緒論11金屬油罐設(shè)計的基本知識111金屬油罐的發(fā)展趨勢進入21世紀，隨著石油峰值的提前來臨加之我國石油資源困乏的雙重壓力，我國必將加大對石油資源的戰(zhàn)略儲備，這就迫使國家不得不建造更多更大的油罐。而成品油罐的建設(shè)是保證市場充足供給的堅實基礎(chǔ)，對社會穩(wěn)定和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的地位，這就促進了成品油罐的設(shè)計與施工技術(shù)更快的發(fā)展與完善，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)進一步發(fā)展和深化。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1節(jié)省鋼材。2減少投資。3占地面積小。4便于操作管理。5節(jié)省管線及配件。由以上分析可以看出，油罐大型化有許多經(jīng)濟利益，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?。這一點也是衡量一個國家在油罐設(shè)計、研究、建造等方面技術(shù)水平高低的一個尺度。112對金屬油罐的基本要求對金屬油罐的基本要求主要有以下五個方面1強度要求。油罐在卸載以后不應(yīng)留下塑性變形。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。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。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。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)。上述基本要求是就總體而言的，具體的某一構(gòu)件還要有其各自的特殊要求。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。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，鋼板的強度（指屈服極限、強度極限）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，更要注意在滿足強度要求的同時，恰當?shù)靥岢鰯嗔秧g性的要求及檢驗的方法和手段。這是油罐大型化過程中遇到的第一個問題。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。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這種能力，這是油罐大型化過程中遇到的第三個問題。一般來說，鋼板強度等級越高，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。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五個問題。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?shù)靥岢鰧τ诔料莸囊?，以及采用何種結(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。12金屬油罐的分類在各類石油庫中，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，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、操作及維護不如地上油罐方便，故當有特殊要求時才選用。121地上鋼油罐鋼油罐的種類一般是按照幾何形狀來劃分的。通?？煞譃槿?立式圓柱型油罐2臥式圓柱型油罐3雙曲率油罐（如滴狀油罐和球形油罐）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0412KGF/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)。臥式油罐的優(yōu)點是能承受較高的正壓和負壓，有利于減少油品的蒸發(fā)損耗；可在工廠制造然后運往現(xiàn)場安裝，搬運和拆遷都方便。臥罐的缺點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，當使用較多油罐時占面積大。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，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。有時為了達到隱蔽的目的，也將臥罐埋入土中或置入地下掩體內(nèi)。122地下油罐常用的地下油罐有立式圓筒形及臥式圓筒形兩種。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。（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、要求嚴格、施工周期較長、投資較大。（2）覆土立式圓筒形油罐。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05M，多為普通碳鋼鋼板制造。（3）埋地臥式圓筒形油罐。采用直接覆土或罐池充沙（細土）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)地面的最低標高02M的臥式油罐，多為普通碳鋼鋼板制造。由于實際需要的容積不大（大多不大于50M3），便于廠家整體制造、運輸及施工。13課題意義“油罐及管道強度設(shè)計”是油氣儲運專業(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。近年來，我國油氣儲運系統(tǒng)的建設(shè)得到了空前的發(fā)展，對油氣儲運設(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度設(shè)計的基礎(chǔ)理論、設(shè)計計算方法和標準規(guī)范予以總結(jié)，為油氣儲運工程技術(shù)人員提供較為全面的參考資料。4拱頂罐裝配圖課程設(shè)計指導(dǎo)書41設(shè)計說明書411適用范圍此設(shè)計中油罐儲存介質(zhì)為柴油及不易揮發(fā)的相類似油品。設(shè)計條件設(shè)計壓力正壓1960PA負壓490PA設(shè)計溫度19T90基本風(fēng)壓686PA雪載荷441PA抗震設(shè)防烈度8度（近震）場地土類型類儲液密度1000KG/M3腐蝕裕量1MM當介質(zhì)腐蝕性較強，腐蝕速率超過01MM/A時，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)對碳鋼腐蝕速率確定適當?shù)母g裕量，并相應(yīng)增加油罐壁板及油罐底版的厚度或采取其它防腐措施。412設(shè)計、制造遵循的主要指標規(guī)范SH3046石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范GBJ128立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范SH3048石油化工鋼制設(shè)備抗震設(shè)計規(guī)范GB50205鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范413罐體規(guī)格尺寸范圍4131公稱容積M34132公稱直徑DNMM414罐頂盤梯及平臺此設(shè)計中所有油罐均采用45升角的螺旋盤梯。盤梯均按左旋布置，用戶可根據(jù)實際情況自行改動。415罐體的防腐此設(shè)計中對油罐內(nèi)壁防腐未做具體規(guī)定，當用戶根據(jù)介質(zhì)情況需要對油罐做內(nèi)防腐時，選用者可根據(jù)具體要求確定防腐級別，并提出相應(yīng)的技術(shù)要求。一般防腐可采用刷二遍底漆，二遍面漆。416油罐附件4161罐壁人孔罐壁人孔均安裝于罐壁最底圈壁板上，其中心距離罐底約800MM。人孔位置應(yīng)與透光孔相對應(yīng)。以便采光通氣。當只有一個透光孔時，人孔應(yīng)設(shè)在透光孔之180位置上。4162量油孔量油孔一般適用于人工檢尺的油罐，其公稱直徑為DN150MM。安裝位置應(yīng)在罐頂平臺附近并與透光孔相對應(yīng)。以便測定儲液計量或取樣。4163透光孔透光孔主要用于油罐放空后的通氣和檢修時的采光，安裝在罐頂平臺附近，與人孔對稱或在同一方位上布置。其中心距罐壁1000MM。透光孔的公稱直徑為DN500MM。4164呼吸閥呼吸閥只要用于固定油罐上的通風(fēng)裝置，一般安裝在罐頂中心附近，起呼吸作用。4165排水槽排水槽用于油罐排水（污）放凈之用。417接口此設(shè)計中所設(shè)置的接口數(shù)量、規(guī)格及用途是推薦性的。選用者可根據(jù)需要，參照表中給出的各種管口要求，自行變更其規(guī)格、數(shù)量，安裝方位及標高。418液位指示計口此設(shè)計中未設(shè)液位指示計口，選用者可根據(jù)具體情況設(shè)定液位指示計口的規(guī)格、定位尺寸、方位。定貨時須注明油罐高度。419消防設(shè)施此設(shè)計中油罐采用泡沫消防，根據(jù)油罐容積大小不同，設(shè)置不同數(shù)量、不同規(guī)格的泡沫發(fā)生器。本圖集中僅提供泡沫發(fā)生器與罐壁連接的開孔數(shù)量、規(guī)格尺寸及方位。泡沫發(fā)生器由選用者確定。并應(yīng)根據(jù)儲存介質(zhì)的特性，校核空氣泡沫發(fā)生器的規(guī)格和數(shù)量。4110避雷及防靜電此設(shè)計中油罐未設(shè)置避雷及防靜電設(shè)施。選用時由選用單位相應(yīng)專業(yè)根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定設(shè)置避雷及防靜電設(shè)施。4111油罐基礎(chǔ)41111基本要求油罐基礎(chǔ)應(yīng)符合GBJ128立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范和SH3046石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定。其基本要求如下1基礎(chǔ)面層應(yīng)為絕緣防腐層，基礎(chǔ)表面任意方向上不應(yīng)有凸起的棱角?；A(chǔ)表面凹凸度從油罐中心向周邊測量不應(yīng)超過25MM。2基礎(chǔ)錐面坡度對一般地基應(yīng)為15/1000，對軟弱地基一般不應(yīng)大于35/1000?；A(chǔ)沉降基本穩(wěn)定后的錐面坡度應(yīng)不小于8/1000。41112油罐基礎(chǔ)設(shè)計條件選用者可按工程實際情況，對其中的空白項加以補充后，提供給土建專業(yè)，作為油罐基礎(chǔ)的設(shè)計依據(jù)。4112罐體保溫此設(shè)計中油罐的罐體保溫應(yīng)由選用者按照工程的具體情況，確定保溫材料、保溫結(jié)構(gòu)及保溫厚度。4113罐體外壁涂漆此設(shè)計中油罐的罐體外壁無保溫時要求涂兩遍底漆，兩遍面漆。當油罐有外壁保溫時，不涂刷面漆。4114選用說明41141選用原則1油罐的工作條件必須滿足本說明的設(shè)計條件，如不能滿足上述設(shè)計條件，應(yīng)由選用者重新校核所選用的油罐厚度及穩(wěn)定性。2油罐的進、出口管的規(guī)格與本系列推薦的不同時，應(yīng)對油罐附件（呼吸閥）的規(guī)格尺寸按工藝條件核算后方可選用。必要時應(yīng)加大其規(guī)格尺寸或增加數(shù)量。3噴淋管的支架由選用者根據(jù)需要現(xiàn)場焊接。其它支架允許現(xiàn)場焊接，但支架的載荷不能過重。4115油罐的制造、檢驗及驗收此設(shè)計中油罐的制造、檢驗及驗收按GBJ128立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范進行。4116原始數(shù)據(jù)41161適用范圍及設(shè)計條件拱頂油罐儲存介質(zhì)為柴油及不易揮發(fā)的相類似油品。（1）設(shè)計壓力正壓1960PA負壓490PA（2）設(shè)計溫度19T90（3）計算風(fēng)壓686PA（4）雪載荷441PA（5）抗震設(shè)防烈度8度（6）場地土地類型II類（7）儲液密度1000KG/M3（8）腐蝕余量1MM4117開口說明（1）進油口公稱直徑為50MM,伸出高度（H）為200MM。（2）出油口公稱直徑為50MM,伸出高度（H）為200MM。（3）透光孔公稱直徑為500MM。（4）呼吸閥公稱直徑為100MM。（5）量油孔公稱直徑為150MM。（6）溫度計開口公稱直徑為25MM,伸出高度（H）為200MM。（7）罐壁人孔公稱直徑為600MM。（8）排水口公稱直徑為50MM,伸出高度（H）為200MM。4118技術(shù)要求（1）本油罐按GBJ128立式圓筒行鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范進行制造、試驗和驗收。（2）本油罐罐體在基礎(chǔ)檢查驗收合格后方可進行整體安裝。（3）本油罐所用鋼板的技術(shù)條件應(yīng)符合GB3274碳素結(jié)構(gòu)剛和低合金結(jié)構(gòu)剛熱軋厚鋼板和剛帶的有關(guān)規(guī)定。（4）所有罐壁開口應(yīng)避開罐壁焊縫，開口接管或補強圈邊緣距罐壁焊縫應(yīng)大于100MM。（5）油罐安裝完畢后，罐體外表面刷二遍底漆，二遍面漆。（有保溫時不刷面漆）（6）管口及梯子方位按圖所示。42設(shè)計任務(wù)書油罐及管道強度設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目M3拱頂油罐裝配圖的繪制學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)班級設(shè)計內(nèi)容與要求一、原始數(shù)據(jù)1適用范圍及設(shè)計條件錐頂油罐儲存介質(zhì)為柴油及不易揮發(fā)的相類似油品。（1）設(shè)計壓力正壓1960PA負壓490PA（2）設(shè)計溫度19T90（3）基本風(fēng)壓686PA（4）雪載荷441PA（5）抗震設(shè)防烈度8度（6）場地土類型II類（7）儲液密度1000KG/M3（8）腐蝕裕量1MM二、主要構(gòu)件名稱及規(guī)格1罐體M3罐體的基本參數(shù)和尺寸見表一。表一固定頂油罐系列基本參數(shù)和尺寸容積（M3）高度（MM）公稱計算油罐內(nèi)徑（MM）罐底直徑（MM）壁高頂高總高罐壁厚度（MM）頂?shù)装搴穸龋∕M）主體材料油罐總質(zhì)量（KG）2油罐附件（1）罐壁人孔罐壁人孔安裝于罐壁最底圈壁板上，其中心距離罐底約800MM。人孔位置應(yīng)與透光孔相對應(yīng)，以便采光通氣。當只有一個透光孔時，人孔應(yīng)設(shè)在透光孔至180度位置上。人孔的規(guī)格及制造目前已定型化，其規(guī)格及選用見表二。表二人孔、透光孔及量油孔選用表罐壁人孔透光孔量油孔容積（M3）數(shù)量直徑MM質(zhì)量KG數(shù)量直徑MM質(zhì)量KG數(shù)量直徑MM質(zhì)量KG4070016001261500477115076（2）量油孔量油孔一般適用于人工檢尺的油罐，其公稱直徑是DN150MM。安裝位置應(yīng)在罐頂平臺附近并與透光孔相對應(yīng)，以便測定儲液計量或取樣。其選用見表二。（3）透光孔透光孔主要用于油罐放空后的通氣和檢修時的采光，安裝在罐頂平臺附近，與人孔對稱或在同一方位上布置。其中心距罐壁1000MM。透光孔的公稱直徑為DN500MM，其規(guī)格及選用見表二。（4）呼吸閥呼吸閥主要用于固定頂油罐上的通風(fēng)位置，一般安裝在罐頂中心附近，起呼吸作用。其規(guī)格及選用見表三。表三呼吸閥選用表輸液量（M3）管徑（MM）數(shù)量規(guī)格質(zhì)量KG連接尺寸及標準3003001DN30034PN6,DNXXJB/T8194（5）排水槽排水槽用于油罐排水（污）放凈之用。排水槽的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸可查閱相關(guān)的規(guī)范。二、設(shè)計要求1了解錐頂油罐的基本結(jié)構(gòu)和局部構(gòu)件；2根據(jù)給定油罐大小，查閱相關(guān)標準確定相應(yīng)構(gòu)件的規(guī)格尺寸。3使用AUTOCAD繪制圖紙。三、擬交成果1M3拱頂油罐裝配圖一張1；2排水槽詳圖3；3課程設(shè)計詳細說明書一份。起止時間年月日至年月日指導(dǎo)教師簽名年月日系（教研室）主任簽名年月日學(xué)生簽名年月日43設(shè)計計算書431設(shè)計原始數(shù)據(jù)罐容積M3儲存介質(zhì)汽油密度840KG/M3地震烈度8度風(fēng)壓686N/M2風(fēng)壓變化系數(shù)10溫度1990432油罐尺寸的確定參考中華人民共和國行業(yè)標準鋼制立式圓筒形固定頂儲罐系列HG215021確定DMM，HMM，拱頂高度為MM,總高為MM。433油罐罐壁的設(shè)計計算4331油罐罐壁鋼板的尺寸,排板確定上下圈板之間采用套筒式搭接，搭接長度取50MM。油罐罐壁鋼板的尺寸規(guī)格定為17505200MM油罐周長（41）LD每圈罐壁筒節(jié)所需鋼板/520N每塊鋼板的加工余量10MM經(jīng)驗值這樣除去邊緣的加工余量后,每塊鋼板的實際可用長度L為L52002105180MM實際每圈所需鋼板數(shù)/NL油罐的高度HMM每塊鋼板除去余量后實際寬度B為M罐壁鋼板層數(shù)/N取M由以上得出,油罐罐壁由層鋼板,每層塊鋼板組焊而成。4332罐壁各層鋼板厚度的計算罐壁各層鋼板厚度的計算由文獻1中5311和5312進行，公式5311和5312分別為（42）1120349THDTC（421T3）式中儲存介質(zhì)時的設(shè)計厚度，MM；1T儲存水時的設(shè)計厚度，MM；2儲液密度，KG/M3；H計算的罐壁板至罐壁頂端的垂直距離，M；D儲罐內(nèi)徑，M；設(shè)計溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力，MPA；T常溫下罐壁鋼板的許用應(yīng)力，MPA；焊縫系數(shù)，取09；鋼板的厚度負偏差，MM；1C腐蝕余量，MM；2每層罐壁鋼板取，中的最大值，最后按GB709進行鋼板厚度的向上圓整。1T2在設(shè)計中取為1MM；2通過查Q235A，確定025MM。11C由前面介紹知鋼板選材為20R壁厚確定公式是將油罐視作薄壁容器，根據(jù)薄膜理論，按所選壁板能夠承受的最大應(yīng)力作為臨界應(yīng)力值，將公式反推回來成為關(guān)于求解壁厚的計算式。油罐的上兩層圈板是按照剛度條件來確定其厚度的，下部的4層圈板則是按照強度條件確定它們各自的厚度的。1第一層壁板的厚度計算（從底部算起）設(shè)此時的厚度在57MM之間,由文獻1中表322得出111MPAT第一層壁板高度H9517MMM1TMM2所以向上圓整為5MM2第二層壁板的厚度計算第二層壁板計算時的高度為HMM1TMM2圓整為MM3第三層壁板的厚度計算第三層壁板計算時的高度為1HBMM1TMM2圓整為MM4第四層壁板的厚度計算第四層壁板計算時的高度為21HBMM1TMM2圓整為MM5第五層壁板的厚度計算第五層壁板計算時的高度為32HBMM1TMM2圓整為MM6第六層壁板的厚度計算第六層壁板計算時的高度為43HBMM1TMM2圓整為MM表41罐壁鋼板材料及厚度名稱材料厚度（MM）第一層罐壁Q235A第二層罐壁Q235A第三層罐壁Q235A第四層罐壁Q235A第五層罐壁Q235A第六層罐壁Q235A罐壁頂端裝置的包邊角鋼按文獻1表521進行選取定為。758434油罐罐底的設(shè)計計算A油罐罐底直徑的計算D1D212（44）式中D1罐底直徑，MM；邊緣板外伸量，為100MM；所以D1B中幅板的設(shè)計中幅板的厚度選取先按文獻5表411選取一個基值為不小于6MM，設(shè)計時考慮了腐蝕余量以及焊接方法的選擇及焊接的易操作性，加之其對地基的影響，取中幅板的厚度為65112MM1W其中6MM為中幅板必需的最小值；5MM是為腐蝕余量較嚴重，焊接及地基要求而增加的；1MM為腐蝕余量。435罐頂?shù)脑O(shè)計計算頂板的塊數(shù)確定按選取的頂板尺寸中心板取半徑為MM拱頂曲率半徑R12D所以R罐頂起始角（405ARCSINDR5）式中D油罐直徑R罐頂曲率半徑。由公式（45）可得拱頂頂板長（46）2360LR每塊頂板所對的圓心角為D頂板塊數(shù)N大端弦長（47）2AB式中搭接寬度,MM；,MM；230D所以AB小端弦長（42RCDN8）式中搭接寬度，MM；R拱頂中心孔的半徑,MM；所以MMCD所以罐頂由塊，每塊長為MM，大端弦長MM，小端弦長MM的板組成。4351計算載荷（設(shè)計壓力）的確定罐頂向下外載荷（設(shè)計外壓）應(yīng)包括自重、罐內(nèi)真空（排油時）度、雪載、活載荷組成。設(shè)計外壓會使球殼受壓失穩(wěn)，也會使包邊角鋼被拉壞（橫推力）。設(shè)計外壓（4EQ123Q49）式中頂結(jié)構(gòu)單位面積自重PA；1Q為操作時最大真空度，一般取500PA12倍呼吸閥開啟壓力；2Q雪載荷，取441PA；3活載荷PA，通常取400PA通常當雪載時，取。4PA6023410PAQ（410）1GQ鋼式中鋼的密度，一般??；鋼37850K/MG重力加速度，一般??；9N頂板厚度。由公式（49）可得EQ罐頂內(nèi)載荷（設(shè)計內(nèi)壓）由油氣壓力重力，這一載荷使球殼產(chǎn)生薄膜應(yīng)力破壞，并使包邊角鋼成為受壓環(huán)。內(nèi)載荷（4521I11）式中呼氣閥的開啟壓力，通常取2000PA；5Q5Q作用于球殼上的內(nèi)載荷，PA。IPA120190IQ拱頂設(shè)計壓力P取設(shè)計外壓與設(shè)計內(nèi)壓的最大值，所以設(shè)計外壓PA。EQ4352油罐罐頂?shù)男：烁鶕?jù)古典球殼臨界載荷公式（412231CRETR）式中臨界載荷，KGF/CM；CRP2T板厚，CM；E彈性模量，KGF/CM；2R球殼曲率半徑，CM；波桑系數(shù)，取03。由公式（412）得CRP試驗值比上述理論小225倍，而工程上拱頂為鋼板拼焊，幾何形狀誤差大，取許用壓力為PCR的（安全導(dǎo)數(shù)N12），則光球殼許用外壓力（外載荷）12PQ01ET/R2（413）CR由（210）可知E罐頂內(nèi)載荷（設(shè)計內(nèi)壓）由油氣壓力重力，這一載荷使球殼產(chǎn)生薄膜應(yīng)力破壞，并使包邊角鋼成為受壓環(huán)。內(nèi)載荷（414）521IQ式中Q5呼氣閥的開啟壓力，通常取Q52000PA；作用于球殼上的內(nèi)載荷，PA。I1900PA0I拱頂設(shè)計壓力P取設(shè)計外壓與設(shè)計內(nèi)壓的最大值，若它們的最大值,則球PEQ殼安全。否則不安全。5700M3拱頂罐裝配圖課程設(shè)計51設(shè)計說明書511適用范圍此設(shè)計中油罐儲存介質(zhì)為柴油及不易揮發(fā)的相類似油品。設(shè)計條件設(shè)計壓力正壓1960PA負壓490PA設(shè)計溫度19T90基本風(fēng)壓686PA雪載荷441PA抗震設(shè)防烈度8度（近震）場地土類型II類儲液密度1000KG/M3腐蝕裕量1MM當介質(zhì)腐蝕性較強，腐蝕速率超過01MM/A時，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)對碳鋼腐蝕速率確定適當?shù)母g裕量，并相應(yīng)增加油罐壁板及油罐底版的厚度或采取其它防腐措施。512設(shè)計、制造遵循的主要指標規(guī)范SH3046石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范GBJ128立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范SH3048石油化工鋼制設(shè)備抗震設(shè)計規(guī)范GB50205鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范513罐體規(guī)格尺寸范圍5131公稱容積700M35132公稱直徑DN10200MM514罐頂盤梯及平臺此設(shè)計中所有油罐均采用45升角的螺旋盤梯。盤梯均按左旋布置，用戶可根據(jù)實際情況自行改動。515罐體的防腐此設(shè)計中對油罐內(nèi)壁防腐未做具體規(guī)定，當用戶根據(jù)介質(zhì)情況需要對油罐做內(nèi)防腐時，選用者可根據(jù)具體要求確定防腐級別，并提出相應(yīng)的技術(shù)要求。一般防腐可采用刷二遍底漆，二遍面漆。516油罐附件5161罐壁人孔罐壁人孔均安裝于罐壁最底圈壁板上，其中心距離罐底約800MM。人孔位置應(yīng)與透光孔相對應(yīng)。以便采光通氣。當只有一個透光孔時，人孔應(yīng)設(shè)在透光孔之180位置上。5162量油孔量油孔一般適用于人工檢尺的油罐，其公稱直徑為DN150MM。安裝位置應(yīng)在罐頂平臺附近并與透光孔相對應(yīng)。以便測定儲液計量或取樣。5163透光孔透光孔主要用于油罐放空后的通氣和檢修時的采光，安裝在罐頂平臺附近，與人孔對稱或在同一方位上布置。其中心距罐壁1000MM。透光孔的公稱直徑為DN500MM。5164呼吸閥呼吸閥只要用于固定油罐上的通風(fēng)裝置，一般安裝在罐頂中心附近，起呼吸作用。5165排水槽排水槽用于油罐排水（污）放凈之用。517接口此設(shè)計中所設(shè)置的接口數(shù)量、規(guī)格及用途是推薦性的。選用者可根據(jù)需要，參照表中給出的各種管口要求，自行變更其規(guī)格、數(shù)量，安裝方位及標高。518液位指示計口此設(shè)計中未設(shè)液位指示計口，選用者可根據(jù)具體情況設(shè)定液位指示計口的規(guī)格、定位尺寸、方位。定貨時須注明油罐高度。519消防設(shè)施此設(shè)計中油罐采用泡沫消防，根據(jù)油罐容積大小不同，設(shè)置不同數(shù)量、不同規(guī)格的泡沫發(fā)生器。本圖集中僅提供泡沫發(fā)生器與罐壁連接的開孔數(shù)量、規(guī)格尺寸及方位。泡沫發(fā)生器由選用者確定。并應(yīng)根據(jù)儲存介質(zhì)的特性，校核空氣泡沫發(fā)生器的規(guī)格和數(shù)量。5110避雷及防靜電此設(shè)計中油罐未設(shè)置避雷及防靜電設(shè)施。選用時由選用單位相應(yīng)專業(yè)根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定設(shè)置避雷及防靜電設(shè)施。5111油罐基礎(chǔ)51111基本要求油罐基礎(chǔ)應(yīng)符合GBJ128立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范和SH3046石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定。其基本要求如下1基礎(chǔ)面層應(yīng)為絕緣防腐層，基礎(chǔ)表面任意方向上不應(yīng)有凸起的棱角?；A(chǔ)表面凹凸度從油罐中心向周邊測量不應(yīng)超過25MM。2基礎(chǔ)錐面坡度對一般地基應(yīng)為15/1000，對軟弱地基一般不應(yīng)大于35/1000?；A(chǔ)沉降基本穩(wěn)定后的錐面坡度應(yīng)不小于8/1000。51112油罐基礎(chǔ)設(shè)計條件選用者可按工程實際情況，對其中的空白項加以補充后，提供給土建專業(yè)，作為油罐基礎(chǔ)的設(shè)計依據(jù)。5112罐體保溫此設(shè)計中油罐的罐體保溫應(yīng)由選用者按照工程的具體情況，確定保溫材料、保溫結(jié)構(gòu)及保溫厚度。5113罐體外壁涂漆此設(shè)計中油罐的罐體外壁無保溫時要求涂兩遍底漆，兩遍面漆。當油罐有外壁保溫時，不涂刷面漆。5114選用說明51141選用原則1油罐的工作條件必須滿足本說明的設(shè)計條件，如不能滿足上述設(shè)計條件，應(yīng)由選用者重新校核所選用的油罐厚度及穩(wěn)定性。2油罐的進、出口管的規(guī)格與本系列推薦的不同時，應(yīng)對油罐附件（呼吸閥）的規(guī)格尺寸按工藝條件核算后方可選用。必要時應(yīng)加大其規(guī)格尺寸或增加數(shù)量。3噴淋管的支架由選用者根據(jù)需要現(xiàn)場焊接。其它支架允許現(xiàn)場焊接，但支架的載荷不能過重。5115油罐的制造、檢驗及驗收此設(shè)計中油罐的制造、檢驗及驗收按GBJ128立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范進行。5116原始數(shù)據(jù)51161適用范圍及設(shè)計條件拱頂油罐儲存介質(zhì)為柴油及不易揮發(fā)的相類似油品。（1）設(shè)計壓力正壓1960PA負壓490PA（2）設(shè)計溫度19T90（3）計算風(fēng)壓686PA（4）雪載荷441PA（5）抗震設(shè)防烈度8度（6）場地土地類型II類（7）儲液密度1000KG/M3（8）腐蝕余量1MM5117開口說明（1）進油口公稱直徑為50MM,伸出高度（H）為200MM。（2）出油口公稱直徑為50MM,伸出高度（H）為200MM。（3）透光孔公稱直徑為500MM。（4）呼吸閥公稱直徑為100MM。（5）量油孔公稱直徑為150MM。（6）溫度計開口公稱直徑為25MM,伸出高度（H）為200MM。（7）罐壁人孔公稱直徑為600MM。（8）排水口公稱直徑為50MM,伸出高度（H）為200MM。5118技術(shù)要求（1）本油罐按GBJ128立式圓筒行鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范進行制造、試驗和驗收。（2）本油罐罐體在基礎(chǔ)檢查驗收合格后方可進行整體安裝。（3）本油罐所用鋼板的技術(shù)條件應(yīng)符合GB3274碳素結(jié)構(gòu)剛和低合金結(jié)構(gòu)剛熱軋厚鋼板和剛帶的有關(guān)規(guī)定。（4）所有罐壁開口應(yīng)避開罐壁焊縫，開口接管或補強圈邊緣距罐壁焊縫應(yīng)大于100MM。（5）油罐安裝完畢后，罐體外表面刷二遍底漆，二遍面漆。（有保溫時不刷面漆）（6）管口及梯子方位按圖所示。52設(shè)計任務(wù)書油罐及管道強度設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目700M3拱頂油罐裝配圖的繪制學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)班級設(shè)計內(nèi)容與要求一、原始數(shù)據(jù)1適用范圍及設(shè)計條件錐頂油罐儲存介質(zhì)為柴油及不易揮發(fā)的相類似油品。（1）設(shè)計壓力正壓1960PA負壓490PA（2）設(shè)計溫度19T90（3）基本風(fēng)壓686PA（4）雪載荷441PA（5）抗震設(shè)防烈度8度（6）場地土類型II類（7）儲液密度1000KG/M3（8）腐蝕裕量1MM二、主要構(gòu)件名稱及規(guī)格1罐體700M3罐體的基本參數(shù)和尺寸見表一。表一固定頂油罐系列基本參數(shù)和尺寸容積（M3）高度（MM）公稱計算油罐內(nèi)徑（MM）罐底直徑（MM）壁高頂高總高罐壁厚度（MM）頂?shù)装搴穸龋∕M）主體材料油罐總質(zhì)量（KG）7007771020010330951711151063256Q235A227802油罐附件（1）罐壁人孔罐壁人孔安裝于罐壁最底圈壁板上，其中心距離罐底約800MM。人孔位置應(yīng)與透光孔相對應(yīng)，以便采光通氣。當只有一個透光孔時，人孔應(yīng)設(shè)在透光孔至180度位置上。人孔的規(guī)格及制造目前已定型化，其規(guī)格及選用見表二。表二人孔、透光孔及量油孔選用表罐壁人孔透光孔量油孔容積（M3）數(shù)量直徑MM質(zhì)量KG數(shù)量直徑MM質(zhì)量KG數(shù)量直徑MM質(zhì)量KG4070016001261500477115076（2）量油孔量油孔一般適用于人工檢尺的油罐，其公稱直徑是DN150MM。安裝位置應(yīng)在罐頂平臺附近并與透光孔相對應(yīng)，以便測定儲液計量或取樣。其選用見表二。（3）透光孔透光孔主要用于油罐放空后的通氣和檢修時的采光，安裝在罐頂平臺附近，與人孔對稱或在同一方位上布置。其中心距罐壁1000MM。透光孔的公稱直徑為DN500MM，其規(guī)格及選用見表二。（4）呼吸閥呼吸閥主要用于固定頂油罐上的通風(fēng)位置，一般安裝在罐頂中心附近，起呼吸作用。其規(guī)格及選用見表三。表三呼吸閥選用表輸液量（M3）管徑（MM）數(shù)量規(guī)格質(zhì)量KG連接尺寸及標準3003001DN30034PN6,DNXXJB/T8194（5）排水槽排水槽用于油罐排水（污）放凈之用。排水槽的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸可查閱相關(guān)的規(guī)范。二、設(shè)計要求1了解錐頂油罐的基本結(jié)構(gòu)和局部構(gòu)件；2根據(jù)給定油罐大小，查閱相關(guān)標準確定相應(yīng)構(gòu)件的規(guī)格尺寸。3使用AUTOCAD繪制圖紙。三、擬交成果1700M3拱頂油罐裝配圖一張1；2排水槽詳圖3；3課程設(shè)計詳細說明書一份。起止時間年月日至年月日指導(dǎo)教師簽名年月日系（教研室）主任簽名年月日學(xué)生簽名年月日53設(shè)計計算書531設(shè)計原始數(shù)據(jù)罐容積700M3儲存介質(zhì)汽油密度840KG/M3地震烈度8度風(fēng)壓686N/M2風(fēng)壓變化系數(shù)10溫度1990532油罐尺寸的確定參考中華人民共和國行業(yè)標準鋼制立式圓筒形固定頂儲罐系列HG215021確定D10200MM，H9517MM，拱頂高度為1115MM,總高為10632MM。533油罐罐壁的設(shè)計計算5331油罐罐壁鋼板的尺寸,排板確定上下圈板之間采用套筒式搭接，搭接長度取50MM。油罐罐壁鋼板的尺寸規(guī)格定為17505200MM油罐周長MM（51）3140238LD每圈罐壁筒節(jié)所需鋼板/5641NL每塊鋼板的加工余量10MM經(jīng)驗值這樣除去邊緣的加工余量后,每塊鋼板的實際可用長度L為L52002105180MM實際每圈所需鋼板數(shù)7518032/LN油罐的高度H9517MM每塊鋼板除去余量后實際寬度B為M罐壁鋼板層數(shù)9517/305N取N6由以上得出,油罐罐壁由6層鋼板,每層7塊鋼板組焊而成。5332罐壁各層鋼板厚度的計算罐壁各層鋼板厚度的計算由文獻1中5311和5312進行，公式5311和5312分別為（511203049THDTC2）（53）123094CDHT式中儲存介質(zhì)時的設(shè)計厚度，MM；1T儲存水時的設(shè)計厚度，MM；2儲液密度，KG/M3；H計算的罐壁板至罐壁頂端的垂直距離，M；D儲罐內(nèi)徑，M；設(shè)計溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力，MPA；T常溫下罐壁鋼板的許用應(yīng)力，MPA；焊縫系數(shù)，取09；鋼板的厚度負偏差，MM；1C腐蝕余量，MM；2每層罐壁鋼板取，中的最大值，最后按GB709進行鋼板厚度的向上圓整。1T2在設(shè)計中取為1MM；2通過查Q235A，確定025MM。11C由前面介紹知鋼板選材為20R壁厚確定公式是將油罐視作薄壁容器，根據(jù)薄膜理論，按所選壁板能夠承受的最大應(yīng)力作為臨界應(yīng)力值，將公式反推回來成為關(guān)于求解壁厚的計算式。油罐的上兩層圈板是按照剛度條件來確定其厚度的，下部的4層圈板則是按照強度條件確定它們各自的厚度的。1第一層壁板的厚度計算（從底部算起）設(shè)此時的厚度在57MM之間,由文獻1中表322得出111MPAT第一層壁板高度H9517MMM18409517302152TMM26所以向上圓整為8MM2第二層壁板的厚度計算第二層壁板計算時的高度為H95171687837MMM18407310295429TMM2471圓整為5MM3第三層壁板的厚度計算第三層壁板計算時的高度為H78371686157MMM18406157302915379TMM2圓整為5MM4第四層壁板的厚度計算第四層壁板計算時的高度為H61571684477MMM18407310295309TMM21圓整為5MM5第五層壁板的厚度計算第五層壁板計算時的高度為H44771682797MMM184027931025230TMM2941圓整為5MM6第六層