1、油油 罐罐 及及 管管 道道 強(qiáng)強(qiáng) 度度 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)Strength Design Of Oil Tanks and Pipes 教師：李漢勇教師：李漢勇v Tel: 81292115(O) 60883317(H)v E-mail: 1、油庫(kù)、油庫(kù) 定義：定義：油庫(kù)即收發(fā)和儲(chǔ)存油品的獨(dú)立的或油庫(kù)即收發(fā)和儲(chǔ)存油品的獨(dú)立的或企業(yè)附屬的倉(cāng)庫(kù)或設(shè)施。企業(yè)附屬的倉(cāng)庫(kù)或設(shè)施。組成組成：收發(fā)油系統(tǒng)和儲(chǔ)存單元。收發(fā)油系統(tǒng)和儲(chǔ)存單元。油庫(kù)油庫(kù)收發(fā)油系統(tǒng)的收發(fā)油系統(tǒng)的主要設(shè)備主要設(shè)備泵、閥門和管線泵、閥門和管線各類儀表各類儀表儲(chǔ)存單元儲(chǔ)存單元各種油罐各種油罐2、本課程的研究對(duì)象、本課程的研究對(duì)象金屬油罐的優(yōu)點(diǎn)：金

2、屬油罐的優(yōu)點(diǎn)：安全可靠，經(jīng)久耐用；安全可靠，經(jīng)久耐用；不滲漏；不滲漏； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便、速度快，可以拆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便、速度快，可以拆遷再使用；遷再使用；造價(jià)低，占地面積少，適用范圍廣。造價(jià)低，占地面積少，適用范圍廣。一、教學(xué)內(nèi)容一、教學(xué)內(nèi)容第一章第一章 鋼油罐設(shè)計(jì)的基本知識(shí)鋼油罐設(shè)計(jì)的基本知識(shí)1-1 鋼油罐的發(fā)展趨勢(shì)及面臨的新課題鋼油罐的發(fā)展趨勢(shì)及面臨的新課題1-2 鋼油罐的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍鋼油罐的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍1-3 鋼油罐的基本要求鋼油罐的基本要求1-4 鋼油罐材料的選擇鋼油罐材料的選擇二、教學(xué)目標(biāo)二、教學(xué)目標(biāo) 1、了解金屬油罐的發(fā)展趨勢(shì)及需要面臨的、了解金屬油罐

3、的發(fā)展趨勢(shì)及需要面臨的若干新課題；若干新課題； 2、熟悉鋼油罐的各種類型劃分、各類型的、熟悉鋼油罐的各種類型劃分、各類型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其適用范圍；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其適用范圍； 3、理解對(duì)鋼油罐的五個(gè)基本要求；、理解對(duì)鋼油罐的五個(gè)基本要求； 4、熟悉各個(gè)國(guó)家對(duì)油罐鋼材的不同要求。、熟悉各個(gè)國(guó)家對(duì)油罐鋼材的不同要求。 第一章第一章 鋼油罐設(shè)計(jì)的鋼油罐設(shè)計(jì)的基本知識(shí)基本知識(shí)1-1 鋼油罐的發(fā)展趨勢(shì)及面臨的新課題鋼油罐的發(fā)展趨勢(shì)及面臨的新課題鋼油罐發(fā)展的總趨勢(shì)是：鋼油罐發(fā)展的總趨勢(shì)是：大型化大型化操作管理自動(dòng)化操作管理自動(dòng)化、油罐大型化的優(yōu)點(diǎn)、油罐大型化的優(yōu)點(diǎn)u節(jié)省鋼材節(jié)省鋼材、油罐大型化的優(yōu)點(diǎn)、油罐大型化的

4、優(yōu)點(diǎn)u減少投資減少投資我國(guó)鲇魚灣油庫(kù)提供我國(guó)鲇魚灣油庫(kù)提供日本提供日本提供、油罐大型化的優(yōu)點(diǎn)、油罐大型化的優(yōu)點(diǎn)u占地面積少；占地面積少；u節(jié)省管線及配件；節(jié)省管線及配件；u便于操作管理。便于操作管理。、油罐大型化帶來的新課題、油罐大型化帶來的新課題 鋼材的強(qiáng)度越高，斷裂韌性越低，即越鋼材的強(qiáng)度越高，斷裂韌性越低，即越容易產(chǎn)生斷裂。容易產(chǎn)生斷裂。 鋼板越厚，鋼板越厚，在焊縫或熱影在焊縫或熱影響區(qū)附近越易響區(qū)附近越易于產(chǎn)生裂紋，于產(chǎn)生裂紋，從而增加了斷從而增加了斷裂的危險(xiǎn)性。裂的危險(xiǎn)性。、油罐大型化帶來的新課題、油罐大型化帶來的新課題 鋼板強(qiáng)度等級(jí)越高，其可焊性越低，這鋼板強(qiáng)度等級(jí)越高，其可焊性越

5、低，這要求設(shè)計(jì)者選材時(shí)注意其可焊性，同時(shí)采要求設(shè)計(jì)者選材時(shí)注意其可焊性，同時(shí)采取合適的焊接工藝。取合適的焊接工藝。 隨著油罐的大型化，壁厚隨著油罐的大型化，壁厚t與直徑與直徑D之比之比t/D降低，油罐鋼性降低，導(dǎo)致油罐抵抗降低，油罐鋼性降低，導(dǎo)致油罐抵抗風(fēng)荷的能力下降。風(fēng)荷的能力下降。 可焊性：接頭焊接的可能性（針對(duì)施工而可焊性：接頭焊接的可能性（針對(duì)施工而言）和使用時(shí)的可靠性（針對(duì)使用而言）。言）和使用時(shí)的可靠性（針對(duì)使用而言）。、油罐大型化帶來的新課題、油罐大型化帶來的新課題 隨著油罐的大型化，地震破壞造成的損隨著油罐的大型化，地震破壞造成的損失也隨之增加。失也隨之增加。 大型油罐基礎(chǔ)的設(shè)

6、計(jì)、如何恰當(dāng)?shù)靥岢龃笮陀凸藁A(chǔ)的設(shè)計(jì)、如何恰當(dāng)?shù)靥岢鰧?duì)于沉陷的要求，以及采用何種結(jié)構(gòu)以增對(duì)于沉陷的要求，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。加油罐抵抗不均勻沉陷的能力等。操作管理自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)：操作管理自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)：省力；省力；計(jì)量程度高，便于監(jiān)測(cè)和控制。計(jì)量程度高，便于監(jiān)測(cè)和控制。 油品在收發(fā)時(shí)都要計(jì)量，而影響計(jì)量油品在收發(fā)時(shí)都要計(jì)量，而影響計(jì)量精度的主要有以下三個(gè)方面的誤差：即精度的主要有以下三個(gè)方面的誤差：即系系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差、偶然誤差和過失性誤差。目前我、偶然誤差和過失性誤差。目前我國(guó)的計(jì)量精度為國(guó)的計(jì)量精度為5。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 具有一定規(guī)律性的誤差，可以消除和具有一定規(guī)律

7、性的誤差，可以消除和計(jì)算出。其原因主要有：儀器不良；周圍計(jì)算出。其原因主要有：儀器不良；周圍環(huán)境如環(huán)境如T、濕度、濕度、P、磁場(chǎng)、電場(chǎng)等的改變，、磁場(chǎng)、電場(chǎng)等的改變，測(cè)量的方法和理論上的錯(cuò)誤；操作人員的測(cè)量的方法和理論上的錯(cuò)誤；操作人員的習(xí)慣與偏向等引起的誤差。習(xí)慣與偏向等引起的誤差。偶然誤差偶然誤差 產(chǎn)生原因無規(guī)律性，但與測(cè)量的次數(shù)產(chǎn)生原因無規(guī)律性，但與測(cè)量的次數(shù)有關(guān)。當(dāng)其測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，偶然誤差有關(guān)。當(dāng)其測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，偶然誤差完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。過失性誤差過失性誤差 主要由操作人員的過失產(chǎn)生。如業(yè)務(wù)主要由操作人員的過失產(chǎn)生。如業(yè)務(wù)技術(shù)不熟、操作不正確或工作作風(fēng)馬虎或技

8、術(shù)不熟、操作不正確或工作作風(fēng)馬虎或過度疲勞、神智不清、或讀錯(cuò)示值。過度疲勞、神智不清、或讀錯(cuò)示值。1-2 鋼油罐的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍鋼油罐的種類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍一、種類一、種類按幾何形按幾何形狀分狀分臥式圓柱形油罐臥式圓柱形油罐立式圓柱形油罐立式圓柱形油罐雙曲率油罐雙曲率油罐拱頂拱頂浮頂浮頂內(nèi)浮頂內(nèi)浮頂錐頂錐頂懸鏈?zhǔn)綉益準(zhǔn)阶灾С惺阶灾С惺借旒苁借旒苁搅菏搅菏蕉⒔Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍l臥式圓柱形油罐臥式圓柱形油罐人孔人孔筒體板圈筒體板圈三角支撐三角支撐碟形封頭碟形封頭（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) V100m3的臥式油罐一般在工廠內(nèi)造好的臥式油罐一般在工廠內(nèi)造好運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)即

9、可使用；而運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)即可使用；而V 100m3的油罐的油罐都在現(xiàn)場(chǎng)組裝和驗(yàn)收。都在現(xiàn)場(chǎng)組裝和驗(yàn)收。 罐體一般由鋼板搭接而成，罐圈交互式排罐體一般由鋼板搭接而成，罐圈交互式排列，并取單數(shù)，使兩個(gè)封頭直徑相同。列，并取單數(shù)，使兩個(gè)封頭直徑相同。臥式圓柱形油罐臥式圓柱形油罐（2）優(yōu)點(diǎn)：）優(yōu)點(diǎn)：承壓能力高；承壓能力高； V100m3的可在工廠批量生產(chǎn)；的可在工廠批量生產(chǎn)；搬遷安裝方便。搬遷安裝方便。臥式圓柱形油罐臥式圓柱形油罐臥式圓柱形油罐臥式圓柱形油罐 （3）缺點(diǎn)：）缺點(diǎn)： 耗鋼量大，一般為耗鋼量大，一般為4050kg/m3。 罐容小，占地面積大。罐容小，占地面積大。 （4）適用范圍：）適用范圍： 一

10、般用于高架罐、放空罐、計(jì)量罐或用于一般用于高架罐、放空罐、計(jì)量罐或用于儲(chǔ)存品種多、數(shù)量少的油品，也用于貯存儲(chǔ)存品種多、數(shù)量少的油品，也用于貯存液化石油氣。液化石油氣。 二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍l立式圓柱形油罐立式圓柱形油罐組成：組成：平底、圓柱形罐壁和罐頂。平底由平底、圓柱形罐壁和罐頂。平底由鋼板搭接而成；罐壁由薄鋼板對(duì)接或搭接鋼板搭接而成；罐壁由薄鋼板對(duì)接或搭接而成；罐頂由薄鋼板搭接而成。而成；罐頂由薄鋼板搭接而成。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容量范圍大，應(yīng)用范圍結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容量范圍大，應(yīng)用范圍廣，但承壓能力低。廣，但承壓能力低。拱頂油罐拱頂油罐 Dome Roof Tanks拱

11、頂油罐拱頂油罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：頂由頂由46mm的薄鋼板和加強(qiáng)筋的薄鋼板和加強(qiáng)筋（通常用扁鋼）組成，形如球面，拱頂載（通常用扁鋼）組成，形如球面，拱頂載荷靠拱頂板周邊支承于罐壁包邊角鋼上，荷靠拱頂板周邊支承于罐壁包邊角鋼上，球面由中心蓋板和瓜皮搭接而成。球面由中心蓋板和瓜皮搭接而成。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，備料和施工方便，造價(jià)低。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，備料和施工方便，造價(jià)低。拱頂油罐拱頂油罐 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： a）蒸發(fā)損耗較大；）蒸發(fā)損耗較大； b）罐容有一定的限制。）罐容有一定的限制。適用范圍：適用范圍：廣泛用作容積在廣泛用作容積在10000 m3以下以下的成品油儲(chǔ)罐，目前國(guó)內(nèi)最大的已達(dá)的成品油儲(chǔ)罐，目前國(guó)

12、內(nèi)最大的已達(dá)5萬方。萬方。抗風(fēng)圈抗風(fēng)圈伸縮吊架伸縮吊架人孔人孔浮船支柱浮船支柱罐頂平臺(tái)罐頂平臺(tái)量油管量油管浮梯浮梯軌道軌道底板底板浮船浮船單盤單盤罐壁罐壁盤梯盤梯密封板密封板集液管集液管折疊排水管折疊排水管浮頂油罐浮頂油罐Floating-Roof Tanks 浮頂油罐浮頂油罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由薄鋼板組成的圓盤（單盤或雙由薄鋼板組成的圓盤（單盤或雙盤）可隨油面的升降而上下自由移動(dòng)。盤）可隨油面的升降而上下自由移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a）油品呼吸損耗小；）油品呼吸損耗小；b）浮頂受力狀況良好，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易；）浮頂受力狀況良好，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易； c）環(huán)境污染小，火災(zāi)危害性小。）環(huán)境污染小，火災(zāi)危害性小

13、。浮頂油罐浮頂油罐缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對(duì)于單盤式浮頂罐，頂在浮力的穩(wěn)定對(duì)于單盤式浮頂罐，頂在浮力的穩(wěn)定性方面欠佳，且頂易被雨水腐蝕而積水難于性方面欠佳，且頂易被雨水腐蝕而積水難于排除。而雙盤式價(jià)格較貴。排除。而雙盤式價(jià)格較貴。適用范圍：適用范圍：?jiǎn)伪P式浮頂罐多用于單盤式浮頂罐多用于5000 m3以以上的原油或汽油油罐；雙盤式多用于上的原油或汽油油罐；雙盤式多用于5000m3以下的輕質(zhì)油油罐。以下的輕質(zhì)油油罐。 國(guó)外已建成國(guó)外已建成24萬萬m3的浮頂罐，我國(guó)已的浮頂罐，我國(guó)已建成建成10萬萬m3的。的。內(nèi)浮頂油罐內(nèi)浮頂油罐Enclosed Floating-Roof Tanks 罐頂罐頂罐頂通氣孔罐頂通

14、氣孔罐頂支柱罐頂支柱自動(dòng)通氣孔自動(dòng)通氣孔單盤人孔單盤人孔罐壁通氣孔罐壁通氣孔內(nèi)浮頂內(nèi)浮頂密封裝置密封裝置導(dǎo)向板導(dǎo)向板浮頂支柱浮頂支柱內(nèi)浮頂油罐內(nèi)浮頂油罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兼有拱頂罐和浮頂罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。兼有拱頂罐和浮頂罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：a）蒸發(fā)損失大大減少；）蒸發(fā)損失大大減少；b）空氣污染很小，油品質(zhì)量易保證；）空氣污染很小，油品質(zhì)量易保證； c）罐頂和罐壁腐蝕小，罐壽命長(zhǎng)；）罐頂和罐壁腐蝕小，罐壽命長(zhǎng)；d）附件減少；）附件減少；e）現(xiàn)存的拱頂罐易改造為內(nèi)浮頂罐，投資）現(xiàn)存的拱頂罐易改造為內(nèi)浮頂罐，投資少，見效快。少，見效快。內(nèi)浮頂油罐內(nèi)浮頂油罐缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：a）與拱頂罐相比，造價(jià)高，施

15、工技術(shù)要求高；）與拱頂罐相比，造價(jià)高，施工技術(shù)要求高；b）與浮頂罐相比，密封結(jié)構(gòu)檢查維修不便；）與浮頂罐相比，密封結(jié)構(gòu)檢查維修不便；適用范圍：適用范圍：V1萬萬m3的內(nèi)浮頂罐多用來儲(chǔ)存的內(nèi)浮頂罐多用來儲(chǔ)存輕質(zhì)油品，目前正在推廣。輕質(zhì)油品，目前正在推廣。c）不易大型化（因?yàn)楣绊斒艿较拗疲＃┎灰状笮突ㄒ驗(yàn)楣绊斒艿较拗疲ｅF頂油罐錐頂油罐Cone Roof Tanks 中心立柱中心立柱外立柱外立柱內(nèi)立柱內(nèi)立柱罐壁罐壁內(nèi)外檁內(nèi)外檁lin椽椽chuan頂板頂板底板底板錐頂油罐錐頂油罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：a）自支承式：頂為圓錐形，載荷由罐頂自）自支承式：頂為圓錐形，載荷由罐頂自承，并且傳遞到罐壁。承，

16、并且傳遞到罐壁。b）桁架式：載荷由桁架承擔(dān)并傳遞到罐壁，）桁架式：載荷由桁架承擔(dān)并傳遞到罐壁，為了防止因橫向載荷所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，需要為了防止因橫向載荷所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，需要采用裝入斜支承等措施。采用裝入斜支承等措施。錐頂油罐錐頂油罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：c）梁柱式：罐頂載荷由梁柱承擔(dān)并傳遞到）梁柱式：罐頂載荷由梁柱承擔(dān)并傳遞到罐壁。梁柱按梁的彎曲理論設(shè)計(jì)。罐頂坡罐壁。梁柱按梁的彎曲理論設(shè)計(jì)。罐頂坡度一般為度一般為1/16。在易地震的罐區(qū)，為了防止。在易地震的罐區(qū)，為了防止頂板支承構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，需要采用拉桿將外圍頂板支承構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，需要采用拉桿將外圍支柱相互連接等措施。支柱相互連接等措施。錐頂油罐錐頂油罐優(yōu)點(diǎn)

17、：優(yōu)點(diǎn)：不受雨水塵土的影響，易保證油品不受雨水塵土的影響，易保證油品質(zhì)量。質(zhì)量。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難，造價(jià)高，而且梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難，造價(jià)高，而且梁柱式對(duì)地基要求較高。柱式對(duì)地基要求較高。錐頂油罐錐頂油罐適用范圍：適用范圍：b）桁架式：）桁架式： V1000m3，內(nèi)徑多為，內(nèi)徑多為35m左左右；右；c）梁柱式：）梁柱式： 地基好的地方可選地基好的地方可選67萬萬m3的，的，一般為一般為4萬萬m3的。不適用于有不均勻沉降的。不適用于有不均勻沉降的地基上或地震載荷較大的地區(qū)。的地基上或地震載荷較大的地區(qū)。a）自支承式：）自支承式： V 100m3；懸鏈?zhǔn)接凸迲益準(zhǔn)接凸轘uspending

18、Roof Tanks 懸鏈?zhǔn)焦揄攽益準(zhǔn)焦揄敚ㄓ杀′摪褰M成，（由薄鋼板組成，只有拉力而無彎曲應(yīng)力，故只有拉力而無彎曲應(yīng)力，故稱無力矩罐）稱無力矩罐）中心柱中心柱懸鏈最低點(diǎn)易積水、懸鏈最低點(diǎn)易積水、生銹生銹二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適用范圍l雙曲率油罐雙曲率油罐 雙曲率油罐可分為雙曲率油罐可分為滴狀油罐滴狀油罐和和球形油球形油罐罐。滴狀油罐可承受。滴狀油罐可承受0.41.2kgf/cm2的剩余的剩余壓力，可消除小呼吸損耗，適用于儲(chǔ)存揮壓力，可消除小呼吸損耗，適用于儲(chǔ)存揮發(fā)性大的油品，但這種油罐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施發(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，故一般不采用。球工困難，建設(shè)

19、費(fèi)用高，故一般不采用。球罐用于儲(chǔ)存液化氣，其設(shè)計(jì)一般劃在受壓罐用于儲(chǔ)存液化氣，其設(shè)計(jì)一般劃在受壓容器范圍內(nèi)。容器范圍內(nèi)。滴狀油罐滴狀油罐球形油罐球形油罐球罐的分類球罐的分類a）按球罐的）按球罐的用途分用途分在高、中壓，常溫下使用的球罐，如在高、中壓，常溫下使用的球罐，如貯存液化石油氣、天然氣等，貯存液化石油氣、天然氣等，P=13MPa，T=常溫常溫在中、低壓，低溫下使用的球罐，如在中、低壓，低溫下使用的球罐，如貯存液氨、乙烯、丙烯等，貯存液氨、乙烯、丙烯等，P=0.42MPa，T=-20-100在低壓，深冷下使用的球罐，如貯存在低壓，深冷下使用的球罐，如貯存-100以下的液化氣，以下的液化氣，

20、P極低，極低，T -100，為保冷多采用雙重球罐。，為保冷多采用雙重球罐。球罐的分類球罐的分類b）按外觀形狀分）按外觀形狀分圓球形圓球形橢球形橢球形c）從球殼板組合）從球殼板組合情況分情況分足球瓣形足球瓣形瓜瓣形瓜瓣形混合形混合形球罐的優(yōu)點(diǎn)球罐的優(yōu)點(diǎn)a）與同容積的圓柱形罐相比，球罐的表面）與同容積的圓柱形罐相比，球罐的表面積小，故球罐板面積小。積小，故球罐板面積小。b）球罐受力均勻。在相同直徑和工作壓力）球罐受力均勻。在相同直徑和工作壓力下，其薄壁應(yīng)力僅為圓柱形罐的法向應(yīng)力下，其薄壁應(yīng)力僅為圓柱形罐的法向應(yīng)力的的1/2，故球罐板厚僅約需后者的，故球罐板厚僅約需后者的1/2，使得，使得球罐用料省

21、，造價(jià)低。球罐用料省，造價(jià)低。球罐的優(yōu)點(diǎn)球罐的優(yōu)點(diǎn)c）對(duì)風(fēng)載荷而言，球罐比圓柱形罐更安）對(duì)風(fēng)載荷而言，球罐比圓柱形罐更安全，因?yàn)轫旓L(fēng)面積小。全，因?yàn)轫旓L(fēng)面積小。d）球罐基礎(chǔ)簡(jiǎn)單，工程量小，且建造費(fèi)）球罐基礎(chǔ)簡(jiǎn)單，工程量小，且建造費(fèi)用低。用低。e）由于球罐容積）由于球罐容積V大，在大，在V總總一定時(shí)，球一定時(shí)，球罐質(zhì)量大大減少，給管理帶來方便。罐質(zhì)量大大減少，給管理帶來方便。球罐的缺點(diǎn)球罐的缺點(diǎn)a）受國(guó)家原材料供應(yīng)（包括板材厚度、）受國(guó)家原材料供應(yīng)（包括板材厚度、規(guī)格尺寸及性能等）的限制程度嚴(yán)格。規(guī)格尺寸及性能等）的限制程度嚴(yán)格。b）與圓柱形罐相比，球罐的制造、安裝）與圓柱形罐相比，球罐的制造、

22、安裝均較困難。均較困難。c）球罐幾乎全是現(xiàn)場(chǎng)組裝和焊接，條件差，）球罐幾乎全是現(xiàn)場(chǎng)組裝和焊接，條件差，技術(shù)要求高。技術(shù)要求高。球罐的缺點(diǎn)球罐的缺點(diǎn)d）由于國(guó)內(nèi)鋼材品種少，規(guī)格尺寸偏小，）由于國(guó)內(nèi)鋼材品種少，規(guī)格尺寸偏小，球罐板幅小，焊縫較多，從而增加了工球罐板幅小，焊縫較多，從而增加了工作量。作量。e）現(xiàn)行規(guī)范多而且不統(tǒng)一，檢驗(yàn)工作量）現(xiàn)行規(guī)范多而且不統(tǒng)一，檢驗(yàn)工作量大，要求嚴(yán)格。大，要求嚴(yán)格。使用范圍使用范圍球罐大多用于儲(chǔ)存液化石油氣（球罐大多用于儲(chǔ)存液化石油氣（LPG）、）、液化天然氣（液化天然氣（LNG）、液態(tài)烴、乙烯、）、液態(tài)烴、乙烯、丙烯以及丙烯以及O2、N2、H2等易燃易爆和有毒等

23、易燃易爆和有毒的液體、氣體介質(zhì)。的液體、氣體介質(zhì)。1-3 鋼油罐的基本要求鋼油罐的基本要求思路：思路：Vt理論上：可解決強(qiáng)度問題理論上：可解決強(qiáng)度問題實(shí)際上：施工是否可行？板實(shí)際上：施工是否可行？板厚了，焊接和熱處理都比較厚了，焊接和熱處理都比較難。難。1-3 鋼油罐的基本要求鋼油罐的基本要求 1、具有足夠的強(qiáng)度：不產(chǎn)生塑性變形（卸、具有足夠的強(qiáng)度：不產(chǎn)生塑性變形（卸載后）。載后）。 2、具有足夠的韌性：在水壓試驗(yàn)或操作狀、具有足夠的韌性：在水壓試驗(yàn)或操作狀態(tài)下，油罐不產(chǎn)生斷裂破壞。態(tài)下，油罐不產(chǎn)生斷裂破壞。 衡量韌性的指標(biāo)是：沖韌值（一般采用衡量韌性的指標(biāo)是：沖韌值（一般采用“V”型試件測(cè)定

24、），即試件型試件測(cè)定），即試件“V”型缺口儲(chǔ)存的型缺口儲(chǔ)存的能量，焦耳（能量，焦耳（J）。）。1-3 鋼油罐的基本要求鋼油罐的基本要求 3、具有良好的剛性：整體穩(wěn)定，有良好的、具有良好的剛性：整體穩(wěn)定，有良好的抗風(fēng)能力。抗風(fēng)能力。 4、具有一定的抗地震能力：在罐區(qū)最大地、具有一定的抗地震能力：在罐區(qū)最大地震烈度下不產(chǎn)生破壞。震烈度下不產(chǎn)生破壞。 5、罐基礎(chǔ)均勻穩(wěn)固：罐基礎(chǔ)的不均勻沉陷、罐基礎(chǔ)均勻穩(wěn)固：罐基礎(chǔ)的不均勻沉陷要在允許范圍內(nèi)，否則，貯罐產(chǎn)生的應(yīng)力要在允許范圍內(nèi)，否則，貯罐產(chǎn)生的應(yīng)力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力。將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力。1-4 鋼油罐材料的選擇鋼油罐材料的選擇 1、對(duì)于

25、罐壁用鋼材有三項(xiàng)主要要求：、對(duì)于罐壁用鋼材有三項(xiàng)主要要求：（1）強(qiáng)度要求強(qiáng)度要求；（2）可焊性要求可焊性要求；（3）沖擊韌性要求沖擊韌性要求。（1）強(qiáng)度要求）強(qiáng)度要求 近年來，對(duì)于作為罐壁用的鋼材（不包近年來，對(duì)于作為罐壁用的鋼材（不包括由剛性決定的部分），選用的強(qiáng)度值越來括由剛性決定的部分），選用的強(qiáng)度值越來越高。這一狀況主要由兩種因素造成，一是越高。這一狀況主要由兩種因素造成，一是采用高強(qiáng)度鋼比較經(jīng)濟(jì)。另一因素是各國(guó)規(guī)采用高強(qiáng)度鋼比較經(jīng)濟(jì)。另一因素是各國(guó)規(guī)范均對(duì)罐壁的允許最大厚度做了限制。因此，范均對(duì)罐壁的允許最大厚度做了限制。因此，為建設(shè)更大的油罐，必須在保證可焊性和沖為建設(shè)更大的油罐，

26、必須在保證可焊性和沖擊韌性的前提下，提高鋼板的強(qiáng)度。擊韌性的前提下，提高鋼板的強(qiáng)度。（2）可焊性要求）可焊性要求對(duì)鋼板的可焊性一般用兩種指標(biāo)控制：對(duì)鋼板的可焊性一般用兩種指標(biāo)控制： 一是碳的當(dāng)量含量一是碳的當(dāng)量含量；二是熱影響區(qū)的硬度二是熱影響區(qū)的硬度。可焊性：是指鋼在一定的焊接材料、工藝可焊性：是指鋼在一定的焊接材料、工藝和結(jié)構(gòu)條件下，經(jīng)焊接后能獲得一定焊接和結(jié)構(gòu)條件下，經(jīng)焊接后能獲得一定焊接接頭性能的能力。接頭性能的能力。碳的當(dāng)量含量碳的當(dāng)量含量 英國(guó)油罐規(guī)范英國(guó)油罐規(guī)范BS2654對(duì)碳當(dāng)量含量的要求比較嚴(yán)對(duì)碳當(dāng)量含量的要求比較嚴(yán)格，該規(guī)范規(guī)定碳當(dāng)量含量按下式計(jì)算：格，該規(guī)范規(guī)定碳當(dāng)量含量

27、按下式計(jì)算：1556CuNiVMoCrMnCCeq 上式為熱分析值。上式為熱分析值。Ceq的限制與鋼板厚度有關(guān)，當(dāng)厚的限制與鋼板厚度有關(guān)，當(dāng)厚度為度為2025mm時(shí)，時(shí)， Ceq 0.43；當(dāng)厚度大于；當(dāng)厚度大于25mm時(shí)，時(shí)， Ceq 0.42。 當(dāng)采用復(fù)核分析時(shí)，碳當(dāng)量按下式計(jì)算，當(dāng)采用復(fù)核分析時(shí)，碳當(dāng)量按下式計(jì)算， Ceq 0.43， 日本對(duì)日本對(duì)Ceq的要求比英國(guó)寬，例如的要求比英國(guó)寬，例如HW50的的Ceq值按值按下式計(jì)算，下式計(jì)算， Ceq 0.46，144540246VMoCrNiSiMnCCeq6MnCCeq熱影響區(qū)的硬度熱影響區(qū)的硬度 熱影響區(qū)的硬度與熱影響區(qū)的硬度與Ceq及

28、冷卻速度有關(guān)。及冷卻速度有關(guān)。 Ceq越高、冷卻速度越快，則熱影響區(qū)的硬越高、冷卻速度越快，則熱影響區(qū)的硬度越高，當(dāng)把熱影響區(qū)的硬度做為可焊性的度越高，當(dāng)把熱影響區(qū)的硬度做為可焊性的指標(biāo)時(shí)，國(guó)際焊按學(xué)會(huì)指標(biāo)時(shí)，國(guó)際焊按學(xué)會(huì)IIW（International Institute of Welding）對(duì)冷卻速度規(guī)定為：）對(duì)冷卻速度規(guī)定為：工件由工件由800至至500的冷卻時(shí)間為的冷卻時(shí)間為7秒。對(duì)秒。對(duì)HW50鋼板規(guī)定：熱影響區(qū)的硬度不大于鋼板規(guī)定：熱影響區(qū)的硬度不大于390Hv(測(cè)試載荷為測(cè)試載荷為10kgf)。（3）沖擊韌性要求）沖擊韌性要求 沖擊韌性要求是為防止油罐產(chǎn)生脆性斷裂破壞沖擊韌性

29、要求是為防止油罐產(chǎn)生脆性斷裂破壞的一個(gè)重要指標(biāo)。影響油罐脆性斷裂的因素如下：的一個(gè)重要指標(biāo)。影響油罐脆性斷裂的因素如下：1）脆性破壞的產(chǎn)生主要與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。）脆性破壞的產(chǎn)生主要與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。2）脆性破壞的發(fā)生與裂紋所在部位的應(yīng)力水平有）脆性破壞的發(fā)生與裂紋所在部位的應(yīng)力水平有關(guān)，應(yīng)力越高則越容易產(chǎn)生脆性破壞。關(guān)，應(yīng)力越高則越容易產(chǎn)生脆性破壞。3）與裂紋的尺寸和形狀有關(guān)，裂紋尖而長(zhǎng)則易于）與裂紋的尺寸和形狀有關(guān)，裂紋尖而長(zhǎng)則易于產(chǎn)生脆性破壞。產(chǎn)生脆性破壞。（3）沖擊韌性要求）沖擊韌性要求 4）與罐壁的溫度有關(guān)，溫度越低，鋼材的）與罐壁的溫度有關(guān)，溫度越低，鋼材的韌性越差，越容易產(chǎn)

30、生脆性破壞。韌性越差，越容易產(chǎn)生脆性破壞。 5）與鋼板的厚度有關(guān)，鋼板越厚越容易產(chǎn)）與鋼板的厚度有關(guān)，鋼板越厚越容易產(chǎn)生脆性破壞。生脆性破壞。1-4 鋼油罐材料的選擇鋼油罐材料的選擇 2、選材原則和選材時(shí)應(yīng)考慮的主要因素：、選材原則和選材時(shí)應(yīng)考慮的主要因素： 原則：原則：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理 考慮因素：考慮因素： 1）油罐的設(shè)計(jì)條件：設(shè)計(jì)壓力（針對(duì)封閉式）油罐的設(shè)計(jì)條件：設(shè)計(jì)壓力（針對(duì)封閉式貯罐如拱頂罐而言，指罐體強(qiáng)度和穩(wěn)定性所貯罐如拱頂罐而言，指罐體強(qiáng)度和穩(wěn)定性所能承受的壓力）、設(shè)計(jì)溫度（指罐體金屬溫能承受的壓力）、設(shè)計(jì)溫度（指罐體金屬溫度）、介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)特別是腐蝕性以及材

31、度）、介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)特別是腐蝕性以及材料的使用部位等。料的使用部位等。1-4 鋼油罐材料的選擇鋼油罐材料的選擇 考慮因素：考慮因素： 2）材料的機(jī)械性能、化學(xué)成分、焊接性能）材料的機(jī)械性能、化學(xué)成分、焊接性能和抗腐蝕性能等。和抗腐蝕性能等。 3）價(jià)格合理。）價(jià)格合理。1-4 鋼油罐材料的選擇鋼油罐材料的選擇 3、鋼油罐常用材料及其性能：、鋼油罐常用材料及其性能： 對(duì)于這些普通低碳鋼，其強(qiáng)度較低，焊對(duì)于這些普通低碳鋼，其強(qiáng)度較低，焊接性能好。鋼板越薄，韌性越好。只有在罐區(qū)接性能好。鋼板越薄，韌性越好。只有在罐區(qū)最低日平均溫度低于最低日平均溫度低于-20時(shí)，才對(duì)時(shí)，才對(duì)t12mm的鋼板進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn)。的鋼板進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn)。 1） A3，A3F16Mn，16MnR，15MnVR普通碳素鋼普通碳素鋼普通低合金鋼普通低合金鋼容器用鋼容器用鋼3、鋼油罐常用材料及其性能：、鋼油罐常用材料及其性能：1）近年來，貯罐用高強(qiáng)度鋼有很大發(fā)展。它）近年來，貯罐用高強(qiáng)度鋼有很大發(fā)展。它可分為可分為細(xì)晶粒正火鋼，細(xì)晶粒正火鋼，調(diào)質(zhì)鋼（經(jīng)淬火調(diào)質(zhì)鋼（經(jīng)淬火加回火而成），其共同特點(diǎn)是，由于加回火而成），其共同特點(diǎn)是，由于Ceq超過超過一定值，對(duì)缺口韌性和可焊性產(chǎn)生有害作用，一定