08立式油罐固定顶的设计.ppt

第一节 计算荷载的确定 外荷载 内荷载 第二节 拱顶结构 结构组成： 1、中心盖板（它搭载在瓜皮板上，搭接宽度一般取50mm） 2、瓜皮板（板与板采用搭接，一般采用40 mm，外侧采用连续焊，内侧采用间断焊） 3、包边角钢 罐顶——弱顶结构 球缺形顶：由中心盖板和若干扇形板组成。扇形板之间搭接，中心盖板搭在扇形板上，罐顶的外侧采用连续焊，内侧间接焊，利于爆炸时，首先掀掉罐顶，而不危及罐壁。 第三节 包边角钢 两种型式 第四节　球壳的设计 我国近几年所设计的拱顶罐， 2000m3或更小的罐，取球壳厚度4.5mm, 3000m3取球壳厚度5mm, 5000m3取球壳厚度6mm, 10000m3取球壳厚度8mm。 JIS8501规定，球壳板厚不小于下式计算值或 4.5mm,最大12mm. 二、带肋球壳 超过1000m3的油罐要加肋。 使用范围 （1）储罐直径不宜大于32m。 （2）肋条间距不得大于1.5m。 许用外压 带肋球壳的稳定性验算： P0[P] P0——设计内压 [P]——许用外压 二、斜椽和横梁截面选择 三、柱支承的选择 * * * 第八章 立式油罐固定顶的设计 q3可取300Pa。 q2常取500Pa。 一、拱顶结构 　　拱顶盖是目前立式圆筒形储罐中使用很广的一种罐顶形式，常用容积范围100～10000m3。 　　拱顶盖优点：结构简单，刚性好，能承受较高的剩余压力，钢材耗量少。 　　拱顶盖的拱顶是球的一部分，由中心顶板、扇形顶板组成，当罐径较大、顶板较薄时，顶板内侧还焊有加强肋。 　　中心顶板又叫中心盖板，扇形顶板又叫瓜皮板。 　　 第二节　拱顶结构 球形拱顶油罐 1—加强筋；2—罐顶中心顶板；3—扇形顶板；4—角钢环 两种形式： 　　一种是罐顶与罐壁的联接为圆弧过渡相焊的结构，它的边缘应力小，承压能力较高，但需要冲压力，施工比较困难； 　　另一种是采用包边角钢将拱顶与罐壁两部分焊接相联的结构，制造较方便，广泛用于承压较低的液体储罐。 罐顶与罐壁的连接方式 二、拱顶的曲率半径 　　在气体压力作用下，拱顶与储罐壁厚相等时，拱顶的强度为等直径立式圆柱形罐壁强度的2倍。为了取得等强度，拱顶直径是罐壁直径的2 倍，即拱顶的曲率半径R等于油罐直径D。一般取拱顶曲率半径与油罐直径的差值不超过20％，即 r 近似取中心盖板的半径减去搭接长度。 式中：n－瓜皮板的块数，一般取偶数； 　　 Δ－搭接宽度。 瓜皮板几何尺寸计算 罐顶总垂直荷载： q = max{qE，qI}，当qE较大时，包边角钢受拉应力，qI较大时包边角钢受压应力。 F F 包边角钢的最小尺寸应符合表8-2的要求。 JIS8501规范计算Amin。 式中，Amin－－最小截面积，m2； 　　　D－－油罐内径，m； 　　　R－－罐顶曲率半径，m。 拱顶顶板厚度与罐的大小有关。1000m3或更小的储罐，可采用光球壳（不加肋），较大的储罐采用加肋拱顶（带肋球壳）较为经济。 一、光球壳 古典球壳失稳临界荷载 P为罐顶外载荷，当P＜ Pcr时，则认为安全。 若不满足应加厚或加肋。 光球壳顶板设计厚度（SH3046-1992） GB50341-2003立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范 　　例1 （《油气储运》1999年第3期）青岛石油化工厂507号油罐为5000m3立式圆柱形拱顶钢油罐。罐顶各设一个DN250机械呼吸阀和液压安全阀，下方均设有波纹型不锈钢丝阻火器；顶板厚度6mm，顶板和肋板材质均为Q235-AF。此罐原设计储存柴油，罐壁未作保温处理，于1992年11月投产。由于生产需要，临时调用储存蜡油。1994年7月29日发生了罐顶凹陷事故，面积超过60m2，下陷最深处达50cm，罐顶部分焊缝被拉伤，罐壁上部几处略有凹陷。 　　 罐顶失稳破坏实例 原因分析：蜡油储存温度为65℃～75℃，由于油罐未作保温处理，需要长时间加温，油气上升时，温降梯度太大，石蜡油油气凝结于阻火器钢丝网上，使油罐呼吸通道堵塞。后来的大流量付油，致使负压超限。当拱顶受到的外荷载超过许用临界荷载时，拱顶失稳在所难免。 　　例2 （《石油化工设备》2001年增刊）洞庭氮肥厂于1988年建了一座10000m3立式拱顶钢油罐用于储存重油（蒸汽盘管加热）。储罐罐壁直径和拱顶曲率半径相同，皆为36000mm。顶板厚度5mm，加肋，加肋后的当量厚度为13.1mm。罐壁有100mm厚的保温层，罐顶作了防腐处理。储罐投产后顶部通气孔（108×4）处于敞开状态。1992年6月，一场持续了较长时间的暴雨使罐顶突然凹陷，凹瘪面积约200m2，凹瘪部位最大深度估测为2.5～3.0m。 　　 原因分析：在罐顶凹瘪后的检查中发现，加热蒸汽盘管焊缝处泄漏点较多，蒸汽弥漫在罐内，且