效补强范围，由公式 5.2确定。Lc =0.472R (新DiLc =0.472 22000 (- 30206mm22000故补强面积为A =13500mm2 。5.3 通气孔通气孔主要用于储存不易挥发介质的固定顶储罐。在储罐的顶部靠近罐顶中心安装，起呼吸作用。通气孔规格为DN 200，主

39、要尺寸见表5.1，通 气孔结构如图5.1。%111-1jj1 1 LJ图5.1通气孔表5.1通气孔规格尺寸（mr）规格dDD1d1EHnDN2002752753152055032445.4 量液孔使用于安装有通气孔的贮罐，公称直径一般为DN150安装于固定罐壁附近的顶部，往往在透气孔附近。用来测定液量或取样用。量液孔的正下方应避开其它设备，其法兰要求水平。5.5 储罐进出液口进液口开在罐顶，据罐壁 750 mm孔径取为300mm出液口开在罐壁第一圈的位置，距罐底200mm孔径取为300mm5.6 法兰和垫片法兰连接应满足的基本要求是：法兰可靠，选择合理，如在操作压力 和温度有浮动，介质有较强的

40、腐蚀的情况下，仍能紧密不漏，保证生产的 正常进行，有足够的抵抗所有作用力的强度和刚度，能保证装卸而不影响 密封性能。所有法兰及垫片的型号如表5.2所示。表5.2法兰与补强圈型号开孔类型开孔直径mm法兰型号PN =2.5MPa补强圈型号透光孔500DN500dN500人孔600DN600dN600通气孔200DN 200量液孔150DN150储罐进出液孔300DN300dN3005.7 盘梯盘梯具有占地小、用料省的特点。设计盘梯时，首先要考虑安全，以轻 巧、美观、节省材料、便于安装施工、使用方便为原则。其净宽均不应小 于600mm，从安全出发，盘梯踏步应采用栅格板或花纹钢板制作。一般按 每级梯子

41、踏步能承受100kg活动集中荷载。盘梯垂直高度H=8250m，设计每一台阶高度为 h=200mm,台阶间距为L=300mm。HN42h盘梯包角： =N L 180： _ 33, 兀D6备料工艺6.1 原材料储备根据立式圆筒形储罐的结构，购进材质为Q235-A的热轧钢板和角钢以及焊接材料。入库前对母材及焊接材料进行化学成分和技术性能的检验， 检验合格的原材料入库，并对材料分类标记、合理存放和保管，防止混杂、 受潮、生锈、损伤2。数量如表6.1所示。表6.1原材料数量类型厚度mm规格mm数量254100X 2100171100X 22001274100X 2100171100X 22001钢板28

42、4100X 2100171100X 22001294100X 2100171100X 22001304100X 2100171100X 2200152100X 210013000X10400024105000X 41007154800X 19008角钢125X 80X85000146.2 钢材的预处理钢材进入车间加工之前进行表面处理时金属结构制造中最重要的首道工序。一般钢材经过预处理比手工或风动钢丝刷清理钢材耐腐蚀寿命要长 5 倍多。它不仅能提高产品质量，延长产品寿命，减少环境污染，而且有利 于数控切割机的正常作业。621钢材的矫正钢材的矫正是钢材在轧制过程中，以及吊装、运输或在库内堆放、储

43、存中都可能产生变形。如整体、局部的弯曲，表面的凹凸不平，扭曲。波 浪变形等。这些变形必须予以矫正，够则将会影响在焊接架构的制造过程 中各工序的正常进行，并降低产品质量，故首先要对钢材进行矫平和矫直2所有钢材进行机械矫正，采用的机器型号如下：1、钢板采用板材矫平机型号为 CDW43S0X 2500技术参数：最大矫平厚度40 mm最大校平宽度2500 mm最小校平厚度 10 m；板材屈服点 360 MPa。2、角钢采用滚式角钢校平机型号为 JX125G技术参数：校直角钢范围为 40X 40X 3 ( mm；125X 125X 12 ( mm；角钢送进速度 25mm/s 。6.2.2 钢材的表面清理

44、清除钢材和零件表面的锈、 油污和氧化物等是焊接生产中常被忽视的一 道工序。这道工序被忽略或没有认真进行，可使正常生产受阻。一般钢材 表面采用机械法清理。钢板采用钢材预处理装置型号为 GYX-3M技术参数：钢板宽10003000 mm长 240012000 mm6.3 放样、号料按照设计图样，在放样平台上用 1： 1 的比例尺寸，划出结构的图形和 平面展开尺寸，并制作样板，再根据样板来划线。对接接头加上焊缝收缩 量，焊缝纵向收缩量取 0.2mm/m 2 。放样的目的：1 、检查设计图样的正确性。2、确定零件毛坯的下料尺寸。3、制作样板。6.4 下料和边缘加工制造焊接结构的金属材料在划线与号料的基础上， 进行机械切割、 热切 割下料。切割的边缘，特别是装配焊接的边缘，通常要进行边缘加工2 。1、钢板采用OMNIMA系列数控切割机下料技术数据：轨距