球罐及球罐结构

1.球罐及球罐结构

1.1球罐

球形容器在我国的应用领域非常广泛，例如，在石油、化工、冶金、城市煤气等工业总，球型容器被用于储存野花石油气、液氧、液氮、液氢、液氨、氧气、氮气、天然气、城市煤气、压缩空气等物料；在原子能发电站，球形容器用作核安全壳；在造纸厂用作蒸煮球；在化工厂也被用作反应器等。固我们把用于储存气体或液体介质的球形容器被称作球形储罐（简称“球罐”）。

1.2球罐结构

1.2.1 球壳

球壳结构形式主要分足球瓣式、桔瓣式和混合式三种。国内自行设计、制造、组焊的球罐多为桔瓣式。

足球式瓣球罐的球壳划分和足球壳一样，所有球壳板片大小相同，所以又叫均分法。优点是每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小，缺点是焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板得制造精度要求高，由于受钢板规格及自身结构的影响，一般只适用于制造容积小于120m³的球罐。

桔瓣式球罐的球壳划分就像桔瓣，是一种最通用的形式。优点是焊缝布置简单，组装容易，球壳板制造简单，缺点是材料利用率低。

混合式球罐的球壳组成是：赤道带和温带采用桔瓣式，极板采用足球瓣式。由于取其桔瓣式和足球瓣式两种结构形式的优点，材料利用率较高，焊缝长度缩短，球壳板数量减少，且特别适用大型球罐。该结构国外以广泛采用。随着我国石油、化学、城市煤气等工业的迅速发展，近年来引进了许多混合式结构形式的大型球罐，通过对引进球罐的施工、开发研究，国内已经基本掌握了该种接搜形式球罐的设计、制造、组装和焊接技术。

GB12337—1998对球壳板的最小宽度加以限制，不小于500mm，且球壳板不允许拼接，是为了尽可能的减少焊缝长度。球壳具体的分带和分块数量参照GB/Ｔ17261—1998确定。

1.2.2坡口

各施工单位在长期的施工过程中，根据习惯和实际经验，大都制定有本单位的焊缝坡口形式与尺寸，固在GB12337—1998不作硬性规定，根据经验，本次实习采用“X”型坡口。

1.2.3 支柱于球壳的连接

球罐支座是球罐中用以支承球壳及附件和储存物料重量的结构部件。支座形式有柱式和裙式两大类。柱式支承有赤道正切柱式支承、V型柱式支承和三桩会一柱式支承。裙式支承包括圆筒裙式支承、锥形支承，及用钢筋混凝土连续基础支承的半埋式支承。其中柱式支承中以赤道正切柱式支承为过内外普遍采用，本次设计也是采用次支承。

赤道正切柱式支座的机构特点是：球壳由多根圆柱状的支柱在球壳赤道部位等距离布置，与球壳相切或近似相切(相割)而焊接起来。支柱支承球罐的质量，为了承受风载荷和地震力，保证球罐的稳定性，在支柱之间设置拉杆相连接。这种支座的优点是受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的变形，组焊方便，施工简单，容易调整，现场操作和检修也方便，且适用于多重规格的球罐。

1.2.4拉杆

拉杆结构分可调式和固定式两种.

a)可调式拉杆，采用圆钢加工而成，拉杆与支柱采用销钉连接。

b)固定式拉杆，一般采用钢管。拉杆与支柱的连接采用焊接结构。拉杆与拉杆的交叉处采用固定板焊接结构或直接焊接结构。优点是支座简单、施工方便，由于拉杆可承受拉伸和压缩载荷，大大提高了支柱承载能力。

1.2.5开孔

球罐开孔应尽量设计在上下级上，便于集中控制，便于在制造厂完成接管的组焊和进行焊后消除应力热处理，保证接管部位的质量。开孔应避开焊缝，若不得不在焊缝上开孔是，则以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆中所包含的焊缝必须经100%无损检测合格。

2. 球罐设计标准

GB12337—1998《球制球形储罐》适用于碳素钢和低合金钢制球形储罐的设计、制造、组焊、检验和验收，标准规定的技术内容是球罐设计、制造、组焊的最基本要求。

3.设计技术参数的确定

球罐设计技术参数主要有设计压力、设计温度、厚度及其附加量、焊接接头系数和许用应力等。

3.1设计压力

设计压力系指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。而工作压力系指容器在正常工作过程中顶部可能产生的最高压力。此次设计压力为1.77MPa。

对于承装液化气体