第七章立式储罐罐壁强度设计资料
立式储罐课程设计说明书
立式贮罐设计
前言
玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化
工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用(贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂，
由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。
玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、
隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂
系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工
作条件需要，通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复
合材料的显著特点。
由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、
电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。储
存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、
制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、
双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等[1]。
本设计为容积180,贮存质量分数为的硫酸,使用温度为90℃的立式贮罐,设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计，整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项，最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。
1．造型设计
1.1设计要求
立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温，拱形顶盖设计。
1.2贮罐构造尺寸确定
常压立式储罐设计
1.14
0.90 17.4 m
第I圈罐壁板的实际高度hi(m)
设计温度下罐壁材料的许用应力[σ]t
常温下罐壁材料的许用应力 [σ]
储存介质时设计厚度 t1(mm)
试水时设计厚度
t2(mm)
罐壁材料负偏差
C1s(mm)
罐壁板最小名义厚度
ti(mm)
顶层罐壁板的名义厚度
顶层罐壁板的有效厚度
第I圈罐壁板的板宽度Wi(m)
h9 h10
tmin tmin h9 h10 He9 He10
h11 h12
6 mm 3.90 mm h11 h12 He11 He12
罐壁筒体的临界压力
Pcr
筒体设计外压
P0
←←←←←←←←←←设加强圈-----设加强圈-----设加强圈
加强圈数量
n
第一道中间抗风圈，离罐体顶部的当量高度（m)
H1
设计条件
设计内压
P
设计外压
Po
储液比重
ρ
储罐内径
D
罐壁高度
H
腐蚀裕量
C2
基本风压
Wo
风压高度变化系数
fi
焊接接头系数（最底屈服强度 >390MPa, 底圈罐壁板取 0.85 ）
φ
拱顶半径
11.6 ≤ Rn ≤ 17.4
第七章式储罐的焊接
第七章式储罐的焊接
第七章⽴式储罐的焊接
⽴式储罐是由罐底、罐壁、罐顶及附件等部分通过焊接⽅式连接⽽成，焊接是储罐建造的主要⼯序，对储罐的施⼯质量具有决定性意义。
第⼀节概述
⼀、储罐焊接的⼀般要求
储罐建造对焊接的主要质量要求是：焊缝强度、韧性达到设计要求，焊接变形控制在规定范围之内，焊缝外观及内在质量符合设计标准等。为保证储罐焊接质量符合要求，需在⼈、机、料、法、环等⽅⾯严格控制。储罐焊接的⼀般要求如下。
1．⼈员要求
从事储罐焊接的焊⼯，必须按TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作⼈员考核细则》的规定考核合格，并应取得相应项⽬的资格后，⽅可在有效期间内担任合格项⽬范围内的焊接⼯作。
2．设备要求
选⽤的焊接设备应能满⾜焊接⼯艺要求，焊机配备的电流表、电压表应在计量检定周期内。
3．焊接材料要求
（1）储罐焊接施⼯选⽤的焊接材料应符合设计⽂件及焊接⼯艺规程的要求。不同强度等级钢号的碳素钢、低合⾦钢钢材间的焊接，选⽤的焊接材料应保证焊缝⾦属的抗拉强度⾼于或等于强度较低⼀侧母材抗拉强度下限值，且不超过强度较⾼⼀侧母材标准规定的上限值。
（2）焊接材料应有专⼈负责保管、烘⼲和发放。焊材库房的设置和管理应符合JB/T 3223-1996《焊接材料质量管理规程》的有关规定；
（3）焊条和焊剂应按产品说明书的要求烘⼲；
（4）焊条电弧焊时，焊条应存放在合格的保温筒内；焊丝在使⽤前应清除铁锈和油污等。
4．焊接⼯艺要求
（1）焊接前，施⼯单位必须有合格的焊接⼯艺评定报告。焊接⼯艺评定应符合NB/T 47014-2011《承压设备焊接⼯艺评定》的有关规定；但当单道焊厚度⼤于19mm时，应对每种厚度的对接接头单独进⾏评定。
立式储罐课程设计说明书
立式贮罐设计
前言
玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化
工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用(贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂，
由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。
玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、
隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂
系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工
作条件需要，通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复
合材料的显著特点。
由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、
电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。储
存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、
制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、
双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等[1]。
本设计为容积180,贮存质量分数为的硫酸,使用温度为90℃的立式贮罐,设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计，整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项，最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。
1．造型设计
1.1设计要求
立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温，拱形顶盖设计。
1.2贮罐构造尺寸确定
立式储油罐结构设计课程设计
立式储油罐结构设计课程设计
课程设计任务书
目录
1 储罐及其发展概况 (1)
2 设计方案 (2)
2.1选择设计方法 (2)
2.2尺寸选择 (3)
2.3材料选择 (3)
3 罐壁设计 (4)
3.1罐壁的强度计算 (4)
3.2储罐的风力稳定计算 (6)
3.3罐壁结构 (8)
4 罐底设计 (9)
4.1罐底的应力计算 (9)
5 罐顶设计 (12)
5.1拱顶结构及主要的几何尺寸 (12)
5.2扇形顶板尺寸 (13)
5.3包边角钢 (13)
6 贮罐附件及其选用 (14)
6.1人孔 (14)
6.2通气孔 (16)
6.3贮罐进出液口 (18)
6.4法兰和垫片 (20)
6.5液面计 (21)
6.6 盘梯 (21)
7 焊接结构设计 (22)
7.1焊缝的布置 (22)
7.2焊接方法 (23)
7.3焊缝顺序 (24)
7.4焊缝标注 (24)
参考文献 (25)
1 储罐及其发展概况
油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。
20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft（61.6mm）的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。
1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。
玻璃钢立式储罐设计计算
P——罐内操作负压，pa;
1-2 、
罐壁的许用临界压力[Pc]计算
式中： He——罐壁筒体的当量高度，m
式中：Hei——第i圈罐壁板的当量高度，m hi——第i圈罐壁板的实际高度，m
δei δl——最薄层罐壁板的有效厚度，mm
1-3 、
2-2 、
罐顶最小壁厚（未加内衬层厚度）
贮罐公称直径DN（㎜）
0 0 3500 12 3000 36.2 153.86 14 78
190056.1 902766.5
3.57
4600
0.30 0.26 3.527 0.027
489.68 1.7635
9.5
玻璃钢-立式贮罐设计（玻璃钢HG/T20696-1999）
一、贮罐壁厚计算（强度层的计算壁厚，不含内衬和外保护层的厚度）
1-1 、
圆筒段强度层壁厚计算公式
其中：
δ： 圆筒的计算厚度（mm）
n： 安全系数
Di: 圆筒内径（m）
σb: 圆筒在设计温度条件下环向拉伸极限强度（Mpa)
H: 罐体计算点至最高液位的高度（m) γ: 介质密度（Kg/m3),当γ<1000时，取γ=1000
应考虑的因素：(1)静水压、内压; (2)风的倾覆力; (3)地震力，但不与(2)同时考虑; (4)储墩筒体、幼顶及附件
重量; (5)试验压力。
玻璃钢HGT20696-1999设计计算
9.5 1100
缠绕系数，取0.8（钢制件叫焊缝系数，见GN150-89 的1.8要求
0.8
得：圆筒强度层计算壁厚为 δ= 14.46 mm
强度曾厚度附加量（mm） 1
mm
则：圆筒强度层设计壁厚为 δi= 15.46 mm
1-2 、
按罐体的刚度计算圆筒段壁厚公式
其中：
取值
δ： 圆筒的计算厚度（mm）
其中：
f： 每个螺栓的截面积，mm2
d— 螺栓的根径，mm 螺栓许用应力（Mpa）使用温度<100℃时取78
四、抗震设计： 1、水平地震载荷计算（见以上螺栓锚固计算）
2、地震弯矩计算（见以上螺栓锚固计算）
3、第一圈底部的最大应力σ1：
式中 N1——第一圈罐壁底部的垂直载荷，包括罐体质量（按罐体质量的80%计算）和保温 层质量，㎏
1.8～3.5 6.4
1.8～3.5 7
≥3.5 9.6
≥3.5 10
三、平底立式储罐的锚固（螺栓）计算
应考虑的因素：(1)静水压、内压; (2)风的倾覆力; (3)地震力，但不与(2)同时考虑;
重量; (5)试验压力。
3-1 贮罐的倾覆力矩计算（取地震弯矩 、 计算值）（N·m）
其中：
H: 贮罐高度,m
A1——第一圈罐壁的截面积，A1=3.14D1δe
m2
玻璃钢立式储罐设计计算
P——罐内操作负压，pa;
1-2 、
罐壁的许用临界压力[Pc]计算
式中： He——罐壁筒体的当量高度，m
式中：Hei——第i圈罐壁板的当量高度，m hi——第i圈罐壁板的实际高度，m
δei δl——最薄层罐壁板的有效厚度，mm
1-3 、
2-2 、
罐顶最小壁厚（未加内衬层厚度）
贮罐公称直径DN（㎜）
K1——风压系数。对建筑地区为接近海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区是，K1=1.38;对田野
、丘陵、乡村、丛林以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区时，K1=1.0，对有密集建筑的
大城市区时，K1=0.71
qo——10米高度处的基本风压值，N/㎡ K2——对于安装呼吸阀的储罐，考虑到阀打开后的动作之后系数，取K2=1.2;对不安装呼吸阀 的贮罐，取K2=1.0.
≥3.5 10
(4)储墩筒体、幼顶及附件
902766.5 9.5
190056.1 0.4
0.45
107631.7 106760.2 1.01
9.81 5572.1
902766.5 3.75
基本烈度 αmax
7级 0.23
8级 0.45
9级 0.90
注：中间值用内插法。H一储罐罐底面到罐液面的高度，m; R一自罐底 往上数第一圈罐的内半径，m
强度层最小有效厚度（㎜）
大型立式储油罐结构设计
课程设计任务书
1 储罐及其发展概况
油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。
20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft（61.6mm）的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。
1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。
世界技术先进的国家，都备有较齐全的储罐计算机专用程序，对储罐作静态分析和动态分析，同时对储罐的重要理论问题，如大型储罐T形焊缝部位的疲劳分析，大型储罐基础的静态和动态特性分析，抗震分析等，以试验分析为基础深入研究，通过试验取得大量数据，验证了理论的准确性，从而使研究具有使用价值。
近几十年来，发展了各种形式的储罐，尤其是在石油化工生产中大量采用大型的薄壁压力容器。它易于制造，又便于在内部装设工艺附件，并便于工作介质在内部相互作用等。
2 设计方案
2.1 各种设计方法
2.1.1 正装法
此种方法的特点是指把钢板从罐底部一直到顶部逐块安装起来，它在浮顶罐的施工安装中用得较多，即所谓充水正装法，它的安装顺序是在罐低及二层圈板安装后，开始在罐内安装浮顶，临时的支撑腿，为了加强排水，罐顶中心要比周边浮筒低，浮顶安装完以后，装上水除去支撑腿，浮顶即作为安装操作平台，每安装一层后，将上升到上一层工作面，继续进行安装。2.1.2倒装法
立式储罐容器壁厚计算
立式储罐容器壁厚计算
设计压力：P c =0.4MPa
设计温度：t=50℃
设备材料：304
焊接接头系数：φ=0.85
1）.查资料：t=50℃时 304不锈钢（相当于我国的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不锈钢）的许用应力为：
t
][σ=120.8MPa 2）.取钢板负偏差C 1=0.5mm 腐蚀裕量C 2=1.0mm
3）.筒体计算厚度：
c i
t c P D =2[]-P δσφ=0.4*2/（2*120.8*0.85-0.4）=0.004mm
考虑厚度附加量并圆整直钢板厚度系列，取筒体材料名义厚度为：
n δ=δ+C 1+C 2+Δ=6mm
4）.封头计算厚度：
2[]0.5c i
t c p D p δσφ=-=0.4*2/（2*120.8*0.85-0.5*0.4）=0.004mm
考虑厚度附加量并圆整直钢板厚度系列，取封头材料名义厚度为：
n δ=δ+C 1+C 2+Δ=6mm
5）附钢板常用厚度：
钢板的常用厚度表
立式储罐设计
1 储罐及其发展概况
油品和各种液体化学品的储存设备—储罐是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于大型储罐的容积大、使用寿命长。热设计规范制造的费用低，还节约材料。
20世纪70年代以来，内浮顶储油罐和大型浮顶油罐发展较快。第一个发展油罐内部覆盖层的施法国。1955年美国也开始建造此种类型的储罐。1962年美国德士古公司就开始使用带盖浮顶罐，并在纽瓦克建有世界上最大直径为187ft （61.6mm）的带盖浮顶罐。至1972年美国已建造了600多个内浮顶罐。
1978年国内3000m3铝浮盘投入使用，通过测试蒸发损耗标定，收到显著效果。近20年也相继出现各种形式和结构的内浮盘或覆盖物[1]。
世界技术先进的国家，都备有较齐全的储罐计算机专用程序，对储罐作静态分析和动态分析，同时对储罐的重要理论问题，如大型储罐T形焊缝部位的疲劳分析，大型储罐基础的静态和动态特性分析，抗震分析等，以试验分析为基础深入研究，通过试验取得大量数据，验证了理论的准确性，从而使研究具有使用价值。
近几十年来，发展了各种形式的储罐，尤其是在石油化工生产中大量采用大型的薄壁压力容器。它易于制造，又便于在内部装设工艺附件，并便于工作介质在内部相互作用等。
故取2ζ=1.85-0.08W T =1.85-0.08×5.86=1.3；
m h V 22.43.1323.03.11=⨯⨯⨯=
3.3 罐壁结构
3.3.1 截面与连接形式
罐壁的纵截面由若干个壁板组成，其形状为从下至上逐级减薄的阶梯形，一般上壁板的厚度不超过下壁板的厚度，各壁板的厚度由计算可得，按标准规范，16MnDR 的最小厚度为6mm ，为由于该罐壁是不等壁厚度的且较厚，因此各板之间采用对接，这样可以减轻自重。
第七章立式储罐罐壁强度设计
式 中 ： ， 罐 壁 的 设 计 厚 度 ；0 ， 罐 壁 的 计 算 厚 度 ； C1 ， 钢 板 厚 度 允 许 负 偏 差 ；C2 ， 腐 蚀 裕 量 。
精品文档
二、 罐壁的定点设计法
r , r R ， q z H x
N r
qz
N H xR
N
面 3圈壁板的计算厚度。
解 ： 1、 求 底 圈 板 的 计 算 壁 厚
01
( H 0 .305 ) D 2[ ]
百度文库
9800 (18 .35 0.305 ) 60 2 210 .014 10 6 0 .9
28 .07 mm
01
1 . 06
0 . 703 H
D
H HD
[
]
2[
精品文档
第二节 罐壁钢板厚度设计 一、 几个基本知识点
1、 板 间 的 焊 接 方 式 纵 向 焊 缝 ： 对 接 （ 焊 缝 间 错 开 5 0 0 m m ） 环向焊缝：对接、搭接和混合式焊缝
浮顶罐罐壁环向焊缝必须是对接； 拱顶罐罐壁环向焊缝可选择任一种焊接方式。 2、 罐 壁 最 小 厚 度 对 于 油 罐 上 部 的 罐 壁 ，由 于 考 虑 到 安 装 和 使 用 的 稳 定 性 要 求 ，因 而 有 最 小厚度要求。 油 罐 的 稳 定 性 与 有 2.5 / D 1.5 关 ， 所 以 油 罐 越 大 （ D ）， 所 用 钢 板 的 最 小 厚 度 越 厚 （ s min ）。
立式储罐课程设计毕业用资料
过程设备课程设计任务书
一、设计题目：二氧化碳立式储罐
二、技术特性指标
设计压力：1.81MPa 最高工作压力：1.6MPa
设计温度：165℃工作温度：≤125℃
受压元件材料：16MnR 介质：二氧化碳气体
腐蚀裕量：1.0mm 焊缝系数：0.85
全容积：13m3 装料系数：
0.9
三、设计内容
1、储罐的强度计算及校核
2、选择合适的零部件材料
3、焊接结构选择及设计
4、安全阀和主要零部件的选型
5、绘制装配图和主要零部件图
四、设计说明书要求
1、字数不少于5000字。
2、内容包括：设计参数的确定、结构分析、材料选择、强度计算及校核、焊接结构设计、标准零部件的选型、制造工艺及制造过程中的检验、设计体会、参考书目等。
3、设计说明书封面自行设计（计算机打印），要求有设计题目、班级、学生姓名、指导教师姓名、设计时间。（全班统一）
4、设计说明书用A4纸横订成册，封面和任务书在前。
目录
第一章绪论 (1)
1.1储罐的分类 (1)
1.2立式二氧化碳储罐设计的特点 (2)
1.3设计内容及设计思路 (3)
第二章零部件的设计和选型 (5)
2.1材料用钢的选取 (5)
2.1.1容器用钢 (5)
2.1.2附件用钢 (5)
2.2封头的设计 (6)
2.2.1封头的选择 (6)
2.2.2封头的设计计算 (6)
2.3筒体的设计 (7)
2.3.1筒体的设计计算 (7)
2.4人孔的设计 (7)
2.4.1人孔的选择 (7)
2.4.2人孔的选取 (8)
2.5容器支座的设计 (11)
2.5.1支座选取 (11)
2.5.2支座的设计 (11)
立式储罐计算(压力容器)
设备名称设计规范：设计内部压力P i 8kPa 设计外部压力P e 0kPa 设计温度T 50°C 设计风速V 115km/h 设计雪压S 0 kPa 罐顶动载荷Lr 0 kPa 罐壁内径D 6.5m 罐壁高度 H 17.2m 充液高度H 6.48m
液体比重G 或ρ 1.2罐壁CA 0mm 罐底CA 0mm 焊缝系数
E
0.85
罐壁尺寸、材料及许用应力如下：
高度（m）厚度（mm）材料
设计S d （MPa ）
R p0.2（MPa ）R m （MPa ）水压试验S t （MPa）重量（kg ）1 1.58S30408137192.251371371962.82 1.58S30408137192.251371371962.83 1.56S30408137192.251371371471.64 1.56S30408137192.251371371471.65 1.2
6
S30408
137
192.25
137
137
1177.3
6罐壁总高度
7.2
罐壁总重：
m 1
8046.1
计算结果：计算液位高度H （m ）计算壁厚t d （mm ）
名义厚度t n
（mm ）
1 6.48 2.0 6.0
2 4.98 1.5 6.0
3 3.48 1.0 6.0
4 1.980.6 6.05
1.48
0.4
6.0
立式圆筒形钢制焊接储罐设计计算书
从下至上分段号
TAILINGS DECANT WATER TANK （2020-TK-003）
从下至上分段号
1. 设计基本参数：
API Std 650-2013 《钢制焊接石油储罐》
管道及储罐强度设计
前方也许是迷途，但谁又能保证每个人没有属于自己的一片蓝天呢！
置，按该位置的薄膜环向应力计算各圈板的壁厚。这样，各圈板壁厚的计算，就不是统 一地以距各圈底边 0.3m 为计算点，而是各圈将有不同位置的计算点。 15.罐壁开孔补强的原因、方法、原则：1）原因 ：在罐壁上开孔后将在孔的附近产生应力集 中，其峰值应力通常达到罐壁基本应力的 3 倍，甚至更高。这样的局部应力，再加上开孔 结构在制造过程中不可避免地会形成缺陷和残余应力，如不采取适当的补强措施，就很有 可能在孔口造成疲劳破环或脆性裂口，使孔口处撕裂。2）方法：由于应力集中的影响只 在孔的附近，离孔边不远处盈利就很快下降，因此补强金属应直接焊在孔的附近才能起到 作用，一般做法都是将补强全板紧贴孔口周围（补强金属紧贴孔口周围的原因）。
c.疲劳：材料在交变作用下的破坏。原因：内压变化—间歇输送、正反输送、输气；外 力变化—风载荷（跨越管段）、卡曼涡游振动（悬空管段）、埋于公路下未未夹套管管道
d.应力腐蚀开裂 基本条件 ：局部环境 ；敏感元件 ；应力条件 ：D：114mm-1067mm t:3.2mm-9.4mm 强度等级：241μ pa-480μ pa 电阻焊：双面埋弧焊
油罐 b 非金属 3）根据埋设方式分类：地上 地下 半地下 5．卧式圆柱形油罐：特点：卧室圆柱形油罐容积一般较小，但承压能力较高，易于运输， 有利于工厂化制造；受力状况好、承压能力高、降低油品蒸发消耗 效果显著，但是这类油 罐施工困难。应用：多用来储存需要量不大的油品，或用于工厂、农村的小型油库；目前 只有球形管被广泛用于储运液化气和某些高挥发性的化工产品。。 6．立式圆柱形钢油罐由底板、壁板、灌顶及一些油罐附件组成。其管壁部分的外形为母线 垂直于地面的圆柱体。 7．立式圆柱形油罐根据其顶部结构的不同又可分为：1）浮顶油罐
管道与储罐强度-7储罐
壁板宽 度mm
重量 kg
1
37.92
40.67
41.0
2980 301391
1
32.42
34.43
34.5
2680 228078
1
27.14
28.82
29.0
2680 191718
1
22.03
23.21
23.5
2680 155358
1
16.92
17.59
18.0
2680 118997
1
11.81
11.98
层 号
材料
许用 腐蚀 应力 余量 MPa mm
计算 厚度 mm
1 SPV490Q 294 1 40.82
2 SPV490Q 294 1 29.78
3 SPV490Q 294 1 4 SPV490Q 294 1
25.22 20.66
5 SPV490Q 294 1 16.10
6 SPV490Q 294 1 11.54
7 16MnR 207 1
9.50
8 Q235-B 141 1
4.05
合计
名义 厚度 mm
41.0 30.0 25.5 21.0 16.5 12.0 12.0 12.0
壁板 宽度 mm
第6章 油罐的设计计算
• 油罐是油品储存的主要设施； • 所有的石油产品都将在储罐中存放一段时间。
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① 经济。16MnR 比 A3R 贵 10%，强度提高 30%。 ② 建造大罐有最大壁厚限制。 2．可焊性要求 (1)碳 的 当 量 含 量 （ 低 好 ）。 (2)热 影 响 区（ 与 碳 的 当 量 含 量 和 冷 却 速 率 有 关 ）硬 度（ 低 好 ）。 Ceq 越高，冷却速率越快，热影响区硬度越高。 3．冲击韧性要求：防止油罐产生脆性断裂。
对于立式圆柱形油罐，根据其顶的结构可分为：
1． 锥顶油罐
锥顶罐图
大型锥顶罐图
2． 悬链式油罐
悬链式油罐图Fra Baidu bibliotek
3． 拱顶罐
拱顶罐图
罐顶是球面的一部分。
优点：施工容易，造价低。
缺 点 ：中 间 无 支 撑 ，直 径 受 到 限 制 。容 积 太 大 ，蒸 汽 空 间 大 ， 呼 吸 损 耗 大 。 最 大 的 拱 顶 罐 5 万m3 。
罐壁和底：同拱顶罐。
包边角钢、抗风圈 、加强 圈、盘梯、扶梯、人 孔、通气 阀、立
柱等。
5、 内浮顶罐
内浮顶罐
（用于储存要求高的油品，如航煤、航汽等）
顶为拱顶与浮顶的结合。
优点：一方面减少了油品的蒸发损耗，另一方面可避免雨水、尘土
等进入罐内。
第二节 罐壁钢板厚度设计
第二节 罐壁钢板厚度设计
一、 几个基本知识点
全 均 匀 的 工 程 地 质 状 况 ）。 2. 钢罐自身
施 工 ： 焊 接 （ 现 场 无 法 进 行 退 火 处 理 ）。 强度：增加壁厚。最大壁厚有限制。 稳定性:风力作用下罐壁的稳定性。 抗震：抗震措施的研究。
三、油罐对钢材的要求
由刚度决定的可用沸腾钢，由强度决定的必须用镇定钢。 油 罐 罐 壁 ： 上 部 壁 板 按 刚 度 条 件 确 定 。（ D↗ ， 最 小 壁 厚 ↗ ）。
式 中 ： ， 焊 缝 系 数 ， 取 0.9 ； x， 折 减 高 度 。
美 国 标 准 API650 ， x= 0. 305m ， x=1ft ， 则
0
H
0.305 R
。
三、 壁的变点设计法
变点法是根据不同情况改变折减高度。具体方法如下：
1、 第一圈壁板的计算
01
H
0.305D 2
小厚度要求。
2.5 / D1.5
D
油罐的稳定性与
有 关 ，所 以 油 罐 越 大（ ），所 用 钢 板 的 最 小 厚
度 越 厚 （ s min ）。
3. 罐壁最大厚度 罐 壁 钢 板 越 厚 ，越 难 保 证 焊 缝 质 量 。由 于 施 工 现 场 难 以 对焊缝进行热处理，故须限制储罐的最大壁厚。 最大许用壁厚与材质和许用最低温度有关。 4. 最大环向应力的位置 罐壁各圈板的壁厚应按每圈的最大环向应力计算。按 照无力矩薄膜理论，若只考虑液压产生的环向应力，则最大 环向力位 于每层 圈板的 最下端 。若 考虑到 上下圈 板连接 处因 变厚度而 产生的 力矩和 剪力 ，则各 圈环向 力的最 大值不 在最 下端，而是在圈板下端以上某一高度的位置上。理论和实测 都 表 明 ：对 于 中 小 型 罐 ，这 一 高 度 约 为 30cm；对 于 中 大 型 油 罐，折算 高度与 具体的 油罐有 关， 并随圈 板的不 同而不 同。
四、油罐的种类 按几何形状划分:
立式圆柱形油罐； 卧式圆柱形油罐(小型罐,用于少量储油、加油站、
零位罐)； 特 殊 形 状（ 双 曲 率 ）油 罐 ：球 罐（ 用 于 储 存 液 化 气 ）；
滴 形 油 罐（ 受 力 状 况 好 ，可 承 受 0.4-1.2at 压力，可消除小呼吸损耗，但 结构复杂，施工困难，极少使 用 ）。
5、 载荷 对于常压储罐，一般操作时内压很小（正压力 200 mmH 2O ；负 压 力 50mmH 2O ）。因 此 在 设 计 油 罐 壁 厚 时 常 常 忽略。 当 储 存 油 品 的 oil H2O 时 ， 按 试 水 的 静 压 力 计 算 ； 当 储 存 油 品 的 oil H2O 时 ， 按 油 品 的 静 压 力 计 算 。 6、 罐壁厚度的计算式
第七章
立式储罐罐壁强度设计
第一节
钢油罐设计基础知识
第一节 钢油罐设计的基本知识 一、钢油罐的发展趋势——大型化
原因：增加原油的储备量 （1）国家能源战略需要。 （2）民间用来应付原油价格波动。
油罐大型化的主要优点： 经济：节省钢材、节省投资（施工费用）、占地面积小 （因罐与罐之间有防火距离），节省配件和罐区管网。 方便：便于操作管理，几台大罐比一群小罐在检尺、维
0 C1 C2
式 中 ： ， 罐 壁 的 设 计 厚 度 ；0 ， 罐 壁 的 计 算 厚 度 ； C1 ， 钢 板 厚 度 允 许 负 偏 差 ；C2 ， 腐 蚀 裕 量 。
二、 罐壁的定点设计法
r , r R ， qz H x
N r
qz
N H xR
N
0
0
H xR
1、 板间的焊接方式
纵向焊缝：对接（焊缝间错开 500mm）
环向焊缝：对接、搭接和混合式焊缝
浮顶罐罐壁环向焊缝必须是对接；
拱顶罐罐壁环向焊缝可选择任一种焊接方式。
2、 罐壁最小厚度
对 于 油 罐 上 部 的 罐 壁 ，由 于 考 虑 到 安 装 和 使 用 的 稳 定 性 要 求 ，因 而 有 最
护、保卫等方面更方便。
二、油 罐 大 型 化 遇 到 的 新 课 题 油罐大型化遇到的问题是危险性增加，包括：
发 生 事 故 后 损 失 大 （ 经 济 、 环 保 、 安 全 等 方 面 ）； 技 术 上 易 出 问 题 （ 基 础 、 钢 罐 自 身 ）。 1. 基础：不均匀沉陷（难以寻找直径 100m 的面积上完
01
1.06
0.703D H
拱顶罐的组成：
顶、罐壁、底。
顶与壁由包边角钢相连。
大型的拱顶罐还有加强圈。
附属设施：呼吸阀、阻火器、量油孔、人孔、盘梯等。
4、 浮顶罐
单盘式浮顶罐
优 点 ： 减 少 蒸 发 损 耗 （ 大 、 小 呼 吸 ）。
双盘式浮顶罐
罐顶的自重由储液支承，受力状况好。
组成：
顶 ： 单 盘 ， 浮 船 （ 密 封 ）。