术要求相对较高。
国内外球罐用钢的进展情况
球罐用钢方面国际上有两种倾向：
美国和日本对球壳用材倾向于采用屈服限为500800MPa的高强度钢，其特点是球壳薄、经济性好，但 焊接工艺苛刻，控制不好有可能产生脆性破坏； 法国、英国、德国对球壳用材倾向于采用屈服点为 500MPa以下的中、低强度钢，其特点是球壳厚、经济 性差，常常要通过整体热处理消除残余应力，但运行安 全，事故少。
目前，在用的采用国产材料制造的 1000 m³以上的乙烯球罐的材质均为国产 CF—62钢(07MnNiCrMoVDR钢)，虽然由国产
钢材制造的乙烯球罐(到目前为止100％合
格)，还未出现过因钢材本身引起的质量问 题，但在制造、安装上与进口钢板在性能 上还存在着一定的差距。
与进口钢板相比，国产钢板板幅小， 因而制造球罐时球壳分片多，焊缝比较长 ，产生缺陷的可能性较大。CF—62钢板具有
N—TUF490使用制造的经验较多，已可以
与国产的锻件匹配，经过整体热处理之后运行 情况良好，球罐的安全使用性能较高。近些年， 使用JFE—HITEN610U2L制造乙烯球罐的业绩也 很多，例如吉化乙烯改造扩建工程，其中的2 000 m³乙烯球罐即是采用此类材料，安装后进 行整体热处理，投产运行后情况良好。
面是不能在平面上展开的 , 故此近似平面展开带来较大误
差),加上适当的预放量和压制回弹量进行第一次粗下料 ,然 后用圆弧模板校正两维坐标的球面曲率圆弧,再进行第二次 精下料,获得所需球壳板。这种方法设计者仅提供球壳板主 要外形尺寸 ,其设计放样程序在制造单位进行 , 具体尺寸由
制造单位自行决定。
一次下料法由设计者根据球壳板的空间曲面尺 寸经过计算 , 提供制造单位完整的立体标定施工图 , 制造单位按图一次下料压制成型。一次下料法需借
足球瓣式是将球体沿径纬方向切割,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。缺点是因具有两种型式的球壳 板,组装校正较麻烦,仍有Y型接缝,制造精 度要求高。
球形储罐
北方民族大学化工学院过程装备专业 张玉龙
球形储罐简介
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﹔但因球形储罐容积大பைடு நூலகம்需制造厂成形球壳
板,安装单位现场组装焊接,制造安装有一定难度,技
助数控切割机对钢板进行精确切割 (包括坡口),这种
下料方法成型后的球壳板精度较高,为球罐现场组焊
一次吊装就位奠定了基础。
目前多数制造单位仍采用二次下料法,最后采
用双枪气割一次完成坡口的制备。
2、成型
球壳板可采用冷压或热压 (温压)成形,热压是指将钢 板加热到临界点 (AC3)以上某一温度(如900---1000℃,一般 950℃左右) 并在这个温度下成形。温压是指将钢板加热 到低于AC1某一温度下(一般为400∽500℃)压制成形。热 压(温压)需要整体胎具,热压成形的球壳板,其力学和弯曲 性能须由热压工艺保证。冷压是指没有人为加热在室温
目前在用的采用进口材料制造的1000 m³以
上的乙烯球罐，其材料主要有REVER ACR610I、
N—TUF490、SPV490Q+LT50以及JFE—HITEN610
U2I等。
早期采用REVER ACR610L钢板制造的球罐，
安装后未进行整体热处理，在球罐内壁多次出
现过裂纹，球罐存在缺陷的几率较大。
桔瓣式是先用纬线将球壳切割成球带,再以相邻两 条径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,球极 板往往因宽度窄小,使接管布置拥挤,甚至造成焊缝难以 错开。
21世纪初：引进宽厚钢板生产线，硬 件设施达到国际水平，对国外先进钢材生 产技术消化、吸收，自主创新，解决我国 特大型天然气球罐国产化中用材问题。 与发达国家差距：品种、品质和板面尺 寸。不能满足制造10000 m³球罐的需要。
目前，国内乙烯工业低温球罐选材主要 有2种做法：一种是选用国产材料，另一种是 选用进口材料。据不完全统计，国内目前正 在运行的1 500 m³以上的乙烯球罐约60台， 其中选用进口材料的球罐约20台(多为1 700 m³ ～2 000 m³)。
我国新型球罐用钢的研究进展情况
• • 70年代：高参数球罐用钢全部依赖进口 80年代初：乙烯、丙烯球罐国产化，Rel 490MPa级的低焊接裂纹敏感性（CF）钢， CF-62钢，命名为 07MnCrMoVR (-20℃)和 07MnNiCrMoVDR钢(-40℃)。 • 90年代：常温球罐用低合金钢只有 16MnR、15MnVR、15MnVNR 、 07MnCrMoVR及后来开发的15MnNbR等五 个钢号。
较好的低裂纹敏感性，但在大线能量焊接
性能上还需进一步提高论证，并有待于制
造安装大型球罐的业绩来证明。
球壳
球形储罐型式多样,从形状看,有圆球形和椭球 形﹔从壳体的层数看,有单层﹑多层﹑双金属层和 双重壳球罐﹔从支承方式看,有柱式和裙式﹔从球 壳板结构型式分有桔瓣式﹑足球瓣式和混合式。
(a)桔瓣式
(b)足球瓣式 (c)混合式 图24-1 球壳板结构型式
为便于安装和制造将球罐分为三带球罐和七带球罐
球壳板成形
球壳板成形共分两个步骤：
下料
成形
球壳板由制造单位压制成形。制造单位下料前应按 质量证明书对钢材进行验收,必要时尚应复验,并按标准或 图样要求进行冲击试验和超声检测。
1、下料
球壳板下料方法有二次下料法和一次下料法两种。
二次下料法是先对球壳用钢板进行近似平面展开 ( 球