1000m3氮气球罐设计文献综述

 2021-10-13 07:10

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文献综述

一、课题研究目的及意义

本次设计的物料为氮气,常况下是一种无色无味无嗅的气体,且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%(体积分数),是空气的主要成份。常温下为气体,在标准大气压下,冷却至-195.8℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气作为一种重要的化工原料,它的化学性质很稳定,常温下很难跟其他物质发生反应,但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。

本次设计的对象为年产3万立方气体厂的氮气缓冲罐设计。而球罐是一种高效的储存容器,在石油化工,冶金,城市燃气等行业得到了广泛的应用,储存介质涵盖了氧气,氮气,天然气和城市煤气等气体。通过本次毕业设计,可以将我所学的专业知识联系起来,同时掌握一般压力容器的设计制造过程并在此过程中提高自己的专业水平和解决问题的能力,为今后工作打下坚实的基础。

二、球罐的历史与发展趋势

20世纪30年代,世界上仅有少数几个国家能进行球罐的制造, 如美国在1910年、德国在1930年分别建造了有限的几台铆接结构的小型低压球罐。由于铆接结构不仅费工而且费料,且球罐密闭程度差, 制造相对困难,给球罐的发展带来巨大的阻力。

20世纪40年代初, 随着焊接技术逐渐趋向成熟,以及适合焊接的新钢种的不断开发,球罐的制造由铆接改为焊接,由此技术上得到了很大发展。如美国在1941年、前苏联在1944年、日本于1955年、前西德于1958年分别制造了一批压力较高、容量较大的焊接球罐。

20世纪60年代至今, 随着世界各国综合国力和科技水平的大幅度提高,形成了球罐制造水平的高速发展期。以日本为例,60年代前单个液化气球罐的容积均在2000m3以下,而目前已具备生产单个容积在20000m3以上液化气球罐的能力。同时,西德已有生产容积为43300m3以上球罐的能力,法国也有容积为87000m3球罐的制造经验, 同时美国还建造了一台容量3400m3、设计温度为-250℃的超低温液氢球罐。此外许多工业先进国家还进行了双重壳低温球罐、深冷球罐及运输液化天然气的深冷大型船用球罐的试验研究,并已投入批量生产。

我国制造球罐始于20世纪60年代初。但随着国民经济的高速发展和改革开放的需要,近年来球罐的制造技术已得到了飞速发展。目前国内已独立制造或引进了不同规格和用途的球罐多台套,其最大容积已超过10000m3,最大压力超过3MPa,最低设计温度在-30℃以下。

随着石油化工、电站锅炉和原子能工业的迅猛发展,压力容器制造技术也有了很大的发展,它主要表现在以下三个方面:一是压力容器向大型化过渡,容器直径和壁厚成倍增长;二是低合金高强度钢的广泛应用,大部分压力容器均采用了各种级别的低合金高强度钢;三是焊接新工艺、新技术的广泛应用,使得焊接质量进一步提高,从而提高了这些大型产品质量的可靠性,其中以产品大型化、高参数化的趋势尤为明显。

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