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                “刚柔并济”的储罐大角缝
                发布时间:2022-11-09 16:24:02浏览次数:

                住建部于2022年6月17日在官网发布了新版GB 50341《立式圆筒形钢制焊接储罐设计标准》(征求意见稿),征求意见于7月17日截止。


                这份“征求意见稿”中新的东西比较多,其中包括底圈罐壁板和罐底边缘板之间T形接头焊缝尺寸的确定,标准编制组对其又有了新的认识。2003版升到2014版时就微调过。
                GB 50341-2003规定罐壁内侧“径向焊脚尺寸”≤(1.0~1.35)tb,对于开坡口的情█况,坡口深度(约5mm)另计,见下图。
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                2014版则调整为“焊缝沿径△向的尺寸”≤(1.0~1.35)tb,对于开坡口的情况,这个尺寸是包括坡口深ㄨ度的,见下图。

                因为“焊缝沿径向的尺寸”=“径向焊脚尺寸”+“坡口深度”,故2014版地减小了罐壁内侧径向焊缝的尺寸。


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                根据GB 50341-2014的条文说明,这种调整的理由是,应力◆分析和应力测试也都证明内侧应力较大,适当加大焊脚尺寸是有利的,但焊缝太大也不一定好,焊缝工作量大,容易出现变形。

                到了新版标准的“征求意见稿”变化就比较大了,见下图。


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                “征求意见稿”的规定具体为:

                1、“径向焊脚尺寸”控制值由(1.0~1.35)tb修改为(1.0~1.35)h,其中,tb为罐底边缘■板厚度,h为“竖向焊脚尺寸”。各版GB 50341均要求h取底圈壁板和罐底边缘板厚度的较薄者,且不应大于13mm。

                2、开坡口时,“径向焊脚尺寸”与“坡口深度”之和,取“边缘板厚度tb”、“(1.0~1.35)h”二者的大值。

                所以,如果tb大于1.35×13=17.6,那么罐壁内侧径向焊缝尺寸最大值即为tb,这要远小于现行2014版的1.35×tb

                “新版征求意见稿”条文说明㊣中对此的解释为,在分析比较国内外标准规范的相关规定和总结国内相关研究成果的基础上,综合考虑应力分析和应力测试成果,以及地震载荷的影响。本次修订对№2014版罐壁内侧尺寸作了适当修改。


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                对于这个大角缝焊缝尺寸的变化,标准条文说明没有过多地着墨,但焊缝尺寸的确定原则大概也就是“刚柔并济”。“刚”是出于满足强度的需要。而“柔”一方面是考虑到变形协调,避免产生过大的局部应力,同时也能够避免焊接量过大而产生较大的焊接变形,并保证焊缝质量。

                罐壁内侧大角焊缝附近区域是储罐在静压下应力水平最高的部位,见下图,且在焊接过程中容易出现焊接缺陷,是设计、制造、检验等环节关注的重点。

                下图为文献:王莉莉, 等. 立式钢制储罐大角焊缝处裂纹的应力强度因子分析[J]. 化工机械, 2020, 47(1). 做的一个十万立油罐的有限元仿真结果,这个油罐直径80m,高21.8m,底圈壁板厚31mm,边缘板厚20mm,材质SPV490(日本牌号,百度说对应国内的12MnNiVR)。

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