1、第1章儲罐設(shè)計概述主要內(nèi)容儲罐及發(fā)展概況影響儲罐工藝系統(tǒng)和儲罐建造的因素儲罐的種類及特點儲罐材料及選用儲罐設(shè)計方法與基本要求教學(xué)重點：儲罐種類、特點及應(yīng)用情況，儲罐設(shè)計的常用規(guī)范；儲罐的大型發(fā)展趨勢及技術(shù)難題儲罐材料及的常用規(guī)范教學(xué)難點：無儲罐及發(fā)展概況1.1.1儲罐:油品和各種液體化學(xué)品的儲存設(shè)備分。用途:是儲運系統(tǒng)設(shè)施.煉油.化工裝置的重要組成部按溫度劃分，可分為：低溫儲罐(-90C-20C)常溫儲罐(90C)高溫儲罐(90C-250C)按壓力劃分，可分為：低壓儲罐(-490Pa2000Pa)常壓儲確(2000Pa0IMPa)目前已有16xl04m320 x104m324xl04m3按制造

2、儲罐的材料，又可分為:非金屬儲罐塑料防震儲罐軟體儲罐金屬儲罐（鋼殼襯里.鋁及其合金等）按儲罐所在位置和達(dá)到某種目的又可分為:地上儲罐地上儲罐半地下儲罐山洞儲罐海中儲罐地下廢坑道廢礦穴改建地下的儲庫等。20世紀(jì)70年代以來，內(nèi)浮頂儲油罐和大型浮頂油罐發(fā)展較快。第一個發(fā)展油罐內(nèi)部覆蓋層的是法國。1955年美國也開始建造此種類型的儲罐。1962年美國德士古公司就開始使用覆蓋浮頂罐，并在紐瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。1972年美國已建造了600多個內(nèi)浮頂油罐。1978年美國API650附錄H對內(nèi)浮盤的分類.選材.設(shè)計.安裝.檢驗及標(biāo)準(zhǔn)載荷.浮力要求等均做了一系列修訂和

3、改進(jìn)。先進(jìn)國家都有較齊全的儲罐設(shè)計專用軟件,靜態(tài)分析.動態(tài)分析.抗震分析等，如T形腳焊縫波帶分析。近20年也相繼出現(xiàn)各種形式和結(jié)構(gòu)的內(nèi)浮盤或霾蓋物。1978年國內(nèi)3000曲鋁浮盤投人使用，通過測試蒸發(fā)損耗，收到顯著效果。1985年中國從日本引進(jìn)第一臺10 x10V全部執(zhí)行日本標(biāo)準(zhǔn)JISB8501同時引進(jìn)原材料,零部件及焊接設(shè)備.目前國內(nèi)對10 x1043油罐有比較成熟的設(shè)計.施工和使用的經(jīng)驗，國產(chǎn)大型儲罐用高強度剛材已能夠批量生產(chǎn)。15Xio4m3目前國內(nèi)正在建設(shè)。儲罐的發(fā)展趨勢一-大型化1.12儲罐大型化特點優(yōu)點：總圖布置的占地面積小節(jié)省罐區(qū)(包括管網(wǎng)和配件)的總投資節(jié)省鋼材和基地工程材料便

4、于儲運和管理理論上存在一種建設(shè)費用合理的尺寸組合，罐的高度由于地耐力或基礎(chǔ)的造價不可能有太大變化(日本24m為限)，主要是增加直徑。新問題(儲罐大型化產(chǎn)生的)：(1)罐板壁材料的要求提高了因儲罐大型化后，同時也對焊接質(zhì)量提出更嚴(yán)格要求；相應(yīng)增加儲罐壁厚度，提高對鋼材強度和韌性的要求。(2)事故危害性增大隨著容量的增大對消防措施要求高.12儲罐種類和特點儲罐按幾何形狀可分為圓筒形儲罐臥式圓筒形儲罐適用于儲存容量較小且需壓力較高的液體。球形儲罐適用于儲存容量較大有一定壓力的液體如液氨、液化石油氣、乙烯等。雙曲線儲罐（滴形儲罐）自出現(xiàn)后由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，造價高，國內(nèi)沒建造過，國外也很少采用，實

5、際上己被淘汰懸鏈?zhǔn)絻蓿涸趪鴥?nèi)又稱為無力矩儲罐，這種國內(nèi)在20世紀(jì)5060年代曾建造過但由于頂板過薄易積水，銹蝕遭損壞，目前已被淘汰立式圓筒形儲罐按其罐頂結(jié)構(gòu)可分為錐頂儲罐1定頂儲罐拱頂儲罐傘形頂儲罐網(wǎng)殼頂儲罐（球面網(wǎng)殼）浮頂儲罐（外浮頂罐）浮頂儲罐：浮儲罐（帶蓋浮頂）121錐頂儲罐圖1-1自支撐錐頂罐簡圖錐頂儲罐又可分為自支撐錐頂和支撐錐頂兩種。接近于正圓錐體表面的罐頂。錐頂坡度最小為1/16,最大為3/4，錐形罐頂是一種形狀自支撐錐頂其錐頂荷載靠錐頂板周邊支撐于罐壁上，自支撐錐頂又分為主加瘙肋錐頂和分口盛肋錐頂鬲釋結(jié)構(gòu)儲罐容量一般小于1000m3o支承式錐頂其錐頂荷載主要布梁或鑲條（架）及

6、柱來承擔(dān)。柱子可采用鋼管或型鋼制造。采用鋼管制造時，可制成封閉式，也可設(shè)置放空孔和排氣孔。柱子下端應(yīng)插人導(dǎo)座內(nèi)，柱子與導(dǎo)座不得相焊，導(dǎo)座應(yīng)焊在罐底板上。其儲罐容量可去手lOOOnF以上。錐頂薙制造簡單，但耗鋼量較多，頂部氣體空間最小可減少“小呼吸損耗。自支撐。錐頂還不受地基條件限制。支撐式錐頂不適命于有不均為沉陷的地墓或地荷載較蕪的地區(qū)。除容量很小的罐（200m3以下）外，錐頂罐在國內(nèi)很少采用，在國外特別是地震很少發(fā)生的地區(qū)，如新加坡、英國、意大利等用得較多。罐頂罐頂包邊角鋼罐壁罐底01-1自支撐錐頂罐簡圖122拱頂儲罐拱頂儲罐的罐頂是一種接近于球形形狀的一部分，其結(jié)構(gòu)一般只有自支撐拱頂一種。

7、自支撐拱頂又可分為無加強肋拱頂（容量小于1000m3）有加強肋拱頂（容量大于1000-20000m3）。有加強肋拱頂由46mm薄鋼板和加強肋（通常用扁鋼構(gòu)成），以及由拱形架（用型鋼組成）和薄鋼板構(gòu)成拱頂。拱頂R二0.81.2D，它可承受較高的剩余壓力，蒸發(fā)損耗較少，它與錐頂罐相比耗鋼量少但罐頂氣體空間較大，制作需用胎具，是國內(nèi)外廣泛采用的一種儲罐。拱頂al=壁4D=一罐底511-2自支撐拱頂罐簡圖123傘形頂儲罐自支撐傘形頂是自支撐拱頂?shù)淖兎N，其任何水平截面都具有規(guī)則的多邊形。罐頂荷載靠傘形板支撐于罐壁上，傘形罐頂?shù)膹姸冉咏诠靶雾?，但安裝較容易，因為傘形板僅在一個方向彎曲。傘形罐頂在美國AP

8、I650和日本JISB8501油罐規(guī)范中被列為罐頂?shù)囊环N結(jié)構(gòu)形式。但在國內(nèi)很少采用O124網(wǎng)殼頂儲罐（球面網(wǎng)殼）鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式在近代大型體育館屋頂結(jié)構(gòu)中已有成熟的設(shè)計經(jīng)驗工程實踐證明它具有足夠的剛性和可靠性，顯示了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)罐頂具有廣泛的推廣和使用價值。125浮頂儲罐這種罐的浮動頂（簡稱浮頂）漂浮在儲液面上。浮頂與罐壁之間有一個環(huán)形空間。環(huán)形空間中有密封元件。浮頂與密封元件一起構(gòu)成了儲液面上的覆蓋層，隨著儲液上下浮動，使得罐內(nèi)的儲液與大氣完全隔開減少儲液儲存過程中的蒸發(fā)損耗，保證安全減少大氣污染。浮頂?shù)男问接须p盤式、單盤式、浮子式等。浮頂罐的使用范圍在一般情況下原油、汽油、溶劑油以及需控制蒸發(fā)損

9、耗及大氣污染，控制放出不良?xì)怏w，有著火危險的液體化學(xué)品都可采用浮頂罐。浮頂罐按需要可采用二次密封。圖1-5單盤式浮頂罐511-6內(nèi)浮頂罐126內(nèi)浮頂罐特點美國石油學(xué)會認(rèn)為:設(shè)計完善的內(nèi)浮頂是迄今為控制油罐蒸發(fā)損耗研究出來的和投資最少的方法。大量減少蒸發(fā)損耗。由于液面上有浮動頂覆蓋，儲液與空氣隔離，減少空氣污染和著火爆炸危險，易于保證儲液質(zhì)量。特別適用于儲存高級汽油和噴氣燃料以及有毒易污染的化學(xué)品。易于將已建固定頂罐改造為內(nèi)浮頂罐，并取消呼吸閥、阻火器等附件，投資少、經(jīng)濟(jì)效益明顯。因有固定頂，能有效地防止風(fēng)砂、雨雪或灰塵污染儲液，在各種氣候條件下保證儲液的質(zhì)量，有“全天候儲罐”之稱。在密封效果相

10、同情況下，與浮頂罐相比，能進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗，這是由于固定頂蓋的遮擋以及固定頂與內(nèi)浮盤之間的氣相層甚至比雙盤式浮頂具有更為顯著的隔熱效果。內(nèi)浮頂罐的內(nèi)浮盤與浮頂罐上部敞開的浮盤不同，不可能看扁、雪荷戰(zhàn)，內(nèi)浮鑫丄荷載少、結(jié)竊簡單、軽便，寺以省去浮盤上的中央排水管、轉(zhuǎn)動浮梯等附件，易于施工和維護(hù)。密封部分的材料可以避免日光照射而老化。類型罐頂表面形狀受力分析罐頂特點和使用范圍備注錐頂罐自支撐式接近于正圓錐體荷載靠錐頂板周邊支撐于罐壁上VN1000m3直徑不宜過大，制造容易，不受地基條件限制1/16坡度1000m3坡度較自支撐式小，頂部氣體空間最小，可減少“小呼吸”損耗不適用地基有不均勻沉降，耗鋼量

11、較自支撐多拱頂罐（一般只有自支撐式）接近于球形表面拱頂R=0.81.2D荷載靠拱頂周邊支撐于罐壁受力情況好，結(jié)構(gòu)簡單，剛性好能承受較高的剩余壓力，耗鋼量最小氣體空間較錐頂大，制造需胎具，單臺成本咼，分有加強肋和無加強肋兩種拱頂板傘形頂罐（一般只有自支撐式）一種修正的拱形頂其任一水平截面都是規(guī)則的多邊形荷載靠傘形板周邊支撐于罐壁上強度接近于拱頂，安裝較拱頂容易系美國API650和日本JISB8501規(guī)范中的一種罐頂結(jié)構(gòu)形式，但國內(nèi)很少采用網(wǎng)殼頂罐一種球面形狀荷載靠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支撐于罐壁上剛性好，受力好，可用于Vn2x10V以上的固定頂儲罐可制造成部件，在現(xiàn)場組裝成整體結(jié)構(gòu)1.2.7儲液損耗研究石油類

12、或液體化學(xué)品儲運系統(tǒng)儲液的損耗日益受到人們的重視。損耗不但使資源浪費，降低了儲液的質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，危害人們的生活質(zhì)量和生存，因此作為儲運系統(tǒng)重要組成部分的儲罐技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一，就是有效徑制和盡量減少儲液的彳艮耗。損耗類型與損耗量石油類或液體化學(xué)品儲液的損耗可分為蒸發(fā)損耗和殘漏損耗兩種類刼。蒸發(fā)損*毛彳口歹殳漏損耗分別是指禱液右盤產(chǎn)、儲存、運輸.銷售中由于受到工藝技術(shù)及設(shè)備的限制，有一部分較拄的寢態(tài)組分氣化而造成&勺右數(shù)量上不寸回收陽損失和在作業(yè)未能避免的滴灑、滲漏、儲罐（容器）內(nèi)壁的乳黏附、車、船底部余液耒能卸滲等而造成的數(shù)量損失，儲液（油品）的殘漏損耗不發(fā)生形態(tài)變化。

13、文獻(xiàn)和調(diào)查資料表明，儲液損失，特別是油品損耗數(shù)量是十分驚人的。1980年，中國11個主要油田的測試結(jié)果表明,從弄口開始到井場凍油岸，井揚油品員耗量約占采油量胡2%,其中發(fā)生于井場庫的蒸發(fā)損耗約占總損耗的32%。據(jù)1995年第四屆國際石油會議報道，在美國油品從井場經(jīng)煉制加工到成品霜隹的全過程申、品損耗藪量約占蘆油產(chǎn)量的3%。若以總損耗為3%估算，全世界每年的油品損耗約有l(wèi)X108t,幾乎相當(dāng)于中國一年的原油產(chǎn)量。儲液損耗的危害1液（油品）數(shù)量減少，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重?fù)?jù)估算全世界從油田井場到銷售的全過程中，每年原油和油品的總耗達(dá)3%。每年散失到大氣中的量約lX108t,其經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重。2.儲液（油品

14、）質(zhì)量降低由于油品的蒸發(fā)都是油料中的最輕組成，因此會嚴(yán)重降低油品質(zhì)量，甚至使本來合格油品變?yōu)椴缓细?。例如，汽油隨著輕組分的蒸發(fā)，蒸氣壓下降，啟動性變差;、辛烷值降彳氐，汽油右發(fā)動機內(nèi)挾燒時抗爆性變罷。當(dāng)彳冗空汽拓的蒸發(fā)損耗率達(dá)到1.2%時，其初餡點升高30C，蒸氣壓下降20,辛烷值渝少05個單位。3環(huán)境污染，危及人的生活質(zhì)量和生存大多數(shù)的油庫、油碼頭、石油與化工聯(lián)合裝置和加油站分布在人口稠密的城市或周邊地區(qū)，散發(fā)到大氣中的油氣含有苯和有機活性化合物，苯對人有致癌作用，而有機活性化合物與氮氧化物在紫外線的作用下會發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、一氧乙駄硝酸醋、醛類、酮類和有機酸類等二次污染物；

15、大氣中的SO?還會生成硫酸鹽氣溶膠，這種一次和二次污染物的混合物稱為光化學(xué)煙霧。這種煙霧強烈刺激人的眼睛、喉嚨導(dǎo)致頭痛以及使呼吸道患者病情惡化，嚴(yán)重時甚至造成死亡。因此尋找降低油品和液體化學(xué)品損耗的措施，是十分重要的課題。儲液損耗的原因油品與液體化學(xué)品損耗兩種類型中，蒸發(fā)是儲液損耗的主要原因。為此右這里主要闡述儲罐蒸發(fā)損耗的各種原因。任何儲液的蒸發(fā)損耗都是在儲濮內(nèi)部傳質(zhì)過程中發(fā)生的。這種袴質(zhì)過港包扌鳥發(fā)童在氣、液樓咸啟韻相F示祎質(zhì)，即祛液的蒸發(fā)（液體表面的汽化過程）。發(fā)生在儲罐內(nèi)氣相空間蒸氣分子的擴散上述過程的進(jìn)行，使儲罐內(nèi)氣相空間原有的空氣變?yōu)橼呌诰鶆蚍植嫉膬σ赫魵夂涂諝獾幕旌蠚怏w.當(dāng)夕、界

16、條件變化引起混合氣體狀態(tài)參數(shù)改變時，混合氣體從儲罐排入大氣，就造成了儲液的蒸發(fā)損耗。引起蒸發(fā)的內(nèi)部因素是儲液本身的固有性質(zhì)。對油類來說是多種碳?xì)浠衔锏酿W分組成，餡分組成越輕，沸點越低,蒸氣壓越大，蒸發(fā)損耗越大。因此在儲罐內(nèi)溶劑汽油、航空汽油、車用汽油和廉油，容易造成蒸發(fā)d員耗，而煤油、燃料油的蒸發(fā)損耗稍小，潤滑油的蒸發(fā)損失更小。對液體化學(xué)品來說其組成較單一純度較高，其蒸發(fā)損耗主要取決于沸點、蒸汽壓的大小，沸點越低、蒸氣壓越大就越容易蒸發(fā)。因此在儲罐內(nèi)的瞇類、醇類容易蒸發(fā)，苯類、酚類粘小,酸類彳口減類姜小。引起蒸發(fā)的外部因素主要有溫度、儲罐的承壓能力、儲罐氣相空間大小、儲罐的密封程度、儲罐的大

17、小呼吸等。1溫度對同一種儲液，大氣溫度和儲液溫度的高低是決定蒸發(fā)速度的重要因素。溫度越高儲液蒸發(fā)越劇烈。同時，隨著溫度的升鬲，儲罐氣相空間的壓強也升高，增大的壓強一旦超過禱薙的安全控剖壓力茯呼吸閥打開時，大量的儲液蒸氣就會排出罐外）造成j員纟毛。2儲罐的承壓能力儲罐的承壓能力較低，儲液蒸氣（油氣）在較短時間內(nèi)達(dá)到埠吸藺將開啟壓另，油氣排入興氣，使罐內(nèi)壓力降很，這樣碎吸藺開啟頻率增加蒸發(fā)速度加快蒸發(fā)扌員耗增加。儲鑼的承壓能力纟交高，專藪蒸發(fā)注度減慢，蒸發(fā)損耗減少。3儲罐氣相空間儲罐中儲液上方氣相空間越大，蒸發(fā)損耗越大。據(jù)計算，在相同溫度和密封條件下儲存同一種牌號汽油，進(jìn)油量為儲罐容量積20%時的

18、蒸發(fā)損耗比進(jìn)油量為儲罐容積95%時大8倍。儲罐的密封程度若進(jìn)油儲罐上部密封不嚴(yán)即有孔隙，隨著儲罐內(nèi)部或外部氣壓的波動，油氣就會從孔隙被排出或空氣被吸入。孔隙不止一個，就會因空氣流動形成自然通風(fēng)?？諝鈴囊粋€孔隙進(jìn)入而油氣從另一個孔隙排出。當(dāng)孔隙在不同高度分布時，還會因高差而產(chǎn)生的氣壓壓差使油氣從低處孔隙排出，空氣從高處孔隙吸人。油氣排出和空氣吸入，會使儲罐內(nèi)的油蒸氣濃度降低，又會使油品不斷地蒸發(fā)，形成惡性循環(huán)。這種因儲罐不同高度的孔隙引起的蒸發(fā)扭耗又稱為自然通風(fēng)損耗。儲罐上孔隙的產(chǎn)生原因為焊縫處的銹蝕、透光孔、法蘭密封墊缺損、碎吸閥閥盤失靈、操作蒔盆油口耒蓋嚴(yán)等。儲罐的大呼吸儲罐頂大呼吸是指儲罐

19、收、發(fā)儲液（油）時的呼吸。儲液收油時，由于油面逐漸升高，氣相空間逐漸減小，罐鹵氣#目壓另增大當(dāng)壓力趁過禱罐安全控制壓另日扌使呼吸閥打開。一定濃度的油蒸氣從呼吸閥排出，直到儲罐停止膠拓，所呼出的油蒸氣造成了摘品的蒸發(fā)j員耗。當(dāng)儲罐向外發(fā)油時，因油面不斷降低，罐內(nèi)氣相壓力減小,當(dāng)壓力小于呼吸閥控制的真空度時，儲罐開始吸人新鮮空氣。由于油面上方油氣沒有飽和，促使油品蒸發(fā)速度加快，使油氣重新達(dá)到飽和，罐內(nèi)氣相壓力再次上升，可能有部分油氣因壓力過大，從呼吸閥逸出，大部分飽和蒸氣將在下一次收油時被呼出。6.儲罐的小呼吸罐內(nèi)儲液（油品）在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止儲存情況下，隨著環(huán)境氣溫、壓力在一天內(nèi)晝夜周期變化，

20、罐內(nèi)氣相溫度、儲液（油品）的蒸發(fā)速度、蒸氣（油氣）濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種排出或通過呼吸閥儲液蒸氣（油氣）和吸人空氣的過程所造成的儲液（油品）損耗稱作儲罐小呼吸損耗，在生產(chǎn)上也叫儲罐靜止儲存損耗中，小呼吸損耗約占10%。有關(guān)資料表明：一座1X104曲地上金屬汽油罐，一年小呼吸損失可達(dá)117t,損失率為1.7%。1.2.8儲罐選型首先根據(jù)儲液的性質(zhì)和儲液的需要，確定選用浮頂罐還是固定頂罐。若是常壓儲存，主要為了減少蒸發(fā)損耗或防止污染環(huán)境保證儲液不受空氣污染、要求干凈等宜選用浮頂罐或內(nèi)浮頂罐。若是常壓或低壓儲存，蒸發(fā)損耗不是主要問題，環(huán)境污染也不大，可不必設(shè)置浮頂且需要適當(dāng)加熱儲存，宜選用固

21、定頂罐。浮頂選型時20m以下小直徑罐，常用雙盤式；油品蒸汽壓高于103.4kPa時，也用雙盤式；單盤式浮頂?shù)碾荚熨M用是雙盤式的1/3;雙盤式浮頂強度高，積雪深度2m以上時，用雙盤式；雙盤式浮頂絕熱保溫效果好13儲罐用材和選用1-3.1儲罐用材概述儲罐用材按類別可分為碳鋼（碳素鋼和低合金鋼）、不銹鋼、鋁及其合金等。按儲罐各部位又可分為鋼板（厚、薄鋼板）、結(jié)構(gòu)用型鋼、管子、鍛件、法蘭、螺柱（螺栓）、螺母、接用材（焊條、焊絲、焊劑或保護(hù)氣體）。儲罐容量的大型化，促進(jìn)高強度鋼的應(yīng)用和開發(fā)儲罐用鋼材近30多年來，由于儲罐大型化的發(fā)展,同強度鋼的應(yīng)用越來越多，等級也越來越髙O1962荷蘭10 x104m3

22、壁厚34.5mm罐壁用德國材料st52,抗拉強度500600MPa；日本14x104m3壁厚49mm材料SM570抗拉強度570720MPa;1985中國引進(jìn)日本10 x104n?材料SPV490Q抗拉強度610740MPa;1997中國生產(chǎn)10 x104m3國產(chǎn)材料WH610D2(l2MnNiVR)抗拉強度610740MPa儲罐壁板最大厚度的限制儲罐壁板最大厚度的限制是由下面兩個因素引起的。其一是對一定強度的鋼板，由于儲罐容量（尺寸）的增大，壁板厚度需相應(yīng)增加；其二是隨著壁板厚度的增加，為消除壁板在制造和焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力，必須進(jìn)行現(xiàn)場消除應(yīng)力的熱處理措施。目前對儲罐大型化還沒能解決熱處理的問

23、題，為此只有限制壁板的厚度以確保儲罐的安全運行。目前儲罐壁板最大厚度限制在45mm范圍以內(nèi)。儲罐用材（主要是鋼板）的多樣性儲罐容量從100m3到0X104m3甚至20X104m要求鋼板的品種從普通碳素結(jié)構(gòu)鋼到焊接結(jié)構(gòu)高強度鋼。其強度等級范圍廣，以滿足儲罐不同容量的需求。滿足液體腐蝕性的要求的不銹鋼材質(zhì)的應(yīng)用越來越多，主要牌號有0Crl8Ni9,00Crl9Nil0，0Crl7Nil2Mo2,00Crl7Nil4Mo20o對某些液體化學(xué)品小容量儲罐也有采用鋁及其合金材質(zhì)的。3.2儲罐壁板用材的基本要求儲罐壁板用材的基本要求是強度，可焊性和夏比（V形缺口）沖擊功。1.強度強度包括抗拉強度和屈服強度

24、。由于儲罐的操作溫度在250C以下，且大部分儲罐處在90C以下,因此其強度大多是常溫下的強度。強度是決定罐壁厚度大小的力學(xué)性能指標(biāo)。強度與材料的使用狀態(tài)（熱處理狀態(tài)）有關(guān)。高強度鋼常用的有正火鋼和調(diào)質(zhì)鋼。正火：熱處理方法簡單，材質(zhì)均勻.吏I質(zhì)：熱處理工藝復(fù)雜，強度及沖擊韌性比正火同.2可焊性鋼板的可焊性一般用兩個指標(biāo)來控制，一是碳含量或碳當(dāng)量，二是熱影響區(qū)的硬度。第一個指標(biāo)取決于鋼材的化學(xué)成分。一般碳鋼以碳含量，低合金鋼以碳含量或碳當(dāng)量Ce把鋼的化學(xué)晟分對卡岡淬硬性的影響折算成碳的影響來估價可焊褲。國際焊接學(xué)會推薦按下式計算碳當(dāng)即MnCi十+V.Ni+Cus斗八疋+廠、反=匚+T十5+15-（

25、爐前分折成分）當(dāng)時.鋼材的可焊性優(yōu)良?？珊感缘牧硪粋€指標(biāo)是熱影響區(qū)的硬度。熱影響區(qū)的硬度與Ce值及焊接時冷卻速度看關(guān)。Ce值越高，冷卻注度麵快，熱影脇區(qū)的硬度龜髙。碳含量或碳當(dāng)量含量越高，熱影響區(qū)硬化與脆化傾向越大，焊接應(yīng)力下，產(chǎn)生裂紋傾向越大.碳鋼碳含量V0.25%,低合金鋼碳含量0.25%,應(yīng)限定Ceo.45%,可焊性良好.碳鋼碳含量0.40%,低合金鋼碳含量0.38%,粹裂傾向性大，可焊性不好.3.鋼板的韌性一沖擊功Akv防止儲罐（油罐）脆性破壞的一個重要數(shù)據(jù)指標(biāo)。鋼板的V形缺口沖擊試驗得到鋼板的韌性一沖擊功（吸收能量）Akv值來預(yù)測鋼板的韌性。影響罐壁鋼板沖擊韌性的因素很多，有儲罐的最

26、低設(shè)計溫度；鋼板的強度；鋼板的厚度；鋼板的時效性、晶粒度和使用狀態(tài)等。（所謂儲罐的最低設(shè)計溫度。是指儲罐最低金屬溫度。它是指設(shè)計最低使用溫度與充水試驗時的水溫兩者中的較低值。設(shè)計最竽使用溫度是取建罐地區(qū)的最低日平均溫度加13宅。設(shè)計溫度低于-20C的特殊情況，必須考慮低溫產(chǎn)材昇性能、結(jié)構(gòu)形式等方面的影響。設(shè)計溫度等于低于_20C的儲罐，應(yīng)當(dāng)按照低溫儲罐設(shè)計，設(shè)計溫度的下限由特定的工況確定）。1儲罐最低設(shè)計溫度逼度越低，鋼板的韌性越差，設(shè)計溫度較低的罐壁板應(yīng)肴較高的沖去刼性。對不同的才扌抖，其最低使用溫度應(yīng)有所限制，對同一種材料在不同的低溫度下使用，其韌性的要求應(yīng)有不同。2鋼板的強度鋼板的強度等

27、級越高，越容易產(chǎn)生脆性破壞，且產(chǎn)王裂紋的敏感性也越大。肉此對強庫等級#交高的壁板相應(yīng)婁肴較高沖擊韌性婁求。3鋼板的時效性、晶粒度和使用狀態(tài)鋼板的時效性是隨著時間的延長，塑性和韌性下降，冷脆溫度轉(zhuǎn)變點升高。沸騰鋼的時效性和晶粒度比鎮(zhèn)靜鋼大，因此沸騰鋼的沖擊韌性比鎮(zhèn)靜鋼的差。同一種鋼材調(diào)質(zhì)處理使用狀態(tài)比正火處理使用狀態(tài)的4擊韌性高。4鋼板的厚度鋼板越厚越容易產(chǎn)生脆性破壞。原因之一是板厚的增加，淖缶刼性降低。之二是，板厚的增加容易產(chǎn)生裂紋。因此鋼板越厚沖擊韌性的要求應(yīng)更高。1.3.3儲罐主要用材的選擇儲罐用材的選擇應(yīng)根據(jù)儲罐的設(shè)計溫度（最低和最高設(shè)計溫度）、物料的特性（腐蝕性、毒性、易爆性等）、鋼材

28、的性能和使用限制，在保證儲罐各部位安全、可靠的基礎(chǔ)上節(jié)省投資的原則。儲罐罐壁，尤其是底圈壁板、第二層圈壁和罐底的邊緣板對選材來說是最重要的，它們之間的連接焊縫受力較大，且較復(fù)雜，也往往容易出現(xiàn)事故。為從材料的選擇方面保證強度和焊縫質(zhì)量，罐底邊緣板應(yīng)與底圈壁板同材質(zhì)。儲罐的其他部分，如罐底的中幅板、罐頂及肋板、抗風(fēng)圈、加強圈等一般可選用Q235-A,Q235-B或Q235-AF鋼材。不銹鋼儲罐材質(zhì)的選擇，主要是根據(jù)液物料的腐蝕性要求，一般選擇0Crl8Ni9就可以。適用于小容量儲罐.1.3.4國內(nèi)儲罐用鋼材國內(nèi)幾十年來，逐步完善和制定儲罐設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，采用Q235-AF.Q235-A、Q235-B.

29、Q235-C.20R、16MnR等鋼材建造中、小型容量的儲罐，并積累了較豐富的經(jīng)驗。1997年采用國產(chǎn)材料WH610D2(12MnNiVR)鋼板建造10X104m3大型浮頂原油儲罐，該鋼種是武鋼生產(chǎn)的調(diào)質(zhì)低合金高強度鋼，強度為490MPao儲罐用材料的許用應(yīng)力、使用狀態(tài)見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB50341、SH3046JB/T4735的規(guī)定。Q235-AF.Q235-A.Q235-B、Q235-C普通低碳鋼Q235-AF.Q235-A鋼板技術(shù)要求低，鋼板質(zhì)量差,2002年以后的標(biāo)準(zhǔn)已取消這兩種牌號；Q235-B大量生產(chǎn)，并廣泛使用.Q235-B.Q235-C韌性高于A級.特點:有一定強度,良好的塑性、韌性

30、和加工工藝性,特別是焊接性能良好.價格低廉，應(yīng)用廣泛.20R容器用優(yōu)質(zhì)低碳鋼（按壓力容器專用鋼的要求進(jìn)行冶煉和檢驗,嚴(yán)于一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼）平均含碳量0.20%除保證6、osob對沖擊韌性有嚴(yán)格要求（相當(dāng)于原來A3R）特點2OR與2Og相近，板厚6100mm,般熱扎狀態(tài)供貨，板厚大于30nini,應(yīng)以正火狀態(tài)供貨.20R的塑性、韌性都相當(dāng)好，焊接性能好，較溥的板材焊接時一般不需預(yù)熱，強度低(os不小于245MPa,ob=400520MPa)(616mni時)是壓力容器用鋼中強度級別最低的鋼種一般用于溫度-20C.475C以下的容器20R制造壓力容器，用于中低壓且為小型容器(大型容器、高壓容器用強

31、度級別高一些的低合金類壓力容器用鋼)2OR在-20C以下使用，隨溫度降低呈低溫脆性25mni厚以上板材在0C以下使用時要求做V型缺口試樣的低溫沖擊試驗，AKV值達(dá)31J.20R在475C以上時高溫強度明顯下降(發(fā)生珠光體的球化)2OR使用溫度不應(yīng)超過500C.3.16MnR16MnR是在20號鋼的基礎(chǔ)上加入價格便宜的猛與硅進(jìn)行強化形晟的CMn鋼,Mn元素含量1.21.6%.特點16MnR與2OR相比，含碳量相仿，但利用猛的強化作用可使16MnR的強度顯著升高.16MnR鋼的可焊性是幾種低合金壓力容器專用鋼中最好的一種.16MnR是屈服強度35OMPa級的普通低合金中等強度鋼，具有良好的綜合力學(xué)

32、性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性.16MnR鋼的缺口敏感性比低碳鋼大、疲勞強度低，焊接時易產(chǎn)生裂紋.16MnR:使用條件：-20C475C,壓力不限，常溫沖擊值A(chǔ)kv31J(0-10C使用時，板厚大于38mm,進(jìn)行低溫沖擊試驗)(-10C19C使用時，板厚大于20mm進(jìn)行低溫沖擊試驗，JLAkv20J)是壓力容器制造采用最多的鋼號.16MnR:中低壓壓力容器;中小型高壓容器400m3以下液化石油氣、氧氣以及氮氣球形容器14儲罐設(shè)計1.4.1相關(guān)概念強度、韌性、剛度材料強度：是指載荷作用下材料抵抗永久變屈服點、和抗拉強度是鋼材畀為卷嚟鵝I鸚驀策繰的能力。剛度：是過程設(shè)備在載荷作用下保持原

33、有形狀的能力。剛度不足是過程設(shè)備過度變形主要原因之一。1.4.2儲罐設(shè)計基本要求a.安全可靠材料的強度高、韌性好；材料與介質(zhì)相容；結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力;密封性能好.b.滿足過程要求功能要求；壽命要求；C.綜合經(jīng)濟(jì)好生產(chǎn)效率高、消耗系數(shù)低;結(jié)構(gòu)合理、制造簡便；易于運輸和安裝.d.易于操作操作、維護(hù)和控制操作簡單；可維護(hù)性和可修理性好；便于控制.e.優(yōu)良的環(huán)境性能1.4.3基本設(shè)計步驟A目標(biāo)界定總體A結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計實施V參數(shù)設(shè)計零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計1.4.4因素材料參數(shù)設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)鋼制焊接油罐API650日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋼制焊接油罐結(jié)構(gòu)JISB8501英國標(biāo)準(zhǔn)石油工業(yè)立式鋼制焊接油罐B

34、S2654美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)大型焊接低壓儲罐設(shè)計和建造推薦規(guī)定API620中國標(biāo)準(zhǔn)：立式圓筒型鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范GB50341石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲罐設(shè)計規(guī)范SH3046立式圓筒型鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范GBJ128鋼制焊接常壓容器第十二章立式圓筒形儲罐JB/T47351.4.5影響儲罐工藝系統(tǒng)和儲罐建造的因素儲罐容積確定儲罐容積(一種介質(zhì))可根據(jù)該種介質(zhì)進(jìn)出罐區(qū)的流量和裝置對介質(zhì)儲存天數(shù)進(jìn)行計算，其計算公式為：V=(W1-W2)nri式中：V儲存總?cè)莘eW1介質(zhì)進(jìn)入罐區(qū)的流量W2介質(zhì)流出罐區(qū)的流量n介質(zhì)儲存的天數(shù)n儲罐的儲存系數(shù)儲罐的儲存系數(shù)一般取值如下：儲罐公稱容積1000m3的固定

35、頂罐n=0.9r|=0.85=0.9儲罐公稱容積1000m3的固定頂罐n=0.85浮頂罐或內(nèi)浮頂罐球罐和臥罐儲罐的總?cè)莘e除以儲罐的個數(shù)便得每個儲罐的容積。儲罐的個數(shù)應(yīng)滿足不同裝置生產(chǎn)操作的要求一般儲罐個數(shù)為2-4臺.若生產(chǎn)需要儲罐個數(shù)可較多，儲罐的容積有以下四種不同的含義。儲罐的容積有以下四種不同的含義。計算容積:計算容積是指按罐壁高度和內(nèi)徑計算的圓筒幾何容積。公稱容積：公稱容積是指儲罐的圓簡幾空只、戈算容積）圓整后，以整數(shù)表示的容積，通帛所說的1000m3儲罐。1000OnP儲罐是指公稱容積。實際容積（儲存容積）:實際容積是指儲罐實際上可儲存的最大容積。計算容積減去A部分的容積便是實際容積.

36、如圖1-3（b）所示。A的取值根據(jù)儲罐的形式和容積大小可在go。1100范圍內(nèi)確定。操作容積（工作容積）：操作容積是指儲罐液面上、下波動范圍內(nèi)的容積（即在儲罐的操作過程中輸出最大的滿足質(zhì)量要求容積）。實際容積減去B部分的容積便是操作容積，如圖1-3（c）所示。B值與儲罐出料口結(jié)構(gòu)有關(guān)，如圖1-4所示。14臂墮出口計簡圖14臂墮出口計簡圖B113儲權(quán)客址(cl犍作羿St(b)罐區(qū)的現(xiàn)場條件（包括自然條件）1.建罐地區(qū)的溫度建罐地區(qū)的溫度高低與儲液的蒸發(fā)損失、能量損耗、儲罐材料和檢測儀表的選用密切相關(guān)，或者說對儲液的儲存成本產(chǎn)生直接影響。對同一種介質(zhì)氣溫越高和持續(xù)天數(shù)越長，儲罐內(nèi)儲液溫度也增高.相

37、應(yīng)其氣壓越大.燕發(fā)損失越多健罐地區(qū)的晝夜溫差和大氣壓的變化越大所引起的儲罐“小呼吸”也會使蒸發(fā)損失增加）。為降低其蒸發(fā)損失，在高溫季節(jié)往往對儲罐采用水噴淋裝里以降低其罐體溫度。對一些液體需要在低于室溫狀態(tài)下儲存（如液化氣、液態(tài)氧、氨和氯乙烯等），除保冷措施外，還需要采用冷凍裝置供給其冷以維持其較低溫度。在這里儲存壓力和儲存溫度是互相依賴的，在儲罐能承受一定壓力的情況下，要尋找一個適當(dāng)?shù)膬Υ鏈囟?以盡可能減少冷凍裝的能量。在寒冷季節(jié)，對儲存黏性較大或凝固點較低的介質(zhì)，儲罐除保溫外還需加熱，使其保持便于輸送的流動狀態(tài)。2.風(fēng)載荷建罐地區(qū)的風(fēng)荷載，對儲罐的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響.在風(fēng)荷載較大地區(qū)，往

38、往把儲罐設(shè)計成“矮胖”較為經(jīng)濟(jì)。在強風(fēng)季節(jié)要注意儲罐的位移和傾覆（空罐或儲液很少時）O在計算風(fēng)力時，必須考慮儲罐的絕熱層厚度、梯子、平臺、管線、頂蓋的形狀等產(chǎn)生的影晌。在風(fēng)沙較多較大的地區(qū)，為了保證儲液的純度和潔凈必須十分注意儲罐形式的選擇。雪荷載建罐地區(qū)的雪荷載，對儲罐的罐頂設(shè)計和運行都產(chǎn)生影響，特別是雪荷載較大地區(qū)，對直徑較大的大型儲罐的罐頂荷載增大了，對儲液的潔凈度或純度有要求的介質(zhì)更要注意儲罐類型的選擇O對儲罐的附加設(shè)施，如泵、呼吸閥、阻火器、檢測儀表、絕熱層等，要采取防凍、保溫、防水措施或采用全天候結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。地震荷載地震時，儲罐是受地震損害最嚴(yán)重設(shè)備之一，因此在地震烈度為7度或7度以上的地區(qū)建罐時（烈度為9度區(qū)是不適宜建罐