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“剛柔並濟”的儲罐大角縫
釋出時間•◕◕·:2022-11-09 16:24:02瀏覽次數•◕◕·:

住建部於2022年6月17日在官網釋出了新版GB 50341《立式圓筒形鋼製焊接儲罐設計標準》(徵求意見稿)▩╃·↟•,徵求意見於7月17日截止↟│。


這份“徵求意見稿”中新的東西比較多▩╃·↟•,其中包括底圈罐壁板和罐底邊緣板之間T形接頭焊縫尺寸的確定▩╃·↟•,標準編制組對其又有了新的認識↟│。2003版升到2014版時就微調過↟│。
GB 50341-2003規定罐壁內側“徑向焊腳尺寸”≤(1.0~1.35)tb▩╃·↟•,對於開坡口的情況▩╃·↟•,坡口深度(約5mm)另計▩╃·↟•,見下圖↟│。
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2014版則調整為“焊縫沿徑向的尺寸”≤(1.0~1.35)tb▩╃·↟•,對於開坡口的情況▩╃·↟•,這個尺寸是包括坡口深度的▩╃·↟•,見下圖↟│。

因為“焊縫沿徑向的尺寸”=“徑向焊腳尺寸”+“坡口深度”▩╃·↟•,故2014版地減小了罐壁內側徑向焊縫的尺寸↟│。


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根據GB 50341-2014的條文說明▩╃·↟•,這種調整的理由是▩╃·↟•,應力分析和應力測試也都證明內側應力較大▩╃·↟•,適當加大焊腳尺寸是有利的▩╃·↟•,但焊縫太大也不一定好▩╃·↟•,焊縫工作量大▩╃·↟•,容易出現變形↟│。

到了新版標準的“徵求意見稿”變化就比較大了▩╃·↟•,見下圖↟│。


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“徵求意見稿”的規定具體為•◕◕·:

1╃│·•、“徑向焊腳尺寸”控制值由(1.0~1.35)tb修改為(1.0~1.35)h▩╃·↟•,其中▩╃·↟•,tb為罐底邊緣板厚度▩╃·↟•,h為“豎向焊腳尺寸”↟│。各版GB 50341均要求h取底圈壁板和罐底邊緣板厚度的較薄者▩╃·↟•,且不應大於13mm↟│。

2╃│·•、開坡口時▩╃·↟•,“徑向焊腳尺寸”與“坡口深度”之和▩╃·↟•,取“邊緣板厚度tb”╃│·•、“(1.0~1.35)h”二者的大值↟│。

所以▩╃·↟•,如果tb大於1.35×13=17.6▩╃·↟•,那麼罐壁內側徑向焊縫尺寸最大值即為tb▩╃·↟•,這要遠小於現行2014版的1.35×tb↟│。

“新版徵求意見稿”條文說明中對此的解釋為▩╃·↟•,在分析比較國內外標準規範的相關規定和總結國內相關研究成果的基礎上▩╃·↟•,綜合考慮應力分析和應力測試成果▩╃·↟•,以及地震載荷的影響↟│。本次修訂對2014版罐壁內側尺寸作了適當修改↟│。


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對於這個大角縫焊縫尺寸的變化▩╃·↟•,標準條文說明沒有過多地著墨▩╃·↟•,但焊縫尺寸的確定原則大概也就是“剛柔並濟”↟│。“剛”是出於滿足強度的需要↟│。而“柔”一方面是考慮到變形協調▩╃·↟•,避免產生過大的區域性應力▩╃·↟•,同時也能夠避免焊接量過大而產生較大的焊接變形▩╃·↟•,並保證焊縫質量↟│。

罐壁內側大角焊縫附近區域是儲罐在靜壓下應力水平最高的部位▩╃·↟•,見下圖▩╃·↟•,且在焊接過程中容易出現焊接缺陷▩╃·↟•,是設計╃│·•、製造╃│·•、檢驗等環節關注的重點↟│。

下圖為文獻•◕◕·:王莉莉, 等. 立式鋼製儲罐大角焊縫處裂紋的應力強度因子分析[J]. 化工機械, 2020, 47(1). 做的一個十萬立油罐的有限元模擬結果▩╃·↟•,這個油罐直徑80m▩╃·↟•,高21.8m▩╃·↟•,底圈壁板厚31mm▩╃·↟•,邊緣板厚20mm▩╃·↟•,材質SPV490(日本牌號▩╃·↟•,百度說對應國內的12MnNiVR)↟│。

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