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5 罐底設(shè)計

5.1 罐底板尺寸

5.1.1 除腐蝕裕量外,罐底板的厚度不應(yīng)小于表5.1.1的規(guī)定。

表5.1.1  罐底板厚度

5.1.2 除腐蝕裕量外,罐底環(huán)形邊緣板的厚度不應(yīng)小于表5.1.2的規(guī)定。

表5.1.2  環(huán)形邊緣板厚度

各國規(guī)范關(guān)于罐底環(huán)形邊緣板的最小厚度規(guī)定見表10~表12。

表10  美國標(biāo)準(zhǔn)《焊接石油儲罐》API 650規(guī)定的環(huán)形邊緣板的最小厚度

注:1 當(dāng)設(shè)計液位高度與儲液相對密度的乘積大于23m時,環(huán)形邊緣板的厚度應(yīng)根據(jù)彈性分析來確定;

2 底圈罐壁板厚度為設(shè)計條件下的有效厚度和試水條件下的名義厚度。

表11  日本標(biāo)準(zhǔn)《鋼制焊接油罐結(jié)構(gòu)》JISB8501規(guī)定的環(huán)形邊緣板的最小厚度

表12  原規(guī)范規(guī)定的環(huán)形邊緣板的最小厚度

歐洲標(biāo)準(zhǔn)《在室溫和高于室溫下液體儲存用現(xiàn)場建造的立式、圓柱形、平底、地上用焊接鋼罐的設(shè)計和制造規(guī)范》BS EN 14015規(guī)定,直徑大于12.5m油罐的環(huán)形邊緣板最小厚度應(yīng)為下列兩者的較大值:

(1)≥3.0+1/3底圈罐壁板厚度(mm),不包括腐蝕裕量;

(2)≥6mm,不包括腐蝕裕量。

譬如,底圈罐壁板厚度為19mm,則罐底環(huán)形邊緣板厚度為10mm,不包括腐蝕裕量;底圈罐壁板厚度為25mm,則罐底環(huán)形邊緣板厚度為12mm,不包括腐蝕裕量;底圈罐壁板厚度為32mm,則罐底環(huán)形邊緣板厚度為14mm,不包括腐蝕裕量;底圈罐壁板厚度為45mm,則罐底環(huán)形邊緣板厚度為18mm,不包括腐蝕裕量。

隨著我國國家石油儲備庫的建設(shè),目前10×104m3及以上容量的大型油罐已大量建成。與此同時,國內(nèi)進(jìn)行了大量的有限元應(yīng)力計算分析,并進(jìn)行了油罐大角焊縫應(yīng)力測試。結(jié)果表明,適當(dāng)增加邊緣板厚度可以減小底圈罐壁及邊緣板的不協(xié)調(diào)變形,減小邊緣板大角焊縫處的峰值應(yīng)力。增加邊緣板厚度也能提高油罐的抗震能力。另外,根據(jù)這幾年的油罐大修檢測,該部位腐蝕較嚴(yán)重,增加厚度能提高油罐的壽命和安全性。故本次修訂根據(jù)底圈罐壁板標(biāo)準(zhǔn)屈服強度下限值的范圍,修訂了罐底環(huán)形邊緣板厚度,見表13。

表13  環(huán)形邊緣板最小名義厚度(mm)

5.1.3 環(huán)形邊緣板的尺寸在水平面內(nèi)沿罐半徑方向測量,應(yīng)符合下列規(guī)定:

1 罐壁內(nèi)表面至邊緣板與中幅板之間的連接焊縫的最小徑向距離不應(yīng)小于下式的計算值,且不應(yīng)小于600mm;

式中:Lm———罐壁內(nèi)表面至環(huán)形邊緣板與中幅板連接焊縫的最小徑向距離(mm);

tb———罐底環(huán)形邊緣板的名義厚度(不包括腐蝕裕量)(mm);

Hw——設(shè)計液位高度(m);

ρ——儲液相對密度。

2 底圈罐壁外表面沿徑向至邊緣板外緣的距離不應(yīng)小于50mm,且不宜大于100mm。

3 需抗震設(shè)防的油罐和采用環(huán)梁基礎(chǔ)的油罐,環(huán)形邊緣板的徑向尺寸宜加大。

罐底環(huán)形邊緣板沿徑向的寬度,各國油罐規(guī)范規(guī)定不完全相同。

API 650規(guī)定按下式計算:

式中:tb——罐底環(huán)形邊緣板厚度(mm);

H——設(shè)計液位(m);

G——儲液相對密度。

并規(guī)定環(huán)形邊緣板的徑向?qū)挾仍诠薇趦?nèi)側(cè)至少為600mm,伸出罐壁外側(cè)至少為50mm。

JIS B 8501規(guī)定,罐壁內(nèi)側(cè)的邊緣板寬度,不得小于按下式算出的Lm值,且Lm不得小于600mm。

式中:Lm——罐壁內(nèi)側(cè)的邊緣板寬度(mm);

tb——邊緣板厚度(mm);

H——最高液位(m)。

BS EN 14015規(guī)定,罐壁內(nèi)側(cè)的邊緣板寬度不得小于按下式算出的la值,且la不得小于500mm。

式中:ea——邊緣板厚度(mm);

H——設(shè)計液位(m)。

并規(guī)定邊緣板的徑向?qū)挾壬斐龉薇谕鈧?cè)至少為50mm,但不得大于100mm。

可以看出,JIS B 8501、API 650與BS EN 14015的規(guī)定基本一致。

本規(guī)范采用API 650的計算公式和規(guī)定。同時根據(jù)BS EN 14015的規(guī)定,對底圈罐壁外表面至邊緣板外緣的徑向距離,原文為“不應(yīng)小于50mm”,現(xiàn)修訂為“不應(yīng)小于50mm,且不宜大于100mm”。

加寬邊緣板可使罐底板的整體性得到加強,增強罐底板抵抗不均勻沉降的能力,因此對抗震設(shè)防的油罐和采用環(huán)梁基礎(chǔ)的油罐宜適當(dāng)加大環(huán)形邊緣板的徑向尺寸。

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