一种新型球形气瓶结构.pdf

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1、化工机械2012年一种新型球形气瓶结构陈挺‘郑逸翔宋高峰曹建树郭培杰张毅(江苏省特种设备安全监督检验研究院)摘要介绍了一种新型球形结构的气瓶，以便对这种压力容器的结构、特点和制造标准有所了解，同时也提出了加强研究分析、增加气瓶结构定义及标准制订的建议。关键词气瓶球形结构标准中图分类号TQ053．2文献标识码B文章编号0254-6094(2012)0l-0084—03在聚异丁烯装置(简称PIB)生产过程中，必须使用高纯度三氟化硼(BF3)作为催化剂，BF3是无机化合物，室温下为无色有毒气体，不燃烧、不助燃，按照GBl6163《瓶装压缩气体分类》来看，属永久气体。BF，在潮湿空气中可迅速水解产生白

2、色烟雾，水解反应生成的硼酸与氟硼酸，对人体健康的危害主要是呼吸吸人造成急性中毒，造成干咳、胸闷、胸部紧迫感；吸入量多时，有震颤及抽搐，亦可引起肺炎；皮肤接触则可致灼伤。随着聚异丁烯装置在我国建成投用，球形气瓶也将开始被使用，而在我国，尚无对应该类容器的确切定义和标准，按照欧盟TPED1999／36／CE移动压力设备指令，该容器定义为运输气瓶，其制造标准为ENl4208-2004(Tmnsportablecascylin-ders)⋯。球形气瓶作为BF，气体的包装、运输容器，其结构和使用特点与其它容器略有不同，笔者做了详细的介绍。1球形气瓶的结构特点1．1结构球形气瓶结构如图1所示，由气瓶本体、

3、底座和组合阀门构成。其设计压力30MPa，工作压力20MPa，工作温度一40—65℃，壳体内经D；=1043mm，壁厚6=34．6mm，容积600L，按照欧盟标准ENl4208．2004设计、制造。气瓶本体材料为P355NL2(材料标准ENl0028．32003微晶粒容器用钢板)，其主要指r_rtl孽'_——ffE融i；i釜．：黼：：Wuu叫II，，o=l=；～。1∥7畦钐I哈．0IJ≮＼0r苯≮／，1。／，，／，=二／同UL；jL一U图1球形气瓶结构简图标和性能见表l、2。壳体由内径l043mm，壁厚34．6瑚m的上、下半球壳，中间一条环形焊缝组焊而成，环焊缝为单面坡口形式，如图2所示。瓶口

4、则在气瓶上部采用了如图3所示接管嵌入式结构，与壳体的连接为对接焊缝，开孔直径145mm，在检修时可作为手孔使用。而气瓶的底座为环形圈四脚支撑式或环形圈方底座圈形式，特点是底面积大、稳定性好。·陈挺，男，1956年10月生，高级工程师，副总工程师。江苏省南京市，210003。第39卷第l期化工机械85图2环焊缝形式图3嵌入式瓶口1．2制造与检测1．2．1焊接与产品试板壳体圆周焊缝为全焊透对接焊缝结构，其焊接由自动或半自动焊完成。其焊接工艺按照ENISO15607：2003及EN288—3进行评定。产品则按照要求以50只为一批次配置一套与壳体板材相同的焊接工艺参数的产品试板，试样数量见表3。表3焊

5、接试样的数量试样焊缝处板材的厚度lOmm及以下lOmm以上·对于单面对接焊，需要采集一份根鄙弯曲试样。1．2．2无损检测对接焊缝经100％射线检测，按照ENl2517《焊接的无损检验》2级验收(等同ISO5817的C级)。护罩、底座及压力外壳的其它配件的焊缝都应进行100％目视检查和局部的磁粉检测。完成焊接后，进行整体热处理以消除应力。1．3气瓶保护装置气瓶的保护装置包括瓶帽和组合阀门两部分。气瓶保护帽(瓶帽)将组合阀门及气瓶出口等全部罩在其中，起到防撞、防误操作的功能；组合阀门(图4)又包括球形阀和气动式阀杆阀，气化工机械2012年瓶装有内置式球形阀，阀门安装于球形气瓶内部，通常在内置弹簧作

6、用下处于关闭状态，气动式阀杆阀，在阀杆外顶部装有阀杆保护罩，防止误操作。图4气瓶组合阀门C——瓶盖(球形阀阀座)；E——球形阀阀芯；F——阀杆阀；H——阀杆保护罩；P——阀杆；’N——阀门控制用氮气入口；R——气体出口气瓶在正常操作时，打开阀杆保护罩，与气瓶出口接上连接短管，在气动阀驱动口加0．9MPa的氮气，使气动阀阀杆向下动作，分别打开阀杆阀和球形阀。当气动阀驱动口失压后，阀杆在弹簧作用下恢复原状，阀门全部关闭。该保护装置特点是保护功能完善，即便出现意外撞击、损坏气瓶外部阀门装置也由于内部球形阀的作用而不会泄漏。气动阀单元与生产装置上的泄漏报警系统相连，一旦出现BF，泄漏，报警系统会立即切

7、断气动阀驱动氮气，使阀门全部关闭。这为自动控制、应急处置提供有效手段，与装置的应急保护系统构成了～体。2球形气瓶特点和制造要求2．1球形气瓶特点根据以上分析可知，球形气瓶的主要特点为：a．在结构上，由于采用了球形结构，材料利用率高、受力状态良好，同容积下重心最低，有利于提高运输效率和安全性；b．保护装置完善，即便出现意外撞击、损坏气瓶外部阀门装置也由于内部球形阀的存在而不会泄漏；c．环形圈底座面积