在操作条件下
径向应力：
?15724??0.69?1000?10450?9.8?10?9?51960?527932??9.8???170.3Mpa ?a?msa?mla?m?aPaD??4?Sa?C?Aa [在此处键入]
4??20?1?886323
周向应力：
?0.69?1000?10450?9.8?10?9???157204??20?1??163.9Mpa ?PaDa??4?S
a?C?
剪应力：?1666079a?Pg2l?Sa?C?=
2?2750??20?1??15.9Mpa
主应力：??a???a???a???a??2a?2???2????2a=183.9Mpa 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
?15720?17 ?1.03?1000?10450?9.8?10?9??528200??9.84??20?1???48940886323?
'周向应力：?a??PD
4?Sa?C?'a1.03?1000?10450?9.8?10??15720???234.2Mpa?94??20?1?剪应力：
?1675489?16.0Mpa2?2750??20?1??'2??a?264Mpa ???2'主应力：?a?''?a???a?2''??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
Pmax2l?1678489?43.08Mpa
2?2750?10345?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
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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。
2 接管结构
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。
3梯子平台
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：
.t=220 ?1?4.5 b1=180 b=720
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R1?R???t?7850?18?220?8088mm
R2max?R12?(R1??1?b1)?80882?(8088?4.5?180)2?1675.7mm
选R2=1700mm
Z1?b1?R12?R22?180?80882?17002?8087.3
b7202R12?R1b?()2?R2280882?8088?720?()?1700222r???4036.7mm 2R1?b2?8088?720
bR12?R1b?()2?R222|X0|??4395 2R1?b盘梯终点的水平回转角
4036.7??终= arc(r)?arccos????arccos(?0.91868)?156.73X0??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 ?1=4.5mm R2=1700mm
?Z1=8087.3mm r=4037.6mm |X0|=4395 ?终=15644``2`
据此可画出盘梯的施工图。
4 液面计
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。
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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。
2现场组装
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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