外压油罐中间抗风圈计算方法探讨

ｃ； 巧
由表２口』以看出：设计真空外压为０．２５ ｋＰａ时 需要设置２个抗风圈，而设计真空外压为Ｏ．４９ ｋＰａ时 却需要设置１个中间抗风圈。
４两种设计方法的主要差异
４．１
罐壁总的设计外压计算方法不同 罐壁总的设计外压计算方法不同，当基本风压
和设计真空外压取值相同时，通过比较公式（１）和 公式（５），可知ＧＢ ５０３４１－－２０１４正文中的Ｐ０远远 大于其附录Ｂ中的只。储罐设计实例中基本风压为
化工设备与譬叠 第５４卷第２期 ２０１７年４月ＰＲＯＣＥＳＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＰＩＰＩＮＧ
Ｖ０１．５４
Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１７
外压油罐中间抗风圈计算方法探讨
王善忠１，赖家凤２，石海信２
（１．北京华福工程有限公司天津分公司，天津３００２２２； ２．钦州学院石油与化工学院，广西高校北部湾石油天然气资源有效利用重点实验室，广西钦州５３５０１１）
表２两种设计方法的结果对Ｉ：Ｌ
Ｔａｂｌｅ ２
ＧＢ
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔａｂｌｅ ｏｆ ＧＢ ５０３４
ｔ－－２０
ｌ ４ ｃｌａｕｓｅ ６．４．３
ａｎｄ ＧＢ ５０３４
ＧＢ
ｌ－－２０ １ ４ ａｎｎｅｘ
Ｂ．３
５０３４１－－２０１４ｉｆｉ义第６ ４ ３条
５０３４１－－２０１４１Ｈ＇ｉｊＪ之Ｂ ３条
儿艾
ｉ
Ｍ＝ＩＮＴ（瓦－ＬＥ）
３储罐设计实例
拱顶油罐设计参数如表１所示。
（８）
Ｐｅ均为设计真空外压，物理意义相同，而符号没有 统一。
罐壁简体总当量高度风。：
分别按ＧＢ ５０３４１－－２０１４标准的正文第６．４．３条
（６）
凰ｚ＝∑旧ｔｓ。ｍｉｎ）２ ５］
最大允许的不加强罐壁的当量高度鼠。侥：
表１
Ｔａｂｌｅ １
２６５４中当量圆筒的概念。
２叭７年４月
王善忠，等．外压油罐中间抗风圈计算方法探讨
４１
罐壁简体的设计外压Ｐ。：
只＝ｍａｘ｛Ｐ。。∥＋０．４Ｐｏ｝
式（４）变为：
（４）
‰＝高毖‰
罐壁中间抗风圈的数量Ｍ：
㈩
对于圆柱状罐壁垂直投影面，Ｗ＝Ｉ．２３０９。，则公
ＧＢ
（５） 只＝ｍａｘ｛Ｐ。，１．２３０９０＋ｏ．４只＞ ５０３４１－－２０１４标准正文中的ｑ和附录Ｂ中的
以及其附录Ｂ．３条进行设计，得出两种设计方法的结 果对比，如表２所示。
拱顶油罐设计参数
Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｒｏｏｆ ｏｉｌ ｔａｎｋ
公称窬私｛／ｍ１
５ ０００
罐壁直径／ｍｍ
２ｌ ０００
罐鼙尚Ｊ＇监／ｍｍ
１ ６ ５００
没计正压／ｋＰａ
１．９６
设汁负『＝ｆ（／ｋＰａ呼吸阀定）乐＿－＿／ｋＰａ
摘要：ＧＢ ５０３４１－－２０１４《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》关于罐壁设计外压的计算方法发生了 较大变化：当设计真空外压不大于０．２５ ｋＰａ时，按照标准正文６．４．３条进行设计；当设计真空外压大于
０．２５ ｋＰａ＿ｇ－不大于６．９
ｋＰａ时，则按照附录Ｂ．３和Ｂ．４条进行设计。由于外压计算方法的不同，可能存在不
ＢＳ
［Ｂ】－１６．４８鲁（告）２
罐壁中间抗风圈的数量Ｍ：
５
（２）
Ｍ＝矾Ｔ（南）
２ ＧＢ
㈤
５０３４１—２０１４标准的附录Ｂ中间抗风圈
设计思路
中间抗风圈的设计方法基本参照ＡＰＩ ６５０附录 Ｖ，主要由以下几个公式构成：
收稿日期：２０１６．１１．０９ 基金项目：广西高校北部湾石油天然气资源有效利用重点实验室 开放课题基金资助（２０１６ＫＬＯＧ２３）。 作者简介：王善忠（１９６７一），男，河北衡水人，高级工程师。主 要从事压力容器设计和技术管理工作。
０．２５
ｋＰａ的工况，附录Ｂ参照ＡＰＩ ６５０－－－２０１３［３１《钢 核算区间的罐壁筒体许用临界压力［Ｐｃｒ］：
制焊接石油储罐》附录Ｖ，适用于设计外压大于０．２５ ｋＰａ且不大于６．９ ｋＰａ的工况。由于外压设计方法的 不同，有可能造成设计负压较大时反而需要设置较少 中间抗风圈的不合理现象。 储罐在风压作用下临界压力的求解方法与等壁 厚薄壁圆筒在均匀外压作用下求解临界压力的方法 主要有两点不同： （１）由于储罐的罐壁仅承受罐内液体的液柱静 压力，因此除上部构造厚度为等壁厚区域外，下部各 圈罐壁自上而下逐圈加厚，属于变壁厚薄壁圆筒； （２）风力作用在罐壁上的外压分布是不均匀的。 为求解变壁厚罐壁的临界压力，中、美、英、 日等国家都做过不少研究，其形成的共同观点是：都 以驻点最大外压作为设计均匀外压，且都接受了英国
０．２５／０ ４９ —０２
Ｉ水风Ｊ Ｉ（／ｋＰａ
０ ５３
粗糙度类别 Ｂ类 罐壁腐蚀裕量／ｍｍ
１．５
抗震设防烈度没汁基本加速度没ｉｒ地震分绀
７度０．１５
ｇ
场地土类别
ＩＶ
基本。１≯ｉ（／９８０
壁板厚度ｍ１１１１
４／ｌ ２／１０／１０／９／７／６／６／６
珂ｊ－２１１
ｋ
负队
７咎禁袭礁羹篇谢罐ｉ‘ｔ篆－％Ｊ箩ｆ（Ｐ没．出簿鐾设‘搬慷㈡粢袭篝惹＇ｋ算Ｐａ管罐度剃Ｈｓｌ僦／ｍｍ５苓簇辫髅
５０３４１－－２０１４标准中的止义是按照罐壁总设计外压与
罐壁临界外压的比值取整数，而ＧＢ ５０３４１－－２０１４标 准中的附录是按照罐壁筒体总当量高度与最大允许 不加强罐壁当量高度的比值取整数，但在设计总外压 相同的情况下，两种计算方法得出的中间抗风圈的数 量基本相同，影响不大。
立式圆筒形钢制焊接油罐的罐壁为大型薄壁结 构，其主要失效形式是内压强度失效和外压失稳失 效，罐壁在满足液柱静压力引起的罐壁强度的前提 下，尚应进行外压稳定性校核。ＧＢ ５０３４１－－２０１４… 《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》将外压加强圈
１
ＧＢ
５０３４１—２０１４标准中正文６．４．３条中间抗
风圈设计思路
合理现象：当设计负压较大时，反而需要设置较少的中间抗风圈。通过分析两种设计方法并结合储罐 实例计算结果进行探讨，提出了使用标准进行设计时应注意的问题。 关键词：油罐；罐壁；中间抗风圈；设计外压
中图分类号：ＴＱ
０５０．３；ＴＨ １２３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９．３２８１（２０１７）０２．００４０．００３
ＧＢ
５０３４１－－２０１４正文６．４．３条关于中间抗风圈
的设计仍然沿用ＧＢ ５０３４１－－２００３的方法，主要由以 下３个公式构成： 对于存在内压的固定顶储罐，罐壁简体的设计 外压Ｐ０：
Ｐ０＝２．２５／２：∞ｏ＋ｑ （１）
设计分为正文和附录Ｂ两部分，正文部分仍沿用ＧＢ ５０３４１－－２００３【２１的设计方法，适用于设计外压不大于