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单项选择题
场景（五）
某安装公司承担某液化气罐区的施工任务，其中2台新建1000m3球罐由上极板、下极板，上温带板、下温带板和赤道带板等部分组成，采用散装法施工。另有1台400m3球罐需从基础上拆除，放在托架上，用卷扬机牵引滑移，另处重新安装。滑移过程中要经过一条高压电缆沟，需做搬运方案。工程施工前，该公司到当地特种设备安全监督管理部门办理了告知手续。
根据场景（五），回答下列问题：
1000m3球罐正确的施工程序是（）。
A．下极板&下温带&赤道带&上温带&上极板
B．上极板&上温带&赤道带&下温带&下极板
C．下温带&赤道带&上温带&上极板、下极板
D．赤道带&下温带斗上温带&上极板、下极板
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在操作条件下
径向应力：
周向应力： ?PaDa??4S a?C
剪应力：?1666079a?Pg2lSa?C=2??15.9Mpa 主应力：??a???a?a?2球壳板材料许用应力：????189Mpa ?a????, 满足条件。 液压试验条件下： 径向应力：?'?P'aDm?mwaa?S?C?sa4Aa a
'周向应力：?a??PD 4Sa?C'
a1.03??9.8?10??15720???234.2Mpa?9
4?20?1剪应力：
?.0Mpa2??264Mpa '主应力：?a?''?a???a?
2液压试验条件下，球壳板材料许用应力????0.9?345?310.5Mpa
????0.9?345?310.5Mpa，满足强度条件。
⑥支柱与球壳连接焊缝强度计算
焊缝剪切应力
?43.08Mpa 345?82.8Mpa 1.5???焊缝许用剪切应力：????0.6?0.6?
?????,所以，焊缝满足强度要求。
四、附件设计
1 人孔结构
球罐用的人孔是作为操作人员进出球罐以进行检查及维修用的。本设计中的球罐虽然不做焊后整体热处理，但人孔的选定必须考虑操作人员带工具进出球罐方便。一般选用DN500~600较适宜。根据《球形储罐设计规定》本球罐开设DN500的人孔。
一般球罐上应该有两个人孔，分别设在上下极带上。上部人孔采用水平吊盖人孔，下
部人孔采用回转盖人孔。
原因：工作压力P?16kgf/cm2，材质为低合金高强钢或低温球罐时，采用回转盖整体锻件凸缘补强人孔，因为这种结构合理外，由于球罐极带配管集中，空间比较紧张也是一个原因，但由于人孔盖较厚，顶部人孔的开启是很费力的，所以若极带空间较宽裕的话，可选用水平吊盖人孔。
在有压力情况下人孔法兰一般采用带颈对焊法兰。密封面采用凹凸面形式。
采用整体锻件补强的人孔结构较为合理：
其优点是补强金属集中于开孔削弱应力最大的部位，应力集中系数最小，又采用对接焊缝，并使焊缝及其热影响区离开最大应力点的位置，故抗疲劳性能好，疲劳寿命只降低10~15%节省材料，且壁厚大于或等于30mm的球罐，其人孔和接管的开孔补强均应采用整体补强结构。
故在本设计中采用正锻件补强。
球罐由于工艺操作需要有各种接管。球罐接管部分是强度的薄弱环节，国内较多事故是从接管焊接处发生的。为了提高该处的安全性，采用厚避管或整锻件凸缘补强措施。
1．接管材料
与球罐相焊的接管材料选用与球壳相同的材料。
2.开孔位置
开孔应该设计在上下极带上，便于集中控制，并使接管焊接能在制造厂完成，保证接管焊接部位的质量。开孔应与焊接错开，其间距应大于三倍的板候，并且必须大于100mm。在球罐焊接缝上不应开孔。
在本设计中球罐外部设有顶部平台，中间平台以及为了从地面进入这些平台的下部斜梯，上部盘梯。由于球罐的工艺接管及人孔绝大部分都设置在上级板处，顶部平台是作为工艺操作用的平台。中间平台的设置是为了操作人员上下顶部平台时中间休息，或者是作为检查球罐赤道部位外部情况用的。
在本设计中采用的梯子（上部盘梯）是球体和椭柱体相贯的相贯线，这种梯子结构弥补了球面螺线盘体的刚开始梯子的上升角太大，后来上升角太大，后来上升角太小的缺点，故这种结构行走舒适，没有陡升陡降的感觉。
扶梯设计过程如下：
R1?R???t??
R2max???1675.7mm
Z1?b1?180?8087.3
bb?()2?R8?720?()?17002
r???4036.7mm 2R1?b2?
bR12?R1b?()2?R22
盘梯终点的水平回转角
4036.7??终= arc(r)?arccos????arccos(?0.9X0??4395?
通过上述计算可对施工设计提供一下数据：R=7850mm
?=20mm b=720mm
t=220mm b1=180
?Z1=8087.3mm
r=4037.6mm |X0|=4395 ?终=15644``2`
据此可画出盘梯的施工图。
贮存液体和液化气球罐中应装液面计。
目前，球罐中采用的液面计主要有浮子――齿带液面计和玻璃板式液面计两种。国外采用的都是前者。由于我国浮子――齿带液面计还处在试产阶段，一般都采用玻璃板式液面计。 玻璃板式液面计直接性好，可以指示高液位和低液位。
这种结构定型规格长度较短，而球罐直径较大，要求装设许多个液面计才能看到全液位，结构较为复杂，管接头增多，易渗透。
五、工厂制造及现场组装
1、工厂制造
1.1．原材料检验
制造厂必须按照图纸及有关技术条件对制造球形容器的钢板进行检验。
首先必须了解钢板的使用状态，其次要了解进场钢板的实际状态是否与使用状态相符。 钢板的状态与使用状态相符和则应按技术要求进行化学或物理性能检验。
1.2．瓣片加工
1．球瓣成型方法
球壳瓣的瓣片是由钢板通过压机和压力加工而达到需要的状态。这个过程成为成型操作。球瓣的成型操作冷压，热压及温压。
成型方法取决于材料种类，厚度，曲率半径。热处理强度，延性和设备能力。在本设计中采用冷压成型的加工方法。
为了提高球瓣的精度，特别是适用于热处理状态使用的并以使用状态供货的钢板，建议瓣片采用冷压成型。
2.瓣片的放样及坡口加工
〈1〉瓣片的放样
球壳是双曲面，不可能在平面上精确展开。因此瓣片不可能一次精确下聊。通常先按近似展开作初步下料，在压制成型后再进行第二次下料。
〈2〉坡口加工
圆柱形壳可先开坡口，再成型；而球瓣就不行。各球瓣的焊接坡口，必须在球瓣压制成型后加工，亦可与瓣片第二次下料结合进行。
坡口加工可采用火焰切割，风铲，机械加工急打磨。亦可采用各种方法结合进行。加工坡口的最理想的方法是机械加工。他不象火焰切割会在坡口表面上留下氧化皮，也不会造成材料局部硬化和变形。坡口加工后必须仔细检验坡口表面，不得有分层，开裂或影响焊接质量的缺陷。在坡口加工后应涂上防护层，目前已有专用于坡口防锈的涂层。
3.瓣片的测量
在设计图纸上已给出球瓣的精确尺寸。在成型时，根据需要随时检验有关尺寸。成品检验一般作瓣片四边弦长检验；对角线尺寸检验及瓣片曲率检验。
组装方法：
单片组装法：又称散装法，即把单张球瓣逐一组装成型的方法，因弹片组装，故不需要很大起吊能力的机具和安装场地，准备工作量小，组装速度快，且组装精度易保证，组装应力小。
拼大片组装法：指在胎具上把已欲装编号后的各带块中，把邻近的两张或更多的球瓣拼接成较大的一组合瓣，然后吊装各组合瓣成球。拼大片组装法由于部分球瓣在地面进行施焊，故可采用自动焊。提高这部分的焊接质量，减少了高空作业量和工夹具的数量。
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球罐、球壳板制造与监造的质量控制
该文以滨化集团3台2000m3丙烯球罐3台2000m3 PO球罐制造方案、监造为例对球罐制造方案、球壳板监造的内容进行了探讨,并总结出了一套行之有效的办法,可为从事球罐的同行参考。介绍了球罐球壳板制造与监造的质量控制。
　　　　王占明（滨化集团股份有限公司& 山东滨州）
　　球罐是一种储存和运输各种气体,液化气体或液体的有效而经济的压力容器。由于其具有占地面积小、外形美观、受力均匀、耗材少和重量轻等优点,所以在世界各国得到了广泛地应用。近年来,我国球罐的建造及应用也与日俱增,并已能自行设计、自行制造和自行安装2000m3容积的大型球罐。钢板的材质复验、电焊条使用、球壳板的几何尺寸直接影响着球罐的制造质量。
　　1. 工程概况
　　建设单位：滨化集团股份有限公司。
　　制造单位：大连金鼎机器制造有限公司。
　　工程概况：3台2000m3丙烯球罐3台2000m3 PO球罐。
　　球罐主要技术参数一览表：
　　球罐主要技术参数
　　技术参数名称单& 位内& 容
　　公称容积m32000
　　内&& 径mm15700
　　容器类别 Ⅲ
　　主要受压元件材质钢& 板Q370R/Q345R& 正火状态
　　锻& 件
　　焊& 条
　　球罐结构形式混合式
　　壳板厚度mm50mm/20mm
　　设计压力MPa2.16Mpa/0.5MPa
　　储存介质丙烯/PO
　　焊缝系数
　　2.材料的采购计划
　　球罐球壳板采用上海宝钢集团公司的钢板，壁厚50/20mm；球罐制造中所需其他材料、附件全部由乙方按设计要求自行采购，并提供相关质量证明资料(甲方提供液位计和安全阀)。
　　焊条、焊丝采用与球壳钢板配套的焊条和焊丝，其供货商为四川大西洋焊接材料股份有限公司。
　　乙方负责提供球罐支柱安装所需的60块滑板(基础预埋板)。
　　焊条指定为大西洋牌焊条（四川大西洋焊接材料股份有限公司，四川自贡总部生产），焊缝打底使用直径不大于&P3.2焊条，盖面使用直径不大于&P4.0焊条。
　　3.球罐的制造技术方案
　　生产前准备：材料准备与验收。按图纸与钢板、锻件、焊条与焊丝的相关技术条件，首先验证材料厂家出具的质量证明书与相关内容是否合乎要求，合格后进行化学成份、机械性能、冲击功及材料外观、尺寸规格等检验、钢板进行测厚，每张钢板不少于9点，测量厚度必须符合标准或技术条件的要求为合格，才能使用。钢板逐张进行100%超声波复验，符合JB /T5中Ⅲ级（具体级别应以最终设计图纸或技术条件的要求为准）为合格。
　　编制工艺文件。按照图纸、技术条件要求编制制造工艺文件，零部件制造工艺路线表、零部件工艺过程卡、零部件材料明细表、焊接工艺评定、焊接工艺规程、无损检测工艺等主要文件及工装文件。
　　进行工艺试验及工装试验。压形胎的设计制造与验证：根据球壳用钢板的特点，设计制造压形胎，技术工人压形操作、材料的厚度、球罐的曲率、油压机的压力等设计最佳的压形胎。切割胎的设计与验证：切割胎由主板、导轨板、切割小车组成。切割胎分为纵缝切割胎和环缝切割胎，切割小车在轨道上径向双咀自动切割，为保证切割坡口尺寸公差，加上了切割浮动装置确保切边后公差&1.5mm。组装胎的设计制造与验证。编制生产计划：按材料的采购、生产机加工、焊接工艺过程、检测、检验全过程，编制准确的生产计划。
　　部件的制造工艺表
　　a、JSH/QC003-01-2005压力容器下料工艺规程
　　b、JSH/QC003-02-2005压力容器铆工工艺规程
　　c、JSH/QC003-04-2005材料标记移植工艺规程
　　d、JSH/QC003-06-2005球罐制造工艺规程
　　e、JSH/QC003-09-2005油漆包装工艺规程
　　f、JSH/QC003-16-2005防止表面损伤工艺规程
　　具体阐述：球壳板精确号料：下料的钢板尺、卷尺等测量用具，要经统一计量校验；采用多次号料方法进行号料，赤道带、温带板、极边板进行二次号料，极中板要进行三次号料；号料前要核对复验带号，要在钢板上找出复验合格的字样才能号料；号料的允差要严格控制，把球片的长度、宽度、尺寸允差进行合理分配，如长度允差为&2.5mm，号料时把2.5分为1∶1∶0.5，号料只允许用1mm，其余留给下道工序用；号料时要进行钢板的标记移植，标记移植按作业文件执行；第二次或第三次号料前，球片周边100mm范围内，进行100%超声检测，合格级别按JB/T5中Ⅲ级（具体级别应以最终设计图纸或技术条件的要求为准）合格。
　　合理压形。压形方法：采用小模具、多点冷压成形；压形原则：采用反曲压形，打磨钢板表面正面，一般的钢板背面质量较好，用作球片内表面；压形顺序：从钢板一端开始，按测量顺序压形，根据材料特点和压形胎设计原则及钢板的长与宽，压形次数可能多达200次左右，压形点不能少于20点。
　　压形分为予压形、一次校形、第二次校形等三个过程: 第一次压形称为予压形，测量样板弦长为3m。曲率值E 90 %达到1mm，10%达到1.5～2mm。切割坡口后校形称一次校形，用弦长3m样板检查，曲率值任何部位E&3mm。焊上支柱的赤道板，焊人孔、接管的极中板校形称之第二次校形，球壳板周边150mm范围内的曲率，用弦长3m 样板检查， E&3mm ，其余部位用弦长1m样板检查，E&3mm。
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