【正文】 用的罐壁設(shè)計(jì)法即為變點(diǎn)設(shè)計(jì)法?，F(xiàn)將API650中有關(guān)變點(diǎn)設(shè)計(jì)法的計(jì)算公式介紹如下：變點(diǎn)設(shè)計(jì)法計(jì)算底圈罐壁的計(jì)算厚度公式為式中 –底圈罐壁板計(jì)算厚度，；–罐底至頂部角鋼頂面的高度，；–罐底圈直徑，；–儲(chǔ)液容量，；–縱向焊縫系數(shù)，取。選用兩個(gè)計(jì)算式求得的較小值作為底圈的計(jì)算壁厚。各圈壁厚的變點(diǎn)計(jì)算法如下：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)式中 –計(jì)算圈的下面一圈的圈板高，–油罐半徑，；–所需計(jì)算的第i圈的罐壁計(jì)算厚度，；–所需計(jì)算的第i圈下面一圈的圈板計(jì)算壁厚，；（但在計(jì)算比值時(shí)，單位?。┄C根據(jù)變點(diǎn)位置求得的第i圈的壁厚值，；先求得底圈計(jì)算壁厚后，再順序計(jì)算上面各圈的計(jì)算壁厚，i代表圈板順序，自底圈向上分別為3…。由的計(jì)算公式可以看出為了求得，應(yīng)先求出。下面三個(gè)式子中求出的最小值，就是變點(diǎn)設(shè)計(jì)點(diǎn)到計(jì)算圈的圈板底邊的距離，一次最小值來(lái)計(jì)算。式中 ；；–第i圈圈板底部至罐壁頂部角鋼頂面的高度。用上面式子計(jì)算值時(shí)，和均為作為單位。是個(gè)比值，計(jì)算值時(shí)必須對(duì)和取相同的單位。求得的值單位為。取、三個(gè)值的最小值作為計(jì)算點(diǎn)，用它來(lái)求取第i圈的值。式中其余符號(hào)的意義均同前述。求得的的單位為。API650規(guī)定，在利用上述方法計(jì)算各圈的計(jì)算壁厚時(shí)，要分別就設(shè)計(jì)條件和充水試驗(yàn)條件求出兩種條件下各自的計(jì)算壁厚。按設(shè)計(jì)條件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，采用儲(chǔ)存油品的容重（），許用應(yīng)力取和中的較小者（為材料的屈服極限，為材料的強(qiáng)度極限，單位均為Mpa。按充水試驗(yàn)條件進(jìn)行計(jì)算時(shí)，采用水的容重（），采用和中的較小者。按設(shè)計(jì)條件求出的計(jì)算壁厚加上腐蝕裕量c后，與按充水試驗(yàn)求得的計(jì)算壁厚值比較，取兩者中的較大值并向上圓整后作為計(jì)算圈的設(shè)計(jì)壁厚，并且，采用變點(diǎn)設(shè)計(jì)法時(shí)，上層圈板的厚度不得大于下層圈板的厚度，還不得小于API650規(guī)定的罐壁最小厚度。求底圈計(jì)算壁厚 取二者較小值，故底圈計(jì)算壁厚 求第二圈計(jì)算壁厚 用逐步法求 第一次試算第二次試算第三次試算求第三圈計(jì)算厚度第一次試算第二次試算第三次試算求第四圈計(jì)算厚度由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算求第五圈計(jì)算壁厚由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算第三次試算求第六圈計(jì)算壁厚由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算求第七圈計(jì)算壁厚換材料由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算 第二次試算第三次試算求底圈計(jì)算壁厚取二者較小值，故底圈計(jì)算壁厚求第二圈計(jì)算壁厚 由于故用下式計(jì)算用逐步法求第一次試算第二次試算第三次試算求第三圈計(jì)算壁厚由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算第三次試算求第四圈計(jì)算壁厚由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算求第五圈計(jì)算壁厚由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算第三次試算求第六圈計(jì)算表壁厚換材料由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算第三次試算求第七圈計(jì)算壁厚由于故用下式計(jì)算用逐步試算法求第一次試算第二次試算第三次試算取腐蝕裕量（重度腐蝕） 儲(chǔ)油壁厚+C與充水壁厚比較，兩者取其中較大者 18MnMoNbR 16MnR Q235A層數(shù)12345678910充水99儲(chǔ)油99大值99偏差圓整272523211816131199單盤(pán)板厚：船艙底板： 船艙頂板： 內(nèi)邊緣板： 外邊緣板： 浮船外徑：浮船內(nèi)徑：校核條件為：(1)下沉深度不大于外邊緣板的高度，且有一定裕量以免油品由浮頂外側(cè)經(jīng)過(guò)外側(cè)邊緣板流入浮頂并灌進(jìn)艙室內(nèi)。可用下試表達(dá) 式中邊緣板的高度，m。 T在這種情況下，當(dāng)?shù)南鲁辽疃?，m。 由于而引起的沉沒(méi)深度的增加，m。 安全裕量，m.(2)下沉深度不大于內(nèi)邊緣板的高度，且留有一定裕量以免油品由浮船內(nèi)側(cè)邊緣板進(jìn)入艙室，并導(dǎo)致浮頂沉沒(méi)?？捎孟卤磉_(dá)式。 式（31）和試（32）中，均為已知數(shù)，為安全裕量，系控制的數(shù)字，一般以1020cm為宜，最低不得小于5cm。由以上看出，只要求出和便可進(jìn)行校核，現(xiàn)分別求和。浮船重 單盤(pán)重考慮單盤(pán)上附件重的計(jì)算船艙的計(jì)算校核：取所以第一準(zhǔn)則滿足 第三準(zhǔn)則為在操作時(shí)單盤(pán)與儲(chǔ)液間不存在油氣空間。這一條件是從減少單盤(pán)的腐蝕考慮的。因此，單盤(pán)安裝高度c應(yīng)考慮以下條件： 計(jì)算單盤(pán)安裝位置區(qū)域下限上限 去單盤(pán)安裝高度 第二準(zhǔn)則校核第二準(zhǔn)則是在整個(gè)罐頂面積上有250mm降雨量的水積存在單盤(pán)上時(shí)浮頂不沉沒(méi)。在下暴雨時(shí)，由于雨量過(guò)大或中央排水管不暢，甚至阻塞，則單盤(pán)上將出現(xiàn)積水。允許設(shè)計(jì)水量為Q式中–單盤(pán)上允許最大積水量。–油罐內(nèi)徑，；–水的重度，；–允許降水量，；取在Q的作用下，浮頂?shù)南鲁亮吭黾?。但設(shè)計(jì)要求即使在這種情況下罐內(nèi)油品也不得超越浮船內(nèi)邊緣板，且應(yīng)留有一定裕量。否則，油品就不會(huì)經(jīng)外邊緣板流入浮頂。灌進(jìn)艙室最終導(dǎo)致浮頂沉沒(méi)。以上校核條件可用下試表達(dá) 式中–浮船本身沉沒(méi)深度，；–加上單盤(pán)以后浮船下沉增量，；–由積水重量引起的浮船下沉增加量，；–安全裕量一般取=100200mm,最小不得低于50mm設(shè)計(jì)允許的積水量 式中無(wú)量綱參數(shù)；浮船平均半徑，；用于剛度計(jì)算的浮船有效截面積，；式中折減系數(shù)，浮船上加強(qiáng)圈有效截面積，如連接角鋼等，均可作為加強(qiáng)角鋼看待。查《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用連接角鋼尺寸為 查表5–3《油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)》第107頁(yè)，利用線性?xún)?nèi)插法得 的彈性模量 單盤(pán)中心撓度所以滿足第二準(zhǔn)則單盤(pán)中心處拉應(yīng)力式中–單盤(pán)中心的拉應(yīng)力，；–與浮船徑向剛性有關(guān)的系數(shù)；–剛才的彈性模量，；–單盤(pán)上所受的當(dāng)量均布載荷，；–單盤(pán)的半徑，；–單盤(pán)板的厚度，；值取第一準(zhǔn)則和第二準(zhǔn)則兩種不同情況下值的較大者第一準(zhǔn)則中：式中–鋼板的密度取–油的密度考慮到單盤(pán)上一些配件的影響后取第二準(zhǔn)則中：取兩者中的較大值查《油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)》第112頁(yè)表51得取，上面連續(xù)焊，下面間接焊∴單盤(pán)強(qiáng)度合格由單盤(pán)邊緣傳來(lái)的徑向應(yīng)力使浮船成為一個(gè)受壓的圓環(huán)，由平衡條件可得出浮船斷面所受的壓應(yīng)力為： 式中–單盤(pán)邊緣的徑向力，；–單盤(pán)板的厚度，；–浮船內(nèi)徑，；–用于強(qiáng)度計(jì)算的浮船有效截面積， 由《油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)》書(shū)第112頁(yè)表54查得浮船頂板和底板既寬且薄，其臨界穩(wěn)定能力很低，故浮船斷面壓應(yīng)力校核時(shí)往往把這部分忽略不計(jì)。于是式中–連接角鋼的面積∴浮船強(qiáng)度滿足浮船在平面內(nèi)單位長(zhǎng)度上的臨界壓力可按下式計(jì)算–浮船在圓環(huán)平面內(nèi)的臨界失穩(wěn)載荷，；–浮船平面直徑，；–浮船截面對(duì)軸的慣性矩，其中∴平面內(nèi)穩(wěn)定浮船平面外臨界失穩(wěn)載荷可按下式計(jì)算 式中–浮船在圓環(huán)平面外的臨界失穩(wěn)載荷，；–浮船截面對(duì)軸的慣性矩，；–材料的剪切模量，； –波桑系數(shù)，；–浮船截面對(duì)軸的慣性矩。和可按下式計(jì)算其中∴平面外穩(wěn)定以上對(duì)于的假設(shè)與實(shí)際有效截面面積是否相等，下面進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算結(jié)果應(yīng)滿足以下條件式中–用于剛度計(jì)算的浮船有效截面積，；–用于剛度計(jì)算的浮船實(shí)際有效截面積，；式中–浮船各壁板的截面積，；–浮船各壁板寬度，；–浮船各壁板厚度，；–浮船各壁板的臨界應(yīng)變，–浮船壁板的實(shí)際環(huán)向應(yīng)變，–單盤(pán)邊緣徑向位移，∴假設(shè)的合格在浮船與罐壁的空隙處設(shè)有密封裝置，它固定于浮船的外邊緣板上，并與浮船共同上下移動(dòng)，良好的密封裝置可防止罐內(nèi)油品蒸發(fā)，避免大氣污染。 本設(shè)計(jì)采用彈性密封（軟泡沫塑料密封） 這種密封裝置是靠經(jīng)常處于壓縮狀態(tài)的聚氨酯軟泡沫塑料的回彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此密封結(jié)構(gòu)密封性良好，基本上能消除油氣空間，對(duì)罐壁的橢圓度變形和基礎(chǔ)的不均勻沉陷有較大適應(yīng)性，管壁損壞小，且耐地震性能好，其缺點(diǎn)是由于軟泡沫的長(zhǎng)時(shí)間壓縮狀態(tài)，從而產(chǎn)生彈性變形，使其密封力逐步減小，最終失敗。 彈性密封的主要部件要求及結(jié)構(gòu)如下：（1） 密封袋：是以尼龍布做加強(qiáng)層的耐橡膠布制成的，其厚度一，作用是保護(hù)塑料泡沫不直接接觸油。且固