天然气球罐

天然气球罐
简介
一种钢制容器设备。

在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。

操作温度一般为-50～50℃,操作压力一般在3MPa以下。

球罐与圆筒容器（即一般贮罐）相比，在相同直径和压力下，壳壁厚度仅为圆筒容器的一半，钢材用量省，且占地较小，基础工程简单。

但球罐的制造、焊接和组装要求很严，检验工作量大，制造费用较高。

球罐为大容量、承压的球形储存容器，广泛应用于石油、化工、冶金等部门，它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器。

也可作为压缩气体（空气、氧气、氮气、城市煤气）的储罐。

球形罐与立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小，故所需钢材面积少；在相同直径情况下，球罐壁内应力最小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。

由上述特点可知，采用球罐，可大幅度减少钢材的消耗，一般可节省钢材30%～45%；此外，球罐占地面积较小，基础工程量小，可节省土地面积。

类型
球罐的形状有圆球型和椭球型。

绝大多数为单层球壳。

低温低压下贮存液化气体时则采用双重球壳，两层球壳间填以绝热材料。

采用最广泛的为单层圆球型球罐（见彩图）。

球壳是由多块压制成球面的球瓣以橘瓣式分瓣法、足球式分瓣法或足球橘瓣混合式分瓣法组焊而成。

球罐的支撑结构最常见的为赤道正切式，其次为对称式、裙座式、半埋地式和盆式。

椭球型球罐通常用于常温下贮存饱和蒸气压比大气压稍高的、挥发性强的液态烃（如汽油等）,操作压力为0.12～0.3MPa，容积一般在500～6000m3范围内。

更大容积时,应采用复式椭球型球罐。

制造球罐的材料要求强度高，塑性特别是冲韧性要好，可焊性及加工工艺性能优良。

球罐的焊接、热处理及质量检验技术是保证质量的关键。

制造工艺流程
压力容器壳体材料主要为钢板、钢管等，它们是压力容器主要受压元件。

钢材的质量直接影响着压力容器的质量。

首先是压力容器所用的材料检验,材料检验主要包括材料的力学性能如强度、塑性、韧性、疲劳、硬度等和材料的化学成分的分析，其次还包括表面质量检查、实物检查、材料质量证明单检查、材料复验检查。

材料检验结束后是排料过程，之后是下毛料，下毛料时要求并不是很严格，只是将所需的材料形状、数量或质量后，从整个或整批材料中取下一定形状、数量或质量的材料；下毛料结束后是球壳的一次压制，此时把钢板用压制机器压制成球瓣形状，压制完成后要进行检验，检验内容包括钢板有无明显变形，压制过程是否导致裂缝，若没有裂纹或大变形等不合格现象产生则说明合格；这时该进行下精料，精下料过程中不得有咬边、拉伸现象，毛刺高度不得大于料厚的10%，下料垂直度公差用对角线测量法表示，加工完的料应码放整齐，并按要求进行标识，加工完毕，钢板上的余料、残料要清除干净。

下料结束后板材周边会有坡口存在，并把坡口修磨干净，精度达到要求；接下来是球壳的二次压制，球壳板冲压应根据设计图纸,选择符合要求的冲压胎具.冲压前，应调试上下胎具的同轴度和水平度，其偏差均不得大于3mm，且上、下胎面及钢板两面均应清扫干净。

冲压时应缓慢压至球壳板规定曲率，冲压点行走轨迹采用由毛坯钢板两端向中间点压轨迹呈“S”形，冲压点间行走距离不
大于上胎半径。

多点冲压使钢板变形均匀避免出现局部过压，或漏压现象。

冲压成型的钢板表面（上、下两面），不允许任何原因引起的压伤，压痕和台阶状况出现，否则应按规定打磨修补，冲压成型后，用质检部门检定认可的规定样板检查球壳板曲率，对于薄壁钢性较差的球壳板应放置在专用检查胎上检查。

各部位与样板之间的间隙不得大于3mm，合格后转入接管与法兰的组对，组对结束后是B类焊缝焊接，压力容器中焊缝可以分成A、B、C、D四类，壳体部分的环向焊缝接头是B类焊缝，B类焊缝焊接结束后要进行外观检验，外观检验主要包括坡口几何尺寸、焊缝宽窄差、焊接接头对口错边量、容器焊缝不得有咬边现象、焊缝之间距离、压力容器最大直径与最小直径之差、法兰是否垂直接管或圆筒的主轴中心线、焊缝之间的距离是否满足要求等。

如果说外观检验是人们凭经验或标准完成的话，那接下来的无损检测则是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称。

从事无损检测的人员需要接受专业的培训，获得资质才能持证上岗。

各个国家、区域、机构针对无损检测培训资质认证均有不同的要求，受训前应该了解清楚，选择合适的标准、机构进行相关的培训与考核。

无损检测结束后要划心线和划开孔线，划完后要检验划线是否合格，若检验合格后此时应进行开孔，压力容器上的开孔通常包括人孔和接管；人孔应有一个设在进出油管右侧附近，并尽量使人孔正对罐室密闭门，以便人员进出、维修油罐和通风接管用，人孔通常可分为圆形和椭圆形两种，圆形人孔的最小直径不得小于450mm，人孔应设置在铁路或马路交越处，管道两端要设置人孔；在管道分支、转弯和引入处要设置人孔；在有加感箱的地点要设置人孔。

人孔宜设在马路坡度转折处、街道中心花园间的横道旁、街道转折处、人行道上、房基线凹入的地方和接近引上杆或通信线路引入点。

人孔不宜设在重要建筑物的门口（例如汽车库、消防队等）、交通要道、不牢固的建筑物附近、紧靠消火栓或水井处、屯放器材地点，以及有其他地下管线经过的地方。

一般说来，在直线通信管道中间设置直通人孔；在直线通信管道上有另一方向分歧通信管道时，在分歧点上设置三通人孔；在纵横两条通信管道交叉点上设置四通人孔；焊接开坡口，采用坡口焊缝的主要目的是为了保证接头能焊透而不出现工艺缺陷。

在设计或选择坡口焊缝时，必须注意施焊可达性，其中主要考虑坡口角度、根部间隙、钝边和根部半径等参数。

要不要预制坡口，跟焊缝要求的强度有关，与焊接方式方法以及电流大小也有关，不能一概而论。

厚板对接，为了使焊缝强度达到母材强度，通常需要预制坡口，甚至焊透；当这些都完成之后则是接管与球壳组对焊接在一起，焊接后要对焊缝进行无损检测，看焊缝中是否有夹杂、气孔等缺陷，没有缺陷的话则可以把上支柱与球壳焊接在一起，焊接完成后同样要进行无损检测，。