CN110902173A - 大型厚壁不锈钢球罐及其组装焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大型厚壁不锈钢球罐，所述球罐的球壳板采用五带式分布，从上至下依次包括：上极带、上温带、赤道带、下温带和下极带；所述球罐下方设置有支柱、支座和裙座；所述球罐的上温带上沿纬度方向设置有环形的集水槽，所述集水槽的槽底开设有多个第一出水孔，所述集水槽的下方设置有与多个第一出水孔分别连接的冷却管，所述冷却管紧贴所述球罐外壁，所述裙座上设置有环形的集水管，多个冷却管均连接在所述集水管上，所述集水管下方的裙座旁设置有第一出水管、蓄水槽、水泵和第二出水管，在所述第二出水管末端设置有向球罐顶部喷水的喷头。本发明所述球罐的球壳板数量少、密封性好，可大幅度缩短焊缝长度，提高焊缝质量。

Description

大型厚壁不锈钢球罐及其组装焊接方法

技术领域

本发明涉及化工建筑领域。更具体地说，本发明涉及一种大型厚壁不锈钢球罐及其组装焊接方法。

背景技术

目前，国内外市场大型不锈钢球罐多应用于存储液化天然气，球壳厚度一般相对较薄，而国内外各行业中大型厚壁球罐一般都是采用碳钢或低合金钢材质，对于清洁度、耐腐蚀要求较高时，多采用碳钢或低合金钢内表面喷涂处理，不锈钢大型厚壁球罐很少应用，随着全球国民经济发展各人民生活提高，健康及环保越来越多受到全球各国重视。不锈钢球罐因不易锈蚀、清洁环保是行业未来发展方向，特别是在食品医药等行业，不锈钢大型厚壁球罐将得到越来越多的应用，因此研发不锈钢大型厚壁球罐的结构和组装焊接方法对我国的大型厚壁不锈钢球罐制造组焊技术提高有极大的价值。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种大型厚壁不锈钢球罐及其组装焊接方法，使得球罐的球壳板数量少、密封性好，可大幅度缩短焊缝长度，提高焊缝质量。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种大型厚壁不锈钢球罐，所述球罐的球壳板采用五带式分布，从上至下依次包括：上极带、上温带、赤道带、下温带和下极带，所述上极带由四块上极围板和五块上极顶板焊接而成，四块上极围板沿罐体的纬线方向依次拼接，五块上极顶板在四块上极围板中心沿罐体的经线方向并列排布，所述上温带由八块上温围板焊接而成，八块上温围板沿罐体的纬线方向依次拼接，且八块上温围板的上边缘与四块上极围板的下边缘连接，所述赤道带由五十二块赤道围板焊接而成，五十二块赤道围板沿罐体的经线方向并列绕接呈圆坛状，且五十二块赤道围板的上边缘与八块上温围板的下边缘连接，所述下温带由八块下温围板焊接而成，八块下温围板沿罐体的纬线方向依次拼接，且八块下温围板的上边缘与五十二块赤道围板的下边缘连接，所述下极带由四块下极围板和五块下极底板焊接而成，四块下极围板沿罐体的纬线方向依次拼接，五块下极底板在四块下极围板中心沿罐体的经线方向并列排布，且四块下极围板的上边缘与八块下温围板的下边缘连接；

所述球罐下方设置有十三根支柱、十三个支座和一个裙座，十三根支柱均以相切的方式均匀间隔的连接在所述赤道围板外壁，每一支柱下端连接一支座，相邻支柱之间设有交叉设置的一对拉杆，所述拉杆铰接在所述支柱上，所述裙座设置于十三根支柱围出的空间内，所述裙座顶面设置有与所述球罐底面贴合的加强板，所述加强板与所述球罐底面焊接；

所述球罐的上温带上沿纬度方向设置有环形的集水槽，所述集水槽槽口边缘连接有环形的网罩，所述集水槽的槽底沿球罐纬度方向均匀间隔的开设有多个第一出水孔，所述集水槽的下方设置有与多个第一出水孔分别连接的冷却管，所述冷却管截面为矩形，且长边所在面紧贴所述球罐外壁，所述裙座上设置有环形的集水管，多个冷却管均连接在所述集水管上，所述集水管上设置有第二出水孔，所述集水管下方的裙座旁设置有与所述第二出水孔连接的第一出水管，所述第一出水管还连接一蓄水槽，所述蓄水槽外连接有一水泵，所述水泵的出水口连接有第二出水管，所述第二出水管延伸至球罐顶部，且在所述第二出水管末端设置有向球罐顶部喷水的喷头。

优选的是，所述球罐的板材厚度为24～28mm。

优选的是，所述球罐的内径为19m，容积为3500m³。

本发明还提供上述大型厚壁不锈钢球罐的组装焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、在球罐预设地打好地基，在地基上支设支座和支柱，所述支座在安装前先按赤道围板的检验尺寸和根据赤道围板板材已知的焊接收缩量在地基上放基准线，将支座预设位置确定后用吊车将支座吊装就位，用地脚螺栓将支座固定在地基上，再用吊车将支柱吊装到支座上安装就位，在基准线外围搭设外脚手架；

步骤二、吊装与支柱相连的赤道围板，使用锁紧螺栓将将支柱连接在赤道围板的中心线上，用拖拉绳将赤道围板锚固并使之向外倾斜，再安装相邻两支柱间拉杆，然后在已安装好的赤道围板间插入不与支柱连接的赤道围板，调整好相邻两赤道围板间隙和曲率，接着将相邻两赤道围板进行组对焊接，直至所有赤道围板整体闭合成圆坛状；

步骤三、吊装下温围板，将下温围板的上弦口与赤道围板的下弦口固定，使用倒链及钢丝绳从已固定的赤道围板内穿过，将下温围板的下弦口拉悬在赤道围板的上弦口外侧的吊耳上，调整下温围板与已固定的赤道围板的下弦口间的环缝间隙和下温围板的曲率，然后将下温围板的上弦口与赤道围板的下弦口焊接固定，将相邻两下温围板焊接固定；

步骤四、吊装下极围板，先调整下极围板与下温围板的环缝，再调整相邻两下极围板的纵缝，调整完后将下极围板的上弦口与下温围板的下弦口焊接固定，将相邻两下极围板焊接固定；

步骤五、吊装上温围板，将上温围板的下弦口与赤道围板的上弦口固定，使用锚固在地基上的倒链及钢丝绳在赤道围板外斜拉上温围板的上弦口，以将上温围板的上弦口稳固，调整上温围板与已固定的赤道围板的上弦口间的环缝间隙和上温围板的曲率，然后将上温围板的下弦口与赤道围板的上弦口焊接固定，将相邻两上温围板焊接固定；

步骤六、吊装上极围板，先调整上极围板与上温围板的环缝，再调整相邻两上极围板的纵缝，调整完后将上极围板的下弦口与上温围板的上弦口焊接固定，将相邻两上极围板焊接固定；

步骤七、在球罐已焊接部分的内部搭设内脚手架，并通过内脚手架和外脚手架在球罐已焊接部分安装管路，所述管路包括集水槽、冷却管；

步骤八、吊装并焊接上极顶板和下极底板形成球罐，并对球罐制造过程中产生的尖锐伤痕进行补焊和砂轮修磨；

步骤九、在球罐底部焊接加强板和裙座顶面，再安装裙座其他部分；

步骤十、在球罐顶部安装喷头，在裙座顶面安装集水管，在裙座旁安装第一出水管、蓄水槽、水泵和第二出水管。

优选的是，所述上极围板和下极围板的尺寸公差为正偏差。

优选的是，所述球罐的组装精度控制在±3mm。

本发明至少包括以下有益效果：与现有技术相比，本发明所述球罐按球体纬线方向分布板材，得球罐的球壳板数量少、密封性好，可大幅度缩短焊缝长度，提高焊缝质量，通过在球壳板与裙座的连接处设置加强板，降低了裙座支撑处球壳的局部应力，保证了裙座对球罐的稳定支撑，同时通过设置集水槽可以收集自然降水作为球罐内保存的化学物质的冷却液，还能将收集的水用来清洗球罐表面。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述球罐的板带的侧面结构示意图；

图2为本发明所述球罐的板带的俯视图；

图3为本发明所述球罐整体的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～3所示，本发明提供一种大型厚壁不锈钢球罐1，所述球罐1的球壳板采用五带式分布，从上至下依次包括：上极带、上温带、赤道带、下温带和下极带，所述上极带由四块上极围板2和五块上极顶板3焊接而成，四块上极围板2沿罐体的纬线方向依次拼接，五块上极顶板3在四块上极围板2中心沿罐体的经线方向并列排布，所述上温带由八块上温围板4焊接而成，八块上温围板4沿罐体的纬线方向依次拼接，且八块上温围板4的上边缘与四块上极围板2的下边缘连接，所述赤道带由五十二块赤道围板5焊接而成，五十二块赤道围板5沿罐体的经线方向并列绕接呈圆坛状，且五十二块赤道围板5的上边缘与八块上温围板4的下边缘连接，所述下温带由八块下温围板6焊接而成，八块下温围板6沿罐体的纬线方向依次拼接，且八块下温围板6的上边缘与五十二块赤道围板5的下边缘连接，所述下极带由四块下极围板7和五块下极底板8焊接而成，四块下极围板7沿罐体的纬线方向依次拼接，五块下极底板8在四块下极围板7中心沿罐体的经线方向并列排布，且四块下极围板7的上边缘与八块下温围板6的下边缘连接；

所述球罐1下方设置有十三根支柱9、十三个支座10和一个裙座11，十三根支柱9均以相切的方式均匀间隔的连接在所述赤道围板5外壁，每一支柱9下端连接一支座10，相邻支柱9之间设有交叉设置的一对拉杆12，所述拉杆12铰接在所述支柱9上，所述裙座11设置于十三根支柱9围出的空间内，所述裙座11顶面设置有与所述球罐1底面贴合的加强板13，所述加强板13与所述球罐1底面焊接；

所述球罐1的上温带上沿纬度方向设置有环形的集水槽14，所述集水槽14槽口边缘连接有环形的网罩，这里网罩用于防止树叶、纸片或塑料袋等物飘落到集水槽14中，阻塞下述的第一出水孔，所述集水槽14的槽底沿球罐1纬度方向均匀间隔的开设有多个第一出水孔，所述集水槽14的下方设置有与多个第一出水孔分别连接的冷却管15，所述冷却管15截面为矩形，且长边所在面紧贴所述球罐1外壁，所述裙座11上设置有环形的集水管16，多个冷却管15均连接在所述集水管16上，所述集水管16上设置有第二出水孔，所述集水管16下方的裙座11旁设置有与所述第二出水孔连接的第一出水管17，所述第一出水管17还连接一蓄水槽18，所述蓄水槽18外连接有一水泵21，所述水泵21的出水口连接有第二出水管19，所述第二出水管19延伸至球罐1顶部，且在所述第二出水管19末端设置有向球罐1顶部喷水的喷头20，这里喷头20可用焊接于球罐1顶部的支架固定。

上述实施例在使用过程中，可以通过集水槽14收集自然降水，再将自然降水通过冷却管15汇集到集水管16，通过冷却管15给球罐1内的化学物质降温，避免其气化增大罐内气压造成安全隐患，也可以通过向蓄水槽18放水，再使用水泵21将水泵至球罐1顶部的喷头20，向球罐1上部表面喷洒降温，然后水流在集水槽14汇集仍沿冷却管15流动并给球罐1降温，由于球罐1上部表面接受阳光直射的部分更广，水分能快速蒸发带走热量，所以水流直接喷淋降温的效果更好，而球罐1下部表面接受阳光直射的部分相对来说较少，所以用冷却管15降温，还能保持罐体外部干燥不易腐蚀。

与现有技术相比，上述实施例所述球罐1按球体纬线方向分布板材，得球罐1的球壳板数量少、密封性好，可大幅度缩短焊缝长度，提高焊缝质量，通过在球壳板与裙座11的连接处设置加强板13，降低了裙座11支撑处球壳的局部应力，保证了裙座11对球罐1的稳定支撑，同时通过设置集水槽14可以收集自然降水作为球罐1内保存的化学物质的冷却液，还能将收集的水用来清洗球罐1表面。

在另一实施例中，所述球罐1的板材厚度为24～28mm。

在另一实施例中，所述球罐1的内径为19m，容积为3500m³。

本发明还提供上述实施例中大型厚壁不锈钢球罐1的组装焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、在球罐1预设地打好地基，在地基上支设支座10和支柱9，所述支座10在安装前先按赤道围板5的检验尺寸和根据赤道围板5板材已知的焊接收缩量在地基上放基准线，将支座10预设位置确定后用吊车将支座10吊装就位，用地脚螺栓将支座10固定在地基上，再用吊车将支柱9吊装到支座10上安装就位，在基准线外围搭设外脚手架；

步骤二、吊装与支柱9相连的赤道围板5，使用锁紧螺栓将将支柱9连接在赤道围板5的中心线上，用拖拉绳将赤道围板5锚固并使之向外倾斜，再安装相邻两支柱9间拉杆12，然后在已安装好的赤道围板5间插入不与支柱9连接的赤道围板5，调整好相邻两赤道围板5间隙和曲率，接着将相邻两赤道围板5进行组对焊接，直至所有赤道围板5整体闭合成圆坛状；

步骤三、吊装下温围板6，将下温围板6的上弦口与赤道围板5的下弦口固定，使用倒链及钢丝绳从已固定的赤道围板5内穿过，将下温围板6的下弦口拉悬在赤道围板5的上弦口外侧的吊耳上，调整下温围板6与已固定的赤道围板5的下弦口间的环缝间隙和下温围板6的曲率，然后将下温围板6的上弦口与赤道围板5的下弦口焊接固定，将相邻两下温围板6焊接固定；

步骤四、吊装下极围板7，先调整下极围板7与下温围板6的环缝，再调整相邻两下极围板7的纵缝，调整完后将下极围板7的上弦口与下温围板6的下弦口焊接固定，将相邻两下极围板7焊接固定；

步骤五、吊装上温围板4，将上温围板4的下弦口与赤道围板5的上弦口固定，使用锚固在地基上的倒链及钢丝绳在赤道围板5外斜拉上温围板4的上弦口，以将上温围板4的上弦口稳固，调整上温围板4与已固定的赤道围板5的上弦口间的环缝间隙和上温围板4的曲率，然后将上温围板4的下弦口与赤道围板5的上弦口焊接固定，将相邻两上温围板4焊接固定；

步骤六、吊装上极围板2，先调整上极围板2与上温围板4的环缝，再调整相邻两上极围板2的纵缝，调整完后将上极围板2的下弦口与上温围板4的上弦口焊接固定，将相邻两上极围板2焊接固定；

步骤七、在球罐1已焊接部分的内部搭设内脚手架，并通过内脚手架和外脚手架在球罐1已焊接部分安装管路，所述管路包括集水槽14、冷却管15；

步骤八、吊装并焊接上极顶板3和下极底板8形成球罐1，并对球罐1制造过程中产生的尖锐伤痕进行补焊和砂轮修磨；

步骤九、在球罐1底部焊接加强板13和裙座11顶面，再安装裙座11其他部分；

步骤十、在球罐1顶部安装喷头20，在裙座11顶面安装集水管16，在裙座11旁安装第一出水管17、蓄水槽18、水泵21和第二出水管19。

上述实施例中，操作者按照该球罐1制造方法中的步骤一至十，使得球罐1制造的每一个操作步骤都有相应地实施过程，进而使得操作者有流程可依，这样，也使得操作者的工作负担及强度大大降低，节约了人力及工时，同时，在一定程度上，也使得球罐1的制造效率有效地提高。

在另一实施例中，所述上极围板2和下极围板7的尺寸公差为正偏差。

在另一实施例中，所述球罐1的组装精度控制在±3mm。

从制造阶段开始，就以球罐1的组装精度为球壳板制造的控制目标,规定球壳板制造的顺序，尽可能将极带板控制成正偏差,且每种球壳板的检查结果作为下一种球壳板制造时公差确定的前提。按球罐1的组装精度控制目标，制作相应检验样板，避免发生强力组装。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.大型厚壁不锈钢球罐，其特征在于，所述球罐的球壳板采用五带式分布，从上至下依次包括：上极带、上温带、赤道带、下温带和下极带，所述上极带由四块上极围板和五块上极顶板焊接而成，四块上极围板沿罐体的纬线方向依次拼接，五块上极顶板在四块上极围板中心沿罐体的经线方向并列排布，所述上温带由八块上温围板焊接而成，八块上温围板沿罐体的纬线方向依次拼接，且八块上温围板的上边缘与四块上极围板的下边缘连接，所述赤道带由五十二块赤道围板焊接而成，五十二块赤道围板沿罐体的经线方向并列绕接呈圆坛状，且五十二块赤道围板的上边缘与八块上温围板的下边缘连接，所述下温带由八块下温围板焊接而成，八块下温围板沿罐体的纬线方向依次拼接，且八块下温围板的上边缘与五十二块赤道围板的下边缘连接，所述下极带由四块下极围板和五块下极底板焊接而成，四块下极围板沿罐体的纬线方向依次拼接，五块下极底板在四块下极围板中心沿罐体的经线方向并列排布，且四块下极围板的上边缘与八块下温围板的下边缘连接；

所述球罐下方设置有十三根支柱、十三个支座和一个裙座，十三根支柱均以相切的方式均匀间隔的连接在所述赤道围板外壁，每一支柱下端连接一支座，相邻支柱之间设有交叉设置的一对拉杆，所述拉杆铰接在所述支柱上，所述裙座设置于十三根支柱围出的空间内，所述裙座顶面设置有与所述球罐底面贴合的加强板，所述加强板与所述球罐底面焊接；

所述球罐的上温带上沿纬度方向设置有环形的集水槽，所述集水槽槽口边缘连接有环形的网罩，所述集水槽的槽底沿球罐纬度方向均匀间隔的开设有多个第一出水孔，所述集水槽的下方设置有与多个第一出水孔分别连接的冷却管，所述冷却管截面为矩形，且长边所在面紧贴所述球罐外壁，所述裙座上设置有环形的集水管，多个冷却管均连接在所述集水管上，所述集水管上设置有第二出水孔，所述集水管下方的裙座旁设置有与所述第二出水孔连接的第一出水管，所述第一出水管还连接一蓄水槽，所述蓄水槽外连接有一水泵，所述水泵的出水口连接有第二出水管，所述第二出水管延伸至球罐顶部，且在所述第二出水管末端设置有向球罐顶部喷水的喷头。

2.如权利要求1所述的大型厚壁不锈钢球罐，其特征在于，所述球罐的板材厚度为24～28mm。

3.如权利要求1所述的大型厚壁不锈钢球罐，其特征在于，所述球罐的内径为19m，容积为3500m³。

4.如权利要求1所述的大型厚壁不锈钢球罐的组装焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在球罐预设地打好地基，在地基上支设支座和支柱，所述支座在安装前先按赤道围板的检验尺寸和根据赤道围板板材已知的焊接收缩量在地基上放基准线，将支座预设位置确定后用吊车将支座吊装就位，用地脚螺栓将支座固定在地基上，再用吊车将支柱吊装到支座上安装就位，在基准线外围搭设外脚手架；

步骤二、吊装与支柱相连的赤道围板，使用锁紧螺栓将将支柱连接在赤道围板的中心线上，用拖拉绳将赤道围板锚固并使之向外倾斜，再安装相邻两支柱间拉杆，然后在已安装好的赤道围板间插入不与支柱连接的赤道围板，调整好相邻两赤道围板间隙和曲率，接着将相邻两赤道围板进行组对焊接，直至所有赤道围板整体闭合成圆坛状；

步骤三、吊装下温围板，将下温围板的上弦口与赤道围板的下弦口固定，使用倒链及钢丝绳从已固定的赤道围板内穿过，将下温围板的下弦口拉悬在赤道围板的上弦口外侧的吊耳上，调整下温围板与已固定的赤道围板的下弦口间的环缝间隙和下温围板的曲率，然后将下温围板的上弦口与赤道围板的下弦口焊接固定，将相邻两下温围板焊接固定；

步骤四、吊装下极围板，先调整下极围板与下温围板的环缝，再调整相邻两下极围板的纵缝，调整完后将下极围板的上弦口与下温围板的下弦口焊接固定，将相邻两下极围板焊接固定；

步骤五、吊装上温围板，将上温围板的下弦口与赤道围板的上弦口固定，使用锚固在地基上的倒链及钢丝绳在赤道围板外斜拉上温围板的上弦口，以将上温围板的上弦口稳固，调整上温围板与已固定的赤道围板的上弦口间的环缝间隙和上温围板的曲率，然后将上温围板的下弦口与赤道围板的上弦口焊接固定，将相邻两上温围板焊接固定；

步骤六、吊装上极围板，先调整上极围板与上温围板的环缝，再调整相邻两上极围板的纵缝，调整完后将上极围板的下弦口与上温围板的上弦口焊接固定，将相邻两上极围板焊接固定；

步骤七、在球罐已焊接部分的内部搭设内脚手架，并通过内脚手架和外脚手架在球罐已焊接部分安装管路，所述管路包括集水槽、冷却管；

步骤八、吊装并焊接上极顶板和下极底板形成球罐，并对球罐制造过程中产生的尖锐伤痕进行补焊和砂轮修磨；

步骤九、在球罐底部焊接加强板和裙座顶面，再安装裙座其他部分；

步骤十、在球罐顶部安装喷头，在裙座顶面安装集水管，在裙座旁安装第一出水管、蓄水槽、水泵和第二出水管。

5.如权利要求4所述的大型厚壁不锈钢球罐的组装焊接方法，其特征在于，所述上极围板和下极围板的尺寸公差为正偏差。

6.如权利要求4所述的大型厚壁不锈钢球罐的组装焊接方法，其特征在于，所述球罐的组装精度控制在±3mm。

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