球罐设计要点讨论
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球罐设计要点讨论
作者：张诚
来源：《科技创新与应用》2014年第24期
摘 要：文章讨论了球罐的形式、用途、各种形式球罐的优缺点，球壳板设计要点，球罐设计时应考虑的载荷，球罐设计中应校核的数据，球罐材料用各种钢板优缺点。
关键词：球罐；形式；设计；载荷；材料
1 球形容器简介
球形容器在石油、化工、冶金、城市煤气等工业领域被广泛应用于储存液化石油气、液化天然气、液氨、液氮、液氢、液氧、天然气、城市煤气、压缩空气等物料，在原子能发电站作核安全壳，在造纸厂用作蒸煮球，在化工行业作反应器等，我们把用于储存液体和气体物料的球形容器称为球形储罐。
球形储罐壳体受力均匀，在相同直径和相同工况下，球形容器的薄膜应力仅为相同厚度圆筒形容器环向应力的一半，相应承压能力强，且相同容积下球壳表面积最小，质量轻，球罐占地面积小，且可向空间高度发展，有利于地表面积的利用，由于这些特点，再加上球罐基础简单、受风面小、外观漂亮，可用于美化工程环境等原因，使球罐的应用得到了很大发展。但因球形储罐容积大，需制造厂成型球壳板，安装单位现场组装焊接，制造安装有一定难度，技术要求相对较高。
2 球形容器形式
球形储罐形式多样，从壳体的层数看，有单层和双重壳球罐；从支撑方式看，有柱式和裙式；从球壳板结构形式分，有桔瓣式、足球瓣式和混合式。
桔瓣式是先用纬线将球壳切割成球带，再以相邻两条经线将球带分割成球壳板，这种分瓣法叫桔瓣式分瓣法。其特点是球壳的拼装焊缝规则、施工组装较简便。缺点是各带因位置不一，球壳板尺寸规格多，只能在本带或上下对称带之间互换，原材料利用率低，焊缝较长。 足球瓣式是将球体沿经纬方向切割，每块球壳板的结构尺寸完全相同，互换性好，下料成型规格化，材料利用率高，拼装焊缝长度短，相应检测工作量亦小。缺点是球壳板交接处有Y 型焊缝，焊缝布局复杂，施工组装困难，对球壳板的精度要求高。
混合式兼备了桔瓣式和足球瓣式两者的特点，是将球壳除极板采用足球瓣式外，其余均采用桔瓣式球壳板。相对桔瓣式而言，混合式的优点是材料利用率较高，焊缝长度有所缩短，球壳板数量减少，故特别适用于大型球罐。缺点是因具有两种形式的球壳板，组装校正较麻烦，