管道及储罐强度

中国石油大学函授生考试试卷

课程管道与储罐强度教师李岩芳2013 /2014 学年第2学期

班级13级油气储运____________ 成绩_______

一、填空题（2’×15=30’）

1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。

2、为满足强度要求，罐壁下节点处的轴向应力σ与其材料屈服极限

σ的关系为。

s

3我国在设计油罐时，一般根据原则来计算其直径和高度。一般说来，等壁厚油罐的公称容积不超

过米3。

4如果在壁厚为t的罐壁上开一直径为D的人孔，需用截面积为的金属来进行补强。当罐壁开孔接管的直径不超过时，可不进行补强。

5、根据原则，拱顶油罐的罐顶曲率半径约为倍罐壁筒体直径。

6、我国将抗风圈一般设计在的位置上。某地区的瞬时风速为60s

m/，则在该地区建10,0003m浮顶罐时，所用抗风圈的最小截面系数为3

cm。一般说来，抗风圈与罐壁连接处上下各倍壁板厚度能与抗风圈同时工作。

7、设计浮顶罐时，浮船外径比油罐内径小毫米。

8、一般说来，管道的弹性截面系数W与其塑性截面系数,W的关系为，通常采用截面系数来进行管路跨度设计，使其满足强度要求。

9、直角弯管的柔性要比相同直径相同壁厚曲管的柔性。

10、Π型补偿器可采用或的办法来提高其补偿能力。

11、通常，管道的跨度可按管子的和两个条件来确定。

12、某水平铺设的管道其中间跨度计算值为10米，则其边跨的计算值为米；若将该管道铺设在30度斜坡上，则其中间跨的计算值为米。

13、柔性系数ij 是指。

14、某平面管系按正常方法铺设于两固定约束端之间，在某一温差 t 下，用弹性中心法求得约束端的作用力比值为P x /P y =5,若将温差改变为2 t ，则P x /P y = 。

15、一般地，公称容积5万3m 的浮顶罐，其直径约为m 。

二、选择，将选择项画“√”。（20分）

（1）、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的（高度 直径 壁厚）有关。

（2）、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在（罐壁最下端 罐壁最下端以上0.3m 处 不确定）。

（3）、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P ，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应（ 是P/2 是P/3 重新计算）。

（4）、罐底边缘板厚度与（油罐内径、板材强度、底圈罐壁厚度）有关。

（5）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。

（6）、当拱顶罐呼吸阀中真空阀开启进气时，包边角钢内承受（拉应力、压应力）。

（7）、一般埋地管线敷设在（地下水位线以上、地下水位线以下 、冰冻线以上）。

（8）、 下列（罐壁设加强圈、罐顶设加强筋、罐顶设置呼吸阀）措施可增强拱顶罐的抗风能力。

（9）、平面管道热应力计算时，弹性中心法求出的弹性力的作用点在（管系的形心、固定支座处、管系的弹性中心）。

（10）、门型补偿器可采用（预先拉伸或预先压缩、预先弯曲、预先扭转）的办

法来提高其补偿能力。

三、简答题(4’×5=20’)

1、设计油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关？

2、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为

例分别说明。

3、平面管道热应力的大小与哪些因素有关？

4、分别可采用哪些措施来提高拱顶罐和浮顶罐罐壁的稳定性，增强它们的抗风

能力？试说明理由

5、浮顶的设计必须满足哪些要求？

四、试推导直管道壁厚的设计公式。（10分）

五、计算（20分）

1、一拱顶罐的拱顶为4mm厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa，油罐操作正压力200mm水柱，真空度50mm水柱，顶板自重340 N/m2，活载荷（包括雪载）为800 N/m2，油罐拱顶半径和罐壁直径R=D=7700mm，顶板边缘切线与水平线的夹角

α，

30

=

焊缝系数η=0.85，弹性模量E=2.1×1011Pa。

（1）验算拱顶的稳定性；

（2）包边角钢是否满足强度要求。

2、某拱顶油罐的正操作压力为200mm水柱，真空度50mm水柱，油罐壁的内直径D=14.5m，罐壁共八层，各层高度均为1.6m，上部六层壁厚都是5mm，第二圈壁板厚度6mm，底圈板厚度7mm，该罐罐壁的设计腐蚀裕量为0.5 mm，K

=1，如果不设加强圈，该罐适合在标准风速多大的地区建造？

z