一种球罐的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种球罐，包括：球壳、裙座、管口，其中，所述球壳与裙座之间设置一垫板，所述垫板与球壳外表面曲率一致，且所述垫板内表面与球壳外表面紧密贴合并焊接，所述垫板在球壳的对接接头处开有缺口或留出一定长度的空间不焊，所述垫板外表面与裙座焊接。与现有技术相比，本实用新型可有效解决球罐现有技术存在的球壳受力不均、热处理时裙座连接处存在风险、裙座强度削弱过大等问题，保证了对球罐的稳定支撑。
【专利说明】_种球--
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油、化工、冶金、医药等行业的球罐，特别涉及一种带裙座支撑的球罐。
【背景技术】
[0002]在现有的球罐技术中，球罐采用两种方式支撑:
[0003]一种是按国家标准《钢制球形储罐》GB12337采用支柱，这是一种广为使用的支撑方式。支柱支撑最主要的缺点是:球壳受力不均匀，球壳局部应力较高，每根支柱承受载荷很大，且各个支柱的不均匀沉降将导致个别支柱额外承受更大的载荷，所以支柱与球壳连接处(a点)成为危险区，产生很大的局部应力。另外，GB12337所列举的支柱与球壳连接的四种不同形式，但实际使用表明，这四种结构分别存在各自明显的不足，如直接连接结构存在焊接空间狭小，不易保证焊接质量；加垫板的结构支撑面积小，下部焊缝距离近，影响焊缝强度；U形柱结构有较多直角拐点，应力集中现象明显，且连接板较多，刚度大，对球壳板的变形约束大，恶化该区域的应力状态；支柱翻边结构支撑面积小，应力强度高。
[0004]另一种支撑方式是采用裙座支撑，这是一种目前很少使用的技术，但该方式的现有技术方案结构简单，只采用一个圆筒体与球壳直接焊接，球壳上开有2个大的门形通道以及一组透光孔。现有技术的主要缺点是:圆筒体与球壳为角焊缝，焊缝质量不易保证，且焊缝中存在较大的剪切应力，连接结构容易失效，更明显的缺点是，球罐整体热处理时，裙座筒体与球壳受热及温度变化不同，裙座筒体与球壳不能实现同步的热位移(膨胀和收缩)，使得裙座筒体与球壳之间存在很大的温差应力，由于纯圆筒裙座这种刚性结构，不易释放温差应力，容易产生裂纹或失效。另一方面，为将球罐底部管口和管线引出裙座，现有的裙座筒体开大型门形通道，对裙座的削弱严重，导致裙座结构已偏离计算模型中的圆筒体结构，存在安全风险。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种球罐，可有效避免支柱支撑球罐受力不均匀，焊接不易保证质量的问题，又可解决现有裙座支撑技术热处理温差应力不易释放、裙座削弱严重的弱点。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的，依据本实用新型提供的一种球罐，包括:球壳、裙座、管口，其中，所述球壳与裙座之间设置一垫板，所述垫板与球壳外表面曲率一致，且所述垫板内表面与球壳外表面紧密贴合并焊接，所述垫板在球壳的对接接头处开有缺口，所述垫板外表面与裙座焊接。所述球壳可采用习知的桔瓣式、混合式或足球瓣式结构。
[0007]本实用新型还可以采取以下技术方案进一步实现:
[0008]前述的球罐，其中，所述裙座包括:圆锥段、折边段、圆筒段、基础环板；所述圆锥段的小端与垫板外表面焊接，大端与折边段的上端焊接；所述圆筒段的上端与折边段的下端焊接，圆筒段的下端与基础环板连接；所述折边段为环形曲面。较佳的，所述圆锥段的圆锥母线位于球壳径向线上。
[0009]前述的球罐，其中，在所述圆筒段筒壁上开有管口引出孔并焊接有管口引出装置。
[0010]前述的球罐，其中，所述的管口引出装置为一加强管，所述球罐的管口通过管线从加强管引出，在所述加强管的内壁上或在位于加强管内部的一段管线外壁上均匀设置多个支撑筋。
[0011 ] 前述的球罐，其中，在所述圆筒段下部筒壁至少设置两个人孔通道，所述人孔通道为管状结构。
[0012]前述的球罐，其中，在所述圆筒段的上部，沿圆周均设置多个通气管，所述的通气管为管状结构。
[0013]前述的球罐，其中，在所述圆筒段沿底边外壁圆周均匀设有多个螺栓座，所述的螺栓座包括垫板、盖板，所述盖板平行于基础环板，与圆筒段外壁焊接；所述垫板设置在盖板之上；在所述盖板和基础环板之间竖直设置至少两块筋板，所述筋板分别与盖板、圆筒段外壁及基础环板焊接。
[0014]前述的球罐，其中，所述基础环板是一块水平圆环板，并相应开有多个地脚螺栓孔。
[0015]通过在球壳与裙座的连接处设置垫板，降低了裙座支撑处球壳的局部应力；裙座上部引入圆锥段，使得球壳热处理时，裙座只受到球壳径向的膨胀力(法向推力)，避免了现有技术中剪切力的破坏；同时，设置的折边段结构可增加裙座的柔度和变形能力，从而提高热处理时对温差应力的自适应和补偿能力，避免热处理时的失效；改用管装结构的人孔通道和通气管，可有效减小对裙座强度的削弱；采用管口引出装置代替大型门形通道，避免了对裙座的削弱，便于工艺操作并降低泄漏引起的火灾或爆炸风险。
[0016]综上所述，与现有技术相比，本实用新型可有效解决球罐现有技术存在的球壳受力不均、热处理时裙座连接处存在风险、裙座强度削弱过大等问题，保证了对球罐的稳定支撑。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型球罐的结构示意图；
[0018]图2为图1的A向局部放大图；
[0019]图3为本实用新型的裙座结构示意图；
[0020]图4-1为本实用新型的管口引出装置结构示意图；
[0021]图4-2为图4-1的D-D向视图；
[0022]图5-1为本实用新型的螺栓座结构示意图；
[0023]图5-2为图5-1的C向视图；
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的结构、特征及其效果，详细说明如下:
[0025]如图1、图2所示，本实用新型提供的一种球罐，包括:球壳1、裙座3、管口 4，其中，所述球壳I与裙座3之间设置一垫板2，所述垫板2与球壳I外表面曲率一致，且所述垫板内表面与球壳外表面紧密贴合并焊接，所述垫板在球壳的对接接头处开有缺口，所述垫板外表面与裙座焊接。通过在球壳与裙座的连接处设置垫板，降低了裙座支撑处球壳的局部应力。垫板可采用与球壳相同的材料制造。
[0026]本实施方式可进一步通过下面结构实现:
[0027]如图3所示，前述的球罐，其中，所述裙座包括:圆锥段3-1、折边段3-2、圆筒段3-3、基础环板3-5。
[0028]所述圆锥段3-1布置在最上方，其小端与垫板外表面焊接，大端与折边段的上端焊接；较佳的，所述圆锥段的母线与连接处的球壳半径共线。
[0029]所述的折边段3-2为环形曲面，其上端与圆锥段3-1的大端焊接，下端与圆筒段3-3的上端焊接；所述折边段的截面形状为圆弧。
[0030]所述圆筒段3-3为一个立式圆筒体，其上端与折边段的下端焊接，下端与基础环板连接。
[0031]通过裙座上部引入圆锥段，使得球壳热处理时，裙座只受到球壳径向的膨胀力(法向推力)，避免了现有技术中剪切力的破坏；同时，设置的折边段结构可增加裙座的柔度和变形能力，从而提高热处理时对温差应力的自适应和补偿能力，避免热处理时的失效。
[0032]进一步的，如图4所示，前述的球罐，其中，在所述圆筒段3-3筒壁上开有管口引出孔并焊接有管口引出装置3-7。较佳的，所述管口引出装置3-7为一段加强管，所述球罐的管口 4通过管线从加强管中引出；较佳的，为了对管线提供支撑并限位，可在所述加强管的内壁上沿圆周均匀设置多个支撑筋3-7-1 ;但不局限于此，所述支撑筋也可以直接焊接在位于加强管内部的一段管线外壁上。较佳的，所述支撑筋设置为3块。采用管口引出装置代替大型门形通道，避免了对裙座的削弱，便于工艺操作并降低泄漏引起的火灾或爆炸风险。
[0033]前述的球罐，其中，在所述圆筒段3-3下部筒壁至少设置两个人孔通道3-6，所述人孔通道为管状结构。较佳的，所述人孔通道3-6为一段直径约为600mm的圆管，如钢板卷制管，其与圆筒段筒壁开设的人孔焊接固定
[0034]前述的球罐，其中，在所述圆筒段的上部，靠近折边段3-2处，沿圆周均设置多个通气管3-8，所述的通气管为一段圆管，与圆筒段筒壁开设的通孔焊接。
[0035]改用管式结构的人孔通道和通气管，可有效减小对裙座强度的削弱。
[0036]如图5所示，前述的球罐，其中，在所述圆筒段3-3上，沿其底边外壁圆周均匀设有多个螺栓座3-4 ;所述的螺栓座包括垫板3-4-2、盖板3-4-3 ;所述盖板平行于基础环板3-5，并与圆筒段外壁焊接；所述垫板设置在盖板之上；在所述盖板和基础环板之间竖直设置至少两块筋板3-4-1，所述筋板分别与盖板、圆筒段外壁及基础环板焊接。
[0037]前述的球罐，其中，所述基础环板是一块水平圆环板，并相应开有多个地脚螺栓孔。
[0038]所述的圆筒段3-3的底面与基础环板3-5的上表面焊接连接，所述的球罐通过所述的基础环板和螺栓座被地脚螺栓3-4-4和螺母3-4-5固定于球罐基础上。
[0039]综上所述，与现有技术相比，本实用新型可有效解决球罐现有技术存在的球壳受力不均、热处理时裙座连接处存在风险、裙座强度削弱过大等问题，保证了对球罐的稳定支撑。
[0040]以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，凡是依据本实用新型的技术方案对以上实施例进行的任何简单修改和等同变换，均属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种球罐，包括:球壳、裙座、管口，其特征在于，所述球壳与裙座之间设置一垫板，所述垫板与球壳外表面曲率一致，且所述垫板内表面与球壳外表面紧密贴合并焊接，所述垫板在球壳的对接接头处开有缺口，所述垫板外表面与裙座焊接。
2.根据权利要求1所述的球罐，其特征在于，所述裙座包括:圆锥段、折边段、圆筒段、基础环板；所述圆锥段的小端与垫板外表面焊接，大端与折边段的上端焊接；所述圆筒段的上端与折边段的下端焊接，圆筒段的下端与基础环板连接；所述折边段为环形曲面。
3.根据权利要求2所述的球罐，其特征在于，所述圆锥段的圆锥母线位于球壳径向线上。
4.根据权利要求2所述的球罐，其特征在于，在所述圆筒段筒壁上开有管口引出孔并焊接有管口引出装置。
5.根据权利要求4所述的球罐，其特征在于，所述的管口引出装置为一加强管，所述球罐的管口通过管线从加强管引出，在所述加强管的内壁上或在位于加强管内部的一段管线外壁上均匀设置多个支撑筋。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的球罐，其特征在于，在所述圆筒段下部筒壁至少设置两个人孔通道，所述人孔通道为管状结构。
7.根据权利要求6所述的球罐，其特征在于，在所述圆筒段的上部，沿圆周均设置多个通气管，所述的通气管为管状结构。
8.根据权利要求7所述的球罐，其特征在于，在所述圆筒段沿底边外壁圆周均匀设有多个螺栓座，所述的螺栓座包括垫板、盖板，所述盖板平行于基础环板，与圆筒段外壁焊接；所述垫板设置在盖板之上；在所述盖板和基础环板之间竖直设置至少两块筋板，所述筋板分别与盖板、圆筒段外壁及基础环板焊接。
9.根据权利要求8所述的球罐，其特征在于，所述基础环板是一块水平圆环板，并相应开有多个地脚螺栓孔。
【文档编号】B65D90/12GK204197724SQ201420676223
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】段瑞, 元少昀, 夏莉, 吴海鑫, 王一闲 申请人:中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司