[实用新型]一种优化的四带式球罐球壳板布片结构

说明书

技术领域：

本实用新型涉及由各板片组成的球形储罐的布片结构。

背景技术：

球形储罐简称“球罐”，是由各板片焊接组成的球体，主要用于盛装石油化工原料。

目前，3000m³～4400m³的球罐采用四带式布片结构。图1(a)、图1(b)所示为四带式布片球罐，由上极带1、上温带3、赤道带4和下极带2组成。在这一结构形式中，上温带3和赤道带4都是按球体的经线方向排布的板片。其中，上极带1是球体被位于赤道上方、与赤道平行且距赤道距离小于球罐半径的平面分割出的球冠部分；上温带3是球体被位于赤道上方、与赤道平行介于赤道平面和上极带下平面之间的平面以及上极带1的下边线分割出的与上极带1相邻的部分；赤道带4是由与上极带1的下边线关于赤道面对称的平面以及上温带下边线分割出的位于上温带3的下方且与上温带3相邻的部分；下极带2是赤道带4的下方、与赤道带相邻的球底面部分。

在四带式布片结构中，由于当前钢板生产技术上的限制，目前容积为3000m³～4400m³的球罐多采用四带式布片结构。但这种四带式的布片结构，球壳板数量多，球壳组焊时总的焊缝长度也较长；同时，由于上温带3和赤道带4中的球壳板两端的宽度相差较大，使得制造球壳板的材料利用率也较低。

实用新型内容：

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种板片分布合理、焊缝相对较短、材料利用率相对较高的一种优化的四带式球罐球壳板布片结构。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的结构形式是采用四带式分布，其结构特点是所述四带式分布是由位于球冠部分的上极带、上扩展带、包含赤道面的赤道带和位于球体底面部分的下极带构成，所述上扩展带是承接在上极带与赤道带之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型按球体纬线方向分布板片的扩展带的形式可以较大幅度缩短焊缝长度从而大大提高球罐使用安全性，同时可以节省材料、节约制造成本、减少制造安装工作量以及缩短建造周期。

附图说明：

图1(a)为已有四带式布片结构示意图。

图1(b)为图1(a)俯视结构示意图。

图2(a)为本实用新型结构示意图。

图2(b)为图2(a)俯视示意图。

图中标号：1上极带、2下极带、3上温带、4赤道带、5上扩展带。

具体实施方式：

参见图2(a)和图2(b)，对于3000m³～4400m³的球罐采用四带式分布，由位于球冠部分的上极带1、上扩展带5、包含赤道面的赤道带4和位于球体底面部分的下极带2构成，上扩展带5是承接在上极带1与赤道带4之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带。

具体实施中，本实施例是将图1所示的已有四带式结构中赤道带4的上边线上移，由此使得原有上温带径线方向上的长度减小并且改变原来布片方向为纬向，从而形成上扩展带5。

实施本实用新型的布片结构可以使球壳板数量相比已有技术减少25％～30％。对于有成熟经验的球罐制造厂，就压制球壳板一项工作，应采用本实用新型的结构形式可以节省3～5天的加工时间；另外考虑到安装、材料探伤，划线、下料以及加工坡口的工作量，采用本实新型可以相当大程度地缩短制造安装周期以及人力、资金投入。

本实用新型较之已有技术，焊缝总长减少了8％～10％，由于球罐焊接程序极为繁复，焊接之前焊条要经过烘干处理，焊前母材需要预热，中间更是要控制焊接层间温度、焊接电流以及焊接线能量，焊后需要后热消氢处理，焊接人员的工作环境极为恶劣，焊接进度也十分缓慢(1～2米/人·天)；焊接之后还要进行次数不等的射线、超声、磁粉或渗透无损检测。本实用新型较大程度地减少了焊缝长度，从而大幅度地减少焊接、探伤工作量及其它相关的投入资金和设备投入，并可明显缩短了安装周期。

焊缝是影响球罐安全性的最重要因素之一，尽管进行了很多无损检测，但一般焊接接头的焊接缺陷不能全部清除，且综合性能一般低于母材。此外，焊接接头存在较高残余应力和应力集中，从而增加了脆性断裂、应力腐蚀开裂等安全事故发生的概率。本实用新型较之已有结构较多地减少焊缝，从而较大地提高了球罐的使用安全性和可靠性。

本实用新型中赤道带板片的最大和最小宽度之差比已有技术中要小，因而可以有效提高材料利用率。

以一台3500m³的球罐为例，球罐壁厚为47mm，球罐材质为15MnNbR，采用本实用新型四带式布片，材料利用率提高1.29个百分点，可节省材料7.1吨；由于球罐是三类压力容器，对制造安装的要求较高，制造安装费用约为6000元/吨，由于实施本实用新型可以节约制造安装费用4.26万元；总计节省费用9.23万元。