大型立式油罐和大型儲罐罐底的設(shè)計

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1、大型立式油罐罐底設(shè)計探討摘要：大型儲罐已經(jīng)成為石油化工裝置和儲運系統(tǒng)的重要組成部分，而儲罐的安全在很大程度上又取決于儲罐的設(shè)計。由于儲罐的罐底承受著來自各方巨大的壓力，因此，罐底的設(shè)計是大罐設(shè)計的重要部分。本文主要從罐底結(jié)構(gòu)方面來介紹大型立式油罐罐底的設(shè)計，對大罐設(shè)計、施工和維修都有著重要的意義。關(guān)鍵詞：立式油罐罐底設(shè)計排版坡度儲罐是一種用于儲存液體、固體或氣體的密封容器。在工業(yè)中通常使用的是鋼制儲罐，鋼制儲罐是石油、化工、糧油、食品、消防、交通、冶金、國防等行業(yè)必不可少的、重要的基礎(chǔ)設(shè)施，鋼制儲罐在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著非常重要的作用。根據(jù)儲罐放置位置、存儲介質(zhì)、形狀進行劃分，其主要結(jié)構(gòu)形式

2、有：正圓錐形罐底；倒圓錐形罐底；倒偏錐形罐底；單面傾斜形罐底；階梯式漏斗形罐底。而大型立式油罐罐底多采用錐形罐底的形式。1、罐底的結(jié)構(gòu)形式和特點大型立式油罐罐底通常采用倒圓錐形罐底。這種罐底及其基礎(chǔ)成倒圓錐形。中間低四周高，罐底坡度一般取2%—5%。隨排除污泥雜質(zhì)，水分的要求高低而定。在罐底中央焊有集液槽，沉降的污泥和存液集中與此，由彎管自上或由下引出排放。這種罐底形式的特點如下：1）液體放凈口處于罐底中央。不管日后罐底如何變形，放凈口總是處于罐底的最低點，這對排凈沉降的雜質(zhì)，水分，提高儲存液體的質(zhì)量十分有利。2）因易于清洗，對于燃料油罐可以不再設(shè)置清掃孔。3）倒圓錐形罐底可以增加儲罐容量

3、，儲罐直徑越大，罐底坡度越陡，可增加的容量越多。4）因較少形成凹凸變形和較少沉積，可以改善罐底腐蝕狀況。5）罐底受力比較復(fù)雜，儲罐基礎(chǔ)設(shè)計，施工要求比正圓錐形罐底更加嚴(yán)格。2、大型立式油罐罐底的設(shè)計要求大型立式油罐罐底是油罐重要的組成部分，其罐底除了承受油罐自身的重力外，還要受到儲液的靜力和基礎(chǔ)沉降所產(chǎn)生的附加力等，罐底板邊緣部分受力狀況非常復(fù)雜，為保證油罐的功能性和安全性，罐底的設(shè)計上不容忽視。經(jīng)實測，罐底的徑向應(yīng)力σx和環(huán)應(yīng)力σy略向中心移動便迅速衰減。高應(yīng)力和應(yīng)力急劇變化的區(qū)域均在邊緣板上，如圖1，據(jù)此，可將底板設(shè)計為中幅版薄、邊緣板厚的結(jié)構(gòu)如圖2，其中，中幅版受力較小，可按表1取經(jīng)

4、驗值，邊緣板的最小厚度按表2選取。3、罐底的排板方式我國現(xiàn)行的三個標(biāo)準(zhǔn)均明確規(guī)定，儲罐內(nèi)徑在12.5m以下的罐底板可以采用不設(shè)環(huán)形邊緣板的形式（如圖2所示），當(dāng)儲罐內(nèi)徑大于或等于12.5m時，罐底板應(yīng)設(shè)邊緣板（如圖2所示）。罐底板本身所受的應(yīng)力較小，但罐底邊緣由于受到罐壁、儲液、基礎(chǔ)環(huán)梁等的作用，因而對罐底邊緣板的要求比較高。對儲罐內(nèi)徑在12.5m以上的儲罐，其底板的邊緣板厚度與其相聯(lián)接的罐壁壁板的厚度有關(guān)，各自對應(yīng)的數(shù)值在我國現(xiàn)行的三個標(biāo)準(zhǔn)中均有規(guī)定。4、罐底的焊接邊緣板之間，邊緣板與中幅板之間，以及中幅板之間的焊接可采用搭接焊結(jié)構(gòu)，也可采用對接焊結(jié)構(gòu)，如圖3，選擇對接焊工藝。焊縫下面應(yīng)

5、緊貼墊板并定位，墊板厚度應(yīng)不小于3mm，寬度不小于50mm，以改善焊接質(zhì)量，加強焊縫，減少腐蝕。當(dāng)邊緣板厚度不大于6mm焊接可不開坡口，但焊縫間隙應(yīng)大于6mm。當(dāng)邊緣板厚度大于6mm應(yīng)開V型坡口。罐底排板選擇帶墊板的單面焊對接結(jié)構(gòu)。與采用傳統(tǒng)的搭接焊相比，對接焊強度高，能保持罐底平整，節(jié)省罐底材料。但要求嚴(yán)格，施工不如搭接罐底排板選擇帶墊板的單面焊對接結(jié)構(gòu)。罐底與罐壁底圈的內(nèi)外交焊縫均采用連續(xù)焊，焊接高度等于罐底的邊緣板厚度。當(dāng)邊緣板厚度大于等于10mm時，為改善受力情況避免應(yīng)力集中，采用如圖所示的角焊方法。5、罐底坡度大型立式油罐罐底坡度的形式根據(jù)所儲存介質(zhì)的不同及儲罐直徑的大小，主要有

6、下述幾種：正錐型、倒錐型、單向傾斜型（如圖4所示）。由于基礎(chǔ)的沉降，使得罐底板會產(chǎn)生變形。目前用得最多的罐底板型式是正錐型.其中心高，四周低，彌補了基礎(chǔ)沉降引起的底板中部凹陷的問題。對于罐底坡度，一般的地基不大于15‰。軟弱地基不大于35‰。總之，大型立式儲罐是目前發(fā)展的必然趨勢，了解其常用的設(shè)計方法是十分必要的，本文對罐底形式進行了探討，實際在設(shè)計罐底應(yīng)結(jié)合基礎(chǔ)地形，在安全可靠的前提下，還要降低成本，綜合考慮安全、合理、經(jīng)濟等因素，選擇合適的罐底形式。參考文獻：[1]化工設(shè)計全書-球罐和大型儲罐[2]GB50341-2003立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范[3]SH3046-1992石油化

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