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微内压储罐设计规范|微内压储罐设计解析

来源:知识百科 时间:2019-04-08 点击: 推荐访问:常压储罐设计压力

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中图分类号:U272.4 文献标识码:A 文章编号:
  一.前 言
  本文在对微内压储罐的设计当中,根据多方面内容来阐述微内压储罐的设计内容,本文针对压储罐的公式进行推导与说明,主要是为了对储罐的一些不同之生进行分析与比较。
  二.微内压储罐设计规范中的公式和概念
  从罐顶与罐壁的弱连接结构、罐底部不被抬起的最大内压、抗压环发生屈曲破坏时的压力、设计内压和锚固、通气(呼吸)几个方面解析了微内压储罐设计中遇到的一些问题,如“弱项”结构条件、抗压环塑性失稳临界条件、罐壁将被抬起而未被抬起时的临界压力、储罐锚固、呼吸阀配置等,同时对规范中的一些公式进行了推导和说明,并对GB50341- 2003及A PI 650的一些不同点进行了比较和分析。
  现对GB50341〔1〕立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范附录A微内压油罐(该附录等效采用API 650〔2〕附录F)中涉及的罐顶承受内压能力及通风、锚固诸问题进行解析,以期对设计人员更好地把握微内压储罐的设计提供帮助。
  三.罐顶与罐壁的弱连接结构
  罐顶与罐壁采用弱连接结构(弱项)时,临界状态抗压环有效截面积为式中,
  A---抗压环(罐顶与罐壁连接处)有效截面积.
  m---罐壁和由罐壁、罐顶所支撑构件(不包括罐顶板)的总质量
  θ---罐顶板与水平面的夹角,
  g---重力加速度,取9.81 m/s2。该内容为GB50341第7.1.6条中的内容,但微内压罐也包括“弱顶”罐,为叙述的完整性,首先对该公式进行解析。
  经分析可认为,该确定面积A为罐壁将被抬起而尚未被抬起,抗压环材料恰好达到屈服强度,即塑性失稳临界状态时的抗压环有效面积。
  对此可按文献[3],圆柱形金属油罐设计证明如下。
  作用在固定顶上的总垂直载荷为:
  式中
  Q---作用在罐顶上的总有效垂直荷载,内压时向上;
  D---罐内径,cm;
  q---作用在罐顶单位面积上的有效荷载,即内压值减去罐顶板自重。在临界状态时,Q=罐壁和由罐避讳、罐顶所支撑构件(不包括罐顶板)的总自重。罐承受内压时,抗压环处于受压状态,见图1。罐壁、罐顶连接处抗压环单位弧长上的力为:
  
  四.设计压力
  固定顶储罐的工作压力是正常操作中罐顶气相空间的最大压力值。储罐的工作压力在静止时是由罐内介质的饱和蒸汽压决定的,在进料和出料时,由于罐内气相空间的改变,而使罐内压力升高或降低。微内压储罐的设计压力一般由工艺专业根据工况给出。若未给出时,可由式(1)计算:
  (1)其中:P-设计压力(KPa);D-罐内径(m);-罐顶板有效厚度(mm);A-罐顶与罐壁连接处的有效截面积 (mm2), 按 GB 50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》7.1.5 确定;
  θ-罐顶与罐壁连接处,罐顶与水平面之间的夹角。式(1)限制了设计压力,是为了防止罐壁、罐顶结合部不发生屈曲破坏。当计算结果 P

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