課程設(shè)計---40m3 埋地臥式油罐圖

1、<p>　　《管道及儲罐強(qiáng)度設(shè)計》</p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　題 目 40m3 埋地臥式油罐圖 </p><p>　　所在院（系） 石油工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 &

2、lt;/p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　完 成 時 間 </p

3、><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1緒論3</b></p><p>　　1.1 金屬油罐設(shè)計的基本知識3</p><p>　　1.1.1 金屬油罐的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.1.2 對金屬油罐的基本要求3</p>

4、<p>　　1.2 金屬油罐的分類4</p><p>　　1.2.1 地上鋼油罐4</p><p>　　1.2.2 地下油罐4</p><p>　　1.3 課題意義4</p><p>　　2埋地臥式油罐課程設(shè)指導(dǎo)書計5</p><p>　　2.1 設(shè)計說明書5</p>&l

5、t;p>　　2.1.1 適用范圍5</p><p>　　2.1.2設(shè)計、制造遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范5</p><p>　　2.1.3主要設(shè)計內(nèi)容5</p><p>　　2.1.3.1 油罐供油系統(tǒng)流程圖5</p><p>　　2.1.3.2 40 m3埋地臥式油罐加工制造圖，基本參數(shù)和尺寸6</p><p&

6、gt;　　2.1.4 安全6</p><p>　　2.1.5 設(shè)計遵循參照的主要規(guī)范6</p><p>　　2.1.6設(shè)計范圍6</p><p>　　2.1.7 防腐7</p><p>　　2.1.8油罐接管7</p><p>　　2.1.9 油罐容積的確定7</p><p>

7、　　2.1.10 其它7</p><p>　　3課程設(shè)計計算書9</p><p>　　3.1 設(shè)計的基本參數(shù)9</p><p>　　3.2 殼體壁厚計算9</p><p>　　3.2.1 筒體壁厚計算9</p><p>　　3.2.2 封頭壁厚計算9</p><p>　　3

8、.3 鞍座的選擇計算9</p><p>　　3.3.1 罐體重Q19</p><p>　　3.3.2 燃料油重Q210</p><p>　　3.3.3 儲罐的總重Q= Q1＋Q210</p><p>　　3.4 鞍座作用下筒體應(yīng)力計算10</p><p>　　3.4.1 筒體軸向彎矩計算10<

9、;/p><p>　　3.4.2 筒體軸向應(yīng)力計算11</p><p>　　3.4.3 筒體周向應(yīng)力計算11</p><p>　　3.5 抗浮驗(yàn)算13</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　1緒論</b></p>&

10、lt;p>　　1.1 金屬油罐設(shè)計的基本知識</p><p>　　1.1.1 金屬油罐的發(fā)展趨勢</p><p>　　近一、二十年來，油罐的設(shè)計與施工技術(shù)都較過去有了更快的發(fā)展。從世界范圍來講，這一狀況與前一時期國際上的能源危機(jī)有關(guān)。由于能源危機(jī)，近若干年來許多工業(yè)化的、靠進(jìn)口原油的國家都增加了原油的儲備量，這就迫使這些國家不得不建造更多更大的油罐。這一經(jīng)濟(jì)需求不僅促進(jìn)了油罐事業(yè)

11、的發(fā)展，也使越來越多的新課題，隨著這些新課題的研究和解決，這就使油罐的設(shè)計與施工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和深化。</p><p>　　現(xiàn)在油罐發(fā)展的總體趨勢是走向大型化，而所以有此趨勢是由于大型化具有下列優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　　(1)節(jié)省鋼材。</b></p><p><b>　　(2)減少投資。</b></p&g

12、t;<p><b>　　(3)占地面積小。</b></p><p>　　(4)便于操作管理。</p><p>　　(5)節(jié)省管線及配件。</p><p>　　由以上分析可以看出，油罐大型化有許多經(jīng)濟(jì)利益，這也就是這種趨勢的動力。目前油庫的組成結(jié)構(gòu)與十年前相比有了很大的改觀，由油罐的“小而多”變?yōu)椤按蠖佟?。這一點(diǎn)也是衡量一個國家在

13、油罐設(shè)計、研究、建造等方面技術(shù)水平高低的一個尺度。</p><p>　　1.1.2 對金屬油罐的基本要求</p><p>　　對金屬油罐的基本要求主要有以下五個方面：</p><p>　　(1)強(qiáng)度要求。油罐在卸載以后不應(yīng)留下塑性變形。</p><p>　　(2)有抵抗斷裂的能力。無論在水壓或操作條件下，油罐不得產(chǎn)生斷裂破壞。</p&

14、gt;<p>　　(3)有抵抗風(fēng)荷的能力。在整個建造及使用期間，在建罐地區(qū)的最大風(fēng)荷下不產(chǎn)生破壞。</p><p>　　(4)有抗地震的能力。要求在整個使用期間內(nèi)，在建罐地區(qū)的最大烈度下不產(chǎn)生烈性變形。</p><p>　　(5)油罐要坐落在穩(wěn)固的基礎(chǔ)之上。油罐的基礎(chǔ)在整個使用期間期間的不均勻沉陷要在允許的范圍之內(nèi)。</p><p>　　上述基本要求是

15、就總體而言的，具體的某一構(gòu)件還要有其各自的特殊要求。</p><p>　　如前所述，油罐大型化以后給人們帶來了一些利益，但另一方面隨著油罐大型化，也出現(xiàn)了一些新的技術(shù)課題。因而要付出更大的努力才能滿足以上五個基本要求。</p><p>　　油罐的大型化使罐壁鋼板越來越厚。然而，由于罐壁在施工現(xiàn)場無法進(jìn)行退火處理，所以允許的壁板厚度是有一定限度的。一般來說，鋼板的強(qiáng)度（指屈服極限、強(qiáng)度極限）

16、越高，則斷裂韌性越低，也就是說月容易產(chǎn)生斷裂。這就要求油罐的設(shè)計人員要正確選材，特別是在氣候寒冷的地區(qū)建罐，更要注意在滿足強(qiáng)度要求的同時，恰當(dāng)?shù)靥岢鰯嗔秧g性的要求及檢驗(yàn)的方法和手段。這是油罐大型化過程中遇到的第一個問題。</p><p>　　一般來說，鋼板越厚在焊縫或熱影響區(qū)附近越易于產(chǎn)生裂紋，由于這些原始裂紋的存在，從而增加了斷裂的危險性。這是油罐大型化過程中遇到的第二個問題。</p><p

17、>　　隨著油罐的大型化，壁厚t與直徑D之比，即t/D值降低，這使油罐剛性降低，從而使油罐抵抗風(fēng)荷的能力下降了。采取何種方法校核油罐抵抗風(fēng)荷的能力，以及用何種方法增強(qiáng)這種能力，這是油罐大型化過程中遇到的第三個問題。</p><p>　　一般來說，鋼板強(qiáng)度等級越高，其可焊性越低，這就要求油罐設(shè)計人員選材時注意其可焊性，同時采取合適的焊接工藝。焊前的預(yù)熱、焊接順序、線能量的大小、環(huán)境條件（大氣溫度、適度、風(fēng)速）等

18、都與焊縫質(zhì)量有密切關(guān)系。這是油罐大型化過程中遇到的第四個問題。</p><p>　　地震可能給油罐帶來很大的破壞，為人民的生命、財產(chǎn)造成很大的損失。但造成小油罐與大地震破壞的因素并不完全相同，油罐越大，則在地震時與油罐一致運(yùn)動的那部分儲液（地震波中短周期成分起作用）所占的比例越小，而參與晃動的那部分儲夜（地震波中長周期成分起作用）所占的比例越大。對大型油罐地震破壞的研究及其相應(yīng)的抗震措施是油罐大型化過程中遇到的第

19、五個問題。</p><p>　　油罐大了，油罐基礎(chǔ)所占的面積也大了，許多大型油罐基礎(chǔ)的直徑在100m以上。在這樣大的，面積上要找到均勻的工程地質(zhì)狀況往往是比較困難的。大型油罐基礎(chǔ)的設(shè)計、如何恰當(dāng)?shù)靥岢鰧τ诔料莸囊螅约安捎煤畏N結(jié)構(gòu)以增加油罐抵抗不均勻沉陷的能力等是油罐大型化過程中遇到的第六個問題。</p><p>　　1.2 金屬油罐的分類</p><p>　　

20、在各類石油庫中，使用著各種類型的油罐，儲存不同性質(zhì)的油品。按照這些油罐建造的特點(diǎn)，可分為地上油罐和地下油罐兩種類型。地上油罐大多采用鋼板焊接而成，由于它的投資較少、建設(shè)周期短、日常的維護(hù)及管理比較方便，因而石油庫中的油罐絕大多數(shù)為地上式；地下油罐多采用鋼板或鋼板混凝土兩種材料建造，由于整個油罐建在地下，所以儲存介質(zhì)的溫度比較穩(wěn)定，氣體蒸發(fā)的損耗較少。但由于這種油罐的投資較高、建設(shè)周期長、施工難度較大、操作及維護(hù)不如地上油罐方便，故當(dāng)有特

21、殊要求時才選用。</p><p>　　1.2.1 地上鋼油罐</p><p>　　鋼油罐的種類一般是按照幾何形狀來劃分的。通?？煞譃槿悾?lt;/p><p>　　(1)立式圓柱型油罐</p><p>　　(2)臥式圓柱型油罐</p><p>　　(3)雙曲率油罐（如滴狀油罐和球形油罐）</p><p

22、>　　在以上三類油罐中，立式圓柱型油罐占大多數(shù)，對大型油罐更是如此。臥式油罐通常作為小容器使用。滴狀油罐可承受的0.4~1.2kgf/cm2剩入壓力，可消除小呼吸損耗，適于儲存揮發(fā)性大的油品，但這種油罐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，建設(shè)費(fèi)用高，故在國內(nèi)尚未采用，國外用的也不多。這種油罐自問世以來，實(shí)際上沒有得到推廣。球罐用于儲存液化氣，其設(shè)計一般劃在受壓容器范圍內(nèi)。</p><p>　　臥式油罐的優(yōu)點(diǎn)是能承受較高的正

23、壓和負(fù)壓，有利于減少油品的蒸發(fā)損耗；可在工廠制造然后運(yùn)往現(xiàn)場安裝，搬運(yùn)和拆遷都方便。臥罐的缺點(diǎn)是單位容積的耗鋼量高，比立式油罐高出一倍以上，而且因單個油罐體積小，當(dāng)使用較多油罐時占面積大。</p><p>　　臥式油罐在油庫中應(yīng)用非常廣泛。在大型油庫中常用它儲存一些周轉(zhuǎn)數(shù)量較少的不同品種的油料。小型油庫和加油站由于儲量本來就不大，臥罐常常成為主要的儲油容器。因便于拆遷，臥罐還常用于野戰(zhàn)油庫。除用作一般儲油容器外，

24、根據(jù)工藝需要還常把臥罐用作罐裝罐、放空罐、壓力罐、真空罐等。由于臥罐能承受較高的內(nèi)壓，有時還用它儲存液化氣。它一般安裝在地面鞍型支座上。用于油品放空的臥罐常埋入地下，使管線中的存油能自流放入罐內(nèi)，放空罐的埋地深度也由工藝計算決定。有時為了達(dá)到隱蔽的目的，也將臥罐埋入土中或置入地下掩體內(nèi)。</p><p>　　1.2.2 地下油罐</p><p>　　常用的地下油罐有立式圓筒形及臥式圓筒形

25、兩種。由于油罐設(shè)置在地面以下，所以土壤的地質(zhì)條件、腐蝕性以及地下水的情況，是地下油罐結(jié)構(gòu)設(shè)計時主要考慮的因素。</p><p>　　（1）直接埋地立式圓筒形油罐。這種油罐的頂板、壁板以及底板，一般情況下多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為了防止儲存介質(zhì)的滲漏，油罐的壁板及底板的內(nèi)側(cè)襯一層鋼板。這種結(jié)構(gòu)的油罐，施工技術(shù)較為復(fù)雜、要求嚴(yán)格、施工周期較長、投資較大。</p><p>　?。?）覆土立式圓筒形

26、油罐。立式圓筒形油罐置于被土覆蓋的罐室中，罐式頂部和周圍的覆土厚度不小于0.5m，多為普通碳鋼鋼板制造。</p><p>　?。?）埋地臥式圓筒形油罐。采用直接覆土或罐池充沙（細(xì)土）方式埋設(shè)在地下，且罐內(nèi)最高液面低于罐外4m范圍內(nèi)地面的最低標(biāo)高0.2m的臥式油罐，多為普通碳鋼鋼板制造。由于實(shí)際需要的容積不大（大多不大于50 m3），便于廠家整體制造、運(yùn)輸及施工。</p><p><b

27、>　　1.3 課題意義</b></p><p>　　“油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計”是油氣儲運(yùn)專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)課。而該課程的課程設(shè)計對于學(xué)生加深這門課的理解無疑是有幫助的。它使學(xué)生對油氣油罐及管道強(qiáng)度及其相關(guān)問題有了比較全面的了解，并且掌握各類壓力管道及儲罐分析與設(shè)計的基本概念、基本原理與基本方法。</p><p>　　近年來，我國油氣儲運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)得到了空前的發(fā)展，對油

28、氣儲運(yùn)設(shè)施的安全可靠性提出了越來越高的要求，油氣管道與儲罐設(shè)計的新技術(shù)、新方法不斷發(fā)展，需要將油氣管道和儲罐強(qiáng)度設(shè)計的基礎(chǔ)理論、設(shè)計計算方法和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范予以總結(jié)，為油氣儲運(yùn)工程技術(shù)人員提供較為全面的參考資料。</p><p>　　2埋地臥式油罐課程設(shè)指導(dǎo)書計</p><p>　　2.1 設(shè)計說明書</p><p>　　2.1.1 適用范圍</p>&

29、lt;p>　　本文適用于儲存工業(yè)或民用設(shè)施中常用的燃料油的40 m3埋地臥式油罐。 </p><p><b>　　壓力：常壓</b></p><p>　　工作溫度：-19 ℃～ 200℃</p><p>　　介質(zhì)：燃料油（柴油、汽油等）</p><p>　　2.1.2設(shè)計、制造遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范</p>

30、<p>　　《鋼制壓力容器》 GB 150 </p><p>　　《鋼制焊接常壓容器》 JB/T 4735 </p><p>　　《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》 JB/T 4709 </p><p>　　《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》 GB 985 </p><p>　　《壓力容

31、器無損檢測》 JB 4730 </p><p>　　2.1.3主要設(shè)計內(nèi)容 </p><p>　　2.1.3.1 油罐供油系統(tǒng)流程圖</p><p>　　2.1.3.2 40 m3埋地臥式油罐加工制造圖，基本參數(shù)和尺寸 </p><p>　　① 2600（直徑）× 7400（長度）× 10（壁厚）〔單位：m

32、m〕；</p><p>　?、?封頭壁厚： 10mm；</p><p>　?、?殼體材料：20R；</p><p>　?、?設(shè)備金屬總質(zhì)量：7160 kg；</p><p><b>　　2.1.4 安全</b></p><p>　　油罐應(yīng)有避雷、防靜電措施，具體措施如下</p>&

33、lt;p>　　2.1.5 設(shè)計遵循參照的主要規(guī)范</p><p>　　《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》 （GB50058）</p><p>　　《石油與石油設(shè)施雷電安全規(guī)范》 （GB15599）</p><p>　　《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》 （GB50156）</p><p>　　《鍋樓房設(shè)計規(guī)范》 （GB500

34、41）</p><p>　　《防止靜電事故通用規(guī)則》 （GB12158）</p><p>　　《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)則》（GB50160）</p><p>　　《石油庫設(shè)計規(guī)范》 （GBJ）</p><p><b>　　2.1.6設(shè)計范圍</b></p><p><b>　　防雷電

35、與防靜電措施</b></p><p><b>　　防火措施</b></p><p>　　可燃?xì)怏w、液化烴、可燃液體的鋼罐，必須設(shè)防雷接地，并應(yīng)符合下列規(guī)定：</p><p>　　a.　裝有阻火器的甲B 乙類可燃液體地上固定頂罐，當(dāng)頂板厚度等于或大于4mm時，可不設(shè)避雷針，線； b.　丙類液體儲罐，可不設(shè)避雷針、線，但必須設(shè)防感應(yīng)雷接

36、地；c.　浮頂灌（含內(nèi)浮頂罐）可不設(shè)避雷針、線但應(yīng)將浮頂與罐體用兩根截面不小于25 mm2軟銅線作電氣連接，其連接點(diǎn)不應(yīng)小于兩處，連接點(diǎn)沿油罐周長的間距不應(yīng)大于30m；d.　壓力儲罐不設(shè)避雷針、線，但應(yīng)作接地；</p><p>　　本圖罐體均采用厚度>4mm的金屬材料，不設(shè)避雷措施，但當(dāng)罐體置于建筑物、構(gòu)筑物內(nèi)時必須作可靠接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少與兩處，其間弧形距離不應(yīng)大于30m；當(dāng)金屬油罐在室外設(shè)置時必須作環(huán)

37、形防雷接地，其接地點(diǎn)不應(yīng)少與兩處，其間弧形距離不應(yīng)大于30ｍ；接地體距罐壁距離應(yīng)大于3m</p><p>　　埋設(shè)罐體（圖規(guī)定埋深>50cm），可不設(shè)避雷設(shè)施，但應(yīng)采用防腐蝕鍍鋅金屬材料。埋設(shè)油罐應(yīng)采取犧牲陽極、保護(hù)陰極的作法：即將油罐體作為陰極，在土壤中埋設(shè)電位比油罐材料更負(fù)的強(qiáng)陰極（如鋅板），并與油罐做電氣連接，使其構(gòu)成電偶效應(yīng)以達(dá)到保護(hù)油罐，防止電化學(xué)腐蝕。當(dāng)操作井與地上金屬物相連時應(yīng)作電氣通路連接，

38、以便與地面設(shè)施等電位連接處理。</p><p>　　將油罐系統(tǒng)流程有關(guān)的設(shè)備、設(shè)施的防雷接地、防靜電接地和電氣設(shè)備接地共用同一接地裝置，接地電阻<4歐 。接地連接線均采用多股銅芯線，截面不應(yīng)小于16 mm2。</p><p>　　可燃液體儲罐的溫度、液位等測量裝置，應(yīng)采用鎧裝電纜或鋼管配線，電纜外皮或配線鋼管與罐體應(yīng)作電氣連接。</p><p>　　操作井立柱

39、角鋼與墊板、墊板與儲油罐外壁、立柱角鋼與操作井蓋板均應(yīng)作電器通路。蓋板與加油車或輸入裝置作防靜電連接。</p><p>　　根據(jù)不同的防護(hù)區(qū)（爆炸危險區(qū)）確定相應(yīng)的防護(hù)措施：電源線路的敷設(shè)與連接，防靜電連接、防雷接地的連接（共用接地連接） </p><p>　　(10) 油罐底座應(yīng)與油罐作可靠電氣連接，在油

40、罐底座預(yù)留接地端子。當(dāng)接地端子間沿油罐外圍距離大與30ｍ時，需增加接地端子。接地端子的設(shè)置位置由設(shè)計人員確定。</p><p>　　(11) 由接地端子至接地體采用BV-1X25 mm2導(dǎo)線穿PVC40管。接地體應(yīng)用直徑不小于16mm的鍍鋅圓鋼或截面不小于40×4 mm2的鍍鋅扁鋼制成。</p><p><b>　　(12) 防火措施</b></p&g

41、t;<p>　　(13) 可燃液體火災(zāi)宜采用低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。撲救可燃?xì)怏w、可燃液體和電器設(shè)備及烷烴金屬化合物等的火災(zāi)，宜選用鈉粉。當(dāng)干粉與氟蛋白泡沫滅火系統(tǒng)聯(lián)用時，應(yīng)選用硅化鈉鹽干粉。</p><p>　　(14) 油罐區(qū)的火災(zāi)應(yīng)采用干粉車。</p><p>　　(15) 卻水系統(tǒng)應(yīng)能滿足消防冷卻總?cè)萘康囊蟆?lt;/p><p>　　(16) 建筑物

42、、構(gòu)筑物內(nèi)的可燃?xì)怏w泄露危險場所應(yīng)采用可燃?xì)怏w探測器報警系統(tǒng)。</p><p>　　(17) 消防措施，根據(jù)工程實(shí)際情況由選用單位與環(huán)衛(wèi)措施等統(tǒng)一考慮。</p><p>　　2.1.7 防腐 </p><p>　　油罐內(nèi)壁防腐措施應(yīng)根據(jù)罐內(nèi)儲存介質(zhì)確定，外壁防腐措施應(yīng)根據(jù)埋罐土介質(zhì)確定。</p><p><b>　　2.1.8油罐

43、接管</b></p><p>　?。?）本圖所示工藝接管的規(guī)格、數(shù)量及位置，可根據(jù)工程實(shí)際情況由選用單位行調(diào)整。</p><p>　?。?）與油罐相連通的進(jìn)油管，通氣管橫管及回油管均應(yīng)坡向油罐，其坡度不應(yīng)小于2‰。 </p><p>　　（3）通氣管管口應(yīng)高出地面4m及以上。沿建筑物的墻﹙柱﹚向上敷設(shè)的通氣管管口，應(yīng)高出建筑物的頂面1.

44、5m以上。通氣管的公稱直徑不應(yīng)小于50 mm且應(yīng)安裝阻火器。</p><p>　　2.1.9 油罐容積的確定 </p><p>　　油罐的總?cè)莘e應(yīng)根據(jù)油的運(yùn)輸方式和供應(yīng)周期等因素確定。對于火車和船舶運(yùn)輸，一般不小于 20-30 天的設(shè)備最大消耗量；對于汽車運(yùn)輸一般不小于 5-10 天的設(shè)備最大消耗量；對于油管道輸送一般不小于 3-5 天的設(shè)備最大消耗量；對于以辦公為主的建筑，燃油設(shè)備的日

45、運(yùn)行時間取 10-12 小時；以普通住宅為主的建筑，日運(yùn)行時間為取 12-16 小時；以高檔住宅和賓館為主的建筑，日運(yùn)行時間取 16-24 小時。 </p><p>　　2.1.10 其它 </p><p>　?。?）油罐埋地設(shè)置，其頂部覆土不應(yīng)小于 0.5 m 。油罐的周圍，應(yīng)回填干凈的沙子或細(xì)土，其厚度不應(yīng)小于 0.3 m。 </p><p>　?。?）油罐操

46、作平臺、梯子由選用單位統(tǒng)一考慮。 </p><p>　?。?）埋地臥式油罐操作井是為埋地臥式油罐而設(shè)計的，兩者應(yīng)配套使用。操作井的高度受油罐埋地深度控制，選用者應(yīng)根據(jù)油罐實(shí)際埋地深度調(diào)整圖中給出的操作井高度，同時調(diào)整相關(guān)尺寸。 </p><p>　?。?）對地下水位高的地區(qū)，選用者應(yīng)對埋地臥式油罐采取錨固防浮措施。 </p><p>　?。?）本圖中的設(shè)備也可用于重

47、質(zhì)燃料油，但所需的加熱器等相關(guān)構(gòu)件由選用者提供。</p><p>　?。?）本圖中給出液位計口主要用于配備現(xiàn)場液位指示的玻璃板液位計，對罐內(nèi)液位控制應(yīng)由選用者根據(jù)工程自控控制方案統(tǒng)一考慮。 </p><p>　?。?）埋地臥式油罐物料出口是否安裝底閥以及其連接等問題由選用者考慮。 </p><p>　?。?）由于埋地臥式油罐地埋地時油罐殼體將承受一定的外荷載，因此，

48、設(shè)計時按外壓 0.1 兆帕對其進(jìn)行核算。 </p><p><b>　　3課程設(shè)計計算書</b></p><p>　　3.1 設(shè)計的基本參數(shù)</p><p>　　設(shè)計壓力 P＝ 0.1MPa </p><p>　　設(shè)計溫度

49、 T＝ 200℃</p><p>　　介 質(zhì) 燃料油</p><p>　　焊縫系數(shù) ＝0.85</p><p>　　腐蝕裕量 C2＝ 1.5mm</p><p>　　筒體內(nèi)徑

50、 =2600mm</p><p>　　筒體長度 L=7400mm</p><p>　　封頭內(nèi)徑 =2600 mm</p><p>　　主體材料 20R</p><p>　

51、　其設(shè)計溫度下許用應(yīng)力 130MPa</p><p>　　水壓試驗(yàn)壓力 = 0.125 MPa</p><p>　　鋼板厚度負(fù)偏差 C2= 0.8 mm</p><p>　　3.2 殼體壁厚計算</p><p>　　3.2.1 筒體壁厚計算&l

52、t;/p><p>　　由文獻(xiàn)[7]中的公式計算筒體壁厚 </p><p><b>　　(3-1) </b></p><p>　　壁厚附加量 C＝C1＋C2＝0.8+1.5=2.3mm</p><p&

53、gt;　　由于最小壁厚規(guī)定并且</p><p>　　所以＋C＝5.2+2.3=7.5mm</p><p>　　圓整后，實(shí)選壁厚＝8mm</p><p>　　3.2.2 封頭壁厚計算</p><p>　　由文獻(xiàn)[7]中的公式計算封頭壁厚</p><p><b>　　(3-2) </b><

54、/p><p>　　由于最小壁厚規(guī)定并且</p><p>　　壁厚附加量C=C1＋C2＝0.8+1.5＝2.3mm</p><p>　　所以＋C＝5.2+2.3=7.5mm</p><p>　　圓整后實(shí)選壁厚＝8mm</p><p>　　3.3 鞍座的選擇計算 </p><p>　　3.3.1

55、 罐體重Q1</p><p>　　Dg=2800mm，10mm的筒節(jié)，每米設(shè)備重量q1=1050kg/m </p><p>　　所以Q1＝kg (3-3) </p><p>　　3.3.2 燃料油重Q2</p><p>　　Q2=

56、 (3-4)</p><p>　　其中 －充料系數(shù)，取1； </p><p>　　V―儲罐體積 ，V＝V封+V筒＝48.45m3</p><p>　　―汽油在200C時的比重為998.2kg/m3 。</p><p><b>　　kg </

57、b></p><p>　　3.3.3 儲罐的總重Q= Q1＋Q2 </p><p>　　Q＝Q1+Q2＝48363+7770＝56132Kg </p><p>　　式中 Q1-------罐體重 ； Q2-------燃料油重。</p&

58、gt;<p>　　所以儲罐的重力G=Qg，而兩支座的支持力等于儲罐的重力，即。</p><p>　　G=Qg=56132×9.8=550093.6N =275046.8N</p><p>　　3.4 鞍座作用下筒體應(yīng)力計算</p><p>　　3.4.1 筒體軸向彎矩計算</p><p>　　雙支座支撐的的臥

59、式容器殼視為雙支點(diǎn)的外伸梁，在容器軸向存在兩個最大彎矩，一個在鞍座處，一個在容器兩支座間跨距中點(diǎn)處。</p><p>　　跨距中點(diǎn)處的彎矩按下式計算：</p><p>　　M1＝F（C1L－A） (3-5) </p><p>　　支座處的彎矩按下式計算：</p><p>&l

60、t;b>　　(3-6) </b></p><p>　　式中 Ri----筒體內(nèi)半徑，m；</p><p>　　A――支座中心線至封頭切線的距離，m，選取A＝0.6m。</p><p>　　（ H=8813－7400－730=683mm L=7400＋25×2=7450mm ） </p><p>　　C2――

61、系數(shù) , (3-7) </p><p>　　C3――系數(shù)， (3-8) </p><p>　　C1――系數(shù)， (3-9)</p><p>　　所以 275046.8</p><p>　　3.4.2

62、 筒體軸向應(yīng)力計算</p><p>　　在跨距中點(diǎn)處橫截面上，由壓力及彎矩所引起的軸向應(yīng)力之和見下圖：</p><p>　　圖6-1 筒體軸向應(yīng)力分析圖</p><p>　　(1) 橫截面的最高點(diǎn)處</p><p>　　Mpa (3-10)</p><p>　　(2) 橫截面的最低點(diǎn)</

63、p><p>　　Mpa (3-11)</p><p>　　以上兩式中 P――設(shè)計壓力Mpa；</p><p>　　――容器壁厚，mm（不計附加壁厚）。</p><p>　　(3) 支座處的軸向應(yīng)力</p><p>　　此應(yīng)力取決于支承面上筒體的局部剛性。當(dāng)在載荷作用下筒體不能保持圓形時，其橫截面上部

64、的一部分對承受軸向彎矩不起作用。</p><p>　　當(dāng)筒體有加強(qiáng)圈時，在筒體最高點(diǎn)處的軸向應(yīng)力用下式計算：</p><p>　　Mpa (3-12)</p><p>　　在筒體橫截面的最低點(diǎn)處的軸向應(yīng)力用下式計算：</p><p>　　Mpa (3-13) </p><

65、;p>　　K1 ，K2為參數(shù)，查文獻(xiàn)[7]表7－6得K1＝1，K2＝1</p><p>　　3.4.3 筒體周向應(yīng)力計算</p><p>　　(1) 周向彎矩計算</p><p>　　因鞍座截面處無加強(qiáng)圈，且A>0.5Rn，所以按文獻(xiàn)[7]中公式：</p><p>　　M=K6FRn計算。</p><p&g

66、t;　　式中 K6――系數(shù)，由文獻(xiàn)[7]查得：K6=0.0131</p><p><b>　　其它參數(shù)同上。</b></p><p>　　則M=K6FRn=0.0131×275046.8×1.3=4.684×N.m</p><p>　　(2) 周向壓縮應(yīng)力計算</p><p>　　因鞍座

67、截面處無加強(qiáng)圈，且A>0.5Rn，所以按文獻(xiàn)[7]中公式：Tmax=-K5F計算。</p><p>　　式中 K5――系數(shù)，由文獻(xiàn)[7]中查得：鞍座包角時º ,</p><p><b>　　K5＝0.760</b></p><p>　　則Tmax=-K5F=-0.760×275046.8=-2.090×105

68、N</p><p>　　而在鞍座軸邊角處的周向壓縮應(yīng)力T值為：T=-F/4=-275046.8／4=-6.88×104N</p><p>　　(3) 周向總應(yīng)力的計算和校核</p><p>　　該設(shè)計圓筒的鞍座界面上無加強(qiáng)圈，但在鞍座兩側(cè)的圓筒上有加強(qiáng)圈。而且鞍座上不設(shè)置襯墊板，則圓筒橫截面最低處周向壓縮應(yīng)力按下式計算：</p><p

69、><b>　　(3-14) </b></p><p>　　其中k---計及圓筒和鞍座是否相焊的系數(shù)，本設(shè)計中不相焊，k=1 K5――系數(shù)，</p><p><b>　　K5＝0.76</b></p><p>　　b----圓筒的有效長度，b=300</p><p><b>　　所以

70、</b></p><p>　　鞍座邊角處的周向總應(yīng)力：</p><p>　　Mpa (3-15)</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)[7]規(guī)定，用圓筒材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力進(jìn)行校核；用圓筒材料在設(shè)計溫度下許用應(yīng)力的1.25倍進(jìn)行校核。</p><p>　　因?yàn)?130 Mpa</p><p><b

71、>　　162.5 Mpa</b></p><p><b>　　所以滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p><b>　　3.5 抗浮驗(yàn)算</b></p><p>　　為了保證臥罐不被地下水浮起，必須滿足下列不等式：</p><p>　?。?-16）

72、 </p><p>　　式中 Gst--罐體單位長度自重；</p><p>　　Gso--作用在臥罐單位長度上的成棱柱體的土壤重量，見圖6-1；</p><p>　　VW--臥罐單位長度埋入地下水的體積；</p><p>　　--水的容重，=1000kg/m3；</p><p

73、>　　K--安全系數(shù)，取K＝1.2～1.5；</p><p>　　式中 ----鋼材的容重，=7850kg/m3 ；</p><p><b>　　(3-17） </b></p><p>　　式中 H1--油罐軸心到地表的距離，m；</p><p>　　--土壤的內(nèi)摩擦角，取=45°。</p&g

74、t;<p>　　扇形面積 (3-18) </p><p><b>　　(3-19) </b></p><p><b>　　因?yàn)闈M足不等式</b></p><p>　　那么不會出現(xiàn)油罐被地下水浮起的可能，此時不必設(shè)置錨墩增重。否則必須設(shè)置錨墩增重。</p>&l

75、t;p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 潘家華，郭光臣，高錫祺，等.油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計[M].北京：石油工業(yè)出版社，1986.</p><p>　　[2] GBJ 128-90 立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社1990.</p><p>　　[3] SH 3048-93 石油化工鋼

76、制設(shè)備抗震設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.</p><p>　　[4] GB 50205-2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.</p><p>　　[5] SH 3046-92 石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范[S],北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.</p><p>　　[6] 余國琮.化工容器設(shè)計[M]

77、.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1980</p><p>　　[7] GB 150-2001鋼制壓力容器—國家標(biāo)準(zhǔn)[S].國家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.北京：學(xué)苑出版社，1989.</p><p>　　[8] 湛康燾. 機(jī)械制圖[M].上海：上海交通大學(xué)出版社. 1999.</p><p>　　[9] 郭光臣. 油庫設(shè)計與管理[M].山東：石油大學(xué)出版社. 1990.&