钢制拱顶储罐设计

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
量的公式为: 计算容量=πR2H
式中 R——储罐内半径;
H——罐壁高度。
胜利勘察设计研究院有限公司
二、储罐的容量及经济尺寸选择
2)公称容量 公称容量是指按照储罐的几何尺寸计算所得,经圆整后, 以整数表示的容量。一般情况下,公称容量均小于计算容量。
胜利勘察设计研究院有限公司
二、储罐的容量及经济尺寸选择
使用范围 钢号 许用温度(℃) >0℃ >-20℃ >0℃ >-20℃ >-20℃ >-20℃ >-20℃ 最大板厚 (mm) 20 12 24 12 34 34 34 用 途 用于罐顶、罐底中幅板及 梯子平台等金属结构。 用于罐壁、罐顶及罐底及 梯子平台等金属结构。 用于罐壁及罐底边缘板 用于罐壁及罐底边缘板 用于罐壁及罐底边缘板
一、储罐的种类和特点
4.外浮顶储罐 浮顶储罐的罐顶是直接漂浮在液面上的浮顶,随液面的高低上下浮动。 浮顶与罐壁之间有密封装臵,从而最大限度地降低了油品的蒸发损耗。
胜利勘察设计研究院有限公司
一、储罐的种类和特点
4.外浮顶储罐 种类:浮顶按其结构分为单盘式浮顶和双盘式浮顶。 特点: ●单盘式浮顶:结构简单,材料消耗少,但易遭受雨水腐蚀,整 体稳定性较差; ●双盘式浮顶:结构比较复杂,材料用量大,但整体稳定性好, 安全性较高。浮顶储罐浮顶上部直接暴露在大气 中,不易积存油气,所以安全性最好。 大型浮顶在结构上比拱顶更容易处理,且材料消耗较少, 故大型储罐几乎全部采用浮顶储罐。由于雨水及尘土能够通过 浮顶边缘密封与罐壁的间隙进入储罐内,浮顶储罐通常用于储 存雨水等杂质对品质影响不大的油品,例如原油等。
高效自动焊接(如气电立焊等大线能量焊接方法)方面,有时
存在焊接接头性能恶化的现象,在设计选材时必须高度重视。
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
3)冲击韧性要求
材料良好的冲击韧性是防止储罐脆性破坏的一个重要方面。钢 板的厚度、材料的强度、化学成分中杂质含量、设计温度等对冲击 韧性要求的指标都有影响。因此,在选择材料时应根据不同的情况, 对材料提出不同的韧性指标要求。 一般来说,钢板厚度越大,越容易发生脆性断裂,需要的冲击
一、储罐的种类和特点
1.拱顶储罐 拱顶罐的罐顶为球面的一部分,它由构成球面的钢板和加
强筋或加强梁组成,直接支撑在罐壁上。
种类: 按加强构件的不同,可细分为:光壳拱顶、带肋 壳拱顶、网壳拱顶。 特点:结构简单、施工方便、造价低廉,能够承受较大的 内压,是最为经济的一种储罐,在石油化工及相关领域得到最
为广泛的使用。
胜利勘察设计研究院有限公司
一、储罐的种类和特点
2.锥顶储罐
锥顶储罐的罐顶为圆锥形。
胜利勘察设计研究院有限公司
一、储罐的种类和特点
2.锥顶储罐 种类:按支撑条件的不同,可分为自支撑、柱支撑、桁架支撑 等几种。 特点: ●自支撑锥顶:适用于直径较小的储罐,结构简单、施工方便 等特点; ● 桁架式锥顶:结构复杂,材料消耗高,施工比较困难; ● 柱支撑锥顶:结构复杂、材料消耗高、施工困难,对基础的 要求也较高。 桁架式锥顶和柱支撑锥顶在国内很少使用,但国外普遍使 用柱支撑锥顶而较少使用拱顶。
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
在设计选材时,必须同时考虑强度、可焊性、冲击韧性
三个因素。材料强度的增加往往会影响到可焊性,并且更容易
产生脆性破坏。因此通常限定用于储罐的材料抗拉强度等级不
宜超过610MPa。
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
3.国内储罐用材料及要求 储罐常用钢材采用碳素钢、低合金钢和高强度钢。 (GB50341第4章) 表1 储罐用钢材
用厚度都有限制,因此,在选材时,应考虑最大厚度的限制。
储罐的不同部位,受力状况不同,对材料性能要求也有不 同。罐壁、罐底边缘板要求较高,罐顶、罐底中幅板次之。
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
2.罐壁用材料的要求 罐壁用材料的三项基本要求:强度、可焊性、冲击韧性。 1)强度要求 材料强度是保证储罐安全、可靠使用的基本条件之一。储 罐大型化发展的趋势对罐壁用材料强度的要求越来越高。其原
韧性值越高;材料的强度等级越高,冲击功中和断裂无关的成分
(例如消耗于弹性变形的功值)越多,因而,需要的冲击韧性值越 高;而温度越低,材料能够提供的韧性指标越低,温度越低越容易
产生脆性破坏,所以对设计温度较低的罐壁,应有较高的冲击韧性。
对于特定的材料,钢板中杂质的含量对冲击韧性影响很大,因此, 应限定杂质的含量,以确保较高的冲击韧性。
钢制拱顶储罐设计
一.储罐的种类和特点
二.储罐的容量及经济尺寸选择
三.储罐设计参数(载荷)
四.国内外储罐标准
五.储罐用材料
六.罐底设计
七.罐壁的设计 八.罐顶设计 九.储罐附件及其选用
一、储罐的种类和特点
一、储罐的种类和特点
立式圆筒形储罐一般按其顶部结构的不同,可分为以下几种: 1.拱顶储罐
胜利勘察设计研究院有限公司
的拱顶又可以避免雨水、尘土等杂物进入罐内污染油品,所以
用来储存易挥发的成品油,例如航煤、汽油等。
胜利勘察设计研究院有限公司
二、储罐的容量及经济尺寸选择
二、储罐的容量及经济尺寸选择
1.容量
在储罐的容量概念里,有如下几种说法:计算容量、公称
容量、储存容量、有效容量 1)计算容量
计算容量是指按照储罐的几何尺寸计算所得的容量。计算容
计算:
Ceq=C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%) Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B(%)
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
英国BS2654标准中,对碳当量(Ceq)有明确的限定,碳 当量(Ceq)的计算方法和具体指标如下: Ceq=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5 (%) 当20≤ t ≤25时,Ceq≤0.43%; 当t >25时,Ceq≤0.42%; 对于中低强度的碳素钢和低合金钢,由于碳含量和其他合
3)储存容量(实际容积)
储存容量是指储罐实际上可储存的最大容量。计算容量减去 储罐上部不可用容量,便是储存容量。储存容量的公式为: 储存容量=πR2H1 式中 R——储罐内半径; H1——最高液位高度。
胜利勘察设计研究院有限公司
二、储罐的容量及经济尺寸选择
4)有效容量(工作容量)
有效容量亦称工作容量,是指储罐内允许最高工作液位与允许最 低工作液位之间的容量,是确定储罐公称容量的重要参数。计算有效容 量的公式为: 有效容量=πR2(H1—H2) 式中 R——储罐内半径; H1——允许最高工作液位高度; H2——允许最低工作液位高度。
对于试验压力,试验正压取1.1倍的设计正压。
即:试验正压=1.1x1960≈2160 Pa。
试验负压取罐顶附件载荷1200Pa+(1.1~1.2)设计负压。
即:试验负压=1200+1.15x490≈1770Pa。
胜利勘察设计研究院有限公司
三、储罐设计参数(载荷)
3.储罐的动载荷
1)风载荷
在风载荷作用下,储罐可能会倾倒或滑移,风载荷的作用 也会导致罐壁局部被吹瘪。 2)地震载荷 地震载荷作用下可能会使储罐发生以下几种主要破坏形式:
金元素含量都较低,所以其焊接性能优良。一般不用限定碳当
量(Ceq)和焊接裂纹敏感性系数(Pcm)。
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
对于高强度钢,为了提高强度,有时必须提高碳含量,添
加其他合金元素。所以,限定其碳当量(Ceq)和焊接裂纹敏 感性系数(Pcm)就尤为重要。另外,由于储罐焊缝长,在考 虑焊接性的时候,必须考虑高效焊接方法的可实施性。 近来,高强钢发展非常快,尤其是用调质处理来获得优良 的综合性能的高强钢,碳含量C、碳当量(Ceq)和焊接裂纹 敏感性系数(Pcm)都比较低,焊接性能非常优异。但在适应
量的外载荷。
2.储罐的操作载荷 储罐的操作载荷是储罐在正常操作时,储罐内气相空间的
正压或负压造成的载荷,储罐气相空间的压力由储罐的操作条
件决定。
胜利勘察设计研究院有限公司
三、储罐设计参数(载荷)
一般来说,固定顶储罐的设计压力取安全阀的最大开启压
力,即:正压1960Pa(200mmH2O)
负压490Pa(-50mmH2O)。
胜利勘察设计研究院有限公司
一、储罐的种类和特点
3.无力矩顶储罐 无力矩顶由薄钢板和中心柱组成,薄钢板悬挂 在罐壁和中心柱之间,罐顶钢板只受拉力,不受弯 矩作用。由于使用很薄的钢板,所以材料消耗很少。 由于顶板过薄,容易损坏,且易遭受雨水腐蚀,安 全性差,目前已基本不使用。
胜利勘察设计研究院有限公司
a)底圈壁板局部外凸。地震时在水平加速度的作用下,
由于倾倒力矩使得罐壁一侧压应力材料超过临界压应力值,罐 壁失稳造成的;
胜利勘察设计研究院有限公司
三、储罐设计参数(载荷)
b)罐壁与罐底间的角焊缝撕裂。这是由于水平加速度作用
下水平惯性力使角焊缝的剪应力过大造成的;
c)底圈壁板沿圆周形成圆环状突出,这种现象又称为“象 腿”。
美国石油协会标准 API650《钢制焊接油罐》
日本工业标准JIS B 8501《钢制焊接油罐的结构》
英国国家标准BS2654《石油工业钢制焊接油罐》
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
五、储罐用材料
1.储罐选材基本原则
选择储罐用材料应根据安全可靠、经济合理的原则,考虑
使用温度(气温条件、操作温度等)、储存介质及其特性、使 用部位、材料机械性能、化学成分、焊接性能、工艺性能和抗 腐蚀性能等因素,在安全可靠的前提下,尽可能地节省材料, 降低工程造价。另外,国内外对用于罐壁的各种材料的最大使
因有两个方面,首先采用强度较高的材料在经济上比较合算,
以Q235A和16MnR为例,16MnR比Q235A大约贵15%,但强度却 提高了约30%,故采用高强度钢比较合算。其次,由于罐壁最 大使用厚度的限制,如果建造大型储罐,必须使用高强度材料。
胜利勘察设计研究院有限公司
五、储罐用材料
2)可焊性要求 储罐的结构特点决定了其罐体是由许多块钢板焊接而成, 因此,作为储罐用材料,其焊接性能尤为重要。 材料焊接性能一般用代表材料的化学成分组成的碳当量或 焊接裂纹敏感性系数衡量。碳当量和焊接裂纹敏感性系数的计 算方法各个国家、各个公司不一致,因此,在限定时,应明确 计算方法。 碳当量(Ceq)和焊接裂纹敏感性系数(Pcm)通常按下式
● 一般来说,地基处理费用是确定储罐经济尺寸的关键因素,在地质条件 非常好的前提下,按罐体本身最省的原则确定的罐体尺寸总费用也是最省
的;在地质条件不良的前提下,按地基处理的费用最省原则确定的罐体尺
寸总费用也是最省的。 对于大型储罐区,结合地质条件确定储罐直径和高度是非常必要的。
只有这样,才能达到总工程造价最低,才是真正的储罐经济尺寸。
胜利勘察设计研究院有限公司
二、储罐的容量及经济尺寸选择
2.经济尺寸
● 对罐体本身来讲,在容量一定的条件下,选择合适的直径与高度可以使
得罐体本身的造价最低。对于等壁厚拱顶罐,直径与高度相等时,罐体材
料最省。 ● 储罐经济尺寸确定三要素:罐体造价、基础处理造价及征地费用。
3项费用合计起来的总费用最省的储罐尺寸才应该是最经济的储罐尺寸!
罐壁下部屈服
胜利勘察设计研究院有限公司
四、国内外内储罐设计与施工的主要标准 SH3046-92《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》
GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》
GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》
2.国外储罐标准
胜利勘察设计研究院有限公司
一、储罐的种类和特点
5.内浮顶储罐 内浮顶储罐的罐顶为拱顶与浮顶的组合,外部为拱顶,内 部为浮顶。
胜利勘察设计研究院有限公司
一、储罐的种类和特点
5.内浮顶储罐 种类:按其浮顶的结构与材质不同,可分为钢制、铝制、不锈 钢制内浮顶等。 特点:内浮顶储罐的内部浮顶可以减少油品的蒸发损失,外部
胜利勘察设计研究院有限公司
三、储罐设计参数(载荷)
三、储罐设计参数(载荷)
作用在储罐上的载荷,主要分为静载荷、操作载荷和动载
荷3大类。
1.储罐的静载荷 储罐静载荷包括储罐自重(包括附件,如:平台梯子、接 管、安全阀、呼吸阀等)、隔热层重量、储存液体的静液压力、 附加载荷、雪载荷。附加载荷是指储罐顶部检修人员及工具重
相关文档
最新文档