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第３７卷第５期压力容器２０２０年５月

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４８３７．２０２０．０５．０１０

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檭检验与修复檭

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膜顶栓接沼气储罐罐顶结构修复与试验验证

１１２１１

李双喜，刘志伟，芦建平，冯瑞鹏，王佳星

（１．北京化工大学流体密封技术研究中心，北京１０００２９；２．北京盈和瑞环境科技股份有限公司，北京１０２４８８）

摘要：膜顶栓接沼气储罐具有安装快速、防腐性能好、成本低等优点，但由于设计不当仍会出现失效问题，针对该类型

储罐罐顶出现漏气、坍塌等问题，对该类型罐顶进行结构分析、寻找解决办法。利用Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ建立罐顶有限元数值模

型，分析设计工况下罐顶的应力、变形和罐顶处的螺栓强度；采用控制变量法进行罐顶结构分析，分析对比部件参数对应

力、变形和螺栓强度的影响，并对罐顶进行修复与试验验证。结果表明：中心立柱高度是影响罐顶失效的主要因素，随着

中心立柱的升高，内外膜施加的向心拉力减小，罐顶各部件应力、变形与螺栓强度得到了有效的控制。罐顶结构的修复

提高了罐体整体的可靠性，为膜顶栓接沼气储罐的结构设计提供了思路。

关键词：栓接沼气储罐；控制变量法；螺栓强度；结构修复

中图分类号：ＴＨ１２；ＴＢ１１５．１文献标志码：Ｂ

ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＲｅｐａｉｒＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｏｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ

ＭｅｍｂｒａｎｅＢｏｌｔｅｄＢｉｏｇａｓＳｔｏｒａｇｅＴａｎｋ

１１２１１

ＬｉＳｈｕａｎｇｘｉ，ＬｉｕＺｈｉｗｅｉ，ＬｕＪｉａｎｐｉｎｇ，ＦｅｎｇＲｕｉｐｅｎｇ，ＷａｎｇＪｉａｘｉｎｇ

（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＦｌｕｉｄＳｅａｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ；

２．ＢｅｉｊｉｎｇＹｉｎｇｈｅＲｕｉＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２４８８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｍｂｒａｎｅｒｏｏｆｂｏｌｔｅｄｂｉｏｇａｓｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｆａｓｔｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｇｏｏｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ．

Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｕｅｔｏｍｉｐｒｏｐｅｒｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｒｅｗｉｌｌｓｔｉｌｌｂｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｓｕｃｈｐｒｏｂｌｅｍｓａｓａｉｒｌｅａｋａｇｅａｎｄｃｏｌｌａｐｓｅｏｎｔｈｅ

ｒｏｏｆｏｆｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｆｉｎｄｏｕｔａｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｎｕｍｅｒ

ｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔａｎｋｒｏｏｆｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇＷｏｒｋｂｅｎｃｈｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｂｏｌｔｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔａｎｋｒｏｏｆｕｎｄｅｒｄｅ

ｓｉｇｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｖａｒｉａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔａｎｋｒｏｏｆ，ａｎａｌｙｚｅａｎｄｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ

ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｓｔｒｅｓｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｂｏｌｔｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄｒｅｐａｉｒａｎｄｔｅｓｔｔｈｅｔａｎｋｒｏｏｆ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｅｉｇｈｔｏｆ

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