大型裙座支撑式球罐有限元应力分析.pdf

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1、大型裙座支撑式球罐有限元应力分析江茂强。汪学军(中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉430223)摘要：随着建造技术的发展，区别于传统支柱支撑式的大型裙座支撑式球罐，由于受力均匀，球壳分瓣可采用足球瓣式，分瓣少、焊缝长度短，建造、维护及检修方便等诸多优点，近年来在工程中得到应用。采用有限元方法，对某1000m裙座支撑式球罐进行了应力计算，并按JB4732-1995(钢制压力容器——分析设计标准》对球罐的应力进行了分类和强度评定，结果表明设计满足强度要求。同时，指出裙座支撑式球罐设计的难点及应注意的问题，为裙座式球罐的设计计算及大型化应用提供参考。关键词：球罐；裙座式；有限元；应力分析；

2、强度评定中图分类号：TH49；TQo53．2文献标识码：A文章编号：1001-4837(2013)o8—0054—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2013．08．009FEAStressAnalysisforLarge—·scaleSphericalTankbySkirtSupportJIANGMao—qiang，WANGXue-jun(WISDRIEngineering&ResearchIncorporationLimited，Wuhan430223，China)Abstract：Thetraditionallarge—scalesphericalta

3、nksareusuallysupportedbypillarswithtangerineorhybrid—petalsphericalshel1．Withthedevelopmentofconstructiontechnology，thenewtechnologyoffootball—petalsphericaltankbyskirtsupporthasbeenappliedinrecentyears，astheadvantagessuchasmoreuniformstress，lesspetalnumberandthenshorterweldlengthandconvenientc

4、onstruction，mainte—nanceandrepair．Thestressanalysisofa1000msphericaltankbyskirtsuppo~wasmadebyusingthefiniteelementmethod．ThestresswasclassifiedandevaluatedaccordingtoJB4732-1995standard．Theresultsshowedthatthedesignmeetstherequirement．Designdifficultiesandkeyissuesareindicated，whichprovidesare

5、ferenceforthedesignandcalculationofthelarge—-scalesphericaltankbyskirtsup-port．Keywords：sphericaltank；skirtsupport；FEA；stressanalysis；strengthevaluation气、氩气)、石化行业(液化石油气、液氨)、军用行0引言业(压缩空气)等l1]。传统的大型球罐支撑型式均采用支柱支撑式，分瓣型式为桔瓣式或混合式。球形储罐因其具有占地少、壳体受力均匀、承而裙座支撑式承载受力更加均匀、稳定性更好；并压能力强、节约材料等优点，广泛使用于城市的公且，相对应球壳

6、分瓣可采用全足球瓣式，球壳板数用民用行业(城市天然气)、冶金行业(氧气、氮更少，焊缝缩短，从而可大大降低安装总成本、显第30卷第8期压力容器总第249期著提高球罐的安全性及球罐的使用寿命，近年来根据TSGR0004-2009(固定式压力容器安在多个项目中得到了应用I4J，并且至今一直运全技术监察规程》规定，分析设计方法的安全行稳定。系数取2．4，壳体和裙座材料在设计温度下的许目前针对支柱支撑的桔瓣式或混合式球罐均用应力强度如表2所示。有相对应设计规范GB12337-1998(钢制球形储表2球罐设计应力强度罐》]，而对于裙座式支撑的足球瓣式球罐的设计计算并无对应设计规范，也未见相关文献

7、报道。部位材料名称设计温度设计许用应力强度／℃／MPa因此，文中采用ANSYSWorkbench对某工程中1000In裙座支撑式球罐进行整体有限元应力计球罐板07M11MoVR一19～8O254算，并按JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》对球罐的应力进行分类和强度评裙座Q345R一19～80208定，为我国球罐发展的大型化设计提供参考。1．2载荷工况分析及组合1球罐结构参数及载荷工况确定根据球罐实际承载情况及球罐设计标准要求I6J，球罐整