大型立式儲(chǔ)油罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-23 19:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 寸 備注20?DL100638 采用其他形狀的截面，其斷面系數(shù)應(yīng)相同 罐壁結(jié)構(gòu) 截面與連接形式罐壁為一個(gè)圓柱形的鋼板焊接結(jié)構(gòu)，由于該罐壁是等厚度的且較厚，因此各板之間采用對(duì)接，即所有的縱向焊縫及環(huán)焊縫均采用對(duì)接，這樣可以減輕自重。罐臂的下部通過(guò)內(nèi)外角焊縫與罐底的邊緣板相連，上部有一圈包邊角鋼，這樣既可以增加焊縫的強(qiáng)度，還可以增加罐壁的剛性。在液壓作用下，罐壁中的縱向應(yīng)力是占控制地位的。即罐壁的流度實(shí)際上是罐壁的縱焊縫所決定的。因而壁板的縱向焊接接頭應(yīng)采用全焊透的對(duì)接型。常見(jiàn)的罐壁縱向焊接接頭如圖 所示。圖 罐底縱向焊接接頭形式為減少焊接影響和變形，相鄰兩壁板的縱向焊接接頭宜向同一方向逐圈錯(cuò)開(kāi) 1/3 板長(zhǎng)，焊縫最小間距不小于 1000mm。底圈壁板的縱向焊接接頭與罐底邊緣板對(duì)接焊縫接頭之間的距離不得小于 300mm。以內(nèi)徑為基準(zhǔn)的對(duì)接如圖 。圖 以內(nèi)徑為基準(zhǔn)的環(huán)向?qū)咏宇^形式底層壁板與罐底邊緣板之間的連接應(yīng)采用兩側(cè)連續(xù)角焊。在地震設(shè)防烈度不大于 7 度的地區(qū)建罐，底層壁板與邊緣壁板之間的連接應(yīng)采用如圖的焊接形式，且角焊接頭應(yīng)圓滑過(guò)渡，而在地震小于 7 度的地區(qū)可取 K2=K1[3] 。 圖 罐壁的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)罐壁上的開(kāi)孔可為圓形，橢圓形，當(dāng)開(kāi)設(shè)橢圓形時(shí)，孔的長(zhǎng)徑與短徑之比應(yīng)不大于 ，其長(zhǎng)軸方向最好為環(huán)向。開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算采用等面積法，當(dāng)孔直徑 D≤100mm 時(shí)，可不考慮補(bǔ)強(qiáng)。罐壁開(kāi)空按管補(bǔ)強(qiáng)板外緣與罐壁縱向焊接接頭的距離不得小于 250mm，與環(huán)向焊接接頭之間的距離不得小于 100mm。 壁板寬度壁板寬度越小，材料就越省。但環(huán)向接頭數(shù)就越多，增加安裝工作量。我國(guó)一般取壁板厚度不小于 1600mm。 罐壁保溫結(jié)構(gòu)與罐壁相焊接的保溫結(jié)構(gòu)在與罐壁相焊時(shí)，應(yīng)用罐壁焊縫施焊的焊接工藝和與罐壁材料相適應(yīng)的焊接材料。避免對(duì)罐壁造成傷害。保溫支撐件可用型鋼或用扁鋼焊接而成，支撐件的承面寬度應(yīng)小于保溫層厚度 10—20mm。支撐件間距，高溫介質(zhì)時(shí)不大于 2—3m，中低溫介質(zhì)不大于 3—5m。支撐件的位置應(yīng)設(shè)在閥門或法蘭上方，其位置不能影響螺栓的拆卸。4 罐底設(shè)計(jì) 罐底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 罐底的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)采用倒圓錐形罐底。這種罐底及其基礎(chǔ)成倒圓錐形。中間低四周高，罐底坡度一般取 2%—5%。隨排除污泥雜質(zhì)，水分的要求高低而定。在罐底中央焊有集液槽，沉降的污泥和存液集中與此，由彎管自上或由下引出排放。這種罐底形式的特點(diǎn) [2]如下：1． 液體放凈口處于罐底中央。不管日后罐底如何變形，放凈口總是處于罐底的最低點(diǎn)，這對(duì)排凈沉降的雜質(zhì)，水分，提高儲(chǔ)存液體的質(zhì)量十分有利。2． 因易于清洗，對(duì)于燃料油罐可以不再設(shè)置清掃孔。3． 倒圓錐形罐底可以增加儲(chǔ)罐容量，儲(chǔ)罐直徑越大，罐底坡度越陡，可增加的容量越多。4． 因較少形成凹凸變形和較少沉積，可以改善罐底腐蝕狀況。5． 罐底受力比較復(fù)雜，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，施工要求比正圓錐形罐底更加嚴(yán)格。 罐底的排板形式與節(jié)點(diǎn)罐底的排板形式根據(jù)儲(chǔ)罐大小，控制焊接變形等制造工藝決定。對(duì)于直徑大于 的儲(chǔ)罐，罐底外緣受罐作用力及邊緣力較大，故底板的外周比中部厚。易采用如下排板方法。如圖 [1]圖 罐底排版圖邊緣板之間，邊緣板與中幅板之間，以及中幅板之間的焊接可采用搭接焊結(jié)構(gòu)，也可采用對(duì)接焊結(jié)構(gòu)，如圖 ,選擇對(duì)接焊工藝。焊縫下面應(yīng)緊貼墊板，墊板厚度應(yīng)不小于 4mm，寬度不小于 50mm，以改善焊接質(zhì)量，加強(qiáng)焊縫，減少腐蝕。當(dāng)邊緣板厚度不大于 6mm 焊接可不開(kāi)坡口，但焊縫間隙應(yīng)大于 6mm。當(dāng)邊緣板厚度大于 6mm 應(yīng)開(kāi) V 型坡口。圖 加墊板的 V型破口圖罐底排板選擇帶墊板的單面焊對(duì)接結(jié)構(gòu)。與采用傳統(tǒng)的搭接焊相比，對(duì)接焊強(qiáng)度高，能保持罐底平整，節(jié)省罐底材料。但要求嚴(yán)格，施工不如搭接焊方便。罐底與罐壁底圈的內(nèi)外交焊縫均采用連續(xù)焊，焊接高度等于罐底的邊緣板厚度。當(dāng)邊緣板厚度大于等于 10mm 時(shí)，為改善受力情況避免應(yīng)力集中，采用如圖所示的角焊方法。 罐底的應(yīng)力計(jì)算 中幅板的薄膜力 （）012)(RtMLN??????罐壁與邊緣板之間的約束彎矩 （）31011 0124310 )(7)(2)()(4tlRtMLltM?????????式中 t—邊緣板厚（mm） ； —罐壁第一圈壁板特征系數(shù)， ；1?4211)(3??? —泊松比，；?R—儲(chǔ)罐半徑，；—儲(chǔ)罐第一圈厚度，10mm；1?—中幅板的平均厚度，6mm；0t—底板上的液壓高度，；LP—作用在罐底上的儲(chǔ)液壓力，P= ；0gL?—儲(chǔ)液密度，800Kg/m 3 ；?L—邊緣板彎曲剛度，；D—邊緣板彎曲剛度 ；)1(223MEtD??K—彈性地基系數(shù)（一般取為 400KN/m2） ；β—罐壁邊緣板特征系數(shù)， ；42)(3tR? ； ；???429910.).01(8??????D ； ；5..5)3(42?? ?mNM/1038. )810(. ]657..[..9)810(6 243430?? ????? ????PaP5242 06.)(51???邊緣板上表面的徑向應(yīng)力分布為 （????）邊緣板上表面的環(huán)向應(yīng)力分布為 （）式中 邊緣板受彎區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)的彎矩 如圖 所示的力的平衡關(guān)系x? mNM/????Pa521064.??圖 力的平衡關(guān)系圖再分別求出 及 的彎矩 Mx 20lx?lx )3(5200pMlp??)2(l? 2020320 )4(51)17(5)(8 lplxlxll x??? )(lx??當(dāng) x=0 時(shí) mNox /???當(dāng) x= 時(shí) 2l mNx / 66???當(dāng) 時(shí) l?所以當(dāng) x= 時(shí)， 有最大值且2x?Nx/??所以 MPaPasx ???????? sy . 267故均為安全mNx/???MPax4?5 罐頂設(shè)計(jì) 拱頂結(jié)構(gòu)及主要的幾何尺寸拱頂罐是目前立式圓柱形儲(chǔ)罐中使用最廣泛的一種罐頂形式，拱形的主體是球體，它本身是重要的結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)罐沒(méi)有衍架和立柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好，承壓能力強(qiáng)。球面由中小蓋板瓜皮板組成，瓜皮板一般做成偶數(shù)，對(duì)稱安排，板與板之間相互搭接，搭接寬度不小于 5 倍板厚，且不小于 25mm 實(shí)際搭接寬度多采用 40mm 罐頂?shù)耐鈧?cè)采用連接焊，內(nèi)側(cè)間斷焊，中心蓋板搭在瓜皮板上，搭接寬度一般取 50mm，頂板的厚度為 4～6mm。用包邊角鋼連接的拱頂只有一個(gè)曲率，所以又稱球頂。這種結(jié)構(gòu)形式在拱頂與罐壁的連接處， （即拱腳）邊緣應(yīng)力較大，為防止油罐破壞裝油高度不宜超過(guò)拱腳，即拱頂部分不能裝油，但球頂罐制作方便，因而得到較廣泛的應(yīng)用。（1） 拱頂?shù)那蛎姘霃揭话闳?Rn=～式中 D儲(chǔ)罐直徑，15m；取 Rn==15000mm（2） 0 、 、D 2 、a、b、根據(jù)圖可知，有? sin 0 = 0 =30176。 ()215??Rn? sin 0 = ()2 式中
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