球形储罐是一种重要的化工单元设备,自从1910年第一台球罐在美国诞生以来,至今世界上在役的球罐总数已逾七万台。而随着社会需求量的增加和科学技术的进步,球罐的设计制造不断向大型化发展,对设计、制造和使用维护都提出了新的考验。作为特种设备,当前的球罐设计方法和相应的规范,是在积累大量使用经验的基础上形成的,对于容积相对较小的球罐,具有较长成功应用历史。然而,这些规范应用于大型球罐的设计时,是否产生新的问题,是工程界应当严肃和谨慎面对的问题。本研究根据两台3000m3三氯氢硅球罐在实际使用过程中出现的支柱普遍内移的现象,开展了大型球罐在介质作用下支柱内移的有限元分析,具体包括单次装卸载循环过程中支柱与罐体连接部位的塑性区的出现、分布和残余变形的特点研究;介质密度对塑性区和残余变形的影响研究;剖析了装卸载过程中支柱的摆动与约束情况;残余变形与支柱内移之间的关系;多次装卸载循环罐体残余变形累积与支柱内移的关系;支柱复位对罐体的伤害及安全复位应采取的措施;该类球罐在使用过程中防止支柱内移应注意的问题等系列研究工作。球罐支柱内移相关问题的分析是现行球罐设计规范的盲区,本研究在3000m3三氯氢硅球罐柱腿内移的典型案例分析中,采用了物理非线性有限元分析技术,同时在支柱复位过程中球罐复杂几何部位的强度储备分布及安全评价等分析中,引入了有限元分析方法等,对今后该类球罐的工程设计、施工、使用维护及规范修订等具有借鉴和参考意义。