专利名称：一种优化的五带式球罐球壳板布片结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及由各板片组成的球形储罐的布片结构。
技术背景球形储罐简称"球罐"，是由各板片焊接组成的球体，主要用于盛装石油化工原料。 目前，球罐按其布片分为四带和五带两种形式。图l (a)、图l (b)所示为四带式布片 球罐，由上极带l、上温带3、赤道带4和下极带2组成。在这一结构形式中，上温带3和 赤道带4都是按球体的经线方向排布的板片。其中，上极带1是球体被位于赤道上方、与赤道平行且距赤道距离小于球罐半径的平面分割出的球冠部分；上温带3是球体被位于赤道上方、与赤道平行介于赤道平面和上极带下平面之间的平面以及上极带1的下边线分割出的与上极带1相邻的部分；赤道带4是由与上极带1的下边线关于赤道面对称的平面以及上温带 下边线分割出的位于上温带3的下方且与上温带3相邻的部分;下极带2是赤道带4的下方、与赤道带相邻的球底面部分。由于当前钢板生产技术上的限制，目前容积为4500n^ 5500nf的球罐多采用四带式布片结 构。但这种四带式的布片结构，球壳板数量多，球壳组悍时总的焊缝长度也较长；同时，由于 上温带3和赤道带4中的球壳板两端的宽度相差较大，使得制造球壳板的材料利用率也较低。图2 (a)、图2 (b)所示为五带式布片球罐，由上极带1、上温带3、赤道带4、下温 带2和下极带5组成。在这种结构形式中，上极带l、上温带3和下极带2与四带式分布形 式相同，并且上温带3和赤道带4也都是按球体的经线方向排布的板片。所不同的是将赤道 带4设置为由与上温带下边线关于赤道面对称的平面以及上温带下边线分割出的位于上温 带3的下方且与上温带3相邻的部分；下温带5是由与上极带1的下边线关于赤道面对称的 平面以及赤道带下边线分割出的位于赤道带下方且与赤道带相邻的部分。同样由于当前钢板生产技术上的限制，目前容积为8000n)3 10000m3的球罐多采用五带 式布片结构。但这种五带式布片结构，球壳板数量多，球壳组焊时总的焊缝长度也较长；同 时，由于上温带和下温带球壳板两端的宽度相差较大，使得制造球壳板的材料利用率也较低。实用新型内容本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种板片分布合理、焊缝相 对较短、材料利用率相对较高的一种优化的五带式球罐球壳板布片结构。本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是采用五带式分布，其结构特点是所述五带式分布是由位于球冠部分的上极带、上扩展带、包含赤道面的赤道带、下扩展带和位于球体底面部分的下极带构成，上扩展带是承接在上极 带与赤道带之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带；所述下扩展带是承接在下极 带与赤道带之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带。 本实用新型解决技术问题所采用的另 一技术方案是采用五带式分布，由位于球冠部分的上极带、上温带、包含赤道面的赤道带、下扩展带 和位于球体底面部分的下极带构成，下扩展带是承接在下极带与赤道带之间、并且其板片是 按球体的纬线方向排布的窄带。与己有技术相比，本实用新型的有益效果体现在本实用新型按球体纬线方向分布板片的扩展带的形式可以较大幅度縮短焊缝长度从而 大大提高球罐使用安全性，同时可以节省材料、节约制造成本、减少制造安装工作量以及縮 短建造周期。
图l (a)为已有四带式布片结构示意图。图1 (b)为图1 (a)俯视结构示意图。图2 (a)为已有五带式布片结构示意图。图2 (b)为图2 (a)俯视结构示意图。图3 (a)为本实用新型结构示意图。图3 (b)为图3 (a)俯视示意图。图4 (a)为本实用新型另一实施方式结构示意图。图4 (b)为图4 (a)俯视示意图。图中标号l上极带、2下极带、3上温带、4赤道带、5下温带、6上扩展带、7下扩展带。以下通过具体实施方式
，结合附图对本实用新型作进一步说明具体实施方式
-实施例1:参见图3 (a)和图3 (b)，对于4500m3 5500 m3的球罐可采用五带式分布，由位于球 冠部分的上极带1、上扩展带6、包含赤道面的赤道带4、下扩展带7和位于球体底面部分 的下极带2构成，上扩展带6是承接在上极带1与赤道带4之间、并且其板片是按球体的讳 线方向排布的窄带；下扩展带7是承接在下极带2与赤道带4之间、并且其板片是按球体的 纬线方向排布的窄带，具体实施中，上扩展带6和下扩展带7是以球体的赤道面为对称面，将图2所示已有五带式布片结构中的赤道带上边线上移，由此使得原有上温带减小并且改变原来有的径线方向 布片为纬线方向，形成上扩展带；同时，由上扩展带关于赤道面对称的部分形成下扩展带。 实施例2:参见图4 (a)和图4 (b)，对于800(W 10000ttf'的球罐采用五带式分布，由位于球冠 部分的上极带1、上温带3、包含赤道面的赤道带4、下扩展带7和位于球体底面部分的下 极带2构成；下扩展带7是承接在下极带2与赤道带4之间、并且其板片是按球体的纬线方 向排布的窄带。具体实施是将图2所示的已有五带式布片结构中的赤道带和下温带的分界线下移，由此 使得原有下温带减小并且改变布片结构形成下扩展带；同时，将图2所示的上温带和赤道带 的交线下移，形成赤道带和上温带。实施本实用新型的布片结构可以使球壳板数量相比己有技术减少25% 30%。对于有成 熟经验的球罐制造厂，就压制球壳板一项工作，应采用本实用新型的结构形式可以节省5 10天的加工时间；另外考虑到安装、材料探伤，划线、下料以及加工坡口的工作量，采用 本实新型可以相当大程度地縮短制造安装周期以及人力、资金投入。本实用新型较之已有技术，焊缝总长减少了7% 10%，由于球罐焊接程序极为繁复，焊 接之前焊条要经过烘干处理，焊前母材需要预热，中间更是要控制悍接层间温度、焊接电流 以及焊接线能量，焊后需要后热消氢处理，焊接人员的工作环境极为恶劣，焊接进度也十分 缓慢(1 2米/人*天)；焊接之后还要进行次数不等的射线、超声、磁粉或渗透无损检测。 本实用新型较大程度地减少了焊缝长度，从而大幅度地减少焊接、探伤工作量及其它相关的 投入资金和设备投入，并可明显缩短了安装周期。焊缝是影响球罐安全性的最重要因素之一，尽管进行了很多无损检测，但一般焊接接 头的焊接缺陷不能全部清除，且综合性能一般低于母材。此外，焊接接头存在较高残余应力 和应力集中，从而增加了脆性断裂、应力腐蚀开裂等安全事故发生的概率。本实用新型较之 已有结构较多地减少焊缝，从而较大地提高了球罐的使用安全性和可靠性。本实用新型中赤道带板片的最大和最小宽度之差比己有技术中要小，因而可以有效提高 材料利用率。以一台50001113的球罐为例，球罐壁厚为51腿，球罐材质为15MnNbR，采用本实用新型 五带式布片，材料利用率提高2.78个百分点，可节省材料18.6吨；由于球罐是三类压力容 器，对制造安装的要求较高，制造安装费用约为6000元/吨，由于实施本实用新型可以节约 制造安装费用11. 16万元；总计节省费用约24. 2万元。
权利要求1. 一种优化的五带式球罐球壳板布片结构，采用五带式分布，其特征是所述五带式分布是由位于球冠部分的上极带(1)、上扩展带(6)、包含赤道面的赤道带(4)、下扩展带(7)和位于球体底面部分的下极带(2)构成，所述上扩展带(6)是承接在上极带(1)与赤道带(4)之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带；所述下扩展带(7)是承接在下极带(2)与赤道带(4)之间、并且其各板片是按球体的纬线方向排布的窄带。
2、 根据权利要求1所述的优化的五带式球罐球壳板布片结构，其特征是所述上扩展带 (6)和下扩展带(7)是以球体的赤道面为对称面。
3、 一种优化的五带式球罐球壳板布片结构，采用五带式分布，其特征是所述五带式分 布由位于球冠部分的上极带(1)、上温带(3)、包含赤道面的赤道带(4)、下扩展带(7) 和位于球体底面部分的下极带(2)构成，所述下扩展带(7)是承接在下极带(2)与赤道 带(4)之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带。
专利摘要一种优化的五带式球罐球壳板布片结构，采用五带式分布，其特征是所述五带式分布是由位于球冠部分的上极带、上扩展带、包含赤道面的赤道带、下扩展带和位于球体底面部分的下极带构成，上扩展带是承接在上极带与赤道带之间、并且其板片是按球体的纬线方向排布的窄带；下扩展带是承接在下极带与赤道带之间、并且其各板片是按球体的纬线方向排布的窄带。本实用新型板片分布合理、焊缝相对较短、材料利用率相对较高。
文档编号B65D88/04GK201116203SQ20072004124
公开日2008年9月17日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者李云福, 李永泰, 林 王, 耿永丰, 许畅燕, 顾永干, 黄金国 申请人:合肥通用机械研究院