受外压作用球壳的名义厚度及最大工作压力计算

雒淑娟 孙俊胜 朱巧家 党战伟 刘宏超 宫 超 李金瑞 余建永

（上海蓝滨石化设备有限责任公司）

球罐是用于储存气体或液体 （含液化气体）介质的球形容器［1］。近年来，化工装置的大型化驱动着设备也向大型化方向发展，球罐的规格也逐渐大型化，国内外球罐规格也由几千立方米向两万立方米发展。 然而，球罐的规格越大，在选材、设计、制造、安装、监督检验及使用管理等环节的要求也就越严格［2］。

在日常生产过程中，球罐会遇到介质放空或者介质大量被抽出等特殊工况， 在这些工况下，球壳将承受外压的作用。 因此，在确定球壳厚度时，不但要满足内压强度计算，还需满足外压校核计算。 笔者介绍了受外压作用时球壳的名义厚度的计算方法，并根据名义厚度反推出对应的最大工作压力。

1 球壳名义厚度的计算方法

对于受外压的球罐，在设计过程中，需要同时进行内压强度计算和外压校核计算，然后将两种计算结果进行比较，选取其中的较大值作为球壳的名义厚度。

1.1 内压强度计算

根据GB/T 12337—2014《钢制球形储罐》［3］标准中第6.2.1节中的计算公式或附录D中D.4.2.1中的公式得到球壳的计算厚度，再由计算厚度得出其名义厚度。

GB/T 12337—2014标准中6.2.1节中球壳计算厚度δ为：

式中 Di——球壳内直径，mm；

pci——计算压力，MPa；

［σ］t——设计温度下球壳材料的许用压力，MPa；

φ——焊接接头系数。

GB/T 12337—2014标准附录D中球壳计算厚度δ为：

式中 K——载荷组合系数，由JB 4732—1995（2005年确认）［4］中表3-3查得；

pci——计算压力，MPa；

Ri——球壳内半径，mm；

内压强度计算时，球壳的名义厚度计算公式如下：