Газгольдеры и сферические резервуары

Газгольдеры конструируют в форме сосудов постоянного дав­ления или постоянного объема. Последние более просты в изго­товлении и позволяют хранить газ под высоким давлением. Газ­гольдеры переменного объема эксплуатируются при низком дав­лении. Чаще применяют мокрые газгольдеры, в нижней части ко­торых помещается вода (см. рис. 10.10 б). Над водой находятся телескоп и колокол. Колокол под давлением газа может подниматься вверх вместе с телескопом. Колокол и телескоп зачерпы­вают воду своими карманами, которые служат затвором, не про­пускающим газ наружу. Толщина стенок 4 мм, крыши колокола 2-3 мм. Газгольдеры, постоянного объема (рис. 10.11) обычно имеют цилиндрическую форму диаметром несколько метров с вы­пуклыми, нередко полусферическими днищами. Продольные и кольцевые швы - стыковые. Все швы (продольные и поперечные в цилиндрической части, а также в сферах) являются рабочими.

Рис.10.10. Негабаритные емкости: а – вертикальный цилиндрический резервуар; б – мокрый газгольдер; в – сухой газгольдер; г – сферический резервуар

Напряжения в продольном шве цилиндрической части радиу­сом R с толщиной стенки s

σ =pR/s, (10.19)

а в поперечном шве

σ₁=pR/(2s). (10.20)

Напряжения в сферической части радиуса R_o с толщиной s_o составляют

σ_o =pR_o /(2s_o). (10.21)

Подбор толщины стенок производят обычно по допускаемым напряжениям с учетом в первую очередь прочности продольного шва.

Газгольдеры постоянного объема могут быть цилиндрическими (рис. 10.11) и сферическими (рис. 10.10 г). При замене цилиндрических газгольдеров сферическими достигается экономия металла около 20%. В таких резервуарах соединения лепестков стыковые. Толщина лепестков обычно составляет 10-30 мм и, как правило, не превышает 40 мм. Это ограничение толщины диктуется отсутствием термообработки конструкции после сварки.

Рис.10.12. Цилиндрический газгольдер постоянного объема

Напряжения в стенке сферического резервуара определяют по формуле (11.21). Они в два раза меньше, нежели в цилиндри­ческом, при одинаковых радиусах и толщинах стенок. Поэтому вес сферических резервуаров меньше, но их сложнее изготовлять.