压力容器设计工程师培训教材-球形储罐
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(完整版)球形储罐图文简介
球壳板
支柱上段
粉线
支柱下段
图1
球壳板 支柱上段
上 下 调 整
平台
图2
支柱下段
左 右 调 整
13
球罐支柱组对
14
2、卡具组焊 球壳板的组对完全靠卡具进行连接，组对
过程不进行点焊固定，因此在组对前先在球壳 板上焊接连接卡具用的方板。方板首先进行排 版，排版应保证各块球壳板组装到位时方板一 一对应，方板之间的间距以不影响组对操作为 宜，对于厚度较薄的球壳板，可适当增加方板 的密度，同一球罐环缝上方板的密度应比纵缝 上的方板密度大，以防止焊接变形。对于图纸 规范要求需要在焊接过程进行消氢处理的球罐， 在焊接卡具时首先用氧炔焰对施焊部位进行预 热，焊接完成后马上用保温岩棉覆盖进行缓冷 处理，所有卡具焊接完成后对球壳板表面进行 检查，对局部出现电弧擦伤的部位进行打磨清 除，打磨后进行表面磁粉（或渗透）检测。
6
2、施工机具准备 球罐施工所使用的机具在施工前按网络计划 进现场，准备就绪。球罐焊接宜选择规格 型号完全一致的焊机。为便于焊接材料的 管理，应在施工现场设置焊材库和烘干室 并由专人进行管理。所有机具应经过质量 技术监督局的安全质量检定并在检定期内， 球罐施工所使用的测量和检查器具、仪器 也应经过检定并在检定期内。
球罐工程简介
球形压力容器（简称球罐）是储罐的一种， 容器等级为三类，多数用于盛装液态烃等介质。 球罐从结构上可分为橘瓣式和混合式，可分为3带、 4带、5带、7带等几种。以7带球罐为例，从上到 下依次为上极、上寒带、上温带、赤道带、下温 带、下寒带和下极，其它几种相应的减少上下温 带和上下寒带，随着球壳板制造工艺的发展，现 在安装的球罐多为3带和4带的混合式球罐。球罐 焊缝分环焊缝和纵焊缝两种，与地面平行的焊缝 称为环焊缝，其余的焊缝称为纵焊缝。
005 球形储罐制作工程
球形储罐制作过程1 制造、检验、验收1.1 下料1.1.1球罐在投产前应核对材料的质量证明书及牌号、炉批号的确认标记。
1.1.2为便于球壳板制造过程中的检验和以后组装的方便，制造厂对每片球壳板分别建立工艺卡，工艺卡必须记录球壳板的钢号、炉批号及球壳板的编号及位置号等，但不得在受压元件上刻画或打材料标记和焊工钢印，以免产生缺口效应。
1.1.3球壳板可采用火焰切割法下料，为保证下料精度应采用二次下料法，最后一次下料后应对坡口切割线周边100mm范围内进行100%超声波探伤检测，按JB4730-94标准Ⅱ级合格，钢板合格后无缺陷方可切割。
1.1.3要精确下料，不准一次下料，是确保球片质量的关键工序，必须注意以下几点：a.下料要经统一计量。
b.采用二次或三次号料法。
c.号料前进行核对钢板质量证明书及编号。
d.号料公差要严格控制，球片尺寸公差进行二次重新分配。
e.号料后作材料标记移植。
f.号料前对周边100mm范围内进行100%超声波检测，Ⅱ级合格。
1.2 压制1.2.1球壳板采用小模具多点冷压制成型工艺，曲率应均匀，成型时缓慢压至规定的曲率，严禁急剧成型加工，成型后的实际厚度不小于名义厚度减去负偏差。
1.2.2球壳板成型应在环境温度0℃以上进行。
1.2.3球壳板成型后用弦长>2m的样板进行检查。
球壳板尺寸精度在保证球壳板曲率和弧长尺寸的基础上，以弧长为验收基准，对球壳板的长度方向的弧长允许偏差为±2.5mm，宽度方向的弧长允许偏差为±2mm，对角线长度允许偏差为±3mm，对角线垂直度距离不小于±5mm，赤道带的球壳板在宽度方向的尺寸累积控制在负偏差范围内。
1.2.4坡口几何尺寸及允许偏差按标准要求，坡口半角度偏差为±2.5º，钝边厚度偏差为±1mm，中心位移偏差为±1mm，表面粗糙度Ra应小于或等于25μm。
1.2.5坡口表面应进行100%磁粉或渗透检测，合格后并在试剂清除干净后立即在坡口50mm范围内涂上可焊性防锈漆。
压力容器设计人员培训教材
第一章法规与标准1--1压力容器设计必须哪些主要法规和规程？答：1.《特种设备安全监察条例》国务院2003.6.12.《压力容器安全技术监察规程》质检局2000.1.13.《压力容器、压力管道设计单位资格许可与管理规则》质检局2003.1.14.《锅炉压力容器制造监督管理办法》质检局2003.1.15.GB150《钢制压力容器》6.JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》7.JB/T4735《钢制焊接常压容器》8.GB151《管壳式换热器》。
1—2 压力容器设计单位的职责是什么？答：1.应对设计文件的准确性和完整性负责。
2.容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。
3.容器设计总图应盖有压力容器设计单位批准书标志。
1—3 GB150-1998《钢制压力容器》的适用和不适用范围是什么？答：适用范围：1.设计压力不大于35Mpa的钢制压力容器。
2.设计温度范围根据钢材允需的使用温度确定。
不适用范围：1.直接火焰加热的容器。
2.核能装置中的容器。
3.经常搬运的容器。
4.诸如泵、压缩机、涡轮机或液压缸等旋转式或往复式机械设备中自成整体或作为组成部件的受压容器。
5.设计压力低于0.1Mpa的容器。
6.真空度低于0.02Mpa的容器。
7.内直径小于150mm的容器。
8.要求做疲劳分析的容器。
9.已有其它行业标准管辖的压力容器，如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用压力容器和搪玻璃容器。
1—4 《压力容器安全技术监察规程》的适用与不适用范围是什么？答：使用范围：（同时具备以下条件）1.最高工件压力（P W）大于等于0.1Mpa（不含液体压力）的容器。
2.内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于0.15m,且容积V大于等于0.25m3的容器；3.盛装介质为气体、液化气体、或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的容器。
不适用范围：1.超高压容器。
2.各类气瓶。
3.非金属材料制造的压力容器。
4.核压力容器、船舶和铁路机车上的附属压力容器、国防或军事装备用的压力容器、锅炉安全技术监察适用范围内的直接受火焰加热的设备（如烟道式余热锅炉等）。
储罐培训资料
储罐培训资料第一节油罐的分类目前我厂的油罐分为：立式圆筒形油罐；卧室圆筒形油罐；球形油罐一、立式圆筒形油罐：按其罐顶结构分为：拱顶油罐；内、外浮顶油罐油罐的筒身圈板上下排列方式由有：套筒式；交互式；对接式（如图）拱顶油罐：拱顶的罐项为球缺形，结构简单，有许多扇形板材拚制而成。
他有较大的刚性，能承受较高的内压。
以利于降低油品的蒸发损耗。
（如图）外浮顶油罐：外浮顶油罐是将浮顶装在上部敞开的立式圆柱形油罐的液面之上的油罐。
为了保证浮顶能随着液面的升降而上下移动，在浮顶与周围罐壁之间留有空隙，在此空隙处装有密封装置以防止油品从中溢出。
如图3、内浮顶油罐：将浮顶安装在封闭的拱顶油罐内，内浮顶主要由轻型材料或铝合金板材制成。
内浮顶的密封通常采用弹性材料密封，即舌形密封。
内浮顶油罐兼有拱顶油罐和外浮顶油罐两者的特点，它不仅使油品的蒸发损失大大降低，就连雨雪、风沙和灰尘也不会落入罐中。
如图：内浮顶油罐在使用中注意事项：内浮顶适用于盛装轻质油品油品进罐的密封流速不大于1米/秒正常使用时，浮顶不应下降到支撑状态，以避免不必要的蒸发损耗。
在使用过程中，应严防酸碱等腐蚀介质进罐，以免腐蚀铝制内浮顶二、卧室圆筒形油罐：（如图）在炼油厂中广泛用它存储液化气、丙烯等低沸点的石油产品。
也可用作油气分离罐、水封罐等。
卧室罐有以下特点：（1）能承受较高的正压或负压。
承受压力一般0。
98kpa—4mpa(0.01—40kg)（2）单体容积大小范围很广。
小2—3m3大的400m3（3）适用于工厂批量生产，便于安装和移动，机动灵活。
三、球形油罐：球形罐属于三类中、低压力容器。
广泛用来存储液化气或低沸点、剧毒的化工原料。
通常为常温压力罐，能承受压力常委1.6mpa和1.8mpa。
球形罐有以下特点：承受压力高，可达2.2mpa，介质完全密闭，因此蒸发损耗少。
金属材料消耗少，只有相同容积通行油罐的一半。
有超压密闭的放空系统，因而着火爆炸的危险性减小。
压力容器设计工程师培训教材球形储罐
点﹖
压力容器设计工程师培训教材球形储 罐
24.2 球壳板设计
球壳板设计要点﹕ （1）球壳板的几何尺寸应尽可能大。
GB12337 规 定 了 每 块 球 壳 板 均 不 得 拼 接 , 球 壳 板 最 小 宽 度 不 小 于 500mm。 球罐的破裂事故,绝大多数都发生在焊接接头处,缩短球壳的焊缝 长度是提高球罐质量及安全可靠性的关键措施之一。缩短焊缝长 度的根本途径是加大球壳板尺寸,选择最佳的球壳分带数和各带分 块数,从而使安装﹑焊接﹑检测工作量相应减少。 从表24.1中我们发现,同样是3带8柱的1000m3混合式球罐。 GB/T17261球壳板总数为30块,而引进球罐是28块。引进球罐在确 保支柱与球壳板纵焊缝错开的前提下加大了赤道带球壳板的宽度, 其赤道带球壳板数为14块(GB/T17261是16块)从而减少了二条赤道 带的纵焊缝(见图24-2)。因赤道带球壳板板间连接是垂直方向的 焊接接头,焊缝成形较差,属质量控制困难区,减少此类组焊工作量 将有利于提高球罐质量。
足球瓣式是将球体沿径纬方向切割,每块球壳板的结构尺寸完 全相同,互换性好,下料成型规格化,材料利用率高,拼装焊缝长度短, 相应检测工作量亦小。缺点是球壳板交接处有Y型焊缝,焊缝布局 复杂,施工组装困难,对球壳板的精度要求高。
混合式兼备了桔瓣式和足球瓣式两者的特点,是将球壳除极 板采用足球瓣式外,其余均用桔瓣式球壳板。相对桔瓣式而言,混 合式的优点是材料利用率较高,焊缝长度有所缩短,球壳板数量减 少,故特别适用于大型球罐。缺点是因具有两种型式的球壳板,组
球形储罐型式多样,从形状看,有圆球形和椭球形﹔从壳体的层 数看,有单层﹑多层﹑双金属层和双重壳球罐﹔从支承方式看,有柱 式和裙式﹔从球壳板结构型式分有桔瓣式﹑足球瓣式和混合式(见 图24-1)。
压力容器设计工程师培训教材球形储 罐
24.2 球壳板设计
球壳板设计要点﹕ （1）球壳板的几何尺寸应尽可能大。
GB12337 规 定 了 每 块 球 壳 板 均 不 得 拼 接 , 球 壳 板 最 小 宽 度 不 小 于 500mm。 球罐的破裂事故,绝大多数都发生在焊接接头处,缩短球壳的焊缝 长度是提高球罐质量及安全可靠性的关键措施之一。缩短焊缝长 度的根本途径是加大球壳板尺寸,选择最佳的球壳分带数和各带分 块数,从而使安装﹑焊接﹑检测工作量相应减少。 从表24.1中我们发现,同样是3带8柱的1000m3混合式球罐。 GB/T17261球壳板总数为30块,而引进球罐是28块。引进球罐在确 保支柱与球壳板纵焊缝错开的前提下加大了赤道带球壳板的宽度, 其赤道带球壳板数为14块(GB/T17261是16块)从而减少了二条赤道 带的纵焊缝(见图24-2)。因赤道带球壳板板间连接是垂直方向的 焊接接头,焊缝成形较差,属质量控制困难区,减少此类组焊工作量 将有利于提高球罐质量。
足球瓣式是将球体沿径纬方向切割,每块球壳板的结构尺寸完 全相同,互换性好,下料成型规格化,材料利用率高,拼装焊缝长度短, 相应检测工作量亦小。缺点是球壳板交接处有Y型焊缝,焊缝布局 复杂,施工组装困难,对球壳板的精度要求高。
混合式兼备了桔瓣式和足球瓣式两者的特点,是将球壳除极 板采用足球瓣式外,其余均用桔瓣式球壳板。相对桔瓣式而言,混 合式的优点是材料利用率较高,焊缝长度有所缩短,球壳板数量减 少,故特别适用于大型球罐。缺点是因具有两种型式的球壳板,组
球形储罐型式多样,从形状看,有圆球形和椭球形﹔从壳体的层 数看,有单层﹑多层﹑双金属层和双重壳球罐﹔从支承方式看,有柱 式和裙式﹔从球壳板结构型式分有桔瓣式﹑足球瓣式和混合式(见 图24-1)。
百事通：第三册第三章第八节球形储罐设计
第八节球形储罐设计一、总则1.适用范围本节是对GB12337《钢制球形储罐》的补充，适用于碳钢、低合金钢制且设计压力不大于4MPa的以支柱支撑的球形储罐的设计、制造、组装、检验与验收。
2.本节引用的标准、规范，如为新的标准、规范代替时，则应采用新的标准，规范。
二、型式与参数1）型式桔瓣式或混合式球壳；2）参数球形储罐参数见表3-8-1。
表3-8-1 球形储罐参数三、设计参数（一）设计温度常温下盛装混合液化石油气的球形储罐，应以50℃为设计温度，盛装天然气的球形储罐应以地区最冷月最低平均温度和最热月最高平均温度作为设计温度。
（二）设计压力常温下盛装混合液化石油气的球形储罐，其设计压力应按《压力容器安全技术监察规程》第27条规定确定；盛装天然气的球形储罐以最高操作压力为设计压力。
（三）地震烈度按《中国地震烈度区划图（1990）》和《中国地震烈度区划图（1990）使用规定》确定。
（四）风压值10m高度处的基本风压按建罐地区30年一遇10分钟平均风速计算确定，可查有关规范选取基本风压值。
但在有台风经过的沿海地区或海岛建罐，应将基本风压值适当加大或取当312地台风风速计算基本风压值。
四、材料选择（一）原则选择用于制造球形储罐球壳的钢材应考虑以下原则：（1）强度高，以减小球壳厚度；（2）韧性好，以保证材料避免产生裂纹；（3）塑性好，以满足球壳制造中变形的需要；（4）可焊性好，以保证球壳组装焊接的要求；（5）经济合理。
（二）钢板下列钢板可用于制造球壳板，见表3-8-2。
（三）钢管常用于支柱或接管的钢管见表3-8-3。
表3-8-2 钢板种类表3-8-3 常用钢管五、结构设计（一）带数和支柱数应按表3-8-1确定。
（二）各带球心角与各带分块数应根据钢板宽度、球壳板成形的压机开档尺寸，减少纵焊缝长度，钢板利用率高确定最优的球心角和各带分块数。
（三）支柱（1）支柱由圆管、底板、端板组成，圆管应采用无缝钢管制作。
（2）支柱分成单段式和双段式两种型式。
球罐讲义_图文
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。
球形储罐介绍
目前，在用的采用国产材料制造的 1000 m³以上的乙烯球罐的材质均为国产 CF—62钢(07MnNiCrMoVDR钢)，虽然由国产 钢材制造的乙烯球罐(到目前为止100％合 格)，还未出现过因钢材本身引起的质量问 题，但在制造、安装上与进口钢板在性能 上还存在着一定的差距。
与进口钢板相比，国产钢板板幅小， 因而制造球罐时球壳分片多，焊缝比较长 ，产生缺陷的可能性较大。CF—62钢板具有 较好的低裂纹敏感性，但在大线能量焊接 性能上还需进一步提高论证，并有待于制 造安装大型球罐的业绩来证明。
控制球罐内部物料温度和压力，它是 油罐上装设的一种水冷却降温设施，在夏 天气温高的时候，对地面油罐不断均匀地 进行喷淋水冷却，水由罐顶经罐壁流下， 使冷却水带走油罐所吸收的太阳辐射热， 降低油罐气体空间温度，使昼夜油面温度 变化幅度减小，大大减少油罐小呼吸损耗
球罐喷淋装置主要由热浸镀锌喷淋环管、 限流孔板、金属软管、过滤器、控制阀门和 水雾喷头组成，用管箍固定在储罐壁定位的 支架上，向保护对象以设定的角度喷射水雾 从而达到灭火和冷却的目的。
柱式支座的优缺点：
优点
• 受力均匀，弹性好 • 能承受热膨胀的变形，安装方便，施工简单，容易调
整
• 现场操作和检修也方便
缺点 • 球罐重心高，相对而言稳定性差。
支柱于球体的连接：
支柱与球体连接处可采用：
1 •直接连接结构 2 •加托板的结构形式 3 •U形柱结构形式 4 •支柱翻边结构形式
支柱于球体的四种连接形式：
2、平台梯子 球罐外部设有顶部平台,中间平台以
及为了从地面进入这些平台的斜梯﹑直梯 或盘梯。大型球罐为便于检修可在内部设 置旋转的内梯。
3、隔热 储存液化石油气﹑可燃性气体及有毒
球形储罐
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。
球形储罐
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。
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断口﹑接地)
目录
24.8 球壳板成形 24.8.1 下料 24.8.2 成形
24.9 组焊 24.9.1 零部件组焊 24.9.2 组焊 1、组焊 2、焊接
24.10 无损检测 24.10.1 射线检测与超声检测 24.10.2 磁粉检测与渗透检测
24.11 焊后整体热处理 24.12 产品焊接试板 24.13 压力试验和气密性试验
装校正较麻烦,仍有Y型接缝,制造精度要求高。
以引进1000m3丙烯球罐为例,一台是桔瓣式结构,另 一台是混合式结构,将其球壳板数量及焊缝长度列入表 24.1中,不难看出,同样是1000m3的丙烯球罐,采用混合式 球壳板数量大大减少,焊缝总长较桔瓣式缩短了23%。
目前工程中广泛采用的是桔瓣式和混合式球罐。
GB/T17261中所列1000m3数据见表24.1。
思考题﹕
1、 球形储罐的主要特点是什么﹖ 2、球壳板结构型式分几种﹖各有什么优缺
点﹖
24.2 球壳板设计
球壳板设计要点﹕
（1）球壳板的几何尺寸应尽可能大。 GB12337规定了每块球壳板均不得拼接,球壳板最小宽度不小于
500mm。 球罐的破裂事故格要少,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。
设计时须综合考虑以上各要点,经验表明,采用宽而不很长的 钢板来制作球壳板是比较经济的。表24.2-2摘录了某国外公司部
分系列,供参阅。
24.3 装量高度
(a)桔瓣式
(b)足球瓣式 (c)混合式
图24-1 球壳板结构型式
桔瓣式是先用纬线将球壳切割成球带,再以相邻两条径线将球 带分割成球壳板,这种分瓣法叫桔瓣式分瓣法。其特点是球壳的拼 装焊缝规则﹑施工组装较简便。缺点是各带因位置不一,球壳板尺 寸规格多,只能在本带或上下对称带之间互换,原材料利用率低,焊 缝较长,球极板往往因宽度窄小,使接管布置拥挤,甚至造成焊缝难 以错开。
长度是提高球罐质量及安全可靠性的关键措施之一。缩短焊缝长 度的根本途径是加大球壳板尺寸,选择最佳的球壳分带数和各带分 块数,从而使安装﹑焊接﹑检测工作量相应减少。
从表24.1中我们发现,同样是3带8柱的1000m3混合式球罐。 GB/T17261球壳板总数为30块,而引进球罐是28块。引进球罐在确 保支柱与球壳板纵焊缝错开的前提下加大了赤道带球壳板的宽度, 其赤道带球壳板数为14块(GB/T17261是16块)从而减少了二条赤道 带的纵焊缝(见图24-2)。因赤道带球壳板板间连接是垂直方向的 焊接接头,焊缝成形较差,属质量控制困难区,减少此类组焊工作量
24.13.1 液压试验 24.13.2 气密性试验
24.14 特种球罐 24.14.1 液化石油气球罐 24.14.2 液氨球罐 24.14.3 氧气球罐 24.14.4 天然气球罐
24.14.5 低温球罐
球形储罐简介
球形容器在石油﹑化工﹑冶金﹑城市煤气等工业 领域被广泛应用于储存液化石油气﹑液化天然气﹑液 氨﹑液氮﹑液氢﹑液氧﹑天然气﹑城市煤气﹑压缩空 气等物料﹔在原子能发电站作核安全壳﹔在造纸厂用 作蒸煮球﹔在化工行业作反应器等。我们把用于储存 液体和气体物料的球形容器称为球形储罐。
球形储罐壳体受力均匀,在相同直径和相同工况下 ,球形容器的薄膜应力仅为圆筒形容器环向应力的一半 ,相应承压能力强﹔且相同容积下球壳表面积最小,质 量轻﹔但因球形储罐容积大,需制造厂成形球壳板,安 装单位现场组装焊接,制造安装有一定难度,技术要求
相对较高。
24.1 型式
球形储罐型式多样,从形状看,有圆球形和椭球形﹔从壳体的层 数看,有单层﹑多层﹑双金属层和双重壳球罐﹔从支承方式看,有柱 式和裙式﹔从球壳板结构型式分有桔瓣式﹑足球瓣式和混合式(见 图24-1)。
GB/T17261<<钢制球形储罐型式与基本参数>>规 定了钢制球形储罐的型式与公称容积,球壳内直径, 球壳 分带数,各带球心角,各带分块数﹑球罐基础中心圆直径, 支柱底板面至球壳中心的距离及支柱根数等基本参数, 供设计时参照选取。
GB/T17261标准采用了桔瓣式和混合式两种型式。 桔瓣式容积从50m3(DI=4.6m)到10000m3(DI=26.8m)﹔混 合式容积从1000m3(DI=12.3m)到10000m3。
将有利于提高球罐质量。
图24-2 引进1000m3丙烯罐俯视图
目前国内3带10柱2000m3球罐的赤道板尺寸已做到8221x3288, 极边板尺寸达到10347x3288。
（2）选择合适的钢板规格,提高板材利用率。
制作600m3球罐若采用7m长的钢板来下料,其板材利用率可达 85%,随着板片加长,其利用率将急剧下降。表24.2-1是我国引进的 1900m3乙烯球罐下料汇总表,球罐表面积是746m2,因温带板﹑极侧 板采用了套裁的方法,使其供下料的钢板面积仅810.83m2,利用率 高达92%。
压力容器设计工程师培 训教材-球形储罐
2020/8/13
目录
24.1 型式 24.2 球壳板 24.3 装量高度 24.4 标准 24.5 设计 24.6 材料
24.6.1 球罐用钢板 24.6.2 球罐用锻件 24.6.3 焊条 24.7 零部件﹑附件 24.7.1 人孔﹑接管 24.7.2 支柱﹑拉杆 24.7.3 平台梯子 24.7.4 隔热﹑保冷 24.7.5 附件(消防喷淋装置﹑压力表﹑温度计﹑液位计﹑安全阀﹑紧急切
足球瓣式是将球体沿径纬方向切割,每块球壳板的结构尺寸完 全相同,互换性好,下料成型规格化,材料利用率高,拼装焊缝长度短, 相应检测工作量亦小。缺点是球壳板交接处有Y型焊缝,焊缝布局 复杂,施工组装困难,对球壳板的精度要求高。
混合式兼备了桔瓣式和足球瓣式两者的特点,是将球壳除极 板采用足球瓣式外,其余均用桔瓣式球壳板。相对桔瓣式而言,混 合式的优点是材料利用率较高,焊缝长度有所缩短,球壳板数量减 少,故特别适用于大型球罐。缺点是因具有两种型式的球壳板,组
目录
24.8 球壳板成形 24.8.1 下料 24.8.2 成形
24.9 组焊 24.9.1 零部件组焊 24.9.2 组焊 1、组焊 2、焊接
24.10 无损检测 24.10.1 射线检测与超声检测 24.10.2 磁粉检测与渗透检测
24.11 焊后整体热处理 24.12 产品焊接试板 24.13 压力试验和气密性试验
装校正较麻烦,仍有Y型接缝,制造精度要求高。
以引进1000m3丙烯球罐为例,一台是桔瓣式结构,另 一台是混合式结构,将其球壳板数量及焊缝长度列入表 24.1中,不难看出,同样是1000m3的丙烯球罐,采用混合式 球壳板数量大大减少,焊缝总长较桔瓣式缩短了23%。
目前工程中广泛采用的是桔瓣式和混合式球罐。
GB/T17261中所列1000m3数据见表24.1。
思考题﹕
1、 球形储罐的主要特点是什么﹖ 2、球壳板结构型式分几种﹖各有什么优缺
点﹖
24.2 球壳板设计
球壳板设计要点﹕
（1）球壳板的几何尺寸应尽可能大。 GB12337规定了每块球壳板均不得拼接,球壳板最小宽度不小于
500mm。 球罐的破裂事故格要少,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。
设计时须综合考虑以上各要点,经验表明,采用宽而不很长的 钢板来制作球壳板是比较经济的。表24.2-2摘录了某国外公司部
分系列,供参阅。
24.3 装量高度
(a)桔瓣式
(b)足球瓣式 (c)混合式
图24-1 球壳板结构型式
桔瓣式是先用纬线将球壳切割成球带,再以相邻两条径线将球 带分割成球壳板,这种分瓣法叫桔瓣式分瓣法。其特点是球壳的拼 装焊缝规则﹑施工组装较简便。缺点是各带因位置不一,球壳板尺 寸规格多,只能在本带或上下对称带之间互换,原材料利用率低,焊 缝较长,球极板往往因宽度窄小,使接管布置拥挤,甚至造成焊缝难 以错开。
长度是提高球罐质量及安全可靠性的关键措施之一。缩短焊缝长 度的根本途径是加大球壳板尺寸,选择最佳的球壳分带数和各带分 块数,从而使安装﹑焊接﹑检测工作量相应减少。
从表24.1中我们发现,同样是3带8柱的1000m3混合式球罐。 GB/T17261球壳板总数为30块,而引进球罐是28块。引进球罐在确 保支柱与球壳板纵焊缝错开的前提下加大了赤道带球壳板的宽度, 其赤道带球壳板数为14块(GB/T17261是16块)从而减少了二条赤道 带的纵焊缝(见图24-2)。因赤道带球壳板板间连接是垂直方向的 焊接接头,焊缝成形较差,属质量控制困难区,减少此类组焊工作量
24.13.1 液压试验 24.13.2 气密性试验
24.14 特种球罐 24.14.1 液化石油气球罐 24.14.2 液氨球罐 24.14.3 氧气球罐 24.14.4 天然气球罐
24.14.5 低温球罐
球形储罐简介
球形容器在石油﹑化工﹑冶金﹑城市煤气等工业 领域被广泛应用于储存液化石油气﹑液化天然气﹑液 氨﹑液氮﹑液氢﹑液氧﹑天然气﹑城市煤气﹑压缩空 气等物料﹔在原子能发电站作核安全壳﹔在造纸厂用 作蒸煮球﹔在化工行业作反应器等。我们把用于储存 液体和气体物料的球形容器称为球形储罐。
球形储罐壳体受力均匀,在相同直径和相同工况下 ,球形容器的薄膜应力仅为圆筒形容器环向应力的一半 ,相应承压能力强﹔且相同容积下球壳表面积最小,质 量轻﹔但因球形储罐容积大,需制造厂成形球壳板,安 装单位现场组装焊接,制造安装有一定难度,技术要求
相对较高。
24.1 型式
球形储罐型式多样,从形状看,有圆球形和椭球形﹔从壳体的层 数看,有单层﹑多层﹑双金属层和双重壳球罐﹔从支承方式看,有柱 式和裙式﹔从球壳板结构型式分有桔瓣式﹑足球瓣式和混合式(见 图24-1)。
GB/T17261<<钢制球形储罐型式与基本参数>>规 定了钢制球形储罐的型式与公称容积,球壳内直径, 球壳 分带数,各带球心角,各带分块数﹑球罐基础中心圆直径, 支柱底板面至球壳中心的距离及支柱根数等基本参数, 供设计时参照选取。
GB/T17261标准采用了桔瓣式和混合式两种型式。 桔瓣式容积从50m3(DI=4.6m)到10000m3(DI=26.8m)﹔混 合式容积从1000m3(DI=12.3m)到10000m3。
将有利于提高球罐质量。
图24-2 引进1000m3丙烯罐俯视图
目前国内3带10柱2000m3球罐的赤道板尺寸已做到8221x3288, 极边板尺寸达到10347x3288。
（2）选择合适的钢板规格,提高板材利用率。
制作600m3球罐若采用7m长的钢板来下料,其板材利用率可达 85%,随着板片加长,其利用率将急剧下降。表24.2-1是我国引进的 1900m3乙烯球罐下料汇总表,球罐表面积是746m2,因温带板﹑极侧 板采用了套裁的方法,使其供下料的钢板面积仅810.83m2,利用率 高达92%。
压力容器设计工程师培 训教材-球形储罐
2020/8/13
目录
24.1 型式 24.2 球壳板 24.3 装量高度 24.4 标准 24.5 设计 24.6 材料
24.6.1 球罐用钢板 24.6.2 球罐用锻件 24.6.3 焊条 24.7 零部件﹑附件 24.7.1 人孔﹑接管 24.7.2 支柱﹑拉杆 24.7.3 平台梯子 24.7.4 隔热﹑保冷 24.7.5 附件(消防喷淋装置﹑压力表﹑温度计﹑液位计﹑安全阀﹑紧急切
足球瓣式是将球体沿径纬方向切割,每块球壳板的结构尺寸完 全相同,互换性好,下料成型规格化,材料利用率高,拼装焊缝长度短, 相应检测工作量亦小。缺点是球壳板交接处有Y型焊缝,焊缝布局 复杂,施工组装困难,对球壳板的精度要求高。
混合式兼备了桔瓣式和足球瓣式两者的特点,是将球壳除极 板采用足球瓣式外,其余均用桔瓣式球壳板。相对桔瓣式而言,混 合式的优点是材料利用率较高,焊缝长度有所缩短,球壳板数量减 少,故特别适用于大型球罐。缺点是因具有两种型式的球壳板,组