国内外大型储罐的设计标准对比.pdf

油气储运 O i l G a sS t o r a g ea n dT r a n s p o r t a t i o n 国内外大型储罐的设计标准对比 吴龙平1明斐卿2 罗丽华1杨忠惠3王旭洲1 1 中国石油天然气管道工程有限公司 2 河北石油职业技术学院 3 中国石油天然气管道局西气东输二线西段项目部 吴龙平等 国内外大型储罐的设计标准对比 油气储运 2 0 1 0 2 9 1 2 9 3 3 9 3 6 摘要 基于石油储罐设计日趋大型化的现状 对不同国家石油储罐的设计标准A P l 6 5 0 2 0 0 9 B SE N1 4 0 1 5 2 0 0 4 J I SB8 5 0 卜1 9 9 5 和G B5 0 3 4 l 一2 0 0 3 进行对比分析 优选出适用于计算大型储 罐壁厚 罐底边缘板厚度和顶部抗风的标准 A P l 6 5 0 变点法是计算大型储罐 D 6 0m 壁板厚度 的最佳方法 关于边缘板厚度的选取 当底圈壁板厚度小于3 0m m 时 4 种标准均可选用 当底圈 壁板厚度大于3 0m l T l 时 应选用A P l 6 5 0 或B SE N1 4 0 1 5 关于顶部抗风的计算 4 个标准各有利 弊 国内工程应以G B 5 0 3 4 1 为主 国际工程以A P l 6 5 0 为主 而欧洲工程则以B SE N1 4 0 1 5 为主 主题词 大型储罐 罐壁厚度 罐底边缘板 顶部抗风 设计标准 石油储罐的设计日趋大型化 合理地设计 制造 和使用大型储罐显得越来越重要 国际上储罐的设 计标准主要包括A P l 6 5 0 2 0 0 9 B SE N1 4 0 1 5 2 0 0 4 J I SB8 5 0 i 1 9 9 5 和G B5 0 3 4 l 一2 0 0 3 此4 项标准在 确定罐壁厚度 罐底边缘板厚度和顶部抗风计算中 有相同之处 也有不同之处 为了更好地选择合适的 标准进行储罐设计 有必要对这些标准的异同加以 讨论 1 罐壁厚度的计算 立式圆筒形储罐的罐壁厚度与其半径相比小很 多 因此罐壁是典型的薄壁圆柱形壳体 圆柱形罐 壁主要承受储存介质的静液压力 静液压力从上至 下呈三角形分布而逐渐增大 在静液压力的作用 下 罐壁主要承受环向薄膜应力 因此罐壁厚度也应 从上至下呈三角形分布而逐渐增厚 然而 实际工 程中不可能采用逐渐增厚的罐壁 而是采用阶梯形 变截面罐壁 同时 由于相l 临罐壁厚度不同造成连 接处产生边缘应力和弯矩 使罐壁环向应力一般不 在罐壁最底部 罐壁厚度的计算 除A P l 6 5 0 变点 法外 各国储罐标准罐壁的厚度公式基本相同 中 国的G B 5 0 3 4 1 2 0 0 3 L lJ 日本的J I SB8 5 0 I 1 9 9 5 2 1 和欧洲的B SE N1 4 0 1 5 2 0 0 4 t3 储罐标准都采用定 点法计算罐壁厚度 以介质水为例 其公式分别为式 1 式 2 和式 3 产4 9 塑 P 塑 1 L a J t 妒 式中 t 为水介质储罐的壁厚计算值 m m H 为设计 液位高度 m D 为储罐内径 m 盯 为常温下罐壁 钢板的许用应力 所有钢板的许用应力均为屈服强 度的2 3 M P a 舻为焊缝系数 取0 9 当标准规定 的最低屈服强度大于3 9 0M P a 时 底圈壁板取 0 8 5 t 繁 2 产 盯 2 式中 为常温下罐壁钢板的许用应力 取屈服应力 的0 6 倍 M P a 妒为焊缝系数 第l 圈壁板取0 8 5 其余取1 0 t 一型祭 3 3 一 爵 i 一 式中 S 为常温下罐壁钢板的许用应力 M P a 取屈 服应力的0 7 5 倍 但许用应力不得大于2 6 0M P a 当相邻两圈罐甓钢板所取的许用应力不同或材 料不同 且同时满足式 4 时 应按式 5 进行相邻上 圈壁板厚度的计算 竿 H 夕 H I 7 式中 H u 为从最高液位到相邻卜 圈擘板最底端的 距离 m H 为从最高液位到柱l 邻下网嚷板最底端 的距离 m 作者简介 吴龙平 工程师 1 9 7 9 年生 2 0 0 5 年硕上毕业于中国石油大学 华东 化T 过程机械专业 现主要从事大删储罐的i 殳汁r 作 电话I1 3 4 7 3 1 6 5 2 9 6 E m a i l lw u l o n g p i n g a c p p e c o m c n 万方数据 吴龙平等 国内外大型储罐的设计标准对比 W uL o n g p i n g e ta l D e s i g nS t a n d a r d sf o rL a r g e s c a l eS t o r a g eT a n k sW o r l d w i d e 2 了矿丁 5 美国A P l 6 5 0 2 0 0 9 4 3 标准规定 当储罐直径大 于6 01 T I 肘 必须采用变点法计算罐壁厚度 其定点 公式为式 6 变点法公式为式 7 式 1 0 t 4 9 H O 3 D I S 6 式中 S 为水压试验下的许用应力 M P a m i n 0 7 5 倍的钢板屈服应力 3 7 倍的钢板抗拉强度 第1 圈壁板厚度可按下式计算 当1 3 7 5 订毫事 3 0 1 2 1 5 1 8 2 1 1 包括腐蚀裕量 B SE N1 4 0 1 5 对罐底环形边缘板厚度的取值除 满足式 1 3 外 还应不小于6m m 不包括腐蚀 裕量 P 3 0 P l 3 1 3 式中 P 为底圈罐壁厚度 不包括腐蚀裕量 m m P 为罐底环形边缘板厚度 不包括腐蚀裕蟹 m m A P l 6 5 0 2 0 0 9 对罐底环形边缘板厚度的取值规 定 当H G 6 0m 设计的最佳选择 不仅适 o fs i t eb u i l t v e r t i c a l c y l i n d r i c a l f l a t b o t t o m e d a b o v e g r o u n d 用于国际I 程 也适用于国内工程 关于边缘板厚 w e l d e d s t e e lt a n k sf o t h e 吼 8 9 o f q d sa ta m b i e n t 度的选取 当底圈壁板厚度小于3 0m m 时 4 种标 k 叫玳 n da b J o o 乱 准均可选用 当底圈壁板厚度不小于3 0m m 时 选 5 武铜柱 立式圆筒形储罐罐肇强度计算比较及孬薪占 石油化 用A P l 6 5 0 或B SE N1 4 0 1 5 如有可能应进行应力 工设备技术 2 0 0 4 2 5 5 1 5 分析 关于顶部抗风的计算 4 个标准各有利弊 实 收稿日期 2 0 1 0 一O l 一2 9 上接第9 0 2 页 新的0 形圈时应充分了解其材质 规格尺寸和使用 表面质量有明确规定 但由于部分制造商和使用者条件的适宜性 切忌仅考虑规格尺寸而忽视材质物 对静态 形圈密封原理认识不足 沟槽的加工质量理化学性质的盲目更换 往往被忽视 沟槽尺寸直接影响密封接触面间压力 差的建立 进而导致密封失效 若沟槽和密封面表 参考文献 面粗糙度较大删易造成 形圈表面过快磨损 直n 3 嘉薹主嚣筹 纛暑 鼍 篙姜嚣翟 接影响其使用寿命 4 4 安装和使用 2 3 李耀文 宋一平 李鲲 等 G B T3 4 5 2 3 2 0 0 5 液压气动用O o 形