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罐管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-油罐部分

上傳人:san****019 文檔編號:15822835 上傳時(shí)間:2020-09-08 格式:PPT 頁數(shù):25 大?。?.07MB
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1、,管罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),(Strength Design of the Oil Tanks and Pipes),油罐部分,油氣儲運(yùn)研究所,2,,3.鋼油罐設(shè)計(jì)的基本知識,學(xué)習(xí)內(nèi)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(shè)的發(fā)展過程和鋼油罐的種類,掌握油罐設(shè)計(jì)的基本要求和油罐鋼材的選用原則。,,,3,,4,5,3.鋼油罐設(shè)計(jì)的基本知識,3.1金屬油罐的發(fā)展趨勢,一、經(jīng)濟(jì)背景(Background in Economy) 由于能源戰(zhàn)略,許多原油進(jìn)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(dá)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(nèi)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(dòng)化,7,3.1金屬油罐的發(fā)展趨勢,三、

3、大型油罐的優(yōu)點(diǎn),2、節(jié)省投資 5000m3油罐平均每噸鋼材造價(jià)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?。ǚ阑鹁嚯x要求) 4、便于操作管理(檢尺、維護(hù)、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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(fèi)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(qiáng)度要求:卸載后不應(yīng)留下塑性變形。 2、有抵抗斷

4、裂的能力。(水壓試驗(yàn)和正常操作) 3、有抵抗風(fēng)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(chǔ)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(qiáng)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(xiǎn)性。 3、抗風(fēng)穩(wěn)定性:大型化導(dǎo)致t/D下降,油罐剛性降低,導(dǎo)致油罐抵抗風(fēng)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(jié)構(gòu)特點(diǎn): 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(gè)封頭直徑相同。 V100m3的在現(xiàn)場組裝和驗(yàn)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(jì)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(fēng)載荷影響?。旓L(fēng)面積?。?、基礎(chǔ)簡單; 材料要求嚴(yán)格、制造與安裝較困難、現(xiàn)場組裝與焊接技術(shù)要求高、檢驗(yàn)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?dú)?、氫氣、有毒液體與氣體介質(zhì)。,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(nèi)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(dān)并傳遞至罐壁 5、懸鏈?zhǔn)接凸蓿⊿uspending 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(yán)重、消耗金屬最多的部位罐壁和罐底的邊板。 設(shè)計(jì)油罐時(shí),靠下部幾圈壁板的厚度應(yīng)根據(jù)強(qiáng)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(shè)計(jì)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(qiáng)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(xiàng)基本要求 1、強(qiáng)度要求(Strength) 采用高強(qiáng)度鋼在經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度鋼為45mm。,2、可焊性要求(Weldability) 碳當(dāng)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(dāng)量按下式計(jì)算:,23,3.4 油罐鋼材的選擇,罐壁材料的三項(xiàng)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(zhì); 裂紋所在部位的應(yīng)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(qiáng)度等級將材料分為三類: (1)材料等級等于或小于43級(相當(dāng)于我國的A3R) ,不做沖擊試驗(yàn); ,做卻貝V沖擊試驗(yàn),試驗(yàn)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(dāng)于我國的16MnR鋼) ,不做沖擊試驗(yàn); ,做切貝V沖擊試驗(yàn), (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(dāng)于我國的16MnVR或更高) 任何厚度均需做沖擊沖擊試驗(yàn), (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小? 什么原因?qū)е路序v鋼的冷脆敏感性強(qiáng)? 油罐的選材原則是否適用于管道的選材原則?,思考題?,

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