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球形燃气储罐的安装 2005-12-29 一、球形储罐的构造与系列　　(一)球形储罐的构造　　球形储罐由球罐本体、接管、支承、梯子、平台和其他附件组成，如图6—3—1所示。  图6-3-1 球形储罐构造 1．球罐本体　　球罐奉体的形状是一个球壳，球壳由数个环带组对而成。《球形储罐基本参数》(JBlll7—82)按公称容积及国产球壳板供应情况将球罐分为三带(50m3)、五带(120～1000mm3)和七带(2000～5000m3)，各环带按地球纬度的气温分布情况相应取名，三带取名为上极带(北极带)、赤道带和下极带(南极带)；五带取名是在三带取名基础上增加上温带(北温带)和下温带(南温带)；七带取名则是五带取名基础上增加上寒带(北寒带)和下寒带(南寒带)。图6—3—l所示为五带名称示意图。每一环带由一定数量的球壳板组对而成。组对时，球壳板焊缝的分布应以“T”形为主，也可以呈“Y”或“十”形。　　2．接管与入孔　　接管是指根据储气工艺的需要在球壳上开孔，从开孔处接出管子。例如，液化石油气球型储罐的气相和液相的进出管、回流管、排污管、放散管、各种仪表和阀件的接管等。除特殊情况外，所有接管应尽量设在上、下极带板上。　　接管开孔处是应力集中的部位，壳体上开孔后，在壳体与接管连接处周围应进行补强。对于钢板厚度不超过25mm的开孔，当材质为低碳钢时，由于其缺口韧性及抗裂缝性良好，常采用补强板型式(图6—3—2)。补强板制作简单，造价低，但缺点是结构形式覆盖焊缝，其焊接部位无法检查，内部缺陷很难发现。当钢板厚度超过25mm，或采用高强度钢板时，为了避免钢板厚度急剧变化所带来的应力分布不均匀，以及使焊接部位易于检查，多采用厚壁管插入型式(图6—3—3)。也可采用锻件型式(图6—3—6)。 图6-3-2 补强板型式 图6-3-3 厚壁管插入型式 　　小直径接管的开孔，因直径小，管壁薄，而球壳板较厚，焊接时接管易变形，伸出长度增长易变弯曲，可采用厚壁短管作为过渡接管的过渡形式，如图6—3—4所示。  图6-3-4 过渡接管 　　球壳开孔需补强的面积A(mm2)可按下式确定。 A=d·t0 　　式中 tO——球壳开孔处的计算壁厚(mm)；　　　　d——开孔的最大直径(mm)。　　开孔有效补强范围，即有效宽度，外侧有效高度和内侧有效高度可分别按下列各式计算确定。  　　式中 B——有效补强宽度(mm)；　　　　h1——外侧有效补强高度(mm)　　　　h2——内侧有效补强高度(mm)　　　　tt——接管的实际壁厚(mm)；　　　　C——壁厚附加量(mm)；　　　　C2——壁厚腐蚀裕度(mm)。　　如图6—3—5所示，在有效补强区的WXYZ范围内，有效补强面积应由A1、A2、A3和A4所组成，其中 A1=(B-d)[(S-c)-S0]A2=2h1(St-St0-c)+2h2(St-c-c2) 　　式中 A1——球壳壁承受内外压力所需的壁厚S0和壁厚附加量之外的多余面积(mm2)；　　　　A2——接管承受内外压力所需的壁厚和壁厚附加量之外的多余面积(mm2)；　　　　S——球壳板壁厚(mm)；　　　　S0——球壳壁承受内外压力所需壁厚(mm)；　　　　St——接管壁厚(mm)：　　　　St0——接管承受内外压力所需壁厚(mm)；　　　　C2——接管壁厚的腐蚀裕量(mm)；　　其余符号意义同前述。　　A3为补强范围内的焊缝增高截面积(mm2)；A4为补强范围内外加的开孔补强截面积(mm2)。 图6-3-5 开孔有效补强范围 　　综合上述可知，开孔后不需外加补强的条件是(A1+A2+A3)≥A；当(A1+A2+A3)A时则需外加补强，外加的开孔补强截面积为 A4≥A-(A1+A2+A3) 　　补强件的材质一般应与球壳相同，若补强件材质的许用应力小于球壳材质许用应力的75％，则补强截面积应按比例增加，即 　　式中 [σ]——球壳材质的许用应力；　　　　[σ0]——补强度材质的许用应力。　　为便于球罐的检查与修理，在上、下极带板的中心线上必须设置二个人孔，入孔直径一般不小于500mm。可采用整体锻件补强，如图6—3—6所示。 图6-3-6 整体段件补强 　　3．支承　　球罐的支承不但要支承球罐本体、接管、梯子，平台和其他附件的重量，而且还需承受水压试验时罐内水的重量、风荷载、地震荷载，以及支承间的拉杆荷载等。　　支承的结构形式很多，下面简单介绍燃气工程常用的几种支承。　　(1)赤道正切柱式支承(见图6—3—1)　　球罐总重量由等距离布置的多根支柱支承，支柱正切于赤道圈，故赤道圈上的支承力与球壳体相切，受力情况较好。支柱间设有拉杆，拉杆的作用主要是为了承受地震