《罐管結構設計-油罐部分》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《罐管結構設計-油罐部分（25頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、,管罐結構設計,(Strength Design of the Oil Tanks and Pipes),油罐部分,油氣儲運研究所,2,,3.鋼油罐設計的基本知識,學習內容：,金屬油罐的發(fā)展趨勢 對鋼油罐的基本要求 鋼油罐的種類 鋼油罐鋼材的選擇,目的要求 ：,了解油罐建設的發(fā)展過程和鋼油罐的種類，掌握油罐設計的基本要求和油罐鋼材的選用原則。,,,3,,4,5,3.鋼油罐設計的基本知識,3.1金屬油罐的發(fā)展趨勢,一、經(jīng)濟背景（Background in Economy） 由于能源戰(zhàn)略，許多原油進口國都增加了原油儲備量，如日本在70年代中期60日的儲油量就達到了5010萬頓，比60年代初期大了許
2、多倍。 80年代初期西方一些工業(yè)化國家就對本國原油儲備量作了政策規(guī)定，分別是：英國90天，法國90天，西德70天。,6,3.1金屬油罐的發(fā)展趨勢,二、發(fā)展趨勢（Developing Trend）,（1）大型化 1962年美國芝加哥橋梁公司首建10萬米3浮頂罐， D=87m，H=21m。 1964年Shell公司在歐洲建成10萬米3浮頂罐。 1967年委內瑞拉建成15萬米3浮頂罐，D=115m，H=14.6m。 日本在1965年首建10萬米3罐，1971年建成16萬米3罐，80年代初建成20萬米3罐。 目前世界上最大的油罐為24萬米3 。 （2）操作管理自動化,7,3.1金屬油罐的發(fā)展趨勢,三、
3、大型油罐的優(yōu)點,2、節(jié)省投資 5000m3油罐平均每噸鋼材造價為1，則: 10000 m3，0.88 20000 m3 ，0.86 50000 m3 ，0.84 4*10 萬方：100% 20*2萬方：141% 3、占地面積小（防火距離要求） 4、便于操作管理（檢尺、維護、保衛(wèi)） 5、節(jié)省配件和罐區(qū)管網(wǎng)（閥門、儀表、消防、配件） 6、便于實現(xiàn)自動控制,,,1、節(jié)省鋼材 油罐容積越大，單位容積所需的鋼材量越少，投資費用越低。,8,3.1金屬油罐的發(fā)展趨勢,定性分析：,定量分析：,,,9,3.2對鋼油罐的基本要求,一、基本要求 1、強度要求：卸載后不應留下塑性變形。 2、有抵抗斷
4、裂的能力。（水壓試驗和正常操作） 3、有抵抗風載荷的能力。（建造和使用期間） 4、有抗地震的能力。（使用期間能抵御最大地震烈度，7-9級） 5、油罐要坐落在穩(wěn)固的基礎上。（控制不均勻沉陷）,10,3.2對鋼油罐的基本要求,二、油罐大型化所帶來的問題 1、防止不均勻地基沉陷：增加抵抗不均勻沉陷的能力； 2、防止脆性破壞：鋼材的強度越高，可焊性越低，斷裂韌性越低，越容易產(chǎn)生斷裂；鋼板越厚，在焊縫或熱影響區(qū)附近越易于產(chǎn)生裂紋，從而增加了斷裂的危險性。 3、抗風穩(wěn)定性：大型化導致t/D下降，油罐剛性降低，導致油罐抵抗風載荷的能力下降。 4、抗地震能力； 5、事故危害性增大。,11,3.3 鋼油罐的種類
5、,一、按幾何形狀分為： 1、臥式圓柱形油罐； 2、雙曲率油罐（滴狀、球罐）：0.4-1.2kgf/cm2一般不采用； 3、立式圓柱形油罐。,臥式圓柱形油罐,結構特點： 罐體一般由鋼板搭接而成，罐圈交互式排列，并取單數(shù)，使兩個封頭直徑相同。 V100m3的在現(xiàn)場組裝和驗收。 承壓能力高、可工廠批量生產(chǎn)、搬遷安裝方便； 耗鋼量大（40-50kg/m3），罐容小。 適用范圍： 一般用于高架罐、放空罐、計量罐或用于儲存品種多、輸量少的油品，也可用于儲存液化石油氣。,12,球罐,用途分類： 中高壓：儲存液化氣、天然氣，1-3MPa，常溫； 中低壓：低溫，液氨、乙烯、丙烯；0.4-2
6、MPa,T=-20100 低壓： 深冷，液化氣，為保冷多采用雙重球罐，T<-100 ； 外觀形狀分：圓球形、橢球形 球殼板組合：足球瓣形、瓜瓣形、混合形狀 表面積小、受力均勻、風載荷影響小（頂風面積?。?、基礎簡單； 材料要求嚴格、制造與安裝較困難、現(xiàn)場組裝與焊接技術要求高、檢驗工作量大。 用途：儲存液化石油氣、LNG、液態(tài)烴、乙烯、丙烯、氧氣、氮氣、氫氣、有毒液體與氣體介質。,13,14,3.3 鋼油罐的種類,二、立式圓柱形油罐的種類： 1、浮頂油罐（Floating-Roof Tanks）:24萬m3 2、內浮頂油罐（Enclosed Floating-Roof Tanks）：<
7、10000m3 3、拱頂油罐（Dome Roof Tanks） 4、錐頂油罐（Cone Roof Tanks）：由梁柱承擔并傳遞至罐壁 5、懸鏈式油罐（Suspending Roof Tanks）,15,5000m3 拱頂罐-1,,16,5000m3 拱頂罐-2,,17,10000m3 浮頂罐,18,10000m3 浮頂罐,,,19,,,20,21,3.4 油罐鋼材的選擇,對于立式油罐而言，最重要的部位也是受力狀況最嚴重、消耗金屬最多的部位罐壁和罐底的邊板。 設計油罐時，靠下部幾圈壁板的厚度應根據(jù)強度條件確定，而上部幾圈壁板的厚度則按剛度條件確定。 我國目前通常的設計選材是： 10001
8、0000m3油罐： 一般可分別采用A3F和A3鋼板。 2萬5萬m3油罐： 上部：由剛度確定的罐壁采用A3F鋼板； 下部：由強度確定的罐壁采用16MnR鋼板。,22,,,3.4 油罐鋼材的選擇,罐壁材料的三項基本要求 1、強度要求（Strength） 采用高強度鋼在經(jīng)濟上比較合算； 由于罐壁最大厚度的限制。 （美）API-650規(guī)定：壁板的最大厚度為38mm； （英）BS 2654規(guī)定：壁板的最大厚度為40mm； （日）JISB 8501-1976規(guī)定：低碳鋼為38mm，高強度鋼為45mm。,2、可焊性要求（Weldability） 碳當量（Carbon Equivalent）；熱影響區(qū)的硬度（
9、Hardness in Heated Zone）。 英國油罐規(guī)范BS2654規(guī)定碳當量按下式計算：,23,3.4 油罐鋼材的選擇,罐壁材料的三項基本要求,3、沖擊韌性要求（Impact Toughness） 影響油罐脆性斷裂的因素： 材料本身性質； 裂紋所在部位的應力水平； 裂紋的尺寸和形狀； 罐壁溫度； 鋼板的厚度。,24,3.4 油罐鋼材的選擇,英國油罐規(guī)范BS2654根據(jù)強度等級將材料分為三類： （1）材料等級等于或小于43級（相當于我國的A3R） ,不做沖擊試驗； ，做卻貝V沖擊試驗，試驗溫度取20（或按圖1-6，page.9）選取溫度，要求CVN 27J（2.754kgf.m） （2）材料等級為43以上至50級（相當于我國的16MnR鋼） ,不做沖擊試驗； ，做切貝V沖擊試驗， （或按圖1-6）選取溫度，要求CVN 41J（4.182 kgf.m） （3）材料等級大于50級（相當于我國的16MnVR或更高） 任何厚度均需做沖擊沖擊試驗， （或按圖1-6）選取溫度，要求CVN 41J（4.182 kgf.m）,25,為什么鋼油罐的發(fā)展日趨大型化？ 為什么立式油罐的高度隨罐容積的增加而減?。?什么原因導致沸騰鋼的冷脆敏感性強？ 油罐的選材原則是否適用于管道的選材原則？,思考題？,
罐管結構設計-油罐部分
