GB 12337-1998 钢制球形储罐.pdf
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1、中华人民共和国国家标准钢制球形储罐Steel spherical tanks GB 12337-98 I“3 前在标准是根据国家技术监督局1993年制修订国家标准项目讨划的安排对GBl2337-90进行修订。本标准是部包括球壳、支柱、拉忏等的设计计算、材料的选用要求、结构要素的规定,以且球形储罐(以下简称球罐)的制造、组焊、检恰与验收的综合性国家标准c本标准是在已实施的GB1233790钢制球形储罐的基础上经过调查分析和实验验证,结合成功的使用经验并吸取国际同类标准的先Jlt内容加以充实、完善和提高,根据确保球罐安全使用的原则制定的。球罐的设计、制造、组焊、检验与验收除符合本标准规定外,还应符
2、合C;B 150的有关规定。本标准与GB12337-90标准相比,主要有以下内容的修改一根据GB150的修汀,修改相关内容。一支柱与球壳的连接增加直接连接结构型式和U柱结构型式。一一修波支柱稳定性校核的内容。一增加高强度高韧性钢的制造、组焊要求。一补充有关自动焊的内容。一一计算实伊比人正文中取消,编在标准释且中。本标准的附录A、附录B都是标准的附录。本标准的附录C是提示的附录。本标准从实施之日起,同时代替GB12337 叹)。本标准由全国压力容器标准化技术委员会提出并归口。本标准由机械工业部兰州石油机械研究所负责起草,参加起萃的单位有回化工部化工球罐联营工程公司、劳动部大连锅炉压力容器检验研究
3、所、中石化总公司北京石化工程公司、中石化总公司兰州石化设计院、兰州石油化工机器总厂。丰标准主要起草人:刘福录、姚玉晶、刘溢恩,llj拱披、张杰、虞敏敏、孙洁。参加本标准编制的工作单位及人员有中石化总公司规划院寿比南、黄秀戎、顾据铭、王为国、叶乾惠。中国通用石化机械工程总公司张店、考。化工部建设协调司:梁之词。劳吕部职业安全TJ_lf.与锅炉压力容器监察局:1664 占一一口宋鸿铭、张建荣。中石化北京石化工程公司:李世王c丰标准于1990年3月25日首次发布,于1998年3月第一次修订c本标准由全国压力容器标准化技术委员会负责解释。1范围本标准规定了碳素钢和低合金钢制球形储罐(以下简称“璋罐”)
4、的设计、制造、组焊、检验与验收的要求c1.1 本标准适用于设计压力不大于4MPa的桔瓣式或混合式以支柱支撑的球罐。1.2本标准适用的设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。1.3 本标准不适用于下列球罐a)受核辐射的球罐:b)经受相对运动(如车载或船载)的球罐;c)公称容积小于50m3的球罐:d)要求作废劳分析的球罐;e)双壳结构的球罐。2引用标准F列标准所包含的条文,通过在本标准中寻l用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用节列标准最新版本的可能性。GB 150-1998钢制压力容器GBlf 228 1987 金属拉伸试验方法GB/
5、f 229一1994金属夏比缺口冲击试验方法GB232-1988金属弯曲试验方法GB/f 699一1988优质碳索结构钢技术条件GB/f 700一1988碳萦结构钢GB/f 984一1985堆焊焊条GB/f 985 1988气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB/f 986-1988埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸(;5;丁30771988含金结构锅技术条件GB寸3274一1988碳萦结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB 3531一1996低温压力容器用低合金钢铜板GB汀39651995熔敷金属中扩散氢测定方法GB厅4842-1995氧气GB/T 5117 1995碳钢焊条
6、GB/T 5118 1995低合金钢焊条GB厅5293-1985碳素钢埋弧焊用焊Jl!J GB/ 6052-1993 工业液体二氧化碳GB 6479-1986 化肥设备用高压无缝钢管GB 6654 1996 压力容器用钢板GB/T 8110 1995 气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T 8162一1987结构用无缝钢管GB8163 1987输送流体用无缝钢管GB9948 1988石油裂化用无缝钢管GB/T 10045 1988碳钢药芯焊丝GBIT 12470一1990低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T 14957-1994熔化焊用钢丝GB/T 14958-1994气体保护焊用钢丝GB/T 172
7、61一1998钢制球形储罐型式与基本参数r;BJ 9-87建筑结构荷载规范JB 2536 80压力容器油漆、包装和运输JB 4707 92 等长双头螺柱JB 4708-92 钢制压力容器焊接工艺评定JB/T 47016 36 36 60 60 100 6 16 16 36 16MnR GB 6654 热轧,正业36 60 60 100 JOO 120 6 16 15灿lnVRGB 6654 热轧,E此16 36 36 60 6 16 15MnVNR GB 6654 正大16 36 36 60 07MnCr 调质16 50 MoVR 6 16 16MnDR GB 3531 iE *-16 36
8、3面60601回07M川iCr调质16 50 MoVDR 正火6 16 09Mn2VDR GB 3531 正火加回此16 36 a)球壳用钢极厚度大于30mm的20R和l6MnR;厚道大于16mm的15MnVR;任意厚度的l5MnVNR;ul其他受压兀件(法兰、平荒等)用厚度大于SOmm的20R和16MnR,4 .2.3 符合下列条件的球壳用铜板,庇逐张进行拉伸和夏比(V型缺口)常温或低视冲击试验a)调质状态供货的钢板,b)厚度大于60mm的钢板。4.2.4用于球壳的F列钢板,当球罐的设计温度和钢板厚度符合下列情况时,应每批取一张钢极进行夏比(V型缺口)低温冲击试验。试验温度为球罐的设计温度或
9、按图样的规定试样取样Ji向为横向ca)设计温度低于0时,厚度大于25mm的20R,厚度大于38mrn的16MnR、l5MnVR和15MnVNRc 表3在下列温度()常温强度指标F的许用应力,阳、注b , 乓20100 150 20fl 岛!Pa阳!Pa400 245 133 133 132 123 400 235 133 132 126 116 400 225 133 126 119 110 390 205 128 115 110 103 510 345 170 170 170 170 490 325 163 163 163 159 470 305 157 157 157 150 460 28
10、5 153 153 150 141 450 275 150 150 17 138 53Q 390 177 177 177 177 510 370 170 170 170 170 490 350 163 163 163 163 570 440 190 190 190 190 550 420 183 183 183 183 530 400 177 177 177 177 610 490 203 203 203 203 l ) 4四315 163 163 163 156 470 295 157 157 156 147 450 275 150 150 147 138 450 255 150 147 1
11、3日128 610 4四203 203 2Q3 203 I) 440 290 147 147 430 270 143 143 注:中间温度的许用应力,可按本事的应力值用内搞法求得1 )该钢板技术要靠见GB150附最A“材料的补充规定”1669 b)设计温度低于10时,厚度大于12mm的20R,厚度大于20mm的16MnR15也缸,VR和15孔1nVNR。低温冲击功的指标根据钢板标准的抗拉强度下限值按附录A的相应规定。4.2.S 球罐的设计温度低于或等于2ffi二时钢板的使用状态及最低冲击试验温度应符合表4的规定。l4 铜号使用状态厚度,最低冲击试mm 骗温度,t16MnR 豆热二A轧6 25
12、6 120 -20 07MnC M。VR调质16 so 20 16MnDR 正大6 36 -40 36 100 30 。7Mnl币汇rMoVDR 调质16 so -40 咱Mn2VDR豆本正单虫画,左6 36 so 钢号钢管标准壁厚mm10 GB/f 8163 10 运16GB拥48.;16 GB6479 17-40 GB/J8163.;10 20 GB9948 16 GB6479 .;16 20G 17 40 GB6479 运1616Mn 17 40 GB6479 运16lSMnV 17 40 09如lnD300 500 510 355 170 170 170 170 500 700 490
13、 340 163 163 163 163 16MoD JB 4727 三;:;300450 275 150 150 147 135 三二3CD530 370 177 177 177 177 20MoMc0 JB 4727 300宜。510 355 170 170 l叽170 500 700 493 340 163 163 163 163 08MoNiC200 300 -30 毛主200-so 运500- 30 500 700 20 三三3回- 40 表9的规定。表9常温强度指标在下列温度()下的许用应力,MPa 。20 100 150 200 扣!PaMP a 375 235 87 78 74
14、 69 530 315 117 105 98 91 510 295 118 106 100 92 回5685 196 176 171 165 765 635 212 189 183 180 835 735 210 1四185 179 805 盛685主228 206 199 196 805 196 176 171 165 765 635 212 189 183 180 700 550 157 141 17 134 6曲-500 167 150 145 142 面。5四185 167 161 157 835 735 210 190 185 179 85 685 228 206 199 196 8
15、05 685 254 229 221 218 735 590 219 196 189 185 930 825 306 291 281 274 注中间温度的许用应力值,可按本袤的应力值周内插法求得1671 4.5.2低合金钢螺柱用毛坯,经调质热处理后进行力学性能试验。4.5.2.1 同一钢号、同一炉号、同一断面尺寸、同一热处理制度、同时投产的螺柱毛坯为批,每批取一件进行试验。4.5.2.2试样的取样方向为纵向,直径不大于40nun的毛坯,试样的纵轴应位于毛坯中心:直径大于40nun的毛坯,试样的纵轴应位于毛坯半径的112处。试样距毛坯端部的距离不得小于毛坯的直径,ff!拉f申试样的头部(或夹持部
16、分)不受此限制。4.5.2.3每件毛坯上取拉伸试样一个,冲击试钢号回;k温度规格C mm 运M2240MnB 注550M24 M36 运M2240如lnVB注550M24 M36 M22 40Cr 二主550M24险。6M22 30C,MoA ;.600 M24 M56 685 注765 635二13注34注7剧二550二注660二500王三15注61二兰835二735;,54 二805主主帽5;.13 注735注590二47;,930 二声825二月2二三544.S.3 低合金钢螺柱,当设计温度低于或等于20时应进行设计温度下的低温冲击试验。低温用螺柱的钢号及冲击试验的要求按表11的规定。4
17、.S.4与各螺栓用钢组合使用的螺母用钢可按表12选用,设计者也可选用有使用经验的其他螺母用钢。调质状态使用的螺母用钢,其回火温度应高于组合使用的螺桂用钢的回火温度。襄II最低忡击试验温度,tAKV J -1佣;.27 100 注27-70 -70 二三3150 表12螺杆钢号螺母用铜螺母铜号钢材标准使用状态使用温度下限,Q235 A Q215 A, Q235 A GB/f 700 热轧 20 Q235-A GB/f 7CO 热轧 20 35 20, 25 GB/f 699 正 20 40MnB 35噜40Mn、45GB/f 699 正火 20 40MnVB 35, 40如45 GB/f 699
18、 正火 20 40C 35, 40Mn, 45 GB/I 699 正;k-20 40M口,45。B/f699 正大-20 JOC,MoA 30C,McA GB/f 3077 调质100 40肌企,45 GB/f 699 正;k卫)35c,MoA 35C,MoA, 35CcM。AGB/f 3077 调质I 0 ri 40C,NiMoA 30C,MoA, 40C,NiMoA GB/f 3077 调质-70 4,6焊接材料4. 6,) 焊条4.6.J.1 焊条应具有质量证明书。质量证明书应包括熔敷金属的化学成分、力学性能、扩散氢含量等。各项指标应符合GB/f5117、c;B/f5118、GB/f98
19、4等标准的有关规定。4.6.J.2球壳的焊缝以及直接与球壳焊接的焊缝,应选用低氢型药皮焊条,并按批号进行扩散氢复验。扩散氢试验方法应按GB/f3965的规定进行。烘干后的实际扩散氢吉量应符合表13的规定。襄13焊接材料扩散氢吉量.mL/lOOg E4315、E4316,;s E50l5、E5016三二6E5515 x、E5516x 运5E6015 x、E6016x 运二4J607RH 运J.S 药芯焊丝运豆6z焊丝和焊剂4.6.2.1焊丝和焊剂应与所施焊的钢种匹配。焊丝和焊l!IJ应分别符合GB/f8110、GB/f10045、GB/f12470、GB/I14957、GB!f14958 和GB
20、/!5293的有关规定。4.6.2.2 保护用二氧化碳和氧气应分别符合c;B/1 6052和GB/14842的有关规定。气瓶使用前应按规定洁净后使用。5结构球罐的结构参照GB/117261确定c5.1球壳5.J.J 球壳由各带及上、下极组成,其结构如图3所示。楠,式混合式图3球亮结构示意上级/ 上温带赤道带下极5.1.2球壳板最小宽度应不小于500mm。5.2搜口球壳板坡口形式可按GB/1985、GB/1986 选用,或参照附录C“球壳对接焊缝的坡口形式及尺寸”确定。5.3支桂与球亮的连楼S.3.1 本标准采用的支柱与球壳的连接为赤道正切型式。5.3.2 支柱与球壳连接处可采用直接连接结构型式
21、见图4(a)、加托板的结构型式见囱4(b)、U形性结构型式见图4(c)或支柱翻边结构型式见图4(d口。1673 盖板(斗 ,盖极十主柱I Iii 甲(b) (a) U形柱连接板球壳/ 盖板/ 直往 (dl S.4支柱图4(a)。因定式拉杆的交叉处采用十字相焊或与固定板相悍,见图6(的。S. 4. I 支柱应采用钢管制作5.4.2下段支柱可分段,分段的长度不宜小于支柱总长的113。段间的环向接头应全焊透。可采用沿焊缝根部全长有紧贴基本金腻的垫板的对接接头。S.4.3 支柱顶部应设有球形或椭圆形的防雨盖板。S.4.4支柱应设置通气口,对储存易燃物料及被化石油气的球罐,还虚设置防火层,如图5所示。S
22、.4.S支柱底板中心应设置通孔,如图5所示。s .4.6支柱底板的地脚螺栓孔应为径向长圆孔。s.s拉杆s.s.1 拉杆结构有可调式和固定式两种。可调式拉轩的立体交卫处不得相焊,见图6at- 支柱.”;e 通气口地脚螺栓孔图5丰标准仅提供可调式拉轩的计算方法。1674 , ) (b) 图6问)可调式;(b)固定式5.5.2 高上。拉杆与支柱的上下连接点应分别在同)标5.6 开孔及开孔补强5.6. J 开孔及开孔补强应按GB150第8章“开孔和开孔补强”的规定。5.6.2球壳与接管的焊缝应采用全焊透接头。5.6.J人乱。球壳t、下极应各设置一个公称直径不小于500mm的人孔。5.6.4球罐接管法兰
23、应采用凹凸面法兰。5.7 相邻对接煤缝的晕i、闽距E掌壳t任何相邻对接焊缝中心线间外圆弧长应大于3o.怡,为球壳板钢材厚度),且不小于100 rmno 5.8低温球罐的描构要求球罐的设计温度低于或等于20时,其结构还应满足附录A的要求。6计篝6.1符号A一一单个支柱的横截面积,mm;d,一一支柱内直径,mm;d。一一支柱外直径,mm;D一球壳平均直径,mm;D,一一球壳内直径,nun;D。球壳外直径当有保温层时,为保温层外直径),mm; E一一球壳材料的常温弹性模量,MPa;E,支柱材料的常温弹性模量,MPa;F,一拉杆作用在支柱上的水平力(见6.8.t), !I; f, 球罐的水平地震力(见
24、6.4.2),N: F,一一支柱底板与基础的摩擦力(见6.8.2), N; F 最大水平力(见6.6),N; fT 拉杆的最大拉力(见6.10.1).:-/; Fw 球罐的水平风力(见6.5).N: g 重力加速度,取g=9.8lm/,2;Go操作状态下的重力载荷(见6.7.1.l), N; GT一液压试验状态下的重力载荷(见6.7.1.1), N, Ho一支柱底板底面至球壳中心的距离(见图7),mm, F 十1 Ooo_ o . ,._r ;l,乙mg 图7T.la . T 图8地震影响系数时2巳Q 7飞,I 支柱横截面的惯性短(见6.4.l),mm; l 支柱底板底面至上支耳销子中心的距离
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