具有曲率变化部的独立式罐及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种搭载于船舶或海洋结构物等的独立式罐，并涉及在罐外形上具有曲率变化部，且内部储存有液体燃料(例如液化天然气或液化石油气体等高压气体)的独立式罐及其制造方法。
【背景技术】
[0002]作为独立式罐，例如已知有专利文献1、2中记载的独立式罐。
[0003]以往技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利公开平6-300192号公报
[0006]专利文献2:日本专利公开平5-240400号公报
[0007]专利文献3:日本专利第4119813号公报
[0008]发明的概要
[0009]发明要解决的技术课题
[0010]于是，在专利文献I?3中记载的独立式罐，即具有呈圆筒形状的圆筒部101和呈半球形状的镜板102的如图9所示的独立式罐103中，如图10所示，通常圆筒部101的内周面1la和镜板102的内周面102a在同一水平面上(内表面一致)，在圆筒部101的两端，通过焊接接合镜板102。
[0011]并且，如图11所示，有时也通过使圆筒部101的外周面1lb和镜板102的外周面102b在同一水平面上(外表面一致)，而在圆筒部101的两端，通过焊接接合镜板102。
[0012]然而，搭载有液体燃料(例如液化天然气或液化石油气体等高压气体)的独立式罐，从罐内部受到由货物的自重或晃动产生的应力、以及由高压气体的膨胀产生的应力。当如图10所示的内表面一致时，在圆筒部101与镜板102的边界部(焊接部)附近，如图11所示的外周面101b、102b的应力也比内周面101a、102a的应力大，如图11所示的外表面一致时，在圆筒部101与镜板102的边界部(焊接部)附近，内周面101a、102a的应力比外周面101b、102b的应力大。即，如图10所不的内表面一致和图11所不的外表面一致时，在圆筒部101与镜板102的边界部(焊接部)附近，在内周面101a、102a与外周面101b、102b之间产生应力差，在圆筒部101与镜板102的边界部(焊接部)附近产生局部的弯曲应力。并且，该局部的弯曲应力还达到圆筒部101与镜板102的边界部(焊接部)，会降低边界部(焊接部)的疲劳寿命。并且，为了减小该局部的应力，只要增加圆筒部101及镜板102的板厚(加厚)即可，但是在工作机械的性能上，若圆筒部101及镜板102 (尤其是圆筒部101)的板厚成为某一厚度以上，则存在不易制作，且导致制造成本变得过高的问题。
[0013]本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种不增加板厚便能够降低在曲率变化部(构成罐的板材的曲率发生变化的边界部)附近产生的局部的弯曲应力的独立式罐及其制造方法。
[0014]用于解决技术课题的手段
[0015]本发明为了解决上述问题而采用了以下方式。
[0016]本发明的第I实施方式所涉及的独立式罐，具有至少一个沿构成罐的板材的轴向的曲率沿轴向发生变化的曲率变化部，其中，所述曲率较小的一侧的板材的内周面及外周面两者与所述曲率较大一侧的板材的内周面及外周面不在同一水平面上，所述曲率较小的一侧的板材的板厚中心相对于所述曲率较大的一侧的板材的板厚中心，向半径方向内侧或半径方向外侧偏心。
[0017]根据上述第I实施方式所涉及的独立式罐，在曲率较小的一侧的板材的内周面与曲率较大的一侧的板材的内周面在同一水平面上时、以及曲率较小的一侧的板材的外周面与曲率较大的一侧的板材的外周面在同一水平面上时，罐的曲率变化部中在罐外表面产生的应力与在罐内表面产生的应力之差更加减小。
[0018]由此，无需增加板厚便能够减小在曲率变化部附近产生的局部的弯曲应力。
[0019]上述独立式罐中，更理想的是所述曲率较小的一侧的板材的板厚中心相对于所述曲率较大的一侧的板材的板厚中心，比在罐外表面产生的应力和在罐内表面产生的应力相等的位置更靠近半径方向外侧偏心。
[0020]根据这种独立式罐，在曲率变化部，在罐外表面产生的应力必定(始终)大于在罐内表面产生的应力。
[0021]由此，在龟裂或裂纹等进入罐时，由于从罐外表面侧进入，因此能够从罐外表面侧容易且迅速地发现龟裂或裂纹等。
[0022]在上述独立式罐中，更理想的是所述曲率较小的一侧的板材的板厚中心，比在罐外表面产生的应力和在罐内表面产生的应力相等的位置更靠近半径方向外侧，偏心相当于罐的制作误差量的范围。
[0023]根据这种独立式罐，在罐的曲率变化部，在罐外表面产生的应力与在罐内表面产生的应力之差更加减小。
[0024]由此，能够更加减小在曲率变化部附近产生的局部的弯曲应力。
[0025]在上述独立式罐中，更理想的是从所述曲率变化部起，曲率较小的一侧的板材的板厚中心相对于曲率较大的一侧的板材的板厚中心向半径方向外侧偏心，以便成为在罐外表面产生的应力和在罐内表面产生的应力相等的位置。
[0026]根据这种独立式罐，曲率变化部中在罐外表面产生的应力和在罐内表面产生的应力相等，且在罐外表面产生的应力与在罐内表面产生的应力之差成为零，从而能够更加减小在曲率变化部附近产生的局部的弯曲应力。
[0027]在上述独立式罐中，更理想的是所述曲率较小的一侧的板材和所述曲率较大的一侧的板材的接合部，从所述曲率较小的一侧的板材与所述曲率较大的一侧的板材的所述曲率变化部，向所述曲率较大的一侧的板材一侧偏移。
[0028]根据这种独立式罐，能够避免局部的弯曲应力集中在曲率较小的一侧的板材和曲率较大的一侧的板材的接合部附近，并能够延长接合部的疲劳寿命。
[0029]在上述独立式罐中，更理想的是所述曲率较小的一侧的板材呈圆筒形状，所述曲率较大的一侧的板材为镜板。
[0030]更理想的是上述独立式罐搭载于船舶或海洋结构物。
[0031]本发明的第2实施方式所涉及的船舶搭载于上述任一个独立式罐。
[0032]根据上述第2实施方式所涉及的船舶，由于搭载有无需增加板厚便能够减小在曲率变化部附近产生的局部的弯曲应力的独立式罐，因此能够避免船体重量的增加，并且能够提尚船舶的可靠性。
[0033]本发明的第3实施方式所涉及的独立式罐的制造方法为，具有制造至少一个沿构成罐的板材的轴向的曲率沿轴向发生变化的曲率变化部的独立式罐的方法，其中，该方法具备:准备工序，准备如下板材，即所述曲率较小的一侧的板材的内周面及外周面两者与所述曲率较大的板材的内周面及外周面不在同一水平面上，且所述曲率较小的一侧的板材的板厚中心相对于所述曲率较大的一侧的板材的板厚中心，向半径方向内侧或半径方向外侧偏心；及接合工序，接合所述曲率较小的一侧的板材和所述曲率较大的一侧的板材。
[0034]根据利用上述第3实施方式所涉及的独立式罐的制造方法而制造的独立式罐，在曲率较小的一侧的板材的内周面与曲率较大的一侧的板材的内周面在同一水平面上时、以及曲率较小的一侧的板材的外周面与曲率较大的一侧的板材的外周面在同一水平面时，罐的曲率变化部中在罐外表面产生的应力与罐内表面产生的应力之差更加减小。
[0035]由此，无需增加板厚便能够减小在曲率变化部附近产生的局部的弯曲应力。
[0036]本发明的第4实施方式所涉及的独立式罐的制造方法为，制造具有至少一个沿构成罐的板材的轴向的曲率沿轴向发生变化的曲率变化部的独立式罐的方法，其中，所述方法具备:准备工序，准备如下板材，即所述曲率较小的一侧的板材的内周面及外周面两者与所述曲率较大的板材的内周面及外周面不在同一水平面上，且所述曲率较小的一侧的板材的板厚中心相对于所述曲率较大的一侧的板材的板厚中心，比罐外表面产生的应力和罐内表面产生的应力变得相等的位置更靠近半径方向外侧偏心；及接合工序，接合所述曲率较小的一侧的板材和所述曲率较大的一侧的板材。
[0037]根据利用上述第4实施方式所涉及的独立式罐的制造方法制造的独立式罐，曲率变化部中在罐外表面产生的应力必定(始终)大于在罐内表面产生的应力。
[0038]由此，在龟裂或裂纹等进入到罐时，由于从罐外表面侧进入，因此能够从罐外表面侧容易且迅速地发现龟裂或裂纹等。
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