规范丙烯球罐检验处理程序 摘要：本企业共有两台1000立方丙烯球罐，2018年按照公司压力容器检验计划 对丙烯球罐B罐进行了检验，在当前严峻的安全环境下，又因施工时间正是在七、八月份持续高温的天气环境，车间在以前球罐检验经验的基础上做了很多改进和 创新，规范了检验方案，系统处理和检验过程，安全有效地完成了丙烯球罐B罐 开罐检验。本文主要针对检验前的倒罐和系统处理，检验后的打压和投用过程做 了论述，作为借鉴。 关键词：球罐检验前的倒罐；系统处理；打压过程；投用； 1、倒罐过程：倒罐过程中罐内液相已经排净时关闭丙烯B罐卸车根部阀、 卸车二道阀、卸车紧急切断阀。关闭输送管线三通处西侧阀门，打开卸车管线与 输送管线之间的跨线阀门，多次开关输送管线二道阀，排净输送管线残液。确认 排净后关闭输送管线二道阀。多次开关放净二道阀，排净放净管线内残液。确认 排净后关闭放净管线二道阀。关闭输送管线与卸车管线之间的跨线阀门。交代倒 班巡检人员不定时打开跨线阀门卸压，谨防憋压。 2、丙烯气的处理：之前丙烯系统处理时气相丙烯大都放空，有一定的安全 隐患。浪费了一些丙烯气，造成原料流失。放空过程中由于丙烯气含量较多，压 力较大，放空速度难以掌握，有很大的安全隐患。根据之前生产系统处理过程中 的的弊端和隐患，接到调度通知具备系统处理条件后，在系统处理过程中，具体 操作如下： 球罐注水过程中改用注水泵注水，将消防管网压力从550调至400，微开注 水跨线阀门，微开注水自动阀管线阀门，全开注水A泵进出口阀门，手动启动注 水A泵按钮，对丙烯B罐进行注水。注水开始后，每小时对罐顶气相取样做含氧 量分析（标准：含氧量≤2.9%），比对相邻两次化验结果无明显变化时继续进行 注水，丙烯B罐压力达到0.75MPa时，暂停注水，打开需处理球罐的气相一根部阀，关闭需处理球罐气相二根部阀，关闭另一罐的气相一根部阀，打开另一球罐 气相二根部阀，确认压缩机流程后，开启压缩机，抽需处理球罐的丙烯气到另一 球罐。抽到压力下降到一定程度（两球罐压差5kg左右），向罐内注水，如此反 复球罐注水到11.5m, 注水过程中，每小时气相取样做含氧量，含氧量≤2.9%,球罐 内剩余的气相放空（约30m3）；放空时，向球罐内注水、充氮气(氮气量 ≥50m3/h),在罐顶放空口处接水喷淋(利用加压水泵接喷头喷水，消防水带接水枪 引致平台处备用),稀释放空丙烯气。 使丙烯气能有效的、最大力度地得到回收。大大减少了放空的丙烯气，有效 的实现了环保，有效的节约了丙烯气能源（丙烯球罐检罐时一球罐丙烯气相处理 能回收丙烯气折合6.8吨，折合6万多元）有力地减少了安全隐患，同时也有效 控制了环境污染。用氮气稀释丙烯气后放空，很大程度上降低了安全隐患。 3、球罐检验完成后的打压过程和投用注意事项 检验完成打压至1.8MPa保压成功后，经同意开始卸压，压力1600Kpa时保 压半小时，查漏。卸压完成后，用稳压泵开始注水，安全阀处开口出气，注水至 放空管口出水，安全阀、液位计、放空、气相管线恢复，罐顶丙烯气相一管线恢复。打开丙烯B罐气相一管线切断阀，根部阀，排水过程中通过开二道阀进丙烯 气控制罐内压力为0.2-0.4Mpa。从罐底放净口接消防水袋排水，排水速度约45
方案编号 施工技术方案 吉化集团公司10.6万吨／年丙烯腈扩建工程丙烯球罐组焊 三类 批准： 复审：审核： 编制： 编制单位：
1、工程概况 吉化集团公司丙烯腈装置是“吉化30万吨乙烯及其配套工程”的配套装置之一。该装置采用美国BP公司的工艺技术，于1997年10月建成投产。 原设计规模为6.6万吨/年，2000年丙烯腈装置扩建至10.6万吨/年。根据吉林石化公司“十五”计划和吉林化纤厂“十五”计划，吉林地区对丙烯腈产品的总需求量预计超过21万吨/年。 鉴于上述原因，吉化集团公司决定将10.6万吨/年丙烯腈装置扩建至21万吨/年，并相应增设罐区及配套设施。扩建后的丙烯腈装置提供储存原料丙烯和成品丙烯腈能力的罐区。在现有的基础上新增3台2000m3丙烯球罐。 本施工方案针对吉化集团公司10.6万吨/年丙烯腈装置罐区中的丙烯球罐而编制。其中包括组装及焊接施工工艺，并另对安全措施给予介绍。 所达到的质量目标计划： ａ、单位工程交验合格率100%； ｂ、分部、分项工程交验优良率90%； ｃ、封闭设备抽检合格率100%； ｄ、无任何大小质量事故； 2、编制依据 ａ、《压力容器安全技术监察规程》国家技术质量监督局 ｂ、GB150-98《钢制压力容器》 ｃ、GB12337-98《钢制球形贮罐》及附录A“低温球形储罐” ｄ、HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》 ｅ、GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》
ｆ、JB/T4709-2000<钢制压力容器焊接工艺评定》 ｇ、JB4730-94《压力容器无损检测》、 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司设计院丙烯球罐设计图纸ｈ、JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》 ｉ、〔日〕高压气体保安协会“高强度钢使用标准” ｊ、〔日〕WES3003“低温结构用钢板评定标准” k、〔日〕JISZ3700－80 3、工程简介 3.1结构简图
混凝土是一种复合建筑材料，内部组成结构非常复杂。它是由二相体所组成，即粗细骨料被水泥浆所包裹，靠水泥浆的粘接力，使骨料相互粘接成为整体。如果考虑到带气泡和毛细孔隙的存在，混凝土实际是一种三相体的混合物，不能认为是连续的整体。[2] 1. 普通高强度混凝土只能测出压应力-应变曲线的上升段，因为混凝土一旦出现出裂缝，承力系统在加压过程中积累的大量弹性能突然急剧释放，使得裂缝迅速扩展，试件即刻发生破坏，无法测得应力-应变曲线的下降段。[1] 2. 拟合本文的高强混凝土和纤维与混杂纤维增强高强混凝土的受压本构方程的参数结果 图3和图4为掺杂了纤维与混杂纤维的纤维增强高强混凝土的压缩应力一应变全曲线，由曲线可以看出，纤维与混杂纤维增强高强混凝土则能够准确地测出
完整的压应力．应变曲线．纤维增强高强混凝土和混杂纤维增强高强混凝土的这两种曲线具有相同的形状啪，都由三段组成：线性上升阶段、初裂点以后的非线性上升阶段、峰值点以后的缓慢下降阶段．[2] 3.[3]再生混凝土设计强度等级为C20，C25，C30，C40，再生骨料取代率100%。标准棱柱体试件150mm*150mm*300mm，28天强度测试结果。
“等应力循环加卸载试验方法”测定再生混凝土的应力-应变全曲线，即每次加载至预定应力后再卸载至零，再次进行加载，多次循环后达不到预定应力而自动转向包络线时，进行下一级预定应力的加载。 再生粗骨料来源的地域性和差异性使再生骨料及再生混凝土的力学性能有较大差别。 4.通过对普通混凝土和高强混凝土在单轴收压时的应力应变分析发现，混凝土的弹性模量随混凝土的强度的提高而提高，混凝土弹性段的范围随混凝土强度的提高而增大，混凝土应力应变曲线的下降段，随混凝土强度的提高而越来越陡，混凝土的峰值应变与混凝土的抗压强 度无正比关系。
设计技术石油化工设计 Petrochemical Design2012，29（1）1 3丙烯球罐的本质安全设计分析 王子宗，孙成龙 （中国石化工程建设公司，北京100101） 摘要：介绍了本质安全设计的基本概念。运用本质安全设计的概念对球罐的安全设计进行了分析，特别是对于丙烯球罐在安全阀泄放过程中的温压变化进行了动态模拟；对处于低温状态下球罐的温升进行了模拟，探讨了球罐的材质选择及安全防护策略。通过对丙烯球罐的各种工况进行深入的研究，选择合适的设备材料，对于保证本质安全是至关重要的，并且往往可以去掉冗余的联锁系统或降低其复杂性。 关键词：丙烯球罐本质安全设计泄压动态模拟 丙烯球罐在石油化工行业得到了广泛的使用，它往往作为上下游工艺装置之间工艺物料或最终产品的临时储存设施。因为球罐储存大量危险性很高的丙烯，操作压力比较高，一旦发生泄漏或破裂有可能造成重大的人身伤亡和财产损失。本文结合本质安全设计的一些理念，对丙烯球罐的本质安全设计进行分析研究。 1本质安全设计的基本概念 本质安全的设计主要是依靠基本的物理和化学特征，即化学品的数量、性质和操作条件等来预防人员伤害、环境破坏和财产损失，而不是单纯依靠控制系统、联锁系统、报警和操作程序来阻止事故的发生［1］。本质安全设计的基本理念包括：（1）强化/最小化：如尽量使用最少的危险物质。 （2）替代：用本质安全性更高的物质代替危险的物质，如在循环水系统中用次氯酸钠而不是氯气。 （3）减弱：如在更温和的操作条件下使用危险物质；改变危险物质的状态，尽量降低物料能量释放的影响。 （4）限制影响：如围堤、围堵性质的建筑物；增大安全距离。 （5）简化或容错：如提高设备的设计压力而取消联锁系统等附加设施。2丙烯球罐的本质安全设计分析 2．1强化/最小化 如果工艺装置没有易燃易爆物质，那我们就不用担心泄漏后发生火灾爆炸事故。在很多情况下无法消除危险物质，但可以尽量减少系统中物料的储量。因此在方案设计时，可以考虑是否取消球罐，而使用低温储存系统。很多时候必须采用球罐，此时可以考虑能否在不影响工艺操作的前提下，使球罐和管道的储存量是否可以大大减少？同样体积的球罐，装填系数为50%时，其储存的物料量要远远低于80%、90%等，结果是安全性大大提高。 2．2减弱 在丙烯出装置前或进入球罐前如果能够对物料进行闪蒸降温降压，然后使之储存在一个较低的压力下，则可以增强系统的安全性。 2．3限制影响 对于丙烯球罐，在总平面布置时，应该尽量使之远离有人的建筑物、社区及装置的常压罐区等敏感性地点，使之有足够的安全间距，这样一旦发生爆炸、火灾事故，最大限制事故的影响。图1是用安全计算软件模拟的蒸气云爆炸产生的爆炸冲 收稿日期：2011－12－26。 作者简介：王子宗，男，1988年毕业于天津大学化学工 程专业，硕士，现任中国石化工程建设公司副总经理、总工程师，一直从事技术管理工作。E－mail：Wangzz． sei@sinopec．com
丙烷丙烯储罐 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
设计依据《化工工艺设计手册》中国石化集团上海工程有限公司第三版化学工业出版社 丙烷储罐 根据要求，使用地点为室外，储存温度为--10—40℃，介质为易燃易爆的气体。温度从40℃降到-10℃时,丙烷的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证安全，对设计温度留一定的富裕量，取最高设计温度t=50℃，最低设计温度t=﹣20℃。50℃下丙烷的饱和蒸汽压为P=1.744MPa，取最高工作压力Pw=1.744MPa。 丙烷物理性质 储存管理 储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房。远离火种、热源。库温不宜超过40℃。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料，储存于阴凉、干燥、通风良好的不燃库房 罐体积计算
丙烷的年产量暂定：20万吨 每天原料需求：547.9吨 丙烷密度：0.4995吨/立方米 装料系数K ：0.8 贮存时间：1d 储罐容积：228 6 8.04995.09 .547=??m3 设计条件 设计温度:50℃ 设计压力：1.9MPa 极端温度：最高50℃，最低-15℃ 抗震烈度：7 罐的选型 HG5-1580-85卧式椭圆形封头贮罐系列 该种设计罐的设计参数为： 盛装液体密度≤1200kg/m3 设计压力0.25MPa ，0.6MPa ，1MPa ，1.6MPa ，1.8MPa ，2MPa ，2.2MPa 2.5MPa ，3MPa ，4MPa 设计温度-20—200℃ 容器材料根据设计温度和设计压力决定罐壁材料 公称容积0.5m3—100m3 公称直径DN600—DN3200mm 腐蚀裕度1.5mm
混凝土受压应力－应变 全曲线方程
混凝土受压应力－应变全曲线方程 混凝土的应力－应变关系是钢筋混凝土构件强度计算、超静定结构力分析、结构延性计算和钢筋混凝土有限元分析的基础，几十年来，人们作了广泛的努力，研究混凝土受压应力－应变关系的非线性性质，探讨应力与应变之间合理的数学表达式，1942年，Whitney 通过混凝土圆柱体轴压试验，提出了混凝土受压完整的应力应变全曲线数学表达式，得出了混凝土脆性破坏主要是由于试验机刚度不足造成的重要结论，这一结论于1948年由Ramaley 和Mchenry 的试验研究再次证实，1962年，Barnard 在专门设计的具有较好刚性且能控制应变速度的试验机上，试验了一批棱柱体试件以及试件两靖被放大的圆柱体试件，试验再次证明，混凝土的突然破坏并非混凝土固有特性，而是试验条件的结果，即混凝土的脆性破坏可用刚性试验机予以防止，后来由很多学者（如M.Sagin ，P.T.Wang ，过镇海等）所进行的试验，都证明混凝土受压应力－应变曲线确实有下降段存在，那么混凝土受压应力与应变间的数学关系在下降段也必然存在，研究这一数学关系的工作一刻也没有停止。 钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的一种结构形式。但是，对钢筋混凝土的力学性能还不能说已经有了全面的掌握。近年来，随着有限元数值方法的发展和计算机技术的进步，人们已经可以利用钢筋混凝土有限元分析方法对混凝土结构作比较精确的分析了。由于混凝土材料性质的复杂性，对混凝土结构进行有限元分析还存在不少困难，其中符合实际的混凝土应力应变全曲线的确定就是一个重要的方面。 1、混凝土单轴受压全曲线的几何特点 经过对混凝土单轴受压变形的大量试验大家一致公认混凝土单轴受压变过程的应力应变全曲线的形状有一定的特征。典型的曲线如图1所示，图中采用无量纲坐标。 s c c E E N f y x 0,,=== σ εε 式中，c f 为混凝土抗压强度；c ε为与c f 对应的峰值应变；0E 为混凝土的初始弹性模量；s E 为峰值应力处的割线模量。 此典型曲线的几何特
1、绪论 1.1 任务说明 设计一个容积为50m3的丙烯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 1.2 丙烯的性质 常温为气体，不易溶于水，易溶于非极性或弱性有机溶剂苯、乙醚。 2、设计参数的确定 表1 设计参数表 2.1 筒体材料的选择 根据丙烯的特性，查GB150-1998选择Q345R。Q345R是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（16mm ）的
压力容器。钢板标准GB6645和“关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见”。根据GB713-2008中规定，厚度允许偏差按GB/T709的B 类偏差取0.3mm 。 2.2 钢管材料的选择 根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢，根据GB8163，其许用应力Mpa t 1.150][=σ 3、压力容器结构设计 3.1筒体公称直径计算 筒体的公称直径i D 有标准选择，而它的长度L 可以根据容积要求来决定。 根据公式 23i 50m 4 D L π = 取 L/D=4 将L/D=4代入得：i 2520D mm = 圆整后，i 2600mm D = 3.2 封头结构设计 查GB/T 25198-2010《压力容器封头》得：封头型号采用EHA 型，即标准椭圆封头，并以内径为标准。 表2 封头参数 查JB/T 4746-2002《钢制压力容器用封头》，由表B 、2 EHA 椭圆形封头质量得：m=1064.2kg 。 3.3筒体长度计算
中矿国际淮南机械有限公司 压力容器设计风险评估报告 产品名称：：丙烯储罐 产品编号：101803-1-4 产品图号：ZKHJ(C)1006-1 设备代码：21301030020100087/88/89/90 容器类别：Ⅲ类 编制日期 校对日期 审核日期 批准日期 中矿国际淮南机机械有限公司技术部
氯气分离器设计风险评估报告 1.风险评估报告适应范围和目的 1.1 风险评估报告适应范围； 本风险评估报告仅适应产品名称：丙烯储罐，产品编号：101803-1-4 ，产品图号：ZKHJ(C)1006-1，设备代码：21301030020100087/88/89/90，由“中矿国际淮南机械有限公司”负责制造的产品。 1.2风险评估的目的: 丙烯（propylene,CH2=CHCH3）常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08，密度0.5139g/cm(20/4℃)，冰点-185.3℃，沸点-47.4℃。易燃，爆炸极限为2%～11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。丙烯气与空气混合，当浓度达到15%～18%时，会产生爆炸混合物质，所处环境爆炸， 所以本设备本身具有爆炸危险和爆炸能量，以及所含丙烯介质可能的外泄，所导致的次生危害，都会危害到容器附近人员和设施的安全，因此；如何控制本设备使用风险，尽可能将使用风险降低到可以接受的范围，是本设计和报告的目的。 2. 风险评估报告的依据 2.1 风险评估法规和标准： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》（包括：1、2、3号修改通知） GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》 2.2设计依据法规和标准： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 GB150-1998《钢制压力容器》 JB/T4731-2005《钢制卧式容器》 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 2.3 “50m3丙烯储罐”的设计参数； 2.3.1 压力：设计压力：2.16MPa, 最高工作压力：1.95MPa, 安全阀起跳压力：2.05MPa。2.3.2 温度：设计温度：50℃，工作温度：＜50℃ 2.3.3 设备工作介质： a. 介质名称：丙烯 b. 介质性质：○1易爆 ○2介质的物理、化学性质： 化学品中文名称：丙烯 化学品英文名称：propylene 英文名称2：propene 技术说明书编码：31 CAS No：115-07-1 分子式：C3H6 分子量：42.081 丙烯燃烧化学方程式：2C3H6+9O2=6CO2+6H2O 主要成分：纯品CAS No：115-07-1 外观与性状：无色、有烃类气味的气体。 熔点(℃)：-191.2 沸点(℃)：-47.72
第四章应力和应变关系知识点 应变能原理 应力应变关系的一般表达式完全各向异性弹性体 正交各向异性弹性体本构关系弹性常数 各向同性弹性体应变能格林公式 广义胡克定理 一个弹性对称面的弹性体本构关系各向同性弹性体的应力和应变关系应变表示的各向同性本构关系 一、内容介绍 前两章分别从静力学和运动学的角度推导了静力平衡方程，几何方程和变形协调方程。由于弹性体的静力平衡和几何变形是通过具体物体的材料性质相联系的，因此，必须建立了材料的应力和应变的内在联系。应力和应变是相辅相成的，有应力就有应变；反之，有应变则必有应力。对于每一种材料，在一定的温度下，应力和应变之间有着完全确定的关系。这是材料的固有特性，因此称为物理方程或者本构关系。 对于复杂应力状态，应力应变关系的实验测试是有困难的，因此本章首先通过能量法讨论本构关系的一般形式。分别讨论广义胡克定理；具有一个和两个弹性对称面的本构关系一般表达式；各向同性材料的本构关系等。 本章的任务就是建立弹性变形阶段的应力应变关系。 二、重点 1、应变能函数和格林公式； 2、广义胡克定律的一般表达式； 3、具 有一个和两个弹性对称面的本构关系；4、各向同性材料的本构关系； 5、材料的弹性常数。 §4.1 弹性体的应变能原理 学习思路: 弹性体在外力作用下产生变形，因此外力在变形过程中作功。同时，弹性体内部的能量也要相应的发生变化。借助于能量关系，可以使得弹性力学问题的求
解方法和思路简化，因此能量原理是一个有效的分析工具。 本节根据热力学概念推导弹性体的应变能函数表达式，并且建立应变能函数表达的材料本构方程。 根据能量关系，容易得到由于变形而存储于物体内的单位体积的弹性势能，即应变能函数。 探讨应变能的全微分，可以得到格林公式，格林公式是以能量形式表达的本构关系。 如果材料的应力应变关系是线性弹性的，则单位体积的应变能必为应变分量的齐二次函数。因此由齐次函数的欧拉定理，可以得到用应变或者应力表示的应变能函数。 学习要点：1、应变能；2、格林公式；3、应变能原理。 1、应变能 弹性体发生变形时，外力将要做功，内部的能量也要相应的发生变化。本节通过热力学的观点，分析弹性体的功能变化规律。 根据热力学的观点，外力在变形过程中所做的功，一部分将转化为内能，一部分将转化为动能；另外变形过程中，弹性体的温度将发生变化，它必须向外界吸收或释放热量。设弹性体变形时，外力所做的功为d W，则 d W=d W1+d W2 其中，d W1为表面力F s所做的功，d W2为体积力F b所做的功。变形过程中，由外界输入热量为d Q，弹性体的内能增量为d E，根据热力学第一定律, d W1+d W2=d E - d Q 因为 将上式代入功能关系公式，则
南京金浦锦湖化工有限公司8万吨/年丙烷装置2台1000m3丙烯球罐安装工程 施工组织设计 编制： 审核： 批准： 中国石油天然气第一建设公司 二○○七年六月
1．编制说明 1.1 本施工组织设计仅适用于南京金浦锦湖化工有限公司8万吨/年环氧丙烷装置丙烯罐区2台1000m3 丙烯球罐安装工程。 1.2 编制及施工验收依据 ●施工蓝图 ●《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发［1999］ ●《钢制球形储罐》GB12337—1998 ●《钢制压力容器》GB150—1998 ●《球形储罐施工及验收规范》GB50094—98 ●《承压设备无损检测》JB47030.1－4730.6－2005 ●《熔敷金属中扩散氢测定方法》GB／T3965-1995 ●《金属夏比缺口冲击实验方法》GB／T229-94 ●《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711-2003 ●《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000 ●《压力容器用钢板》GB6654-1996 ●《碳钢焊条》GB/T5117-1995 ●《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB4726-2000 ●《低合金钢焊条》GB/T5118-1995 ●《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2000
●《压力容器用钢焊条订货技术条件》JB4747-2002 ●公司《压力容器现场组焊质量保证手册》及《质量管理手册》 2．工程概况 本工程南京金浦锦湖化工有限公司8万吨／年环氧丙烷装置2台1000m3球罐安装工程新建设备。 2.1 建设单位：南京金浦锦湖化工有限公司。 2.2 设计单位：中国天辰化学工程公司 2.3 1000m3丙烯球罐设计参数 设计压力：2.18Mpa 设计温度：50℃ 工作压力：1.96Mpa 水压试验压力：2.73Mpa 气密性试验压力：2.18Mpa 公称容积：1000m3 内径：12300mm 储存介质：丙烯 材质：16MnR 容器类别：III类 壁厚：48mm 腐蚀裕度：2m m 2.4工程内容 2.4.1 2台1000m3丙烯球罐本体组焊； 2.4.2 球罐本体的罐顶平台、联合梯子平台预制安装、水喷淋系统安装等； 2.5球罐结构形式 赤道正切支柱三带混合结构，球罐零部件包括球壳板、支柱、拉杆、开孔接管及其它附件。
真应力-真应变曲线(true stress-logarithmic strain curves) 表征塑性变形抗力随变形程度增加而变化的图形，又称硬化曲线。它定量地描述了塑性变形过程中加工硬化增长的趋势，是金属塑性加工中计算变形力和分析变形体应力-应变分布情况的基本力学性能数据。 硬化曲线的纵坐标为真应力，横坐标为真应变。试验时某瞬间载荷与该瞬间试件承力面积之比称真应力(或真抗力，即真实塑性变形抗力)。硬化曲线可用拉伸、扭转或压缩的方法来确定，其中应用较广的为拉伸法。根据表示变形程度的公式不同，用拉伸图计算所得硬化曲线有3种，如图1所示。第1种是S-δ曲线，表示真应力与延伸率之间的关系。第2种是S-φ曲线，是真应力与断面收缩率的关系曲线。第3种是S-ε曲线，是真应力与对数变形之间的关系曲线。由于φ与ε的变化范围为0～1，所以第2、3种硬化曲线可直观地看出变形程度的大小，使用时较为方便。 S-δ曲线的制作先作圆柱试件拉伸试验获取拉伸图(拉力P与试件绝对仲长Δl的关系图)，如图2a所示。然后按下述方法计算出曲线上各点的真应力S和对应的断面收缩率φ，根据所获数据绘制S-φ曲线，如图2b所示。
按式(4)与(6)可求出试件出现细颈前的那段曲线，因为该曲线的变形沿试件长度上是均匀的，符合体积不变条件。 当拉伸力达最大时，变形迅速集中并形成细颈，细颈部位受三向拉仲应力作用而逐渐变小，最终发生破断。由于形成细颈后变形发展得极不均匀，每瞬间参加变形的体积不知，故不能用公式计算这个阶段中曲线上任意点处的应力与应变；实用中只能按细颈中断口部位面积F f及断裂时的拉伸力P f来算出断点处的真实断裂应力S K及真实断裂应变φK，然后将该点与出现细颈前所算出的点，用光滑曲线联结即可组成一条完整的曲线(图2b)。
4 应力应变关系 4.1弹性变形时应力和应变的关系 当材料所受应力小于其线弹性极限时，材料应力应变间的关系服从广义Hooke 定律，即 1()1() 1() 111222x x y z y y x z z z x y xy xy yz yz zx zx E E E G G G εσνσνσεσνσνσεσνσνσετετετ?=--?? ?=--???=--???===? ，， （4.1） 式中，E 为拉压弹性模量，G 为剪切模量，ν为泊松比，对于各向同性材料，三个常数之间满足() 21E G ν=+关系。 由上式可得 11212()()33m x y z x y z m E E νν εεεεσσσσ--=++= ++= （4.2） 于是 11 ()'2x m x m x E G νεεσσσ+-= -= 或 1112''22x m x x m G G E ν εεσσσ-=+ =+ 类似地可以得到 1112''22y m y y m G G E ν εεσσσ-=+ =+ 1112''22z m z z m G G E ν εεσσσ-=+=+ 于是，方程（4.1）可写成如下形式 121 2'00'0000'x xy xz x xy xz m v yx y yz yx y yz m G E m zx zy z zx zy z εγγσττσγεγτστσσγγεττσ-?????? ? ? ?=+ ? ? ? ? ? ????? ?? 即 '1122ij ij m ij ij m G E ν εεεσδσ-'=+= + （4.3）
显然，弹性变形包括体积改变的变形和形状改变的变形。前者与球应力分量成正比，即 12m m E νεσ-= （4.4） 后者与偏差应力分量成正比，即 ''12''12''1211 1222x x m x G y y m y G z z m z G xy xy yz yz zx zx G G G εεεσεεεσεεεσετετετ? =-=?=-=??=-=??=== ? ，， 或简写为 2ij ij G σε''= （4.5） 此即为广义Hooke 定律。 4.2塑性变形时应力和应变的关系 弹性力学是以应力与应变成线性关系的广义Hooke 定律为其基础的；而在塑性力学的范围内，一般来说，应力与应变间的关系是非线性的，同时这种非线性的特征，又与所研究的具体材料和塑性应变有关。 塑性变形过程中的应力应变关系十分复杂，相关的理论较多，但可将它们分为两大类，即增量理论和全量理论。 4.2.1增量理论 在弹性极限范围内，弹性全量应变与当时的应力状态有确定的一一对应关系，而与加载的历程无关。但由于塑性变形的不可恢复性，塑性全量应变与当时的应力状态不是单值关系，而与加载的历史有关。图4.1所示低碳钢拉伸实验的结果表明：在应力超过弹性极限条件下卸载时，其应力应变基本呈平行于弹性线的线性关系，直到材料反向时的屈服极限's σ，这就是材料的卸载规律（图4.1a ）。因此，当材料发生塑性 图4.1 单向拉伸随加载历史变化的应力应变关系
第四章应力应变关系静力平衡和几何变形 通过具体物体的材料性质相联系材料的应力应变的内在联系 材料固有特性，因此称为物理方程或者本构关系
目录 §4.1广义胡克定理 §4.2拉梅常量与工程弹性常数§4.3弹性体的应变能函数
§4.1广义胡克定义 ?应力应变关系属于材料性能 ?称为物理方程或者本构方程 ?单向拉伸或者扭转应力应变关系可以通过实验确定 ?复杂应力状态难以通过实验确定
?广义胡克定理——材料应力应变一般关系 xz yz xy z y x xz xz yz xy z y x yz xz yz xy z y x xy xz yz xy z y x z xz yz xy z y x y xz yz xy z y x x C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C γγγεεετγγγεεετγγγεεετγγγεεεσγγγεεεσγγγεεεσ666564636261565554535251464544434241363534333231262524232221161514131211+++++=+++++=+++++=+++++=+++++=+++++=?工程材料，应力应变关系受到一定的限制 ?一般金属材料为各向同性材料 ?复合材料在工程中的应用日益广泛
弹性体变形过程的功与能 ?能量守恒是一个物理学重要原理 ?利用能量原理可以使得问题分析简化 ?能量原理的推导是多样的，本节使用热力 学原理推导。 外力作用——弹性体变形——变形过程外力作功——弹性体内的能量也发生变化
1000立方米球罐的 无 损 检 测 方 案 XX工程公司 年月日
目次 1. 工程概况 2 2. 编制依据 2 3. 无损检测工艺流程 2 4. 无损检测 3 5. 焊缝返修 3 附表：无损检测人员登记表 4 6.质量保证措施 5 7.机具安排 6 8.安全措施 6 附录：无损检测工艺规程 7 球罐焊缝采用r射线拍片补充说明 13 2
1 工程概况 中国XX化工股份有限公司XXXX分公司化工厂，共建造2台1000m3丙烯球罐，球罐壁厚46mm，材质为16MnR，球罐本体总质量192.3吨/台,该工程由XXXX石油化工设计院设计，中国XXXX建设公司负责该工程的无损检测施工，为保证工程的施工质量和总体进度要求，特编制本无损检测施工技术方案。 2编制依据： 2.1 《1000m3丙烯球罐施工方案》 2.2 《压力容器无损检测》JB4730—94标准. 2.3 《监理细则》 3 无损检测工艺流程 3.1 球罐经表面打磨和外观检查合格后，进行100%MT检测， JB4730—94Ⅰ级合格，发现 缺陷后，经表面打磨，再进行MT检测；合格后，再进行100%UT检测,JB4730—94Ⅰ级合格，发现不合格缺陷后，由第二个有UT—Ⅱ或UT—Ⅲ级资格的人员进行确认。 有不合格缺陷后，采用χ射线检测进行确认缺陷。返修，严格执行返修工艺，经表面打磨和外观检查合格后，进行MT和 UT检测，再进行射线检测确认合格。 3.2 球壳板对接焊缝里面气刨清根后进行100%PT检验，热处理前球壳板对接焊缝进行 100%MT、100%UT、100%RT检验，附件垫板（角接）、支柱上段与支柱下段（对接）、组装方帽、吊耳痕迹（表面）、球壳板外表面电弧痕迹（表面）进行100%MT检验。 支柱上段与球壳板连接（角接）进行100%PT检验。热处理后球壳板对接焊缝、附件垫板（角接）、支柱上段与支柱下段（对接）、组装方帽、吊耳痕迹（表面）、球壳板外表面电弧痕迹（表面）进行100%MT检验。水压试验后，球壳板对接焊缝、附件垫板（角接）、支柱上段与支柱下段（对接）、组装方帽、吊耳痕迹（表面）、球壳板外表面电弧痕迹（表面）进行100%MT检验。 3
丙烯球罐火灾爆炸分析与评价 液态烧泄露遇到火源而爆炸，是球罐火灾爆炸的主要原因，运用蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸两种事故伤害模型左量计算化工一部裂解装置液态炷罐区丙烯球罐发生重大火灾爆炸事故的严重后果，结合液态桂罐区现状，阐明在设备、工艺、安全管理方而应采取的防范措施。 1概述 化工一部裂解装置液态坯罐区是分公司重点防火区域，包括4台1000m3乙烯球罐，21500 m3乙烯球罐，3台1000 m3丙烯球罐和1台300 m3氢气球罐。液态坯泄露遇到火源引起着火爆炸是球罐区火灾爆炸的主要原因。泄露可能发生在罐体、管道或法兰连接上，罐体以及管道、阀门由于加工制造、安装时的缺陷及材质的腐蚀会出现裂纹，当安全阀、压力表、温度计、液位计发生事故或失真时，都可能造成超压，使裂纹扩展，使液态烧泄壺，甚至使罐体爆裂并导致火灾爆炸发生。本文选取丙烯球罐为火灾爆炸分析、评价对象。 2火灾爆炸的伤害模型 液态坯火灾爆炸的伤害模型有两种：其一是蒸气云爆炸；英二是沸腾液体扩展蒸气爆炸。前者属于爆炸型，其破坏效应主要是冲击波的超压引起冲量破坏和伤害。后者属于火灾型，它能产生巨大火球，热辐射是其主要危害。在热辐射的作用下，目标可能遭受伤害和破坏，热辐射对人员的影响与辐射强度和持续时间有直接的关系。不同的伤害模型将有不同的伤害/破坏半径，不同的伤害械坏半径所包囤的封闭而积内的人员多少、财产价值多少将影响事故严重程度的大小。 3火灾爆炸的泄量评价计算 计算爆炸伤害/破坏后果时，要精确汁算液态烧的爆炸能量是比较困难的。虽然容器内可燃气体的量已知，而且在容器爆炸时又几乎全部流岀，但由于这些气体一般以球状或其他形态在空间扩散，只有外用一部分可燃气体与大气中的氧混合形成爆炸气体，所以并不是全部可燃气体都参与反应。 参与反应的可燃气体疑的多少与许多因素有关，如容器周弗I的气流情况、气体的爆炸极限范用和岀现火源的时间等。因此，一般只能是估算，即假左参与爆炸反应气体所占的百分比，然后按这些可燃气体的燃烧热汁算其爆炸能量，再确左一个大致的破坏范用。爆炸能量是用TNT 巴疑来表示的，因此目前对液态坯火灾爆炸所产生的冲击波超压一般都是按相冋能量的TNT爆炸所产生的超压来确立。虽然存在一泄的误差，但在远距离上，相同能量的液态烧气体爆炸和TNT爆炸所产生的超压还是像近似的。 蒸气云爆炸的泄量计算［1】 当大量丙烯气体泄露到敞开空间以后，没有立即点火，而是先在空中扩散，与空气混合形成爆炸性混合气体，然后发生延迟点火，那么就会发生蒸气云爆炸。下而计算蒸气云爆炸伤害/破坏范围。 在正常操作当中，丙烯球罐一般装到340t时就会切罐，本文以此为讣算依据。假左参与爆
2007年以来丙烯球罐设计温度范围（国内SEI,LPEC,CEI等设计院） 序号 设计温度℃ 设计压力MPa.G 容积m3 设计单位 设计时间 业主 1 -45---50℃ 2.16 2000 SEI 2007年 天津石化 2 -45---50℃ 2.16 2000 SEI 2008年 镇海石化 3 -45---50℃ 2.16 2000等 SEI 2008-2010年 独山子、福建一体化、中海油惠州等 4 -45---50℃ 2.16 2000，3000 LPEC 2008-2013年 10多套MTO煤化工项目工厂 5 -45---50℃ 2.1 6 3000，2000 CEI 2008年、2012年 钦州、揭阳炼油厂 6 -45---50℃ 2.16 3000 中石油吉化 设计院 2012年 昆明炼油厂 注1．2007年以前，丙烯罐设计温度一般在-19---50℃； 2．2007年以来， SEI率先在丙烯球罐设计温度采用了-45---50℃数据（考虑非正常工况，国外公司在国内设计项目2004年就采用了-45---50℃数据），此后丙烯球罐设计温度采用-45---50℃已成为共识；惠生公司2010年设计的第一台丙烯球罐设计温度采用-40---50℃； 3. 丙烯球罐设计温度采用-45---50℃另一个原因是：考虑非正常工作工况（如泄漏、 闪蒸、置换、安全阀放空未回座等），才不会发生有材料低温脆性损害； 4.《压力容器》GB150-2011，在关于球罐设计温度中增加了最低设计金属温度 （MDMT）定义，下面是GB150-2011中关于最低设计金属温度（MDMT）定义： 1) GB150-2011关于最低设计金属温度（MDMT）定义条文正文：
丙烯球罐的设计温度如何确定，现在很多定为－40度，为何？ 1.最高设计温度按当地的极端最高气温+ 6~8 ℃，常见的有50℃，在东北为48℃； 2.最低的设计温度一般为当地极端最低气温，再加上一点范围，不过有的就要求设备能耐 到-44℃，也就是球罐从正常工作压力突然卸压到常压时的温度。对应的设计压力就是球罐在设计温度下对应的饱和蒸汽压对应的压力加上一定的安全系数。 3.定-40度的原因是考虑警急排放时候的气化降温后温度(de-pressurized or blow-down),约 为其气化温度或是以上一点视工艺的考虑计算.液化气体设备均要这样考虑,才不会发生有材料低温脆性损害. 4.以保守设计的观点,是要取用在适合-40度的材料.但是现在的工程以及ASME法规观点, 是可以放宽的,因为在吹除或降压降温过程时,压力是相对较低的.依ASME观点,MAWP 是与温度同时发生的对应值.这就牵涉到这个设计条件怎么定了,如果是写两组设计条件就可以按Table UCS-66.1的折减温度来使用常温材料,若是仅一组设计条件,则必须要按严格处理. 5.有关在寒冷地区设备的设计温度应该按有无保温而定,若是有设置保温,则是不须要按外 界低温来定的,因为危险的是加压过程,当温度已经上升时,是罐体是不受外界的温度影响的.这里就与工厂的安全操作程序有关,要先升温再升压. 6.现在很多盛装介质为液化汽的球罐按低温容器设计主要是以下特殊工况：安全阀排放时， 或不适当的料液排放时，由焦尔-汤姆逊效应使得气体温度骤降，当安全阀或排料阀关闭后，压力迅速升高，然而温度不能很快同步恢复到正常的操作温度，进而使设备部分壳体出现低温、高压的运行状态，而可能出现低温脆断事故。为此，对于介质为易燃、易爆或有毒性危害的球罐，按低温设计。 7.丙烯（C3H6）常压下沸点是-47.7℃，设计温度不一定是常压下的沸点，因为一般不会 降到那么低，所以就出你所说的设计温度为-40℃，不过有些公司已经把设计温度定为-45℃。 8.现在运行中的丙烯球罐很多设计温度都是-19&50度。考虑到气温及事故状态下汽化降 温等因素的影响，将-40度作为选材温度当然是比较保守稳妥的做法，但因此可能将设备造价大大提高，具体取舍应根据使用条件确定 9.总而言之，丙烯球罐还有有可能出低温高压的极限工况，对于球罐这种高参数的承压设 备来说，还是有必要从严设防的，但设计温度不宜设定为-40，-19还是适合的，但选材还是应该按-40考虑。
二第一章绪论 (1) 1.1 前言................................................................................................... .1 1.2 研究动机.. (2) 1.3 研究目的 (3) 第二章旧桥柱试体.................................................................................4 2.1 桥梁设计规范 (4) 2.1.1 公路桥梁工程设计规范.............................................................4 2.1.2 公路桥梁耐震设计规范.............................................................5 2.2 圆形旧桥柱试体................................................................................7 2.2.1 试体设计.. (7) 2.2.2 BMCL100试验观察.................................................................9 2.2.3 BMCL50试验观察.................................................................10 2.2.4 BMC4试验观察.....................................................................11 2.2.5 圆形旧桥柱试体破坏状况比较.....................................14 2.2.6 圆形旧桥柱试体侧力-位移图比较................................15 2.2.7
丙烯球罐火灾爆炸分析与评价 液态烃泄露遇到火源而爆炸，是球罐火灾爆炸的主要原因，运用蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸两种事故伤害模型定量计算化工一部裂解装置液态烃罐区丙烯球罐发生重大火灾爆炸事故的严重后果，结合液态烃罐区现状，阐明在设备、工艺、安全管理方面应采取的防范措施。 1概述 化工一部裂解装置液态烃罐区是分公司重点防火区域，包括4台1000m3乙烯球罐，21500m3乙烯球罐，3台1000m3丙烯球罐和1台300m3氢气球罐。液态烃泄露遇到火源引起着火爆炸是球罐区火灾爆炸的主要原因。泄露可能发生在罐体、管道或法兰连接上，罐体以及管道、阀门由于加工制造、安装时的缺陷及材质的腐蚀会出现裂纹，当安全阀、压力表、温度计、液位计发生事故或失真时，都可能造成超压，使裂纹扩展，使液态烃泄露，甚至使罐体爆裂并导致火灾爆炸发生。本文选取丙烯球罐为火灾爆炸分析、评价对象。 2火灾爆炸的伤害模型 液态烃火灾爆炸的伤害模型有两种：其一是蒸气云爆炸；其二是沸腾液体扩展蒸气爆炸。前者属于爆炸型，其破坏效应主要是冲击波的超压引起冲量破坏和伤害。后者属于火灾型，它能产生巨大火球，热辐射是其主要危害。在热辐射的作用下，目标可能遭受伤害和破坏，热辐射对人员的影响与辐射强度和持续时间有直接的关系。不同的伤害模型将有不同的伤害/破坏半径，不同的伤害/破坏半径所包围的封闭面积内的人员多少、财产价值多少将影响事故严重程度的大小。
3火灾爆炸的定量评价计算 计算爆炸伤害/破坏后果时，要精确计算液态烃的爆炸能量是比较困难的。虽然容器内可燃气体的量已知，而且在容器爆炸时又几乎全部流出，但由于这些气体一般以球状或其他形态在空间扩散，只有外围一部分可燃气体与大气中的氧混合形成爆炸气体，所以并不是全部可燃气体都参与反应。 参与反应的可燃气体量的多少与许多因素有关，如容器周围的气流情况、气体的爆炸极限范围和出现火源的时间等。因此，一般只能是估算，即假定参与爆炸反应气体所占的百分比，然后按这些可燃气体的燃烧热计算其爆炸能量，再确定一个大致的破坏范围。爆炸能量是用TNT当量来表示的，因此目前对液态烃火灾爆炸所产生的冲击波超压一般都是按相同能量的TNT爆炸所产生的超压来确定。虽然存在一定的误差，但在远距离上，相同能量的液态烃气体爆炸和TNT爆炸所产生的超压还是像近似的。 3.1蒸气云爆炸的定量计算[1] 当大量丙烯气体泄露到敞开空间以后，没有立即点火，而是先在空中扩散，与空气混合形成爆炸性混合气体，然后发生延迟点火，那么就会发生蒸气云爆炸。下面计算蒸气云爆炸伤害/破坏范围。在正常操作当中，丙烯球罐一般装到340t时就会切罐，本文以此为计算依据。假定参与爆炸反应得气体所占百分比为30%。 蒸气云中可燃气体质量Wf=340×1000×30%=1.02×105kg （1）TNT当量 据公式WTNT=1.8aWfQf/QTNT