【文章內(nèi)容簡介】 ，罐壁在液柱靜壓力的作用下，會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)向應(yīng)力。此環(huán)向應(yīng)力使罐壁周向伸長，并沿半徑方向向外擴(kuò)張。由此可見，在液壓作用下，罐壁的強(qiáng)度實(shí)際由罐壁的 縱縫所決定的，因而罐壁的縱縫必須焊透。而罐壁環(huán)縫的強(qiáng)度則要求大于固定頂與罐頂包邊角鋼的連接焊縫的強(qiáng)度。因?yàn)橐坏┌l(fā)生事故，首先在固定頂與罐頂包邊角鋼的連接焊縫處脫開，避免罐內(nèi)介質(zhì)外溢造成事故，因而罐壁的環(huán)縫也必須焊透。 罐頂按自支承式拱頂?shù)娜蹴斀Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于罐頂通過罐壁通氣孔與大氣相通，罐頂內(nèi)外壁都要受到周圍環(huán)境空氣的腐蝕，腐蝕會(huì)比內(nèi)浮盤遮蓋下的罐體嚴(yán)重。因此，錐頂厚度應(yīng)在計(jì)算厚度的基礎(chǔ)上加上腐蝕裕量，其值不應(yīng)低于罐體厚度。自支撐錐頂?shù)暮穸瓤砂匆韵鹿?計(jì)算： 式中， D—— 儲(chǔ)罐直徑， m； p—— 罐頂自重和附加載荷之和。假設(shè)罐頂厚度為 5 mm，估算罐頂重為1000kg，折合成單位面積載荷為 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 17— 罐頂附加載荷應(yīng)按檢修載荷取值，且不小于 1200Pa，所以 E—— 彈性模量，取 E=200Gpa； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 母線與水平面夾角，取自支撐錐頂坡度為 1/2，所以 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； C—— 腐蝕裕量，取 C = mm。 圓整至鋼板規(guī)格厚度 5mm，所以假設(shè)罐頂厚度 5 mm合理。 自支承式的罐頂形狀近似球面，靠拱頂周邊支撐 于焊在罐壁的包邊角鋼上。球面由 5mm的中心蓋板和瓜皮板組成，瓜皮板共 20塊對(duì)稱布置，板與板之間互相搭接，搭接寬度 40mm，搭接的外側(cè)采用連續(xù)焊，內(nèi)側(cè)采用間斷焊（圖 31）。中心蓋板搭在瓜皮板上，搭接寬度 50mm。瓜皮板與包邊角鋼在外側(cè)采用單面連續(xù)焊，焊角高度取 ，以防一旦發(fā)生事故，罐頂首先被掀開，以避免罐壁破壞，油品漏出。 圖 31 灌頂瓜皮之間的搭接焊 拱頂儲(chǔ)罐需要在罐壁連接處設(shè)置包邊角鋼，以承受從罐頂傳來的橫向力，此橫向力是因?yàn)楣迌?nèi)或罐外壓 力而產(chǎn)生的水平分力。通常采用包邊角鋼的形式如下重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 18— 圖所示： 圖 32 包邊角鋼的形式 罐頂就靠拱頂周邊支撐于焊在罐壁上的包邊角鋼上，因此認(rèn)為與包邊角鋼相連的罐頂和罐壁各 16倍板厚的截面可與包邊角鋼共同起加強(qiáng)作用，共同承受水平分力，此區(qū)的最小面積： 式中， 錯(cuò)誤 !未找到 引用源。 —— 包邊角鋼的許用應(yīng)力，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 母線與水平面夾角 ,為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； D—— 儲(chǔ)罐直徑， m； P—— 儲(chǔ)罐單位面積荷載，為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ ）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 焊接系數(shù)， 。 將數(shù)據(jù)代入公式得， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 查閱固定頂及內(nèi)浮頂?shù)陌吔卿撟钚〕叽绲南嚓P(guān)規(guī)范，選取包邊角鋼尺寸為錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，其截面積 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 19— 因?yàn)?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，所以 包邊角鋼的強(qiáng)度足夠。 拱頂球殼無內(nèi)壓作用，只校核外載荷作用下的穩(wěn)定性。作用在拱頂不致由皺折造成失效的安全應(yīng)力（拱頂許用臨界應(yīng)力） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為： 式中， E—— 彈性模量，取 E=200Gpa； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 球殼厚度， mm； D—— 儲(chǔ)罐直徑， m； 而在罐頂中由動(dòng)載荷和靜載荷所引起的壓力 P=。 因?yàn)?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 故滿足穩(wěn)定性要求。 內(nèi)浮頂與罐壁之間的密封設(shè)計(jì) 本設(shè)備選用湖南石化設(shè)備制造有限公司的裝配式不銹鋼內(nèi)浮頂，它是一個(gè)漂浮在液面上的浮蓋，在漂浮狀態(tài)下，其下表面與貯液全部接觸，周邊是軟密封。它可隨液面上下活動(dòng)，高液位受高位報(bào)警裝置的限制，在低液位時(shí)可支承在浮頂本身設(shè)置的支柱上。 內(nèi)浮盤與罐壁之間的密封通常采用彈性材料密封結(jié)構(gòu)。它是在 丁腈橡膠密封袋（用于油品時(shí)）中填充梯形截面的聚氨酯軟泡沫塑料，依靠泡沫塑料的壓縮變形來實(shí)現(xiàn)密封。密封材料中還設(shè)固定鉤板，其目的是為了固定密封膠袋位置，防止泡沫塑料在浮盤下降時(shí)往上翻。圓弧轉(zhuǎn)角是為不致戳破密封膠袋。每米圓周長度設(shè)置固定鉤板。內(nèi)浮盤與罐壁之間間隙取 150mm，采用斷面寬度 230~250mm的軟重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 20— 泡沫塑料密封塊，密封力約為 200N/m。為消除蒸汽空間，彈性塊應(yīng)侵入液面下2050mm，外層密封袋能在使用環(huán)境中經(jīng)久耐用，且不污染儲(chǔ)液。為防止液體的毛細(xì)現(xiàn)象，要在橡膠密封袋上壓有鋸齒。 考慮到汽油類的輕油產(chǎn)品是由多種碳?xì)浠衔锝M成的復(fù)雜混合物，其組分具有很強(qiáng)的揮發(fā)性，并且收發(fā)作業(yè)頻繁，在日常的儲(chǔ)存過程中由于受到工藝技術(shù)及其設(shè)備的限制，不可避免的存在油品的蒸發(fā)損耗。油品的揮發(fā)存在以下的危害： 1）油品揮發(fā)進(jìn)入大氣，造成不可回收的損失； 2） 揮發(fā)的油品蒸汽積聚在庫區(qū)周圍，加上周圍居民區(qū)和公路的明火，存在火災(zāi)爆炸的安全隱患； 3）庫區(qū)的油蒸汽危害周圍人群的身體健康。 內(nèi)浮頂油罐的鋼浮頂浮在油面上，可隨油面的升降而升降，浮頂與油面間幾乎不存在氣體空間，因而能最大限度的減少大小呼吸損耗。 因此，汽油罐應(yīng)采用立式內(nèi)浮頂油罐。而柴油蒸發(fā)性次之，采用立式拱頂罐較合適。拱頂能承受較高內(nèi)壓，罐頂結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，節(jié)省鋼材，投資少，也便于施工。 由于罐頂通過罐壁通氣孔與大氣相通，罐頂內(nèi)外壁都要受到周圍環(huán)境空氣的腐蝕，腐蝕會(huì)比內(nèi)浮盤遮蓋下的罐體嚴(yán)重。因此，浮頂厚度應(yīng)在計(jì)算厚度的基礎(chǔ)上加上腐蝕裕量，其值不應(yīng)低于罐體厚度。 浮頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式分為雙盤式和單盤式兩種，雙盤式浮頂有上、下兩層隔板，兩層蓋板之間由邊緣環(huán)板、徑向隔板分隔為若干個(gè)互不相同、互不滲漏的隔艙。單盤式浮頂?shù)闹苓厼榄h(huán)形浮船，中間為單層鋼板。 雙盤式浮頂 不容易沉盤， 從保溫方面，雙盤式可以更好的緩和罐內(nèi)外的溫度差異，更好的降低油氣揮發(fā)。對(duì)于此油庫儲(chǔ)油罐區(qū)的油罐容積都小于 5000m3，根據(jù)相關(guān)規(guī)范推薦，使用雙盤式浮頂更為合適。 浮船的頂板和底板均有坡向中心的坡度，規(guī)定一般不得小于 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。頂板的坡向是為了排除雨水，底板的坡向是為了使油面上的油蒸汽匯聚于浮頂?shù)倪吘?，?dāng)蒸汽壓力達(dá)到一定的數(shù)值后可有浮盤旁邊的透氣閥排除。 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 21— 罐底由中幅板和邊緣板搭接而成。根據(jù)受壓與腐蝕情況，再結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，中幅板和邊緣板鋼材厚度都取 6mm，并按搭接 T型排列（見圖 35）。罐底的中間部分相當(dāng)于一個(gè)鋪在彈性基礎(chǔ)上的薄板，除基礎(chǔ)有過大的沉陷外，其所受應(yīng)力是很小的，但底版的邊緣部分受力卻十分復(fù)雜。中幅板采用單面連續(xù)搭接角焊，為保證邊緣板比較平坦，中幅板必須搭在邊緣板上。中幅板搭在邊緣板上也采用單面連續(xù)搭接角焊。在罐底上的三塊鋼板重疊處為減小板縫高度和應(yīng)力集中，應(yīng)上層底板切角（見圖 35放大圖Ⅱ）。全部搭接焊縫至少焊接兩遍成形。 邊緣板在與罐底壁相焊 接的部分應(yīng)做成平滑支承面。邊緣板對(duì)焊接縫下面采用厚度為 4毫米、寬度為 50毫米的墊板（見圖 35放大圖Ⅰ）。邊緣板之間的對(duì)接焊縫上表面必須磨平，以保證與灌底下端緊密接觸。底圈壁板與邊緣板之間采用雙面連續(xù)角焊 T型接頭，在這一部分，由于受到灌底的牽制或約束，無法沿半徑的方向伸出，焊縫的受力狀況比較復(fù)雜。因此，要求罐壁與罐底連接處的內(nèi)、外角焊縫，具有較少的缺陷，有較高的沖擊韌性，采用焊三遍成形，就變得很重要了，在施工上應(yīng)充分注意。罐底為消耗或補(bǔ)償因基礎(chǔ)下沉而引起的中部凹陷，同時(shí)也便于排除殘液，設(shè)計(jì)有一定的坡度（見圖 36）。 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 22— 圖 35 罐底結(jié)構(gòu)圖 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 23— 圖 56 罐底坡度 根據(jù)重慶公司油庫的原有設(shè)計(jì)圖紙，儲(chǔ)罐區(qū)有 7 個(gè) 50m3的臥式油罐，其總?cè)莘e為 350m3?，F(xiàn)在為了體現(xiàn)節(jié)約用地和操作管理方便的設(shè)計(jì)原則，在盡量保證原有油庫儲(chǔ)量的前提下，將儲(chǔ)罐區(qū)的油罐改為 3 個(gè) 100m3的立式內(nèi)浮頂油罐。100m3的油罐的詳細(xì)尺寸參數(shù)見下表所示： 表 32 100m3的油罐的詳細(xì)尺寸參數(shù) 容積（ m3） 公稱容積 100 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 24— 計(jì)算容積 110 油罐內(nèi)直徑（ mm） 5200 罐底直徑（ mm） 5320 高度（ mm） 壁高 5256 頂高 566 總高 5822 罐壁厚度（ mm） 底圈 5 二 5 三 5 四 5 頂板厚度（ mm） 6 底板厚度（ mm） 中幅板 6 邊緣板 6 主體材料 Q235A 油罐重質(zhì)量（ kg） 6685 為了保證貯罐在 ，所以必須考慮風(fēng)載荷作用下貯罐的傾覆和滑移。 取風(fēng)載荷作用于貯罐重心位置，由風(fēng)載荷使 貯罐傾覆的力矩應(yīng)小于由貯罐重量產(chǎn)生的抵抗力矩（取空罐時(shí)最危險(xiǎn)的情況）。 傾覆力矩： 抵抗力矩： 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 25— 式中， H—— 貯罐高度， H=； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 貯罐自重（包括附件及配件）： 所以， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 貯液自重，空罐時(shí)取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。=0； Q—— 風(fēng)載荷， 其中， C—— 形狀系數(shù)，取 C=； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取 =； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 設(shè)計(jì)風(fēng)壓值， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； A—— 受壓面積，即儲(chǔ)罐的最大垂直投影面積， 重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 26— 因?yàn)?錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，所以油罐抗傾覆安全。 滑移 由風(fēng)載荷在罐底板下表面的滑移剪力應(yīng)小于由底板和基礎(chǔ)之間的摩擦抵抗力（取空罐時(shí)最危險(xiǎn)的情況）。 滑移剪力： 式中， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 底板和基礎(chǔ)之間的靜摩擦系數(shù)，取 =μ（鋼板和瀝青砂石之間的摩擦系數(shù)）。 由于 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，所以抗滑移設(shè)計(jì)安全。 查閱水文地質(zhì)資料，以及歷史經(jīng)驗(yàn)表明重慶地區(qū)并不處 于地震帶，但是考慮到油庫性質(zhì)的特殊性，需要有一定的抗震能力。所以此設(shè)計(jì)驗(yàn)證在 7級(jí)地震烈度的設(shè)計(jì)地震載荷作用下，貯罐的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 儲(chǔ)罐的水平地震作用 N； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 綜合影響系數(shù)，取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =（為常壓式儲(chǔ)罐）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 水平地震影響系數(shù)，按 7級(jí)地震烈度，α重慶某高校 屆油氣儲(chǔ)運(yùn)工程本科畢業(yè)論文 LOGISTICAL ENGINEERING UNVERSITY RRADUATION PROJECT — 27— max=； W—— 產(chǎn)生地震載荷的設(shè)備總重量， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 動(dòng)液系 數(shù)， 式中， R—— 自上往下數(shù)第一圈罐壁的半徑， R= m； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 貯罐底面至貯罐液面高度，貯罐最高液面按計(jì)算容積 110m3計(jì)算， 那么 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； th—— 雙曲正切函數(shù)。 代入計(jì)算得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 W’ —— 貯罐內(nèi)貯液重量， 所以， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 故， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 水平地震載荷