专利名称：一种焦炭塔裙座柔性槽结构的制作方法
技术领域：
本实用新型研究涉及的是一种石油化工设备，具体是一种焦炭塔的裙座柔性槽结 构。
技术背景焦炭塔是焦炭化工艺中的核心设备，也是炼油厂使用环境最恶劣的压力容器设备 之一。影响在役焦炭塔正常使用的主要因素是塔体变形与裙座开裂，尤其是裙座与塔体连 接焊缝(简称裙座焊缝)开裂尤为严重。美国石油协会(API)组织的行业调查中发现在 焦碳塔的破坏事例中，约78%是发生在塔体与裙座的连接焊缝及其附近区域。由于该处是 全塔所有重量的支撑点，受力复杂，同时受到变化的重力、风载、内压、温度等载荷的作用； 一旦焊缝开裂，可能会导致塔体脱落甚至倒塌，其后果将是灾难性的。以前焊缝处产生裂纹后的传统处理方法，大多是将其打磨挖补，再补焊修理。但 是，那些打磨修补过的焊缝，在使用一年半载后又产生大面积的裂纹，屡补屡裂。目前，国内外有一种作法就是在焦碳塔裙座靠顶部沿圆周纵向开若干狭长的柔性 槽，在槽的上下端还钻有应力释放孔，从而改善裙座处的刚性约束，减小焊缝所受的应力， 以减少塔体与裙座的连接处焊缝开裂的倾向。但在裙座上开槽，其本身的应力集中系数就 很高。特别是槽孔顶部容易开裂，而这些裂纹就成为疲劳裂纹的发源地。美国石油协会1998 年对焦炭塔调查的最终报告发现开槽的裙座有89%开裂。这些裂纹进一步扩展，最终达 到临界裂纹尺寸，造成疲劳破坏，严重威胁焦炭塔的安全使用
实用新型内容
为了改善焦炭塔裙座受力，本实用新型提供一种焦炭塔裙座柔性槽结构，不仅能 够有效改善焦炭塔裙座受力，降低柔性槽焊缝开裂倾向，而且裙座结构满足强度要求。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在与塔体周围搭接的裙座靠近 其顶部沿圆周纵向开若干狭长的柔性槽，柔性槽采用喇叭型，沿裙座均布。柔性槽下端钻有 应力释放孔，中间开膨胀缝，柔性槽上端开斜口延伸至裙座顶端。另外，应力释放孔与膨胀缝没有焊缝，柔性槽上端斜焊缝延伸至裙座与塔体间的 角焊缝。当然，柔性槽中的应力释放孔与膨胀缝的过渡处、膨胀缝与喇叭口斜焊缝过渡处、 以及斜焊缝与角焊缝过渡处均采用平滑圆弧过渡形式，槽孔边缘应打磨圆滑。本实用新型的有益效果是，开设应力释放孔和膨胀缝可以明显改善裙座结构的刚 性约束，有效改善焦炭塔裙座受力。柔性槽上端为喇叭口型，且结构尺寸变化处均采用平滑 圆弧过渡形式，有效减小了结构应力集中系数，降低了裙座焊缝开裂和裂纹扩展倾向。而且 该焊接结构与未开口前相比，焊缝长度增加，满足焦炭塔裙座强度要求。
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以下结合附图和具体实施方式
来进一步说明本实用新型。图1为本实用新型的焦炭塔裙座与塔体的侧面结构示意图。图2为本实用新型的焦炭塔裙座柔性槽结构示意图。附图标号如下1-塔体；2-裙座；3-塔体与裙座连接角焊缝；4-裙座斜焊缝；5-膨胀缝；6-应力释放孔；7-柔性槽应力释放孔与膨胀缝过渡处；8-膨胀缝与喇叭口斜焊缝过渡处；9-斜焊缝4与角焊缝3结构尺寸变化处。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图1和图2所示，如图1所示，焦炭塔塔体1与裙座2采用搭接型结构，沿裙座 均布。柔性槽下端钻有应力释放孔6，中间开膨胀缝5，柔性槽上端开喇叭口延伸至裙座顶 端。应力释放孔与膨胀缝没有焊缝，柔性槽上端斜焊缝4延伸至裙座与塔体间的角焊缝3。 柔性槽应力释放孔6与膨胀缝5过渡处7、膨胀缝5与喇叭口斜焊缝4过渡处8、以及斜焊 缝4与角焊缝3过渡处9，均采用平滑圆弧过渡形式。柔性槽孔边缘应打磨圆滑。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求一种焦炭塔裙座柔性槽结构，其在与塔体周围搭接的裙座靠近其顶部沿圆周纵向开若干狭长的柔性槽，柔性槽采用喇叭型，沿裙座均布；所述柔性槽下端钻有应力释放孔，中间开膨胀缝，所述柔性槽上端开斜口延伸至裙座顶端；所述应力释放孔与膨胀缝没有焊缝，所述柔性槽上端斜焊缝延伸至裙座与塔体间的角焊缝；其特征在于，所述柔性槽中的应力释放孔与膨胀缝的过渡处、膨胀缝与喇叭口斜焊缝过渡处、以及斜焊缝与角焊缝过渡处均采用平滑圆弧过渡形式。
专利摘要本实用新型公开了一种焦炭塔裙座柔性槽结构。本实用新型所采用的技术方案是塔体与裙座结构采用搭接型，柔性槽采用喇叭型，沿裙座均布。柔性槽下端钻有应力释放孔，中间开膨胀缝，柔性槽上端开斜口至裙座顶端。应力释放孔与膨胀缝没有焊缝，柔性槽上端斜焊缝延伸至裙座与塔体间的角焊缝。柔性槽结构尺寸变化处均采用平滑圆弧过渡形式，槽孔边缘应打磨圆滑。本实用新型的有益效果是，可以明显改善裙座处的刚性约束，降低焊缝开裂倾向，保护焦炭塔的运行安全。
文档编号C10G9/00GK201704279SQ20102014864
公开日2011年1月12日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者刘龙, 轩福贞 申请人:上海海事大学