单从煤气柜承受内压的角度,圆筒形的合理是无可非议的。但气柜作为大型工艺结构,作用其上的荷载不仅是储气压力,还有重力、风荷载等,另外密封装置的压力也是不可忽略的。笔者在马钢20 万m3 工作压力10 kPa 气柜的实测过程中,曾发现在活塞经过的地方,侧板的应变在短期内超过屈服点的现象,这说明局部接触压力对薄板的影响是很大的,这一问题有待进一步深入研究。在多种荷载共同作用的情况下,气柜壳体的内力就不单是拉力,压力和局部的弯矩是不可避免的。这就要求壳体不仅要有一定的延伸刚度,还要有一定的抗弯刚度,以满足强度、刚度和局部稳定的需要。要提高刚度,有两种方法,一是增加壳体的厚度,显然这不是一个好办法,尤其对大体积的壳体,材料的消耗,加工成本不说,自重的增加反而对结构不利。二是采用加劲壳体,这是大型壳体结构通常采用的方法。实际上所有的气柜壳体在本质上都是加劲柱壳。立柱、横向加劲肋和壁板共同形成一个加劲壳。合理的加劲壳体应该在各个方向的刚度都是均匀的。是目前典型的两种气柜侧壁结构,可以看到圆筒形气柜的加劲肋间
距为1800 mm,截面不开展,T 形加劲处的刚度远大于其他部位,在1800 mm 范围内变形是不均匀的,煤气柜侧压力越大,煤气柜差别将越大。在煤气柜活塞长期的运行下,可能对结构产生不利的影响。宝钢的150 000 m3 储气压力8 kPa,板厚达8 mm 的Klonne 柜,目前侧板在活塞运行区普遍出现肉眼可见的波浪状变形,漏气严重,已严重影响使用。当量抗弯刚度不足,刚度不均匀,残余应力,加上圆筒形气柜密封装置的侧向压力较大,这应该是侧向变形较大的原因之一。韩国浦项钢厂在20 世纪80 年代中后期建造的圆筒形气柜,也出现了类似情况,处于接近报废状态。这一问题,以前很少考虑,应该引起我们重视。而正多边形加劲肋的间距为700 mm,截面开展,因此在相同截面面积的情况下,后者的当量抗弯刚度要明显大于前者,抵抗变形的能力要大一些。此外后者的刚度相对要均匀得多。正多边形气柜在中国已经有20 余年的历史,目前还没有发生过因荷载作用而产生的结构问题,国外也未见有关的报道。按目前的结构形式,煤气柜圆筒形反而没有正多边形壳体合理。
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