Verfahren zum Errichten eines kugelförmigen Druckbehälters an der Verwendungsstelle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Er richten eines kugelförmigen Druckbehälters ,an der Verwendungsstelle, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Behälter mit einem Teil seiner kugel förmigen Aussenfläche auf einer dessen Form enge- passten,
durch dien Auflagedruck nachgiebig verform baren Auflagefläche aufgelegt wird, ferner zur Aus führung einer Druckprobe mit einer Flüssigkeit .ge füllt und diese auf den entsprechenden Probedruck gebracht wind.
Dar nach ;dem Verfahren errichtete kugelförmige Druckbehälter ist :dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit seinem Teil seiner kugelförmigen Aussenfläche auf einer dessen Form .angepassten, durch den Auf lagedruck naohgiebig verformbaren Auflagefläche aufgelegt ,ist.
Es ist bekannt, Kugelbehälter, die zur Speichc- nung von Gasen oder Flüssigkeiten dienen, auf be sonderen Stützen aufzustellen. Es nehmen jeweils mehrere Stützen die Kräfte .aus der relativ ,
dünnen Behälterwand auf und führen sie in ein Fundiament. Dabei bestehen Schwierigkeiten mit der Vierführung ,der Kräfte aus der Wand in die .Stützen und mit der Ableitung dieser Kräfte aus den Stützen ins Fundament.
An der Auflagestelle der Stützen an der Behälterwand entstehen im Material des Behälters schwer kontrollierbare Spannungen. Dias Fundament seinerseits muss so stabil ausgebildet sein, idass ein Senken einer Stützegegenüber den anderen nicht ein treten kann. Es werden daher massive Platten- oder Ringfundamente verwendet. Trotzdem kommen Fälle vor, wo z.
B. durch Einwirkung von Naturkräften, wie durch übermässige Windkraft oder Endbeben, idie Stützen der Behälter eingeknickt oder auf eine iandere Art beschädigt werden.
Ausserdem 'Lit es bei derartigen Behältern für Gase und leichte Flüssig gase nioht möglich, die erforderliche Druckprobe mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit durch- zuführen, ohne .die besamte Stützkonstruktion mit Rücksicht auf das Wassergewicht entsprechend zu verstärken.
Zur Vermeidung unwirtschaftlicher Be hälter- und Stützenabmmsungen hat man deshalbku- gelförmige Druckbehälter für Gase mit Luftdruck geprüft, was bei der Grösse dieser Behälter und "den zu verwendenden Drücken einerhebliches Risiko we gen der Explosionsgefahr @bedeutete.
Ein besonderes Problem bilden bei den bekannten Druckbehältern idie nach der :Bearb'eitun'g und ins besondere nach dem Schweissen zurückgebliebenen inneren Spannungen in oder Behälterwand.
Es ist versucht worden, diese Spannungsspitzen durch Aus glühen ider Schweissnähte mit oder Flamme .am fertigen Druckbehälter zu beseitigen, die Folge war jedoch nur eine Verlagerung der Spannungen in andere Teile des Blechmantels. Es ist fauch versucht worden,
um den fertigen Druckbehälter herum eine Wärmeiso lierung aufzubauen und den Behälter als Ganzes von innen aus .auf etwa 600 C aufzuheizen. Dieses Verfahren ist jedoch sehr kostspielig und zeitraubend.
Beim erfindungsgemässen Verfahren zum Errich- ten von kugelförmigen .Druckbehälbem an der Ver wendungsstelle kann nicht nur eine einfache, @stabile Aufstellung eines derartigen Behälters unter Wegfall von Stützen und Fundamenten erzielt werden, son dern es wird auch die Möglichkeit gewonnen, einen Druckbehälter für Gas mit Flüssigkeitsdruck,
ins- besondere mit Wasser, zu prüfen, ohne dass Teile des Behälters aus diesem Grunde gegenüber der Betriebsbelastung überdimensioniert werden müssten.
Zusätzlich wird noch eine einfache Möglichkeit zur Beseitigung von inneren Spannungen im Behälter dadurch gewonnen, dass bei,der Druckprobe mit der Druckflüssigkeit der Probedruck so erhöht wird,
dass das Material des Behälters an Stellen mit Span- nungsspitzen die Streckgrenze erreicht. Auf diese Weise werden die Eigenspannungsspitzen in :der Be- hälterwand, insbesondere in den Schweissverbindun gen, durch Plastifäzierung abgebaut.
Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeich- nung schematisch dargestellter Ausführungsformen erläutert.
Die Fig. 1 zeigt einen erfinidungsgemüssen Druck- bahälter, die Fig. 2 und 3 weitere Ausführungsformen,
wobei diese einem Ausschnitt laus Fig. 1 entsprechen. In Fig. 1 ist ein runder Erdaushub von einer me- tallisch-en Wand 1 umgeben und mit einer Sand- füllung 2 versehen.
Zwischen .der Sandfüllung 2 und dem Boden des Aushubes ist eine Folie 3 ein gelegt, idie die Sandfüllung von ider Bodenfeuchtig- keit isoliert. Die Sandfüllung bildet eine Auflage fläche 4 für den kugelförmigen Druckbehälter 5, :
der in seinem .unteren Teil mit einer Blechschürze 6 versehen ist, die den Zutritt von Regenwasser zu der Sandfüllung 2 verhindern soll. Der Druckbehälter ist in an sich bekannter Weise mit einer dnenbaren Leiter 7, einer Zufuhrleitung 8, einer Entnahme leitung 9 für Gas und einer Entwässerungsleitung 10 versehen.
Ausserdem weist der Druckbehälter zwei Einsteigöffnungen 11, ein Sich@erhestsventil 12 ,und ein Manometer 13 mit ,Alarmanlage .auf.
Beim Bau ides kugelförmigen Druckbehälters wird erfindungsgemäss so vorgegangen, @dass auf die vor bereitete Auflagefläche der Sandfüllung 2 der zu- sammengeschweisste untere Teil 5a des Druckbehäl ters ,aufgelegt wird.
An diesen unteren Teil werden dann weitere Teile ödes Behälters angeschweisst und :dieser fertigmontiert. .Zur Druckprobe wind der Be hälter mit Wasser angefüllt und auf den jeweils vorgeschriebenen Probedruck :
gebracht. Darauf wird, normalerweise in einem Vorgang, der Probedruck über den zulässigen Druck hinaus so erhöht, dass das Material des Behälters @an Stellen mit Spannungs spitzen die Streckgrenze erreicht.
Diese Stellen mit Spannungsspitzen befinden sich, üblicherweise im Be reich der Schweissnähte. Das Erreichen ider Streck- grenze kann in :
einfacher Weise durch idie bekannte elektrische Widerstandsmessung von Dehnstreifen festgestellt werden. Erfahrungsgemäss beträgt der für diesen Zweck erforderliche Druck etwa das 1,5fache des Betriebsdruckes.
Nach dieser Druckbehandlung wind das Wasser aus dem Behälter .entleert, und dieser kann mit der betreffenden Füllung versehen werden.
Dabei kann der Behälter auf ,seiner Auflagefläche, die durch die Sandfüllung 2 gebildet wind, dauernd verbleiben, es ist jedoch auch möglich, idiesen nach der ;Druckprobe .und der Druckbehandlung ;
auf Einzelstützen aufzu stellen, wenn dies aus irgendeinem Gunde erforderlich sein sollte.
Besondere Vorteile bietet die :dauernd-e Auflage des Behälters- auf der durch die Sandfüllung 2 gebildeten verformbaren Auflagefläche. Dadurch, dass der Behälter :auch nach der Druckprobe auf ,dieser Auflagefläche gelagert bleibt, erzielt man neben dem Fortfall :der Stützen und Stützenanschlüss:
e eine bedeutende Verminderung der Kosten, die sonst mit der Ausbildung von Fundamenten verbunden sind. Fundamente als solche können nämlich entfallen, da das Gewicht des Behälters Tiber die Sandfüllung direkt auf .den Boden auf grosser Fläche übertragen wind. Dabei wird in der Behälterwand ein rechnerisch kontrollierbarer Spannungsverlauf erzielt,
da die Stör spannungen infolge der Auflagestellen auf den Stützen :entfallen. Die Behälterwand kann ausdiesem Grunde in vielen Fällen für einen bestimmten Betriebsidruck mit einer kleineren Wandstärke ausgebildet werden als bisher. Die Aufstellungsart .ist .gegen eine <RTI
ID="0002.0204"> Sietzung ,der Unterlage unempfindlich und ;gestattet einen Auf bau des Behälters, der durch seine Stabilität ,auch gegen Erdbeben und Sturm unempfindlich ist. Die Durchführung einer Wasserdruckprobe, die vorher mit Komplikationen verbunden oder auch undurch führbar war,
da sie eine unwirtschaftliche Verstär kung des Behälters und dessen Stützen erfordert hätte, ist ohne Schwierigkeiten möglich. Man kann diese Wasserdruckprobe sogar noch in einfacher Weise zur Beseitigung von Spannungsspitzen in der Behälterwand ausnützen. Dadurch entfällt die bisher durchgeführte Wärmebühandlung,
welche kostspielig ist und meistens unbefriedigende Resultate liefert.
Wie aus einer einfachen Berechnung folgt, ist es vorteilhaft, wennRTI ID="0002.0241" WI="5" HE="4"LX="1421" LY="1398"> die Auflagefläche :des Blehältens im wesentlichen die Kugelfläche seiner Kalotte ist, der Aussendurchmesser d (Fig. 1) grösser ist :als 0,4ma1 der .Durchmesser D :des Druckbehälters. Es ist je ,doch ohne wesentlichen Mehraufwand möglich, :
den Durchmesser der Auflagefläche noch grösser zu ge- stalben, wodurch die Stabilität des Behälters weiter verbessert wird und der Flächendruck in der Lage. rund stark abnimmt.
Die Fig. 2 und 3 stellen weitere Ausführungs- möglichkeiten der Auflagefläche des Behälters idar. So kann die metalliische Ringwand 1 :
aus Fig. 1 durch eine Ringmauer 20 ersetzt werden, die wieder mit ,einer Sand- oder Kiesfüllung 21 versehen ist. In Fig. 2 wurde auch ,eine Rohrleitung 22 eingezeichnet,
die zu einer nicht dargestellten Pumpe führt und ider Entwässerung ges Raumies mit der Sandfüllung dient.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist ;zum Schutz gegen Grundwasser .ausser einer Ringmauer 30 noch eine Grundplatte 31 vorgesehen worden. Dadurch wird ein Becken gewonnen, welches wieder eine Sandfüllung<B>32</B> enthält. Eine Rohrleitung 33 dient wie im vorigen Beispiel der Entwässerung.
Es versteht sich, dass Sand bzw. Kies beispiels- weise als Material für die nachgiebig verformbare Auflagefläche ,genannt wunde. Für den erfindungs- gemässen Zweck sind prinzipiell auch ;andere Ma- terMen mit der erwähnten Eigenschaft verwendbar.
Dabei kann die Verformung des Materials plastisch wie auch elastisch sein. Es ist auch in :gewissen Fällen, z.
B. bei tiefem Grundwasserspiegel, möglich, auf eine besonders., die Auflagefläche umgebende. Wand zu verzichten und :die Sandfüllung in einer in der Erdoberfläche ausge bildeten Mulde :anzuordnen.
Method for erecting a spherical pressure vessel at the point of use The invention relates to a method for erecting a spherical pressure vessel at the point of use, which is characterized in that the container with a part of its spherical outer surface on a shape that fits closely
is applied by the contact pressure resiliently deformable contact surface, furthermore to carry out a pressure test with a liquid .ge fills and this is brought to the corresponding test pressure.
The spherical pressure vessel constructed according to the method is characterized in that it is placed with its part of its spherical outer surface on a support surface which is adapted to its shape and which is freely deformable by the contact pressure.
It is known to set up spherical containers, which are used to store gases or liquids, on special supports. Several supports take the forces from the relative,
thin container wall and lead them into a foundation. There are difficulties with the four-way lead, the forces from the wall into the .Stützen and with the derivation of these forces from the supports into the foundation.
At the point where the supports rest on the container wall, tensions that are difficult to control arise in the container material. The foundation itself must be so stable that a lowering of one support in relation to the other cannot occur. Massive plate or ring foundations are therefore used. Nevertheless, there are cases where e.g.
B. by the action of natural forces, such as excessive wind power or endquakes, the supports of the container are buckled or damaged in some other way.
In addition, it is not possible with such containers for gases and light liquefied gases to carry out the required pressure test with water or another liquid without correspondingly reinforcing the inseminated support structure with regard to the water weight.
In order to avoid uneconomical container and support dimensions, spherical pressure containers for gases with air pressure were tested, which, given the size of these containers and the pressures to be used, meant a considerable risk due to the danger of explosion.
In the known pressure vessels, a particular problem is posed by the internal stresses in or vessel wall that remain after machining and, in particular, after welding.
Attempts have been made to eliminate these voltage peaks by glowing from the weld seams with or flame .on the finished pressure vessel, but the result was only a shift of the stresses to other parts of the sheet metal jacket. There has been an attempt
To build up a heat insulation around the finished pressure vessel and to heat the vessel as a whole from the inside to around 600 C. However, this process is very costly and time consuming.
In the method according to the invention for erecting spherical .Druckbehälbem at the point of use, not only a simple, stable installation of such a container can be achieved with the omission of supports and foundations, but it is also possible to use a pressure container for gas Fluid pressure,
in particular with water, without parts of the container having to be overdimensioned for this reason in relation to the operational load.
In addition, a simple way of eliminating internal stresses in the container is obtained by increasing the pressure test during the pressure test with the pressure fluid,
that the material of the container reaches the yield point at points with stress peaks. In this way, the residual stress peaks in: the container wall, especially in the welded connections, are reduced by plasticizing.
The invention is explained with reference to some embodiments shown schematically in the drawing.
1 shows a pressure vessel according to the invention, FIGS. 2 and 3 show further embodiments,
these corresponding to a detail from FIG. 1. In FIG. 1, a round excavation is surrounded by a metallic wall 1 and provided with a sand filling 2.
A film 3 is placed between the sand filling 2 and the bottom of the excavation, which isolates the sand filling from the soil moisture. The sand filling forms a support surface 4 for the spherical pressure vessel 5:
which is provided in its .unteren part with a sheet metal apron 6, which is intended to prevent the access of rainwater to the sand filling 2. The pressure vessel is provided in a manner known per se with an expandable conductor 7, a supply line 8, a removal line 9 for gas and a drainage line 10.
In addition, the pressure vessel has two access openings 11, a safety valve 12 and a pressure gauge 13 with an alarm system.
When constructing the spherical pressure vessel, the procedure according to the invention is such that the welded-together lower part 5a of the pressure vessel is placed on the prepared support surface of the sand filling 2.
Further parts of the desolate container are then welded to this lower part and: this fully assembled. For the pressure test, the container is filled with water and applied to the prescribed test pressure:
brought. Then, usually in one process, the test pressure is increased beyond the permissible pressure so that the material of the container @ reaches the yield point at points with stress peaks.
These points with voltage peaks are usually in the area of the weld seams. Reaching the yield point can be achieved in:
can easily be determined by the known electrical resistance measurement of stretch strips. Experience has shown that the pressure required for this purpose is approximately 1.5 times the operating pressure.
After this pressure treatment, the water is emptied out of the container and this can be filled with the relevant filling.
The container can remain permanently on its support surface, which is formed by the sand filling 2, but it is also possible to do so after the pressure test and the pressure treatment.
to be placed on individual supports if this should be necessary for any reason.
Particular advantages are offered by the permanent support of the container on the deformable support surface formed by the sand filling 2. Because the container: remains stored on this support surface even after the pressure test, one achieves in addition to the elimination of: the supports and support connections:
e a significant reduction in the costs otherwise associated with building foundations. Foundations as such can namely be dispensed with, since the weight of the container is transferred over the sand filling directly to the ground over a large area. A mathematically controllable voltage curve is achieved in the container wall,
since the interference stresses due to the contact points on the supports: do not apply. For this reason, the container wall can in many cases be designed with a smaller wall thickness than before for a specific operating pressure. The type of installation .is. Against a <RTI
ID = "0002.0204"> Settlement, insensitive to the base and; allows a construction of the container, which is insensitive to earthquakes and storms due to its stability. Carrying out a water pressure test that was previously associated with complications or was impossible to carry out,
since it would have required an inefficient reinforcement of the container and its supports, is possible without difficulty. This water pressure test can even be used in a simple manner to eliminate stress peaks in the container wall. This eliminates the previously performed heat treatment,
which is expensive and mostly gives unsatisfactory results.
As follows from a simple calculation, it is advantageous if RTI ID = "0002.0241" WI = "5" HE = "4" LX = "1421" LY = "1398"> the support surface: of the lead holding is essentially the spherical surface of its dome , the outer diameter d (Fig. 1) is greater than 0.4 times the diameter D of the pressure vessel. It is always possible, but without significant additional effort:
to steal the diameter of the bearing surface even larger, whereby the stability of the container is further improved and the surface pressure is able to. around sharply decreases.
FIGS. 2 and 3 represent further possible embodiments of the support surface of the container. The metallic ring wall 1 can:
1 can be replaced by a circular wall 20 which is again provided with a sand or gravel filling 21. In Fig. 2, a pipe 22 was also drawn,
which leads to a pump (not shown) and serves to drain the entire space with the sand filling.
In the embodiment according to FIG. 3, a base plate 31 has also been provided for protection against groundwater. Apart from a circular wall 30. This creates a basin which again contains a sand filling <B> 32 </B>. As in the previous example, a pipe 33 is used for drainage.
It goes without saying that sand or gravel, for example, is used as the material for the resiliently deformable support surface, called wound. For the purpose according to the invention, other materials with the mentioned property can in principle also be used.
The deformation of the material can be plastic as well as elastic. It is also in: certain cases, e.g.
B. at low water table, possible on a special., The support surface surrounding. To do without wall and: to arrange the sand filling in a hollow formed in the surface of the earth.