球罐支柱放样数据计算表及焊缝长度计算
常见球罐焊缝总长度表
极侧板4块
图4
184.07m
极带圆心角为90°
400m3
八柱三带三十片混合式
赤道板16块
极中板2块
极侧板4块
极边板8块
图5
201.71m
650m3
八柱三带三十片混合式
赤道板16块
极中板2块
极侧板4块
极边板8块
图5
234.60m
1000m3
八柱三带三十片混合式
赤道板16块
极中板2块
极侧板4块
常见球罐焊缝总长度表
注：1.该表中焊缝总长均以球罐内表面直径计算。
2.该表中焊缝总长只包括球壳板间焊缝长度,球壳板上开孔与接管焊接焊缝未计。
公称容积
分瓣形式
球壳板明细
焊缝排版图
焊缝总长
备 注
120m3
四柱三带十四片桔瓣式
赤道板8块
极中板2块
极侧板4块
图1
82.49m
极带圆心角为90°
120m3
五柱三带十六片桔瓣式
极侧板4块
图8
598.77m
极带圆心角ห้องสมุดไป่ตู้42°
俯视图
内俯视图
图1
图2
图3
图4
俯视图
内俯视图
图5
图6
图7
图8
赤道板10块
极中板2块
极侧板4块
图2
92.08m
极带圆心角为90°
200m3
六柱三带十八片桔瓣式
赤道板12块
极中板2块
极侧板4块
图3
119.75m
极带圆心角为90°
400m3
六柱三带十八片桔瓣式
赤道板12块
球罐制造安装方案
球罐制造安装方案球罐制造安装程序分为两个部分第一部分为制造第二部分为安装依据的规范标准：1、设计图样2、GB150-1998《钢制压力容器》3、GB12337-1998《钢制球形储罐》4、GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》5、《压力容器安全技术监察规程》（国家质量技术监督局）[2009版]6、GB6654-1996《压力容器用钢板》7、JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》8、JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》9、JB/T4709-2000 《钢制压力容器焊接规程》10、《锅炉压力容器焊工考试规则》11、JB4730-94《压力容器无损检测》制造（制造单位完成的工作量）制造单位拿到图纸及合同后，按照图纸及相关规范要求订球壳板钢板、法兰及法兰盖锻件、球罐支腿部件、拉杆等材料；压制球壳板并进行二次下料，达到图纸要求（几何尺寸、圆弧度、坡口）；机加工所需的法兰、法兰盖、人孔短节等，达到图纸要求；将加工好的法兰、人孔短节、支柱上段与球壳板进行焊接、检测；将带接管（包括人孔）、支柱上段的球壳板按要求进行热处理；由制造单位将加工好的球壳板、支柱下段、法兰盖、螺栓、垫片、内件、产品试板（每具球罐3付）等连同相关合格证送抵施工现场。
安装（安装单位完成的工作量）安装方案1、基础检查验收1.1 检查验收的基础应有施工单位提交的交验单，交验单应有质检部门的签字盖章，证明基础符合设计要求，质量合格。
1.2 提交验收的基础应有中心线、中心圆划线和标高测量标记，如有预埋滑动板，标高及不平度应符合要求。
1.3球罐基础验收应按图样进行尺寸检查，检查项目及允许偏差值应符合表1.规定。
并填写基础验收检查记录。
防风蓬布或铁皮搭设UT、MT或PT外脚手架拆除清根MT或PT打磨中间验收1.几何尺寸检查2.审片3.焊接资料审查内脚手架搭设球壳板几何尺寸复验超声波、渗透检测外脚手架搭设赤道带检查1.圆度2.间隙、错边量、棱角度3.支柱垂直度4.赤道线水平度内脚手架搭设1.焊接工艺评定2.焊工资格证审查3.焊条复验4.试板焊接5.加热系统安装隐蔽工程验收内脚手架拆除内脚手架拆除产品试板力学性能检验交 工除锈涂漆气密性试验整体热处理水压试验纵缝焊接NDT检测环缝焊接现场清理焊前整体尺寸检查1.圆度2.错边量、间隙、棱角度3.支柱垂直度吊 卡 具 焊 接上下段支柱组焊上极板组装下极板组装上温带板组装赤道板组装基础验收外脚手架完善2、球壳板的检查要求2.1表面质量良好，无明显压痕、划伤和严重麻点等缺陷。
(整理)各类球罐参数.
山西宇晋钢铁有限公司200 m3氮气球形储罐工程球罐基本结构及参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表泸天化集团有限公司268 m 3二甲醚球形储罐工程球罐基本结构及参数 球罐对接焊缝分布及长度见下表：山西宇晋钢铁有限责任公司10000m3/h制氧配套工程400 m3氮气球形储罐工程基本技术参数：3.球罐对接焊缝分布及长度见下表:四川火炬化工厂650m3氮气球罐安装工程基本技术参数·容器类别：Ⅲ类·公称容积：641m3·容器内径：10700 mm·容器壁厚：24 mm·容器材质：16MnR·操作介质：氮气·设计温度：59℃·工作压力：0.85 Mpa·焊缝系数：1·腐蚀余度：3 mm2.2球罐焊缝分布位置及工程量长庆油田分公司第一助剂厂1000 m3液化石油气球罐球罐基本结构及参数基本参数3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表华北油田久久工贸有限公司1000 m3丙烯球罐工程3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2）：中国石油兰州石化公司1500m3 液氨球罐安装工程球罐基本结构及参数球罐对接焊缝分布及长度见下表：郑州市燃气有限公司液化石油气储罐搬迁工程2000m3 LPG球罐安装工程球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：2000m3容器内径：15700mm容器壁厚：48mm容器材质：16MnR操作介质：LPG设计压力：1.75Mpa结构形式：三带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：泸天化40万吨/年甲醇工程、二甲醚3000 m3球罐基本结构及参数3.1基本参数（表3-1）3.2球罐对接焊缝分布及长度见下表（表3-2） (单台数量)中国石油兰州石化分公司4000m3 液态烃球罐安装工程3球罐基本结构及参数容器类别：Ⅲ公称容积：4000m3容器内径：19700 mm容器壁厚：46 mm、48mm容器材质：601U2操作介质：液态烃设计压力：1.77Mpa设计温度：-19～50℃结构形式：四带混合式焊缝系数：1球罐对接焊缝分布及长度见下表：10000m3球罐工程5、基本技术参数：容器类别：II类公称容积：10000m3容器内径：26740mm容器壁厚：34.4mm容器材质：A537CL1.mod操作介质：天然气，甲烷含量95.95%。
400m球罐设计毕业设计解析
400m3丁烷球罐的设计摘要球罐球壳结构材料橘瓣式本次毕业设计的课题是400m3丁烷球罐的设计，球罐的直径为9200mm，设计压力为0.6MPa，其遵循的设计标准为：①GB12337—1998《钢制球形储罐》；②GB50094—1998《球形储罐施工及验收规范》；③GB150—1998《钢制压力容器》；④《压力容器安全技术监察规程》。
本次400m3球罐的设计计算，充分考虑了各种载荷的影响，包括：设计内压、球罐自重、储存介质的重力载荷、附属设备的重力载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷以及支柱对球壳的反作用力等，充分考虑支柱与球壳连接最低处的组合应力（薄膜应力+剪切应力）的校核和管口补强校核，并对球罐的附件（如梯子平台、喷淋装置和安全阀等）和球罐的支柱进行了较为全面的核算，从而确保球罐的安全性和可靠性。
摘要 (I)1 概论 (1)1.1 球罐的特点 (1)1.2 球罐的分类 (1)2 球罐的优化设计 (2)2.1 橘瓣式球罐 (2)2.2 混合式球罐 (2)2.3 总结 (3)3 材料的选用 (3)3.1 球罐的选材的基本原则 (3)3.1.1 钢材的力学性能 (3)3.1.2 经济性 (5)3.2 选材 (5)3.2.1 钢材 (5)3.2.2 焊接材料 (6)3.3 壳体用钢 (6)3.4 锻件用钢 (7)4 结构设计 (7)4.1 概况 (7)4.1.1 球罐的分类 (8)4.1.2 球罐的构造 (8)4.2 球壳的设计 (9)4.2.1 各种球罐的特点 (9)4.2.2 桔瓣式球罐的瓣片设计和计算 (11)4.2.3 坡口设计 (17)4.3 支座设计 (18)4.3.1 球罐支座的结构和特点 (18)4.3.2 拉杆的设计 (19)4.4 人孔和接管 (20)4.5 球罐的附件 (20)4.5.1 梯子平台 (20)4.5.2 水喷淋装置 (22)4.5.3 安全阀的设计 (23)5 强度计算 (24)5.1 设计条件 (25)5.2 球壳计算 (25)5.2.1 计算压力 (25)5.2.2 球壳各带得厚度计算 (27)5.3 球罐质量计算 (28)5.3.1 计算系数 (28)5.3.2 计算过程 (28)5.4 地震载荷的计算 (29)5.4.1 自震周期 (29)5.4.2 地震力 (29)5.5 风载荷计算 (30)5.6 弯矩计算 (31)5.7 支柱计算 (31)5.7.1 单个支柱的垂直载荷 (31)5.7.2 组合载荷 (33)5.7.3 单个支柱弯矩 (33)5.7.4 支柱稳定性校核 (35)5.8 地脚螺栓计算 (37)5.8.1 拉杆作用在支柱上的水平力 (37)5.8.2 支柱底板与基础的摩擦力 (37)5.8.3 地脚螺栓 (37)5.9 支柱地板 (38)5.9.1 支柱底板直径 (38)5.9.2 底板厚度 (39)5.10 拉杆计算 (39)5.10.1 拉杆螺纹小径的计算 (39)5.10.2 拉杆连接部位的计算 (39)5.11 支柱与球壳连接最低点a的应力校核 (42)5.11.1 a点的剪切应力 (42)5.11.2 a点的纬向应力 (42)5.11.3 a点的应力校核 (43)5.12 支柱与球壳连接焊缝的强度校核 (43)5.13 孔和开孔补强 (44)5.13.1 公称直径小于100的管口的开孔补强 (44)5.13.2 DN500 人孔 (44)5.13.3 DN100 开孔补强（平衡口、安全阀、储罐气出口） (46)5.13.4 DN150 开孔补强（备用口、放空口） (49)5.13.5 DN200 开孔补强（气体出口、入口） (51)6 工厂制造及现场组装 (53)6.1 工厂制造 (53)6.1.1 球壳板用钢板的验收 (53)6.1.2 对板壳的下料和成形 (54)6.2 现场组装 (54)7 焊接 (54)8 焊后热处理 (55)9 竣工检查 (55)9.1压力试验 (55)9.1.1 液压试验 (55)9.1.2 气压试验 (56)9.2 气密性试验 (56)致谢.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
第二章球罐结构设计
第二章 球罐结构设计球壳球瓣结构尺寸计算 设计计算参数：球罐内径：D=12450mm []23341-表P 几何容积：V=974m 3 公称容积：V 1=1000m 3球壳分带数：N=3 支柱根数：F=8各带球心角/分块数： 上极：°/7 赤道：°/16 下极：°/7图 2-1混合式排板结构球罐混合式结构排板的计算：1.符号说明：R--球罐半径6225 mm N--赤道分瓣数16 (看上图数的) α--赤道带周向球角° （360/16）0β--赤道带球心角70° 1β--极中板球心角44° 2β--极侧板球心角11° 3β--极边板球心角22° 2赤道板（图2-2）尺寸计算：图2-2弧长L =1800βR π =18070622514.3⨯⨯=弦长L =2Rsin(20β)=2x6225×sin(270)=7141mm弧长1B =N R π2cos(20β)=1614.362252⨯x ×cos 270=弦长1B =2Rcos(20β)sin(2α)=2x6225×cos35sin 25.22=弧长2B =N R π2=1614.362252⨯x =弦长2B =2Rsin 2α=2x6225×sin(25.22）=弦长D =2R )2(cos )2(cos 1202αβ- =2x6225x )25.22(cos )270(cos 122- = 弧长D =90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62257413.0) =极板（图2-3）尺寸计算：图2-3对角线弧长与弦长最大间距： H=)2(sin 1212ββ++=)11244(sin 12++ = 1B=L =1B=2B = 0D =弦长1B =H R )2sin(221ββ+=139.1)11244sin(62252+x x =弧长1B =90R πarcsin(2R B 1)=90622514.3x arcsin(2x62253.5953)=弦长0D =21B=2×=弧长0D =90R πarcsin(2R D )=903.14x6225arcsin(2x62258774)=弦长2B =2Rsin(212ββ+)=2x6225xsin(11244+)= 弧长2B =180)2(21ββ+R π=1802x11)(44622514.3+⨯⨯=(1)极中板（图2-4）尺寸计算：图2-4对角线弦长与弧长的最大间距： A=)2(sin )2(sin 121212βββ+-=弧长2B =1801βR π=弦长2B =2Rsin(21β)= 弧长2L =180)2(R 21ββ+π=弦长2L =2Rsin(212ββ+)=弦长1L =A )2sin()2cos(2R 211βββ+= 弧长1L =90R πarcsin(R L 21)=1B =2B =2L = 1L =弦长1B =AR )2cos()2sin(2211βββ+=弧长1B =90R πarcsin(2RB 1)=弦长D =2211B +L =弧长D =90R πarcsin(2R D )=(2)侧极板（图2-5）尺寸计算：图2-5弦长1L =2Rcos(21β)sin(212ββ+)/A= 弧长1L =90R πarcsin （R L 21）=弦长 2L =2Rsin(212ββ+)/H=弧长 2L =90Rπarcsin(R L 22)=K=2Rsin(21β)cos(212ββ+)/A= 式中 同前1ε=arcsin(R L 22)-arcsin （2RK ）=弧长2B =1802βR π=弦长2B =2Rsin(22β)=1B=2B =2L= 1L =弧长1B =1801επR =弦长D =21L L 1+B =弧长D =90R πarcsin(2R D)=4.极边板（图2-6）尺寸计算：图2-6弧长1L =2R πcos(2β)=弦长1L =2Rcos(2β)=弦长3L =2Rsin(222ββ+)/H=弧长3L =90R πarcsin(2R L 3)=弧长2B =1802βR π=弦长2B =2Rsin(22β)=式中 2α=21800β--arcsin(R 2D 0)= M=22Rsin(212ββ+)/H=3α=90°-2β+arcsin(RM2)= 4α=2 arcsin[22sin(23α)]=弧长1B =1802αR π=弦长1B =2Rsin(22α)=弦长D =3112L L B +=1B=2B = 3L =1L=弧长D =90R πarcsin(2R D )=弧长2L =1804απR = 弦长2L =2Rsin(23α)=第四章 强度计算球壳计算设计压力：设计温度：-20 — 40℃试验压力： + H*ρ*g*10-6 = 壳壁厚度球壳材料采用1Gr17，σb =450MPa ，常温下许用应力为[σ]t =150MPa.[]14143-表P 取焊缝系数：φ=[1]P110腐蚀裕量C 2=2mm ，钢板厚度负偏差C 1=0mm ， 故厚度附加量C=C 1+C 2=2mm.[]1363-表P 液柱高度H ： H=K 1R=*6225=9960mm液体的静压力P=ρgH = 6225**9960*10-9 = 计算压力：Pc = + = 球壳所需壁厚： δ1=CP D P ctc +-ϕσ][4[]84691-式P = + 2 =圆整可取δ=38mm4.2 接管和法兰的选择接管根据JBM0503-08选用DN25 DN40 DN50接管。
球罐计算公式
1设计条件设计压力：p=2.2MPa 设计温度：-40℃水压试验压力：PT =1.25P[][]tσσ=2.75MPa球壳内直径：Di=12300mm(1000m³)储存物料：乙烯充装系数：k=0.9地震设防烈度：7度基本风压值：450基本雪压值：450支柱数目：8支柱选用：￠426×9钢管 10钢拉杆选用：￠159×6钢管球罐建造场地：Ⅱ类土地、近震、B类地区2球壳计算2.2计算压力设计压力：p=2.2MPa球壳各带的物料液柱高度：h１=324.9㎜h2=7158.4㎜h3=9891.7㎜物料密度：ρ=453㎏/m³重力加速度：g=9.81m/s²球壳各带的计算压力：9210-⨯+=g h P P i ci ρ1c P =2.2+324.9×453×9.81×-910=2.201MPa2c P =2.2+7158.4×453×9.81×-910=2.232MPa 3c P =2.2+9891.7×453×9.81×-910=2.244MPa2.2 球壳各带的厚度计算 球壳内直径：Di=12300㎜设计温度下球壳材料07MnNiCrMoVDR 的许用应力：[]=tσ=203MPa焊缝系数：￠=1厚度附加量：C=21C C +=1.1+1=2.1㎜[]C P -4D P 1c tic11+=φσδd =201.21203412300201.2-⨯⨯⨯=35.53㎜[]C P -4D P c2tic22d +=φσδ=232.21203412300232.2-⨯⨯⨯=36.00㎜[]C P -4D P 3c tic33d +=φσδ=244.21203412300244.2-⨯⨯⨯=36.19㎜取球壳名义厚度δn=38㎜ 3球壳质量计算球壳平均直径：=cp D 12338㎜ 球壳材料密度:=1ρ7850㎏/m ³ 充装系数:k=0.9水的密度: =3ρ1000㎏/m ³球壳外直径:D 0=12536㎜ 基本雪压值:q=450N/㎡ 球面的积雪系数: C S =0.4 球壳质量:1m =-91n 210⨯ρδπcpD =π⨯12338²⨯38⨯7850⨯-910=142657 kg 物料质量:2m =9-23106⨯κρπi D =6π⨯12300²⨯453⨯0.9⨯-910=397241 kg 液压实验时液体的质量:3m =932106-⨯ρπi D =6π⨯12300⨯1000⨯-910 =974348kg 积雪质量:4m =620104-⨯S qC D gπ=81.94⨯π⨯12536²⨯450⨯0.4⨯-910=2264 kg保温层质量: 5m =12920kg ； 支柱和拉杆的质量: 6m =10121kg ； 附件质量: 7m =7150kg 。
球罐焊缝位置展开示意图
90°
180°
270°
0°
400M3
200M3
200M3
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
BC
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
CD 备 0° 注：
内经：7100 ㎜，厚度：20 ㎜，壳体材质：16MnR，坡口：不对称双 V 型 容积：187M3，手工焊 J507；支柱φ219×8，材质：20，高 5053 ㎜；
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
B13
B14
B15
B16
BC
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
CD
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
DE 0° E1 E4 90° E3 270°
备
注：
A1、A2、E1、E2 外弧长各 4450 ㎜ AB（DE） 外弧长 14530 ㎜，BC 外弧长 CD 外弧长 23520 ㎜， B1～B16 外弧长各 3230，C1～16 外弧长各 4530 ㎜， D1～12 外弧长各 1930 ㎜，
SW6-1000m3球罐计算说明书
钢制球形储罐计算单位压力容器专用计算软件
计算条件简图
拉杆与支柱连接形式相邻
球壳形式混和式
近震还是远震近震
地震设防烈度6
场地土类别1
球壳分带数5
支柱数目n16
一根支柱上地脚螺栓个数 n d2
压力试验类型液压
地面粗糙度类别B
充装系数 k 1.00
公称容积800.0m3
球罐中心至支柱底板底面的距离 H09500.0mm
拉杆与支柱交点至基础的距离 l6000.0mm
a点(支柱与球壳连接最低点)至
3500.0mm
球罐中心水平面的距离 L a
支柱类型轧制钢管
支柱外直径 d o450.0mm
支柱厚度 45.0mm
拉杆直径 65.0mm
耳板和支柱单边焊缝长 L1600.0mm
拉杆和翼板单边焊缝长 L2 250.0mm
支柱和球壳焊缝焊脚尺寸 S10.0mm
耳板和支柱焊缝焊脚尺寸 S19.0mm
拉杆和翼板焊缝焊脚尺寸 S210.0mm
球壳钢板负偏差C1 0.0mm
球壳腐蚀裕量 C2 1.0mm
拉杆腐蚀裕量 C T 2.0 mm
地脚螺栓腐蚀裕量 C B 3.0mm
支柱底板腐蚀裕量 C b 3.0mm
保温层厚度无保温mm
保温层密度无保温 kg/m3
设计压力 p 1.00MPa 试验压力 p T 1.30MPa 设计温度 20.0︒
基本风压值 q0600.0 N/m2
基本雪压值 q600.0 N/m2
物料密度ρ2425.0kg/m3
附件质量 m77000.0 kg
焊接接头系数φ 1.00
支柱底板与基础的摩擦系数 f S0.4
球壳内径D i 11517.6mm。