气柜壳体形状的比较

简单的看来，圆筒型气柜壳体似乎比正多边形壳体受力更合理一些。它的外壳在储气压力作用下只承受拉力。而正多边形气柜壳体除了承受拉力，它的直边部分还要承受弯矩，因此会产生较大的变形。储气压力越高则圆筒型气柜壳体的优点应该越明显。另外，圆的壳体似乎制作更简单一些。多年来这个看似很简单，似乎连外行都能明白的“正确的”道理一直左右了人们的思维。直到20 世纪末，人们普遍认为高压（工作压力8 kPa 以上）气柜应该首选圆筒形气柜，正多边形气柜的工作压力只能在6 kPa以下。事实上气柜不是一个简单的钢构件，它是一个由大量的在工厂制作的构件，干式气柜然后运输到现场再进行安装的大型钢结构设备。大量构件和大型结构，这一数量上的变化必然会产生质的变化, 从量变到质变，以至于有些原来看似合理的事物，变成不合理，这就是辩证法。这一规律在两种气柜的比较中得以生动的体现。

单从承受内压的角度，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，尤其对大体积干式气柜的壳体，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。