(完整版)球形储罐图文简介
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球罐的知识介绍(一)球罐球罐为大容量、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。
(一)球罐的构造与分类1、球罐的构造球罐由本体、支柱(承)及附件组成。
(1)球罐本体球罐本体是球罐结构的主体,它是球罐储存物料承受物料工作压力和液体静压力的构件。
由于球壳体直径大小不同,球壳板的数量也不一样,球壳有环带式(橘瓣式)、足球瓣式、混合式结构三种形式。
(2)球罐支柱(承)球罐支柱(承)是用于支承球罐本体重量和储存物料重量的结构部件,有柱式、裙式半埋入式及高架式支座多种。
1)柱式支座。
赤道正切柱式支座是使用最多的一种形式,另外,还有V型支承或三柱合一型支承。
2)裙式支座。
这种结构的特点是支座较低,由钢板制成,其优点是稳定性好,节省钢材。
3)半埋入支座。
这种结构是半球体支承于钢筋混凝土基础上。
(3)球罐的附件1)梯子平台。
一般球罐设置顶部平台和中间平台,顶部平台是工艺操作平台。
2)人孔和接管。
人孔是为了操作人员进出球罐进行检验和维修而设置的,同时也用于现场组装焊接球罐时进行焊后整体热处理、进风、燃烧口和烟气排出等。
3)水喷淋装置。
球罐上装设水喷淋装置是为了贮存的液化石油气、可燃气体和毒性气体的隔热需要,同时也可起消防保护作用。
4)隔热和保冷设施。
隔热和保冷一般是为了保证贮存介质的一定温度。
储存液化石油气、可燃性气体和液化气及有毒气体的球罐和支柱,应该设置隔热设施。
第24章球形储罐压力容器设计工程师培训教材目录•24.1 型式(TYPE•24.2 球壳板(SHELL PLATES•24.3 装量高度(FILLING HEIGHT•24.4 标准(STANDARD•24.5设计(DESIGN•24.6材料(MATERIAL•24.7零部件﹑附件(PARTS,ATTACHMENTS•24.8球壳板成形(FORMING OF SHELL PETALS•24.9组焊(ASSEMBLY WELDING•24.10无损检测(NONDESTRUCTIVE EXAMINATION•24.11焊后整体热处理(POSTWELD HEAD TREATMENT FOR COMPLETED TANK AS A WHOLE•24.12产品焊接试板(PRODUCT WELDED TEST COUPON•24.13压力试验和气密性试验(STATIC PRESSURE TEST AND PNEUMATIC TEST•24.14特种球罐(SPHERICAL TANK FOR SPECIAL PURPOSE24.1型式(a桔瓣式(b足球瓣式(c混合式图24-1 球壳板结构型式表24.1 1000m3桔瓣式与混合式球罐比较表型式球壳分带数支柱根数总块数各带分块数焊缝长度(m桔瓣式58543+16+16+16+3352引进罐混合式38287+14+7272桔瓣式581054663+16+16+16+33+20+20+20+3GB/T17261混合式3481030547+16+77+20+20+724.2球壳板•球壳板设计要点﹕•(1球壳板的几何尺寸应尽可能大。
•(2选择合适的钢板规格,提高板材利用率。
•(3规格要少,互换性要好。
•(4相邻带纵焊缝应相互错开。
•(5焊缝布局应均匀,减少装配应力﹑拘束应力与残余应力。
•(6必须考虑压机及起重能力。
图24-2 引进1000m3丙烯罐俯视图名称块数球壳板尺寸长x宽(弧长mm原材料钢板尺寸长x宽,mm赤道板温带板极中板极侧板2040246155x2450 (20块6250x3515 (20块6085x3055 (2块5330x3065 (2块面积总和(m2公称容积内径各带板数各带球心角°(m 3 (mmL22550242424E403020141416892.5表24.2-2 国外某公司液体球罐球壳板分割表表24.2-2附图-球罐型式球罐装量系数与装量高度关系:装量系数K 系球缺体积V ´与壳体积V 之比值:令:装量系数K 相对应的装量高度H 为:H=kDi k 为装量高度系数,则:K=3k 2-2k 3例:1000m 3丙烯球罐,内径Di=12300mm,装量系数K=0.9,求装量高度?解:查表24.3:K=0.9得k=0.8042则其装量高度为:H=kDi=0.8042x12300=9891.66mm 24.3 装量高度32343('iR HRi H V V K ππ-==HDi表24.3 装量系数K与装量高度系数k的关系序号项目GB12337-1998GB50094-981编制颁发全国压力容器标准化技术委员会提出国家质量技术监督局发布建设部编制建设部与国家技术监督局联合发布2适用范围P=4MPaV≥50m3桔瓣或混合式支柱支撑碳钢或低合金钢制球形储罐0.1MPa≤P≤4MPaV≥50m3桔瓣或混合式支柱支撑碳钢或低合金钢制球形储罐3内容设计﹑制造﹑组焊﹑检验与验收仅从现场施工出发,规定了施工与验收要求表23.4-1 GB12337与GB50094比较表24.4 标准表24.4-2 GB12337与GB50094控制值的差异序号项目GB12337-1998GB50094-981支柱安装找正后,H≤8m时,在球罐径向和周向两个方向的垂直允许偏差ΔmmΔ≤10Δ≤122碳素钢球壳对接接头应进行100%射线或超声检测的厚度mmδ>30δ>383碳素钢应进行焊后热处理的厚度mmδn>32δn>34420R 16MnR热处理工艺℃625±25600±25 5热处理升降温控制起始点℃400300 6压力试验时对液体温度要求℃≦5≦024.5设计•球罐设计时应考虑以下载荷:•(1压力﹔•(2液体静压力﹔•(3球罐自重(包括内件以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷﹔•(4附属设备与隔热材料﹑管道﹑支柱﹑拉杆﹑梯子﹑平台等的重力载荷﹔•(5风载荷,地震载荷,雪载荷。
第三节球形储罐5.3.1 罐体5.3.2 支座5.3.3 人孔和接管5.3.4 附件分类:①外观:A.球形;B.椭球形。
②壳体构造方式:A.球壳层数:a.单数;b.多数。
B.球壳组合方案:a.桔瓣式;b.足球瓣;c.混合式。
③支撑方式:A.支柱式支座;筒形或锥形裙式支座。
典型结构示例:圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐罐体(上下极板、温带板、赤道板)支柱、拉杆、操作平台、盘梯、附件(人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等)5.3.1 罐体作用:储罐主体,储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力。
按其组合方式分:纯桔瓣式罐体、足球瓣式罐体、混合式罐体。
(1)纯桔瓣式罐体:球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合215特点:球壳拼装焊缝较规则,施焊组装容易,加快组装进度并实施自动焊;便于布置支座,焊接接头受力均匀,质量较可靠。
缺点:球瓣在不同带位置尺寸大小不一,互换有限;下料成型复杂,板材利用率低;球极板尺寸往往较小,人孔、接管等容易拥挤,有时焊缝不易错开。
应用:适用于各种容量的球罐。
(2)足球瓣式罐体:由四边形或六边形组成特点: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:焊缝布置复杂,施工组装困难,对球壳板的制造精度要求高。
216应用:容积小于120m3的球罐。
(3)混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-18 混合式球罐特点:赤道带、温带——桔瓣式;极板——足球瓣式;材料利用率——高;焊缝长度——缩短;球壳板数量——减少;适用于——大型球罐。
极板尺寸——比纯桔瓣式大,易布置人孔及接管。
球罐支座与球壳板焊接接头——避免搭在一起,球壳应力分布均匀。
组合方式壳片分割成型形式优点缺点应用纯桔瓣式球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合球壳拼装焊缝较规则,施焊组装容易,实施自动焊;便于布置支座,焊接接头受力均匀,质量较可靠。
球瓣在不同带位置尺寸大小不一,互换有限;下料成型复杂,板材利用率低;球极板尺寸往往较小,人孔、接管等容易拥挤,有时焊缝不易错开。
第三节球形储罐5.3.1 罐体5.3.2 支座5.3.3 人孔和接管5.3.4 附件分类:①外观:A.球形;B.椭球形。
②壳体构造方式:A.球壳层数:a.单数;b.多数。
B.球壳组合方案:a.桔瓣式;b.足球瓣;c.混合式。
③支撑方式:A.支柱式支座;筒形或锥形裙式支座。
典型结构示例:圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐罐体(上下极板、温带板、赤道板)支柱、拉杆、操作平台、盘梯、附件(人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等)5.3.1 罐体作用:储罐主体,储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力。
按其组合方式分:纯桔瓣式罐体、足球瓣式罐体、混合式罐体。
(1)纯桔瓣式罐体:球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合特点:球壳拼装焊缝较规则,施焊组装容易,加快组装进度并实施自动焊;便于布置支座,焊接接头受力均匀,质量较可靠。
缺点:球瓣在不同带位置尺寸大小不一,互换有限;下料成型复杂,板材利用率低;球极板尺寸往往较小,人孔、接管等容易拥挤,有时焊缝不易错开。
应用:适用于各种容量的球罐。
(2)足球瓣式罐体:由四边形或六边形组成特点: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:焊缝布置复杂,施工组装困难,对球壳板的制造精度要求高。
应用:容积小于120m3的球罐。
(3)混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-18 混合式球罐特点:赤道带、温带——桔瓣式;极板——足球瓣式;材料利用率——高;焊缝长度——缩短;球壳板数量——减少;适用于——大型球罐。
极板尺寸——比纯桔瓣式大,易布置人孔及接管。
球罐支座与球壳板焊接接头——避免搭在一起,球壳应力分布均匀。
桔瓣式和混合式罐体基本参数见--GB/T17261--《钢制球形储罐型式与基本参数》5.3.2 支座作用:用以支承本体重量和物料重量的重要结构部件。
分类:①柱式支座——赤道正切柱式支座结构特点:多根圆柱状支柱在球壳赤道带等距离布置,支柱中心线与球壳相切或相割而焊接起来。
球形储罐5.3.1 罐体5.3.2 支座5.3.3 人孔和接管5.3.4 附件分类:①外观:A.球形;B.椭球形。
②壳体构造方式:A.球壳层数:a.单数;b.多数。
B.球壳组合方案:a.桔瓣式;b.足球瓣;c.混合式。
③支撑方式:A.支柱式支座;筒形或锥形裙式支座。
典型结构示例:圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐罐体(上下极板、温带板、赤道板)支柱、拉杆、操作平台、盘梯、附件(人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等)5.3.1 罐体作用:储罐主体,储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力。
按其组合方式分:纯桔瓣式罐体、足球瓣式罐体、混合式罐体。
(1)纯桔瓣式罐体:球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合215特点:球壳拼装焊缝较规则,施焊组装容易,加快组装进度并实施自动焊;便于布置支座,焊接接头受力均匀,质量较可靠。
缺点:球瓣在不同带位置尺寸大小不一,互换有限;下料成型复杂,板材利用率低;球极板尺寸往往较小,人孔、接管等容易拥挤,有时焊缝不易错开。
应用:适用于各种容量的球罐。
(2)足球瓣式罐体:由四边形或六边形组成特点: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:焊缝布置复杂,施工组装困难,对球壳板的制造精度要求高。
216应用:容积小于120m3的球罐。
(3)混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-18 混合式球罐特点:赤道带、温带——桔瓣式;极板——足球瓣式;材料利用率——高;焊缝长度——缩短;球壳板数量——减少;适用于——大型球罐。
极板尺寸——比纯桔瓣式大,易布置人孔及接管。
球罐支座与球壳板焊接接头——避免搭在一起,球壳应力分布均匀。
217桔瓣式和混合式罐体基本参数见--GB/T17261--《钢制球形储罐型式与基本参数》5.3.2 支座作用:用以支承本体重量和物料重量的重要结构部件。
分类:①柱式支座——赤道正切柱式支座结构特点:多根圆柱状支柱在球壳赤道带等距离布置,支柱中心线与球壳相切或相割而焊接起来。
球罐的知识介绍(一)球罐球罐为大容量、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。
(一)球罐的构造与分类1、球罐的构造球罐由本体、支柱(承)及附件组成。
(1)球罐本体球罐本体是球罐结构的主体,它是球罐储存物料承受物料工作压力和液体静压力的构件。
由于球壳体直径大小不同,球壳板的数量也不一样,球壳有环带式(橘瓣式)、足球瓣式、混合式结构三种形式。
(2)球罐支柱(承)球罐支柱(承)是用于支承球罐本体重量和储存物料重量的结构部件,有柱式、裙式半埋入式及高架式支座多种。
1)柱式支座。
赤道正切柱式支座是使用最多的一种形式,另外,还有V型支承或三柱合一型支承。
2)裙式支座。
这种结构的特点是支座较低,由钢板制成,其优点是稳定性好,节省钢材。
3)半埋入支座。
这种结构是半球体支承于钢筋混凝土基础上。
(3)球罐的附件1)梯子平台。
一般球罐设置顶部平台和中间平台,顶部平台是工艺操作平台。
2)人孔和接管。
人孔是为了操作人员进出球罐进行检验和维修而设置的,同时也用于现场组装焊接球罐时进行焊后整体热处理、进风、燃烧口和烟气排出等。
3)水喷淋装置。
球罐上装设水喷淋装置是为了贮存的液化石油气、可燃气体和毒性气体的隔热需要,同时也可起消防保护作用。
4)隔热和保冷设施。
隔热和保冷一般是为了保证贮存介质的一定温度。
储存液化石油气、可燃性气体和液化气及有毒气体的球罐和支柱,应该设置隔热设施。
第八篇球形储罐安装第一章球形储罐简介第一节简介球形储罐被广泛应用在石油、化工、治金等工业部门,用来贮存气体、液体及液化气(乙烯、丙烯、丙烷、氧气、氮气、石油气、液氨、液氯)及轻烃油品等。
球形储罐与立式贮罐比较,在容积、压力相同,罐壁内应力最小,而且均匀,钢材消耗量一般可减少30%~45%以上。
此外,球罐还具有占地面积小、基础工程量小等特点,所以国内外应用越来越广泛。
下面以2000m3球罐为例,讲述球罐的安装过程。
2000m3球罐一般采用混合四带式设计,自上而下分为上极带、上温带、赤道带、下极带四部分,下设10根支柱,共计有54块球壳板组成,焊缝长度为458.4米。
第二节球形储罐的几种组焊方法比较一、伞形架安装法安装球罐优点:伞形架安装简单、方便。
伞形架可重复利用。
伞形架的重量由中心柱承担,球壳板的附加应力小,组对容易。
伞形架易安装易拆除,节约安装时间。
缺点:由于有中心柱的存在,球罐整体焊接后才能安装下极板,容易造成组对变形。
由于中心柱易失稳,该方法不能安装大型球罐。
二、脚手架法安装球罐优点:可安装各种规格球罐,不受体积限制。
缺点:罐内需要担设满堂红脚手架,脚手架用量太大,脚手架的重量由球罐承担,球壳板的附加应力大,组对困难。
第二章球形储罐安装第一节球罐组焊施工流程图1、球罐基础验收球罐安装前,应按设计图纸和基础施工单位交工资料,对基础各部分尺寸外观质量进行检查和验收。
2、受压元件的检查2.1、坡口检查坡口角度的允许偏差为±2°30″。
坡口表面应平滑,表面粗糙度Ra应小于或等于25μm平面度B≤1mm坡口表面应进行100%的渗透检测。
溶渣与氧化铁皮应消除干净,坡口表面不得有裂纹和分层等缺陷,若有缺陷时,应将缺陷彻底清除,并经渗透探伤确认没有缺陷后可修补。
焊后磨平,使其保持原有坡口形状及尺寸。
若发现有不允许的缺陷,应加倍抽查;若仍有不允许的缺陷,应逐件检测。
2.2、几何尺寸检查长度方向的弦长允许偏差不大于±2.5mm宽度方向的弦长允许偏差不大于±2 mm对角线方向的弦长允许偏差不大于±3 mm球壳板曲率任何部位与样板允许间隙≤3 mm球壳板曲率测量方法是:球壳板弦长L≥2m时,应采用样板弦长2m,球壳板弦长L<2m时,应采用样板弦长等于球壳板弦长。