碳鋼壓力儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)組成

1. 筒體

• 這是碳鋼壓力儲(chǔ)罐的主體部分，承受大部分的內(nèi)壓應(yīng)力。筒體的壁厚根據(jù)設(shè)計(jì)壓力、儲(chǔ)罐直徑、材料的許用應(yīng)力等因素計(jì)算確定。例如，對(duì)于高壓的 CNG 儲(chǔ)罐，筒體壁厚可能達(dá)到幾十毫米，并且材料一般選用高強(qiáng)度合金鋼，以保證在高壓力下的安全性。

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2. 封頭

• 位于筒體的兩端，起到封閉罐體的作用。常見的封頭形狀有半球形、橢圓形、碟形等。半球形封頭在承受壓力時(shí)應(yīng)力分布均勻，但制造難度較大；橢圓形封頭應(yīng)力分布較合理，制造相對(duì)容易，是比較常用的一種封頭形式。

3. 接管和法蘭

• 接管用于連接進(jìn)出料管道、液位計(jì)、安全閥等附件。法蘭則是連接接管與外部管道或設(shè)備的部件，通過螺栓等連接件實(shí)現(xiàn)密封。在高壓環(huán)境下，法蘭的密封形式和墊片的選擇至關(guān)重要，以防止泄漏。例如，在高壓氣體儲(chǔ)罐中，通常采用金屬纏繞墊片或金屬八角墊片來保證密封效果。

4. 安全附件

• 安全閥：當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力超過設(shè)計(jì)壓力時(shí)，安全閥會(huì)自動(dòng)開啟，將部分氣體或液體排出，使壓力降低到安全范圍內(nèi)。安全閥的開啟壓力、排放能力等參數(shù)需要根據(jù)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力、容積和儲(chǔ)存物質(zhì)的性質(zhì)等因素確定。

• 壓力表：用于實(shí)時(shí)顯示儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力，操作人員可以根據(jù)壓力表的讀數(shù)來監(jiān)控儲(chǔ)罐的工作狀態(tài)。壓力表的精度和量程要符合儲(chǔ)罐的壓力范圍要求，并且需要定期校驗(yàn)，以確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

• 液位計(jì)：如果儲(chǔ)存的是液體，液位計(jì)用于測(cè)量液體的液位高度。這對(duì)于計(jì)算儲(chǔ)存量、防止液體溢出等情況非常重要。常見的液位計(jì)有磁翻板液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)等，它們?cè)诓煌膲毫徒橘|(zhì)環(huán)境下有各自的優(yōu)勢(shì)。

四、設(shè)計(jì)與制造要點(diǎn)

1. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 壓力設(shè)計(jì)：根據(jù)儲(chǔ)存物質(zhì)的性質(zhì)、儲(chǔ)存和使用要求，確定儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力。設(shè)計(jì)壓力要考慮到正常工作壓力、可能出現(xiàn)的壓力波動(dòng)（如充裝和卸料過程中的壓力變化）以及安全余量。例如，對(duì)于一個(gè)儲(chǔ)存壓縮氣體的儲(chǔ)罐，其設(shè)計(jì)壓力通常是正常工作壓力的 1.05 - 1.1 倍。

• 材料選擇：選擇合適的材料是保證壓力儲(chǔ)罐安全的關(guān)鍵。材料要具有足夠的強(qiáng)度、良好的韌性和耐腐蝕性。對(duì)于在低溫環(huán)境下工作的儲(chǔ)罐，如液氮儲(chǔ)罐，還需要考慮材料的低溫性能。例如，一些奧氏體不銹鋼在低溫下仍能保持良好的韌性，適合用于低溫液體壓力儲(chǔ)罐。

• 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：合理設(shè)計(jì)罐體的結(jié)構(gòu)，包括筒體和封頭的形狀、壁厚分布、接管的位置和尺寸等。要考慮應(yīng)力集中問題，盡量使應(yīng)力均勻分布在罐體表面。例如，在接管與筒體的連接處，采用加強(qiáng)墊板等措施來降低應(yīng)力集中系數(shù)。

2. 制造要點(diǎn)

• 焊接工藝：焊接是壓力儲(chǔ)罐制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于壓力儲(chǔ)罐的工作環(huán)境特殊，焊接質(zhì)量直接影響儲(chǔ)罐的安全性。在焊接過程中，要嚴(yán)格控制焊接參數(shù)，如電流、電壓、焊接速度等，并且要采用合適的焊接方法，如手工電弧焊、埋弧焊、氬弧焊等。焊接完成后，需要進(jìn)行無損檢測(cè)，如射線探傷、超聲波探傷等，以確保焊縫質(zhì)量。

• 成型工藝：對(duì)于筒體和封頭的成型，要保證其形狀精度和尺寸精度。筒體的卷制要控制圓度和直線度，封頭的沖壓或旋壓要符合設(shè)計(jì)要求。例如，球形封頭的成型需要采用特殊的模具和工藝，以確保其球形度符合標(biāo)準(zhǔn)。

• 熱處理：根據(jù)材料和焊接工藝的要求，可能需要對(duì)壓力儲(chǔ)罐進(jìn)行熱處理。熱處理可以消除焊接殘余應(yīng)力、改善材料的性能。例如，對(duì)于一些高強(qiáng)度合金鋼制造的儲(chǔ)罐，焊后熱處理可以提高材料的韌性和抗疲勞性能。