【正文】 式（6—2）近似滿足工程要求，但是以上分析是假設(shè)罐體一與基礎(chǔ)固定，而且儲(chǔ)罐在地震時(shí)不出現(xiàn)環(huán)向多波振動(dòng)，只出現(xiàn)環(huán)向一個(gè)波的梁式振動(dòng)。實(shí)際上常壓立式儲(chǔ)罐是浮擱在環(huán)墻基礎(chǔ)土，墻內(nèi)填沙層，顯然儲(chǔ)罐并不固定在基礎(chǔ)上，地震時(shí)罐體出現(xiàn)明顯的翹離。此外在模型試驗(yàn)以及國(guó)外試驗(yàn)中，罐壁明顯出現(xiàn)環(huán)向多波的殼體振動(dòng)。罐體翹離屬于非線性振動(dòng)邊界條件，目前還沒有理淪上解決，為了求得浮放情況下作用在儲(chǔ)罐上的地震力，只能通過試驗(yàn)來探索。試驗(yàn)結(jié)果表明:綜合晃動(dòng)及藕聯(lián)振動(dòng)效應(yīng)，罐壁彈性變形，環(huán)向多波效應(yīng)，罐底翹離以及基礎(chǔ)影響等因素，儲(chǔ)液所受的動(dòng)液壓力約為剛性壁動(dòng)液壓力的2倍。由于剛性壁對(duì)應(yīng)的加速度為地面加速度，所以2倍意味著動(dòng)力系數(shù)為2。所以在工程中，考慮上述因素，給出儲(chǔ)罐底面地震剪力為Qn=Ca1Ym1g=CβkYmfg及地震彎矩Mf=HfQn 其中β為動(dòng)力系數(shù)，已由實(shí)試驗(yàn)結(jié)果定為β=2. K為地震系數(shù)；g為重力加速度。 Y為罐體影響系數(shù)，定為Y=，以補(bǔ)償因罐體質(zhì)量引起的慣性力。 C為綜合影響系數(shù)?？紤]到強(qiáng)震的不確定性，國(guó)內(nèi)外結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中都規(guī)定結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下允許出現(xiàn)塑性變形或一定的損壞，因此，在設(shè)計(jì)中引入C。而模型試驗(yàn)表明，雖然浮放罐動(dòng)液壓力為剛性罐壁動(dòng)液壓力的2倍，但你n=1的梁式振動(dòng)分量約占30﹪50﹪，因此計(jì)算的地震力不宜小于n=1的分量。即CβY=1有了剪力Q和彎矩M，就可以用梁的公式。σ1=Qr/δ和σ2=M/a2δ求出罐壁環(huán)向內(nèi)力和軸向內(nèi)力。其中a為油罐等效厚度，與約在油罐1/3高度處壁厚接近a為儲(chǔ)油罐半徑。算出內(nèi)力以后，需要校核儲(chǔ)罐的強(qiáng)度及罐壁的屈曲穩(wěn)定性，試驗(yàn)證實(shí)對(duì)于儲(chǔ)罐抗震關(guān)鍵的問題—罐體失穩(wěn)問題是由梁式振動(dòng)分量控制的。而內(nèi)力的梁式解和精確解(時(shí)程曲成積分)差別不大，因此只考慮梁式振動(dòng)還是合適的。校核的主要項(xiàng)目是罐壁的環(huán)向拉應(yīng)力和罐壁底部的失穩(wěn)。現(xiàn)行的鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)定中強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力為[σ]=a/，其中。、為屈服強(qiáng)度。油罐抗震驗(yàn)算的主要部位是罐壁及其一與底部邊緣板的貼角部分。地震時(shí)動(dòng)液壓力是正弦分布的，控制設(shè)計(jì)的最大值作用在局部區(qū)域，因此動(dòng)液壓力引起的環(huán)向應(yīng)力是局部薄膜應(yīng)力，可控制其許用應(yīng)力（Pl）=[δ]，即（Pl）=σy。而油罐底部邊緣板與罐壁貼角處的應(yīng)力為二次應(yīng)力，其許用應(yīng)力值為2σ0，在傾覆力矩和油罐自重作用于罐壁時(shí)，會(huì)使罐壁一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力，另一側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，罐體將產(chǎn)生失穩(wěn)。目前各國(guó)規(guī)范還只驗(yàn)證罐壁底部的失穩(wěn)。中國(guó)規(guī)定的許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)分為兩種，對(duì)于新設(shè)計(jì)的儲(chǔ)油罐，[σ3]= 石油儲(chǔ)罐的防腐設(shè)計(jì)罐內(nèi)儲(chǔ)存的成品油對(duì)內(nèi)壁并不腐蝕，只是由于油品中常含有水份和氧等物質(zhì)，會(huì)造成內(nèi)壁腐蝕。我們用聚氨醋漆作為內(nèi)壁防腐層，同時(shí)也亦注意保護(hù)油品不受污染。罐外壁主要是大氣腐蝕，對(duì)罐外表防腐層不僅要求與罐壁結(jié)合牢固，而且要耐老化。涂層底漆用環(huán)氧富鋅漆，中層為環(huán)氧云鐵防銹漆，面漆用氯化橡膠面漆。罐底板放在基礎(chǔ)上，底板下鋪100mm的瀝青絕緣層，當(dāng)基礎(chǔ)嚴(yán)重凹陷時(shí)，很容易積水，特別是罐底周邊，被滲人的雨水腐蝕。而底板的施工一般是先將底面涂防腐層再施焊。焊時(shí)常把附近的防腐層燒掉。為了彌補(bǔ)這一不足，用環(huán)氧富鋅漆作為底板底面涂料，涂?jī)蓪?，厚約100um。因?yàn)椋涵h(huán)氧富鋅的主要成分是50%—70%的鋅粉和8%—22%的環(huán)氧樹脂，再加些溶劑和固化劑。鋅膜在周圍電化學(xué)作用下，作為陽(yáng)極被腐蝕掉，保護(hù)了鋼板，腐蝕掉的鋅生成鹽，能牢固的覆蓋在浮層表面，比鋅更穩(wěn)定地保護(hù)底板表面。如涂層被燒掉或破壞，亦會(huì)在電化學(xué)過程中形成一層鋅鹽保護(hù)膜。因此，該涂料兼有陽(yáng)極保護(hù)和屏蔽作用，有很好的防腐效果。7 進(jìn)油擴(kuò)散管在內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐上的應(yīng)用 進(jìn)油管的常見結(jié)構(gòu)形式，因而被廣泛采用。，一般較少采用。 進(jìn)油管常見形式(a) 進(jìn)油管常見形式(b) 以上兩種結(jié)構(gòu)形式都不能有效地降低油料進(jìn)入罐內(nèi)時(shí)的流速。當(dāng)進(jìn)油管開始進(jìn)油時(shí)，油料中攜帶的高壓氣體不斷地涌入罐中并且不均勻地沖擊浮盤，發(fā)生氣擊現(xiàn)象，使浮盤不斷地晃動(dòng)。浮盤的晃動(dòng)所引發(fā)的后果，造成浮盤的疲勞破壞；二是如果浮盤的晃動(dòng)使緊固浮筒的螺栓松動(dòng)而脫落，就有可能“翻盤”或“沉盤”。 當(dāng)油料達(dá)到一定高度時(shí)，浮盤在油料壓力的作用下開始升起，但整塊浮盤并不是均勻升起的。由于進(jìn)油管靠近罐壁，油料的壓力及其所攜帶的氣體引起入口周圍介質(zhì)的強(qiáng)烈鼓泡，形成水擊或氣擊，使浮盤首先在該部位向上升起，而此時(shí)在遠(yuǎn)離該處的部位，浮盤因受到的沖擊較小還未升起，因此浮盤將傾斜上升（）。這種傾斜將一直持續(xù)到液面上升到一定高度使其不受入口處的影響為止(假定罐壁安裝控制在要求偏差之內(nèi))。浮盤傾斜很容易使其與罐壁發(fā)生“卡盤”現(xiàn)象，如果卡盤嚴(yán)重，隨著油料的不斷進(jìn)入，介質(zhì)對(duì)浮盤的不均勻壓力增大，就會(huì)有翻盤的危險(xiǎn)?？ūP、翻盤多發(fā)生在浮盤升起的初始階段。 浮盤傾斜上升示意圖局部嚴(yán)重的水擊或氣擊，除會(huì)導(dǎo)致浮盤傾斜外，還可能因局部的疲勞破壞而使浮盤開裂，造成油料溢出浮盤使之傾覆。通過對(duì)我國(guó)早期引進(jìn)的鋁浮盤損壞情況的分析，發(fā)現(xiàn)進(jìn)油管正上方的鋁板出現(xiàn)較大面積的開裂孔就是由此原因造成的。此外，由于氣擊不斷地沖擊浮盤與罐壁之間的密封結(jié)構(gòu)，使密封結(jié)構(gòu)受到損壞。油料在管道中流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電，隨著油料在罐內(nèi)的增多，靜電荷也越來越多。大量的靜電在浮盤上不斷地聚集，與罐壁之間形成了電位差。如果不能有效地消除靜電，就有可能產(chǎn)生放電現(xiàn)象，造成更加嚴(yán)重的后果。國(guó)外鋁浮盤的制造商根據(jù)他們的使用經(jīng)驗(yàn)，建議把進(jìn)油擴(kuò)散管伸到油罐中心附近，使油料的進(jìn)入和氣體的排除更加均勻。，接管與擴(kuò)散管選用同等材質(zhì)、同等規(guī)格的無縫鋼管。 進(jìn)油口擴(kuò)散管1—接管 2—擴(kuò)散管 3—言板 4—連接法蘭 5—角鋼支座若為某儲(chǔ)油罐設(shè)計(jì)進(jìn)油擴(kuò)散管，已知進(jìn)油入口流速為V1,擴(kuò)散管小孔流速為V2，擴(kuò)散管半徑為R，小孔半徑為r，則有 V1A1= V2A2 （）式中 A1——擴(kuò)散管橫截面積A2——擴(kuò)散管小孔總面積按式（7—1）求得A2，則可求出擴(kuò)散管需要的開孔總數(shù)： N= A2/A3式中 A3—擴(kuò)散管單個(gè)小孔的面積如果周向按照每隔300開孔，則每圈可開12個(gè)孔，從而可根據(jù)擴(kuò)散管的長(zhǎng)度和開孔總數(shù)來確定軸向開孔間距。對(duì)于流速較大，管徑較小的進(jìn)油管來說，可以采用圖7—5的結(jié)構(gòu)形式，以達(dá)到進(jìn)一步減小壓力的目的?？傊?，開孔的多少可以根據(jù)工藝要求的入口流速來確定，開孔的周向間距也可作適當(dāng)調(diào)整，但在擴(kuò)散管的上部一定要開孔，以便氣體的排出[16]。對(duì)比圖圖圖圖5的四種結(jié)構(gòu)形式可見，圖圖5有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）由于擴(kuò)散管伸向罐中心且開孔位置均布，故進(jìn)入罐內(nèi)的油料導(dǎo)向各方，氣體可從管上部的排氣孔有效地排出，即氣體、液體的排放相對(duì)均勻，消除了浮盤的氣擊、水擊現(xiàn)象，減輕了浮盤的劇烈晃動(dòng)。（2）擴(kuò)散管上離罐壁最近的開孔之距離大于Zm，消除了進(jìn)油管正上方的水擊、氣擊現(xiàn)象，減小了浮盤上升時(shí)的傾斜程度，使浮盤免遭破壞，同時(shí)也保證了密封可靠性。（3）由于開孔總面積遠(yuǎn)大于擴(kuò)散管橫截面積，使得入口油料的出口流速顯著降低，減少了靜電的產(chǎn)生。1—同心異徑管接頭2—擴(kuò)散管 3—言板 4—接管 5—連接法蘭 6—短管 7—角鋼支座通過以上措施，基本能消除卡盤、沉盤現(xiàn)象，可使浮盤升降自如，同時(shí)也可避免其他事故的發(fā)生。29參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] [J]，宏觀經(jīng)濟(jì)管理，2004，7(2)：25~27[2] 韓文秀，[D]，宏觀經(jīng)濟(jì)研究，2001，54~59[3] [J]，石油化工設(shè)備技術(shù)，2004，25(3)：56~59[4] [J]，油氣田地面工程，2004，23(1)：38~39.[5] American 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謝本設(shè)計(jì)是在黨睿老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從論文的選題、研究到撰寫，每一步都包含著黨老師的辛勤汗水。在此，向尊敬的黨老師表示衷心的感謝！論文的完成還受益于所有任課老師的幫助，他們認(rèn)真講授的每門課程都是本文完成的重要基礎(chǔ)，在此對(duì)他們致以深深的謝意。另外，在四年的學(xué)習(xí)和生活中，學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師一直關(guān)心著我們，他們用科學(xué)的管理方法為廣大學(xué)生提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，為我們付出了很多辛勤的勞動(dòng)，在我論文完成即將離校之際，謹(jǐn)向他們表示感謝。最后，還要感謝我的父母，正是由于他們二十幾年來的默默支持，我才得以順利完成學(xué)業(yè)！ 和強(qiáng)