專利名稱：一種優(yōu)化的五帶式球罐球殼板布片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及由各板片組成的球形儲罐的布片結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景球形儲罐簡稱"球罐"，是由各板片焊接組成的球體，主要用于盛裝石油化工原料。 目前，球罐按其布片分為四帶和五帶兩種形式。圖l (a)、圖l (b)所示為四帶式布片 球罐，由上極帶l、上溫帶3、赤道帶4和下極帶2組成。在這一結(jié)構(gòu)形式中，上溫帶3和 赤道帶4都是按球體的經(jīng)線方向排布的板片。其中，上極帶1是球體被位于赤道上方、與赤道平行且距赤道距離小于球罐半徑的平面分割出的球冠部分；上溫帶3是球體被位于赤道上方、與赤道平行介于赤道平面和上極帶下平面之間的平面以及上極帶1的下邊線分割出的與上極帶1相鄰的部分；赤道帶4是由與上極帶1的下邊線關(guān)于赤道面對稱的平面以及上溫帶 下邊線分割出的位于上溫帶3的下方且與上溫帶3相鄰的部分;下極帶2是赤道帶4的下方、與赤道帶相鄰的球底面部分。由于當(dāng)前鋼板生產(chǎn)技術(shù)上的限制，目前容積為4500n^ 5500nf的球罐多采用四帶式布片結(jié) 構(gòu)。但這種四帶式的布片結(jié)構(gòu)，球殼板數(shù)量多，球殼組悍時總的焊縫長度也較長；同時，由于 上溫帶3和赤道帶4中的球殼板兩端的寬度相差較大，使得制造球殼板的材料利用率也較低。圖2 (a)、圖2 (b)所示為五帶式布片球罐，由上極帶1、上溫帶3、赤道帶4、下溫 帶2和下極帶5組成。在這種結(jié)構(gòu)形式中，上極帶l、上溫帶3和下極帶2與四帶式分布形 式相同，并且上溫帶3和赤道帶4也都是按球體的經(jīng)線方向排布的板片。所不同的是將赤道 帶4設(shè)置為由與上溫帶下邊線關(guān)于赤道面對稱的平面以及上溫帶下邊線分割出的位于上溫 帶3的下方且與上溫帶3相鄰的部分；下溫帶5是由與上極帶1的下邊線關(guān)于赤道面對稱的 平面以及赤道帶下邊線分割出的位于赤道帶下方且與赤道帶相鄰的部分。同樣由于當(dāng)前鋼板生產(chǎn)技術(shù)上的限制，目前容積為8000n)3 10000m3的球罐多采用五帶 式布片結(jié)構(gòu)。但這種五帶式布片結(jié)構(gòu)，球殼板數(shù)量多，球殼組焊時總的焊縫長度也較長；同 時，由于上溫帶和下溫帶球殼板兩端的寬度相差較大，使得制造球殼板的材料利用率也較低。實用新型內(nèi)容本實用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種板片分布合理、焊縫相 對較短、材料利用率相對較高的一種優(yōu)化的五帶式球罐球殼板布片結(jié)構(gòu)。本實用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是采用五帶式分布，其結(jié)構(gòu)特點是所述五帶式分布是由位于球冠部分的上極帶、上擴展帶、包含赤道面的赤道帶、下擴展帶和位于球體底面部分的下極帶構(gòu)成，上擴展帶是承接在上極 帶與赤道帶之間、并且其板片是按球體的緯線方向排布的窄帶；所述下擴展帶是承接在下極 帶與赤道帶之間、并且其板片是按球體的緯線方向排布的窄帶。 本實用新型解決技術(shù)問題所采用的另 一技術(shù)方案是采用五帶式分布，由位于球冠部分的上極帶、上溫帶、包含赤道面的赤道帶、下擴展帶 和位于球體底面部分的下極帶構(gòu)成，下擴展帶是承接在下極帶與赤道帶之間、并且其板片是 按球體的緯線方向排布的窄帶。與己有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在本實用新型按球體緯線方向分布板片的擴展帶的形式可以較大幅度縮短焊縫長度從而 大大提高球罐使用安全性，同時可以節(jié)省材料、節(jié)約制造成本、減少制造安裝工作量以及縮 短建造周期。


圖l (a)為已有四帶式布片結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 (b)為圖1 (a)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 (a)為已有五帶式布片結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 (b)為圖2 (a)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 (a)為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 (b)為圖3 (a)俯視示意圖。圖4 (a)為本實用新型另一實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。圖4 (b)為圖4 (a)俯視示意圖。圖中標號l上極帶、2下極帶、3上溫帶、4赤道帶、5下溫帶、6上擴展帶、7下擴展帶。以下通過具體實施方式
，結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明具體實施方式
-實施例1:參見圖3 (a)和圖3 (b)，對于4500m3 5500 m3的球罐可采用五帶式分布，由位于球 冠部分的上極帶1、上擴展帶6、包含赤道面的赤道帶4、下擴展帶7和位于球體底面部分 的下極帶2構(gòu)成，上擴展帶6是承接在上極帶1與赤道帶4之間、并且其板片是按球體的諱 線方向排布的窄帶；下擴展帶7是承接在下極帶2與赤道帶4之間、并且其板片是按球體的 緯線方向排布的窄帶，具體實施中，上擴展帶6和下擴展帶7是以球體的赤道面為對稱面，將圖2所示已有五帶式布片結(jié)構(gòu)中的赤道帶上邊線上移，由此使得原有上溫帶減小并且改變原來有的徑線方向 布片為緯線方向，形成上擴展帶；同時，由上擴展帶關(guān)于赤道面對稱的部分形成下擴展帶。 實施例2:參見圖4 (a)和圖4 (b)，對于800(W 10000ttf'的球罐采用五帶式分布，由位于球冠 部分的上極帶1、上溫帶3、包含赤道面的赤道帶4、下擴展帶7和位于球體底面部分的下 極帶2構(gòu)成；下擴展帶7是承接在下極帶2與赤道帶4之間、并且其板片是按球體的緯線方 向排布的窄帶。具體實施是將圖2所示的已有五帶式布片結(jié)構(gòu)中的赤道帶和下溫帶的分界線下移，由此 使得原有下溫帶減小并且改變布片結(jié)構(gòu)形成下擴展帶；同時，將圖2所示的上溫帶和赤道帶 的交線下移，形成赤道帶和上溫帶。實施本實用新型的布片結(jié)構(gòu)可以使球殼板數(shù)量相比己有技術(shù)減少25% 30%。對于有成 熟經(jīng)驗的球罐制造廠，就壓制球殼板一項工作，應(yīng)采用本實用新型的結(jié)構(gòu)形式可以節(jié)省5 10天的加工時間；另外考慮到安裝、材料探傷，劃線、下料以及加工坡口的工作量，采用 本實新型可以相當(dāng)大程度地縮短制造安裝周期以及人力、資金投入。本實用新型較之已有技術(shù)，焊縫總長減少了7% 10%，由于球罐焊接程序極為繁復(fù)，焊 接之前焊條要經(jīng)過烘干處理，焊前母材需要預(yù)熱，中間更是要控制悍接層間溫度、焊接電流 以及焊接線能量，焊后需要后熱消氫處理，焊接人員的工作環(huán)境極為惡劣，焊接進度也十分 緩慢(1 2米/人*天)；焊接之后還要進行次數(shù)不等的射線、超聲、磁粉或滲透無損檢測。 本實用新型較大程度地減少了焊縫長度，從而大幅度地減少焊接、探傷工作量及其它相關(guān)的 投入資金和設(shè)備投入，并可明顯縮短了安裝周期。焊縫是影響球罐安全性的最重要因素之一，盡管進行了很多無損檢測，但一般焊接接 頭的焊接缺陷不能全部清除，且綜合性能一般低于母材。此外，焊接接頭存在較高殘余應(yīng)力 和應(yīng)力集中，從而增加了脆性斷裂、應(yīng)力腐蝕開裂等安全事故發(fā)生的概率。本實用新型較之 已有結(jié)構(gòu)較多地減少焊縫，從而較大地提高了球罐的使用安全性和可靠性。本實用新型中赤道帶板片的最大和最小寬度之差比己有技術(shù)中要小，因而可以有效提高 材料利用率。以一臺50001113的球罐為例，球罐壁厚為51腿，球罐材質(zhì)為15MnNbR，采用本實用新型 五帶式布片，材料利用率提高2.78個百分點，可節(jié)省材料18.6噸；由于球罐是三類壓力容 器，對制造安裝的要求較高，制造安裝費用約為6000元/噸，由于實施本實用新型可以節(jié)約 制造安裝費用11. 16萬元；總計節(jié)省費用約24. 2萬元。
權(quán)利要求1. 一種優(yōu)化的五帶式球罐球殼板布片結(jié)構(gòu)，采用五帶式分布，其特征是所述五帶式分布是由位于球冠部分的上極帶(1)、上擴展帶(6)、包含赤道面的赤道帶(4)、下擴展帶(7)和位于球體底面部分的下極帶(2)構(gòu)成，所述上擴展帶(6)是承接在上極帶(1)與赤道帶(4)之間、并且其板片是按球體的緯線方向排布的窄帶；所述下擴展帶(7)是承接在下極帶(2)與赤道帶(4)之間、并且其各板片是按球體的緯線方向排布的窄帶。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化的五帶式球罐球殼板布片結(jié)構(gòu)，其特征是所述上擴展帶 (6)和下擴展帶(7)是以球體的赤道面為對稱面。
3、 一種優(yōu)化的五帶式球罐球殼板布片結(jié)構(gòu)，采用五帶式分布，其特征是所述五帶式分 布由位于球冠部分的上極帶(1)、上溫帶(3)、包含赤道面的赤道帶(4)、下擴展帶(7) 和位于球體底面部分的下極帶(2)構(gòu)成，所述下擴展帶(7)是承接在下極帶(2)與赤道 帶(4)之間、并且其板片是按球體的緯線方向排布的窄帶。
專利摘要一種優(yōu)化的五帶式球罐球殼板布片結(jié)構(gòu)，采用五帶式分布，其特征是所述五帶式分布是由位于球冠部分的上極帶、上擴展帶、包含赤道面的赤道帶、下擴展帶和位于球體底面部分的下極帶構(gòu)成，上擴展帶是承接在上極帶與赤道帶之間、并且其板片是按球體的緯線方向排布的窄帶；下擴展帶是承接在下極帶與赤道帶之間、并且其各板片是按球體的緯線方向排布的窄帶。本實用新型板片分布合理、焊縫相對較短、材料利用率相對較高。
文檔編號B65D88/04GK201116203SQ20072004124
公開日2008年9月17日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者李云福, 李永泰, 林 王, 耿永豐, 許暢燕, 顧永干, 黃金國 申請人:合肥通用機械研究院