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文檔簡介
PAGE1PAGE2662000年1月第一次增補2001年11月第二次增補鋼制焊接石油儲罐APISTANDARD6501998年11月第十版美國石油學會翻譯:王洪超校對:朱翌總
目錄第1章范圍1.1概述1.2限制條件1.3符合性1.4參考文獻第2章材料2.1概述2.2鋼板2.3薄板2.4結構型鋼2.5鋼管和鍛件2.6法蘭2.7螺栓2.8焊條第3章設計3.1焊接接頭3.2設計考慮3.3特殊考慮3.4罐底板3.5環形罐底板3.6罐壁設計3.7罐壁開孔3.8罐壁連接件和罐的附件3.9頂部和中部抗風圈3.10罐頂3.11儲罐上的風載荷(傾覆穩定性)第4章制造4.1概述4.2車間檢驗第5章安裝5.1概述5.2焊接細節5.3檢查、試驗和返修5.4焊縫返修5.5尺寸公差第6章檢查焊接接頭的方法6.1射線照相檢測6.2磁粉檢測6.3超聲波檢測6.4液體滲透檢測6.5目視檢測6.6真空試驗第7章焊接工藝和焊工評定7.1定義7.2焊接工藝評定7.3焊工評定7.4焊接接頭標識第8章標志8.1銘牌8.2職責范圍8.3證書附錄A小型儲罐可選擇的設計準則附錄B地面上儲油罐基礎設計和建造的建議附錄C外浮頂附錄D技術咨詢附錄E儲罐的抗震設計附錄F低內壓儲罐設計附錄G結構支撐型鋁拱頂附錄H內浮頂附錄I罐底泄漏檢測和地基保護附錄J車間組裝的儲罐附錄K運用“變設計點法”確定罐壁鋼板厚度的示例附錄LAPI650標準儲罐數據表附錄M提高溫度下儲罐的操作要求附錄N與本標準所列規范不一致的新材料的要求附錄O罐底連接的建議附錄P罐壁開孔處允許的外載荷附錄S奧氏體不銹鋼儲罐附錄T無損檢測要求概要附錄TI技術詢問回復圖2-1 不做沖擊試驗的罐壁材料的最低允許設計金屬溫度2-2 最低日平均溫度等溫線2-3 罐壁接管和人孔材料確定沖擊試驗的控制厚度3-1 典型的罐壁縱向接頭3-2 典型的罐壁環向接頭3-3A 典型的罐頂和罐底接頭3-3B 罐壁下預制搭接焊罐底板的方法3-3C 公稱厚度大于13mm(1/2in)的環形罐底板雙面填腳坡口焊縫詳圖3-4A 罐壁人孔3-4B 罐壁人孔和接管詳圖3-5 罐壁接管3-6 焊縫最小間距和有關射線照相檢測的范圍3-7 罐壁接管法蘭3-8 確定齊平型清掃孔最小補強面積的系數3-9 齊平型清掃孔3-10 齊平型清掃孔的支撐3-11 齊平型罐壁連接件3-12 罐壁連接件的轉動3-13 罐頂人孔3-14 法蘭蓋連接的罐頂矩形開孔3-15 具有鉸鏈蓋的罐頂矩形開孔3-16 罐頂法蘭接管3-17 罐頂螺紋接管3-18 集液槽3-19 腳手架纜繩支撐3-20 罐壁上典型的加強圈截面3-21 通過加強圈的盤梯開孔3-22 按照3.7.3節罐壁上開孔的最低焊縫要求6-1 罐壁抽樣射線照相要求8-1 制造廠銘牌8-2 制造廠證書A-1 齊平型螺栓緊固覆蓋門A-2 齊平型螺栓緊固覆蓋門支座A-3 突起型螺栓緊固覆蓋門B-1 混凝土環墻基礎示例B-2 碎石環墻基礎示例E-1 震區分布圖E-2 有效質量E-3 地震力的重心E-4 系數kE-5 壓縮力bF-1 附錄F的決定流程圖F-2 允許的抗壓環詳圖G-1 增加到現有儲罐上的結構支撐鋁拱頂數據G-2 典型的罐頂接管I-1 儲罐周圍具有罐底泄漏檢測的混凝土環墻I-2 儲罐周圍具有罐底泄漏檢測的碎石環墻I-3 儲罐周圍具有罐底泄漏檢測的土基礎I-4 儲罐周圍具有泄漏檢測的雙層鋼罐底I-5 儲罐周圍具有泄漏檢測的雙層鋼罐底I-6 儲罐周圍具有泄漏檢測的鋼筋混凝土板I-7 用以泄漏檢測的具有徑向溝的鋼筋混凝土板I-8 典型集液槽I-9 向下傾斜罐底的中心集液槽I-10 典型的泄漏檢測井I-11 格排構件支撐的儲罐O-1 有混凝土環墻基礎的罐底連接示例O-2 有混凝土環墻基礎的罐底連接和改進的罐底/罐壁支撐的示例O-3 土基礎的罐底連接示例P-1 管線載荷與變形的術語P-2A 徑向載荷剛度系數:罐壁上的補強P-2B 縱向力矩剛度系數:罐壁上的補強P-2C 環向力矩剛度系數:罐壁上的補強P-2D 徑向載荷剛度系數:罐壁上的補強P-2E 縱向力矩剛度系數:罐壁上的補強P-2F 環向力矩剛度系數:罐壁上的補強P-2G 徑向載荷剛度系數:僅接管頸部上的補強P-2H 縱向力矩剛度系數:僅接管頸部上的補強P-2I 環向力矩剛度系數:僅接管頸部上的補強P-2J 徑向載荷剛度系數:僅接管頸部上的補強P-2K 縱向力矩剛度系數:僅接管頸部上的補強P-2L 環向力矩剛度系數:僅接管頸部上的補強P-3A 建立b1、b2、c1、c2為邊線的諾模圖P-3B 建立b1、c3為邊線的諾模圖P-4A 確定系數YF和YLP-4B 確定系數YCP-5A 由諾模圖確定許用載荷:FR和MLP-5B 由諾模圖確定許用載荷:FR和MCP-6 僅管頸補強的低型接管P-7 例題的許用載荷諾模圖表1-1 API650標準的附錄狀態2-1 最大允許合金含量2-2 按國家標準制造的板材的可接收等級2-3a 材料分組國際單位制2-3b 材料分組美國通用單位制2-4 鋼板沖擊試驗的最低要求3-1 環形罐底板的厚度3-2 允許使用的板材和許用應力3-3 罐壁人孔蓋板和螺栓緊固法蘭的厚度3-4 罐壁人孔頸厚度尺寸3-5 罐壁人孔螺栓圓直徑Db和蓋板直徑Dc的尺寸3-6 罐壁接管尺寸3-7 罐壁接管尺寸:管子、鋼板和焊接明細表3-8 罐壁接管法蘭的有關尺寸3-9 齊平型清掃孔的有關尺寸3-10 齊平型清掃孔的蓋板、螺栓法蘭和底部補強板的最小厚度3-11 齊平型清掃孔罐壁補強板的厚度和高度3-12 齊平型罐壁連接件的尺寸3-13 罐頂人孔的尺寸3-14 罐頂法蘭接管尺寸3-15 罐頂螺紋接管尺寸3-16 排液槽尺寸3-17 平臺和通道的要求3-18 盤梯要求3-19 盤梯相鄰踏步之間的高度、水平距離和角度的關系3-20 罐壁上加強圈的截面模數A-1a 1800mm寬罐壁筒節儲罐的典型尺寸和相應的公稱容積A-1b 72in寬罐壁筒節儲罐的典型尺寸和相應的公稱容積A-2a 1800mm寬罐壁筒節儲罐典型尺寸的壁板厚度A-2b 72in寬對焊罐壁筒節儲罐典型尺寸壁板厚度A-3a 2400mm寬罐壁筒節儲罐的典型尺寸和相應的公稱容積A-3b 96in寬罐壁筒節儲罐的典型尺寸和相應的公稱容積A-4a 2400mm寬罐壁筒節儲罐的典型尺寸的壁板厚度A-4b 96in寬罐壁筒節儲罐的典型尺寸的壁板厚度A-5 齊平型螺栓緊固覆蓋門A-6 突起型螺栓緊固覆蓋門E-1 美國以外震區分布E-2 場地區系數E-3 地區系數F-1 設計壓力小于等于18kpa(21/2lbf/in2)的儲罐錨固件的設計應力G-1 螺栓和緊固件J-1 車間組裝錐頂罐的最大頂部深度K-1 采用寬2400mm(96in),在試驗條件下許用應力為159MPa(23,000lbf/in2)的鋼板,按“變設計點法”計算的罐壁鋼板厚度K-2 采用寬2400mm(96in),在試驗條件下許用應力為208MPa(30,000lbf/in2)的鋼板,按“變設計點法”計算的罐壁鋼板厚度K-3 采用寬2400mm(96in),在試驗條件下許用應力為236MPa(34,3000lbf/in2)的鋼板,按“變設計點法”計算的罐壁鋼板厚度L-1 買方可能要求的決定或說明的索引M-1 屈服強度的降低系數M-2 最高操作溫度下的彈性模量O-1 罐底連接件的尺寸P-1 設計溫度下的彈性模量和熱膨脹系數S-1a 不銹鋼部件用的ASTM材料(國際單位制)S-1b 不銹鋼部件用的ASTM材料(美國通用單位制)S-2 罐壁許用應力S-3 環板法蘭的許用應力S-4 接頭系數S-5 為單位的屈服強度值MPa(psi)S-6 最高操作溫度下的彈性模量
鋼制焊接石油儲罐范圍概述1.1.1 本標準包括立式的、圓筒形的、地面上的、密閉的和敞開頂的、內壓接近大氣壓的(內壓不超過儲罐頂板的重量)各種尺寸和容量的鋼制焊接儲罐的材料、設計、制造、安裝和試驗要求,當符合1.1.10的附加要求時,也適用于較高壓力的儲罐。本標準僅適用于整個罐底是均勻支撐和最高操作溫度為90℃(200℉)非冷凍操作下的儲罐(參見1.1.17)。1.1.2 編制本標準是為石油工業提供儲存石油、石油產品以及本工業各分支部門通常處理和儲存其他液體產品用的足夠安全與經濟合理的儲罐。本標準不提供和建立固定的許用儲罐尺寸系列,而目的是允許買方選擇最適合他要求的任何尺寸的儲罐。本標準是為了方便買方和制造者訂貨、制造和安裝儲罐,而不是為阻止買方和制造廠購買或制造符合本標準以外的其它規范的儲罐。注:段前的●符號表明此處要求買方決定和說明,買方的責任并不僅限于這些決定或說明。如果采用這些決定和說明,要在諸如詢價書、更改單、數據表和圖紙等文獻上注明。1.1.3 買方應規定按本標準建造的儲罐是遵守國際單位制尺寸及相應的單位標準或者是遵守美國通用單位制尺寸及相應的單位標準。1.1.4 本標準的附錄提供一些買方提出的設計選擇建議,補充基本標準的標準要求、建議和資料。僅當買方規定了附錄中包括的要求時,此附錄才作為要求采用。各種附錄情況參見表1-1。1.1.5 當儲罐的受力構件如罐壁板、補強板,包括腐蝕裕量在內的最大公稱厚度不超過12.5mm(1/2in),最低設計金屬溫度在附錄中說明時,附錄A提供了另一種簡化的儲罐設計要求。1.1.6 附錄B規定了用于平底儲油罐基礎的設計和建造的一些要求。1.1.7 附錄C規定了對盤式、浮船式和雙盤式外浮頂罐的最低要求。1.1.8 附錄D規定了向本標準提交技術咨詢的要求。●1.1.9 附錄E規定了受地震載荷作用的儲罐的最低要求。經制造廠和買方同意,可以采用其它的或附加的設計。1.1.10 附錄F規定了低內壓儲罐設計的要求。1.1.11 附錄G規定了對任意鋁拱頂儲罐的要求。1.1.12 附錄H規定了適用于具有固定頂儲罐的內浮頂的最低要求?!?.1.13 附錄I規定了買方對儲罐的設計和建造及基礎系統規定的可接受的結構詳圖,也規定了柵板支撐儲罐的可接受的建造詳圖?;A系統包含罐底泄漏時采取的泄漏檢查和地基保護。1.1.14 附錄J規定了直徑不超過6m(20ft)的儲罐的整體車間組裝的要求。1.1.15 附錄K規定了利用變設計點法以確定罐壁厚度的一個例子。1.1.16 附錄L規定了買方訂購儲罐要求的數據表,制造廠按此表完成建造。1.1.17 附錄M規定了設計操作溫度在90℃(200℉)至260℃(500℉)之間的儲罐要求。表1-1API650標準的附錄狀態附錄 名稱 狀態A 小型儲罐可選擇的設計準則 買方選擇B 地面上儲油罐基礎的設計和建造建議 建議C 外浮頂 買方選擇D 技術咨詢 要求的規程●E 儲罐的抗震設計 買方選擇F 小的內壓儲罐設計 要求G 結構支撐型鋁拱頂 買方選擇H 內浮頂 買方選擇●I 罐底泄漏檢測和地基保護 買方選擇J 車間組裝的儲罐 要求K 運用“變設計點法”確定罐壁鋼板厚度的示例 資料L API650標準儲罐數據表 要求M 在提高溫度下儲罐的操作要求 要求N 與本標準所列規范不一致的新材料的使用 要求●O 罐底接管的建議 買方選擇●P 罐壁開孔處允許的外載荷 要求S 奧氏體不銹鋼儲罐 要求定義:強制性的: 如果標準已經由法定管轄部門采用或者在買方和制造廠銘牌上或在制造廠證書上選擇參照本標準,標準要求的章節成為強制性的要求。要求: 除非買方和制造廠同意選用更嚴格的設計要求,必須采用所概括的準則。建議: 買方和制造廠選擇時可以使用良好可接受的設計所概括的準則。買方選擇: 當買方規定的選擇包括了某個附錄,則該附錄成為要求的。1.1.18 附錄N規定了不符合本標準所列材料牌號新的或未使用過的鋼板和鋼管材料使用的要求。●1.1.19 附錄O規定了儲罐底部連接件的設計和建造的建議。●1.1.20 附錄P規定了符合表3-6的承受外部管線載荷的罐壁開孔設計的最低要求,經制造廠和買方同意,可以采用其它的或附加的設計。1.1. 21 附錄S規定了不銹鋼儲罐的要求。1.1.22 附錄T概括了對本標準中通過檢測和參考截面方法檢驗的要求。也提供了可接受的標準、檢測人員評定和程序要求。本附錄并非只是為了確定本標準的檢驗要求,在任何情況下各應用章節中規定的要求都應采用。限制條件本標準的規則不適合超出下列限制的按本標準建造的儲罐的與罐頂、罐壁或罐底內外連接的管線:a. 除非本標準允許有蓋子或盲板,螺栓緊固法蘭連接件的第一個法蘭表面。b. 所有連接件和管件的第一個密封面。c. 螺紋連接到罐壁接管上的第一個螺紋接頭。d. 如果不焊法蘭的話,接管連接件焊接端的第一個環向焊接頭?!?.3 符合性制造廠有責任符合本標準的所有規定,買方檢驗師(以下簡稱檢驗師)的檢查不能免除制造廠提供質量控制和保證符合性所必須檢驗的責任。1.4 參考文獻下列是本標準引用的標準、規范、技術條件和出版物,除非另有規定,均采用最新版本。API5L規范 《管線管規范》620標準 《大型焊接低壓儲罐的設計和建造》651參考出版物 《地面石油儲罐的陰極保護》652參考出版物 《地面石油儲罐罐底的襯里》2000標準 《常壓和低壓儲罐的通氣裝置(非冷凍式和冷凍式)》2003參考出版物 《靜電、閃電和干擾電流起火保護》2026出版物 《包含石油儲罐浮頂在內的安全通道/出口》2350參考出版物 《石油儲罐溢流保護》AA11美國鋁制品協會Inc.,90019thStreet,N.W.,Washington,D.C.20006,. 《鋁材設計手冊》 《鋁材標準和參數》 《建筑建造用鋁材規范》ACI22美國水泥研究所,P.O.Box19150,Detroit,Michigan48219-0150,.318 《鋼筋混凝土建造規范要求》(ANSI/ACI318)350 《混凝土結構環境工程》AISC33美國鋼建造研究所,OneEastWackerDrive,Suite3100,Chicago,Illinois60601-2001,. 《鋼材建造手冊,許用應力設計》AISI44美國鋼鐵研究所,110117thStreet,N.W.,Suite1300,Washington,D.C.,20036-4700,.E-1 《鋼板工程數據系列:有用信息-鋼板結構設計,第Ⅱ卷》ASCE55美國城建工程師學會,1801AlexanderBellDrive,Reston,VA20191-4400,.ASCE標準7-93 《建筑和其它結構的最低設計載荷》ASME66美國機械工程師學會,3ParkAvenue,NewYork,NewYork10016-5990,.B1.20.1 《管螺紋一般用途(英制)》(ANSI/ASMEB1.20.1)B16.1 《鑄鐵管法蘭和法蘭管件》(ANSI/ASMEB16.1)B16.5 《管法蘭和法蘭管件》(ANSI/ASMEB16.5)B16.47 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《鍛制奧氏體不銹鋼管配件》A420M/A420 《低溫用鍛制碳鋼和合金鋼管配件》A479M/A479 《鍋爐和其它壓力容器使用的不銹鋼棒材和型材》A480M/A480 《不銹和耐熱鋼軋制鋼板、薄板及鋼帶通用要求》A516M/A516 《中低溫壓力容器用碳鋼板》A524 《常溫和低溫用無縫碳鋼公稱管》A537M/A537 《壓力容器用經熱處理的碳錳硅鋼板》A570M/A570 《熱軋碳鋼薄板和冷卻鋼帶結構質量》A573M/A573 《改善韌性的結構碳鋼板》A633M/A633 《經正火處理的高強度低合金結構鋼》A662M/A662 《中、低溫壓力容器用碳錳鋼板》A671 《常溫和低溫用電熔焊接鋼公稱管》A678M/A678 《結構用的經淬火加回火處理的碳鋼和高強度低合金鋼》A737M/A737 《壓力容器用高強度低合金鋼板》A841M/A841 《用熱機控制工藝(TMCP)生產的壓力容器用鋼板標準規范》A924M/A924 《經熱度含金屬覆層的薄鋼板的一般要求》A992M/A992 《建造構架用的結構型鋼》C273 《平復合層或圓復合層在平直狀態下的剪切試驗方法》C509 《多孔彈性體預成型的墊片和密封材料》D1621 《測定剛性多孔塑料壓縮性能的試驗方法》D1622 《測定剛性網狀塑料表觀密度的試驗方法(ANSI/ASTMD1622)》D2341 《泡沫氨基甲酸乙酯橡膠的剛度》D2856 《通過空氣比重計測剛性多孔塑料的結構內容的試驗方法》D3453 《柔性多孔材料-氨基甲酸乙酯用于襯層、襯墊及相似零件》E84 《測定建筑材料表面燃燒特性的試驗方法》E96 《測定材料氣化率的試驗方法》AWS99美國焊接學會,550N.W.LejeuneRoad,Miami,Florida33135,.A5.1 《碳鋼藥皮焊條規范》A5.5 《低合金鋼藥皮焊條規范》D1.2 《鋁材焊接結構規范》CSA1010加拿大標準協會,178RexdaleBoulevard,Rexdale,OntarioM9W1R3,www.csa.ca.G40.21-M 《優質結構鋼》加拿大國家建造規范的補充聯邦規范1111技術規范組織(WFSIS),7thandDStreets,N.W.,Washington,D.C.20407.TT-S-00230C 《密封用彈性化合物,建筑和其它結構用于捻縫、密封和上光的單組分》ZZ-R-765C 《硅橡膠》(通用規范)ISO1212國際標準化組織.ISO出版物可以從美國國家標準化委員會(ANSI)和如英國標準化委員會(BSI),日本工業標準(JIS)和德國標準化委員會(DIN)等國家標準化組織獲得,www.iso.ch.630 《結構鋼》NFPA1313NFPA國際,1BatterymarchPark,Quincy,MA02269-9101,.11 《低膨脹率塑料標準》30 《易燃和可燃液體規范》
第2章—材料2.1 概述●2.1.1 建造儲罐用的材料應符合本章所列規范的要求,并遵守本標準所指明的修改和限制。按不同于本章所列的規范生產的材料,如經證實滿足本標準所列材料規范的全部要求,且經買方同意后可以采用。制造廠的報價書應指明與要求使用的材料規范一致?!?.1.2 當新的或未使用過的板材和管材不能完全與買方指定的本標準所列的某一規范一致時,只有此種材料通過附錄N規定的試驗后,這種材料或產品才可用在符合本標準的儲罐的建造中。2.1.3 當儲罐按本標準要求采用Ⅰ組至ⅢA組鋼板材料設計,制造廠提出用Ⅳ組至Ⅵ組鋼代用時,有責任必須滿足:a. Ⅰ組至ⅢA組的低應力鋼,材料原有全部的設計準則?!馼. 事先經買方書面批準。c. 確保代用材料的所有設計、制造、安裝和檢驗要求符合Ⅰ組至ⅢA組低應力材料的要求,包括但不限于以下要求:● 1. 材料性能和產品過程方法?!? 2. 許用應力水平。● 3. 缺口韌性。● 4. 焊接工藝和焊材。● 5. 熱應力消除?!? 6. 臨時和永久連接詳圖和工藝?!? 7. 無損檢測。d. 包括提供給買方文件里的有關資料,包括了代用材料在各方面完全符合第2.1.3的要求的證書和提供過程中的所有其它記錄,工作過程指材料如沖擊試驗、焊接工藝、無損檢測和熱處理。2.2 鋼板2.2.1 概述除2.1節中的規定外,鋼板還應符合2.2.2至2.2.5條中有關規范之一的要求,并遵守本標準的修改和限制。罐壁、罐頂和罐底用的鋼板可按.1至.3規定的邊緣厚度基準或重量基準[kg/m2(lb/ft2)]訂貨。.1訂購的鋼板邊緣厚度不得小于計算設計厚度或最小許用厚度。.2訂購的鋼板重量應足夠大以保證鋼板的邊緣厚度不小于計算設計厚度或最小許用厚度。.3不論使用邊緣厚度基準或重量基準,鋼板的計算設計厚度與最小許用厚度之差不大于0.25mm(0.01in)是可接受的。●所有鋼板應采用平爐、電爐或堿性吹氧工藝制造。只要買方和制造廠均可接受鋼的化學成分和煉鋼整體控制,且獲得需要的鋼板厚度規定的機械性能時,也可以采用熱機控制過程(TMCP)生成。如買方指定,應采用含銅鋼。除非本標準或鋼板規范里有更薄者,罐壁鋼板最大厚度為45mm(1.75in)。用作插入板或法蘭的鋼板厚度可大于45mm(1.75in)。厚度超過40mm(1.5in)的鋼板應進行正火或調質、鎮靜、細化晶粒和做沖擊試驗。2.2.2ASTM材料標準只要鋼板符合下列ASTM材料標準規定的限制就可接受:a. ASTMA36M/A36對最大厚度到40mm(1.5in)的鋼板。除非本標準中明確規定可以接受外,ASTMA36M/A36表1所列的附屬材料規范在按本標準建造的儲罐上均不得采用。b. ASTMA131M/A131A級,最大厚度為12.5mm(0.5in)的鋼板;B級,最大厚度為25mm(1in)的鋼板;CS級,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板[插入板和法蘭的鋼板可厚達50mm(2in)];EH36級,最大厚度為45mm(1.75in)的鋼板[插入板和法蘭鋼板最大厚度可達50mm(2in)]。c. ASTMA283M/A283,C級,最大厚度為25mm(1in)的鋼板。d. ASTMA285M/A285,C級,最大厚度為25mm(1in)的鋼板。e. ASTMA516M,380、415、450、485/A516,55、60、65和70級,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板[插入板和法蘭鋼板最大厚度可達100mm(4in)]。f. ASTMA537M/A537,1級和2級,最大厚度為45mm(1.75in)的鋼板[插入板板最大厚度可達100mm(4in)]。g. ASTMA573M,400、450、485/A573、58、65和70級,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板。h. 對ASTMA633M/A633,C和D級,最大厚度為45mm(1.75in)的鋼板[插入板的最大厚度可達100mm(4in)]。i. ASTMA662M/A662,B和C級,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板。j. ASTMA678M/A678,A級,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板[插入板的最大厚度可達65mm(2.5in)];B級,最大厚度為45mm(1.75in)的鋼板[插入板的最大厚度可達65mm(2.5in)]。不允許添加硼。k. ASTMA737M/A737,B級,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板。l. ASTMA841M/A841,最大厚度為40mm(1.5in)的鋼板[插入板的鋼板最大厚度可達65mm(2.5in)]。設計金屬溫度設計金屬溫度I組IV組IVA組II組IIA組V組III組VI組和VIA組IIIA組見注1見注2包括腐蝕裕量的厚度注:Ⅱ組和Ⅴ組的曲線在厚度小于12.5mm(1/2in)時重合。Ⅲ組和Ⅷ組的曲線在厚度小于12.5mm(1/2in)時重合。每組的材料見表2-3。此圖不適用于控制熱軋工藝的鋼板(參見)。管子和法蘭使用ⅡA和ⅥA組曲線(參見和)。圖2-1—不做沖擊試驗的罐壁材料的最低允許設計金屬溫度
2.2.3 CSA材料標準按CSAG40.21-M,260W、300W和350W級提供的鋼板在下列規定的限制范圍內是可接受的。(如果要求做沖擊試驗,260W、300W和350W級相應變為260WT、300WT和350WT級。)CSAG40.21材料標準相當的英制單位也可接受。W級可以是半鎮靜或全鎮靜鋼。當要求時,須規定全鎮靜鋼且作細化晶粒處理。為細化晶?;蛱岣邚姸人砑拥脑貞媳?-1的限制。鋼板的抗拉強度不能比該級規定的最小抗拉強度高140Mpa(20ksi)。260W和300W級鋼板,對半鎮靜鋼最大厚度為25mm(1in);對全鎮靜鋼且做了細化晶粒處理的最大厚度為40mm(1.5in)是可接受的。350W級鋼板,對全鎮靜鋼且做了細化晶粒處理的最大厚度為45mm(1.75in)是可接受的[插入板的最大厚度可達50mm(2in)]。2.2.4 ISO材料標準按ISO630E275級和E355級提供的鋼板在以下的限制范圍內是可接受的:a. E275級C和D級優質鋼,厚度≤40mm(1.5in),錳含量≤1.5%(爐前分析)的鋼板。b. E355級C和D級優質鋼,厚度≤45mm(1.75in)[插入板的最大厚度可達50mm(2in)]的鋼板。●2.2.5 國家標準當買方同意時,按照公認的國家標準的要求生產和試驗的鋼板,其機械性能和化學成分符合表2-2列出的某種等級者,是可以接受的。此要求不適用于2.2.2、2.2.3和2.2.4中所列的ASTM材料標準、CSA材料標準和ISO材料標準。本文中的國家標準系指由標準起草國家政府正式批準的標準。表2-1最大允許合金含量合金 爐前分析% 注鈮 0.05 1,2,3釩 0.10 1,2,4鈮(≤0.05%)加釩 0.10 1,2,3氮 0.015 1,2,4銅 0.35 1,2鎳 0.5 1,2鉻 0.25 1,2鉬 0.08 1,2●1.材料標準中未包括所用這些合金元素及其組合的使用時,經買方同意,它們的使用可由鋼廠選擇。當買方要求時,鋼廠應提供合金元素含量的分析報告。當材料標準中有更多嚴格限制時,合金元素應嚴格控制。2.對于成品分析,材料應符合材料標準的產品分析允差要求。3.不論是單獨加鈮,還是與釩同時加入,除硅含量大于0.15%以外,鋼板的最大厚度不得大于12.5mm(0.50in).4.當用氮(≤0.015%)作為礬的輔助元素加入時,應報告氮的含量,且釩與氮的最小比例應為4:1。2.2.6交貨的通用要求提供的材料應符合所列材料標準的相應要求,但不受制造廠的地區限制。材料應適于熔焊。焊接技術是十分重要的,焊接工藝必須保證焊縫的強度和韌性與相互連接的板材一致。修補表面缺陷的全部焊接,應采用化學成分、強度和性能與板材相匹配的低氫焊條。●當鋼板買方有規定時,鋼板應全鎮靜處理。當鋼板買方規定時全鎮靜鋼應進行細化晶粒處理。對于將要按照限制最大錳含量小于1.6%的標準制造的鋼板,假如鋼板的最大含碳量已減少到0.20%(爐前分析),而且考慮了鋼板的可焊性,為維持所需的強度等級,鋼板制造廠可將錳含量增加到1.60%。該材料應按標準所述標注上“修改(Mod)”字樣。材料應符合ASMEA6M/A6中表B的產品分析允差。使用或出現鈮、釩、氮、銅、鎳、鉻或鉬的元素,對于所有Ⅵ組材料(參見表2-3)和ISO630E355級材料,應不超過表2-1的限制。表2-2按國家標準制造的板材的可接收等級(參見2.2.5)等級b機械性能化學成分抗拉強度a最小屈服強度c最大厚度最大含碳量%最大P、S含量%最小c最大MpaksiMpaksiMpaksimmin爐前分析成品分析爐前分析成品分析235d360525107423534200.740.052504005853077250364070.040.052754306256081275404090.040.05a拉伸和彎曲試驗取樣的位置、數量和驗收標準,應符合相應的國家標準、ISO標準或ASTM標準。b半鎮靜或全鎮靜的優質鋼如軋制的、控制軋制的或熱機控制過程的(TMCP)[當控制軋制鋼或熱機控制過程鋼代替正火鋼使用時,最大厚度為20mm(0.75in)]或正火的板材。●c屈服強度÷拉伸強度≤0.75,除非買方要求實際的試驗數值,以最小規定屈服強度和拉伸強度值為基礎。d僅正火。2.2.7鋼板的熱處理●當鋼板買方規定時,全鎮靜的鋼板應通過正火或熱成型時均勻加熱進行熱處理,以使鋼板晶粒細化,如果要求的熱處理是通過熱成型實現的,則熱成型時鋼板的溫度應該相當于正火溫度或略高于正火溫度。如果沒有規定要在鋼廠完成鋼板的熱處理,則應按進行試驗。●當鋼板買方選用正火或用熱成型制造時(參見),鋼廠應根據買方定貨單要求用經熱處理的全厚度試樣進行試驗,鋼廠的驗收應以此試驗為基礎。如買方的定貨單沒有指明熱處理溫度,則試樣按認為適合于細化晶粒且符合試驗要求的條件進行熱處理。鋼廠應將試樣熱處理工藝通知買方。●買方應在定貨單中向鋼廠說明是否應對鋼板進行熱處理。●經買方同意,控制軋制工藝的鋼板(為提高缺口韌性用機械的熱軋工藝生產的鋼板)可用于要求用正火鋼板的場合。每張控制軋制工藝的鋼板應按照2.2.8、2.2.9和2.2.10進行V型缺口夏比沖擊試驗。當采用控制軋制工藝的鋼材時,應考慮3.3.3中所述的操作條件。熱處理過的每張鋼板,應逐張進行拉伸試驗。2.2.8鋼板的沖擊試驗●根據買方或和2.2.9的要求,一組V型缺口夏比沖擊試樣,應從熱處理后的鋼板上制取(如鋼板已經進行過熱處理),且試樣應滿足規定的沖擊功要求。試件應緊靠拉伸試塊制取。當板厚允許時標準沖擊試樣的中心軸線應盡量靠近1/4板厚處的平面。當制備試樣必須取自不同的試件或鋼板由鋼廠以熱軋狀態供貨而后由制造廠進行熱處理時,取樣程序應遵照ASTMA20的規定。沖擊試驗應在取自同一試件或同一試驗部位的三個試樣上進行。三個試樣的平均值(只允許一個試樣低于規定最小值)應符合規定的最小值。如一個以上試樣的沖擊值低于規定最小值或者一個值小于規定的最小值的2/3,則應另取三個試樣重新試驗,這三個重復試樣中每個的沖擊值都必須等于或大于規定的最小值。夏比沖擊試樣應為V型缺口A型(參見ASTMA370)試樣,缺口垂直于被試驗鋼板表面。對于厚度不足以允許制備標準試樣(10mm×10mm)的鋼板,試驗應在鋼板上能制備的最大的小尺寸試樣上進行。小尺寸試樣沿缺口方向的寬度至少應為材料厚度的80%。小尺寸試樣的沖擊功值不應低于相同材料按比例縮小的標準試樣所要求的沖擊功值。試驗設備包括沖擊試驗機的標定和允許的試樣溫度變化應符合ASTMA370或符合國家標準或ISO標準的相當試驗設備。2.2.9韌性要求所有罐壁板、罐壁補強板、罐壁插入板、焊到罐壁上的底板、人孔和接管用的鋼板、壁板接管法蘭鋼板、盲法蘭和人孔蓋板的厚度和設計金屬溫度,應按照圖2-1的要求。環板法蘭、盲法蘭和人孔蓋板的缺口韌性數值的計算應以定義的控制厚度為基礎。此外,厚度大于40mm(1.5in)的鋼板應采用正火、正火加回火或淬火加回火熱處理過的細晶粒鎮靜鋼,每塊熱處理過的鋼板應根據進行沖擊試驗。當設計金屬溫度低于圖2-1所示的最低金屬溫度時,每塊TMCPA841鋼板應根據進行沖擊試驗。●除控制軋制工藝的鋼板(參見)外,厚度小于或等于40mm(1.5in)鋼板,可在等于或高于圖2-1所示的設計金屬溫度下使用而無需進行沖擊試驗。若在低于圖2-1所示最低溫度的設計金屬溫度下使用,除買方已在或規定以外,鋼板應根據驗證其具有足夠缺口韌性。當規定了的要求時,對熱處理材料,應在每張進行熱處理的鋼板上驗證缺口韌性。除經驗或特殊的地區條件證明其它假設外,設計金屬溫度應比建罐地區最低日平均環境溫度高8℃(15℉)最低日平均等溫線見圖2-2。此溫度與致冷儲罐的溫度無關(參見1.1.1)。罐壁開孔補強板和插入板應與被連接的罐壁板材料或表2-3和圖2-1中所列任意適當的材料相同,但是除接管和人孔外,材料應與罐壁板有相當或更大的屈服和拉伸強度,并與相鄰罐壁板材料相適應(參見和e項)。中的要求僅適用于罐壁接管和人孔。罐頂接管和人孔的材料不需要特殊韌性。表2-3a—材料分組,國際單位制(參見圖2-1和下面的注1)I組熱軋狀態I組熱軋狀態半鎮靜鋼II組熱軋狀態鎮靜或半鎮靜鋼III組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼IIIA組正火處理細晶粒鎮靜鋼材料注材料注材料注材料注235級250級250級250級250級IV組熱軋狀態IV組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼IVA組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼V組正火處理細化晶粒處理的鎮靜鋼VI正火或淬火加回火減小含碳量細化晶粒處理的鎮靜鋼材料注材料注材料注材料注275級注:1. 本表所列大部分材料標準參照ASTM標準(包括等級或級別);但有些屬于例外,G40.21M(包括等級)屬于CSA標準;E275級和E355級(包括質量)包括在ISO630中;235級、250級和275級與國家標準有關(參見2.2.5)。2. 必須是半鎮靜鋼或鎮靜鋼。3. 厚度≤20mm。4. 最大錳含量為1.5%。5. 當控制熱軋工藝鋼板代替正火鋼板使用時最大厚度為20mm。6. 厚度大于20mm的鋼板的爐前分析錳含量應為0.80-1.2%,除在規定最大碳含量以下減小0.01%,在規定最大錳含量以上允許增加0.06%,最大可以達到1.35%。厚度≤20mm的鋼板的爐前分析錳含量應為0.8-1.2%。7. 厚度≤25mm。8. 必須是鎮靜鋼。9. 必須是細化晶粒的鎮靜鋼。10. 必須正火處理。11. 必須改變化學成分(爐前分析),最大碳含量為0.20%和最大錳含量為1.60%(參見)。12. 通過熱-機控制工藝(TMCP)生產。13. 用于應力消除組件中材料的模擬試驗試件的試驗參見。I組熱軋狀態半鎮靜鋼II組熱軋狀態鎮靜或半鎮靜鋼III組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼IIIA組正火處理細晶粒鎮靜鋼材料I組熱軋狀態半鎮靜鋼II組熱軋狀態鎮靜或半鎮靜鋼III組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼IIIA組正火處理細晶粒鎮靜鋼材料注材料注材料注材料注235級250級250級250級250級IV組熱軋狀態IV組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼IVA組熱軋狀態細化晶粒處理的鎮靜鋼V組正火處理細化晶粒處理的鎮靜鋼VI正火或淬火加回火減小含碳量細化晶粒處理的鎮靜鋼材料注材料注材料注材料注275級注:1. 本表所列大部分材料標準參照ASTM標準(包括等級或級別);但有些屬于例外,G40.21M(包括等級)屬于CSA標準;E275級和E355級(包括質量)包括在ISO630中;235級、250級和275級與國家標準有關(參見2.2.5)。2. 必須是半鎮靜鋼或鎮靜鋼。3. 厚度≤0.75in。4. 最大錳含量為1.5%。5. 當控制熱軋工藝鋼板代替正火鋼板使用時最大厚度為0.75in。6. 厚度大于0.75in的鋼板的爐前分析錳含量應為0.80-1.2%,除在規定最大碳含量以下減小0.01%,在規定最大錳含量以上允許增加0.06%,最大可以達到1.35%。厚度≤0.75in的鋼板的爐前分析錳含量應為0.8-1.2%。7. 厚度≤1in。8. 必須是鎮靜鋼。9. 必須是細化晶粒的鎮靜鋼。10. 必須正火處理。11. 必須改變化學成分(爐前分析),最大碳含量為0.20%和最大錳含量為1.60%(參見)。12. 通過熱-機控制工藝(TMCP)生產。13. 用于應力消除組件中材料的模擬試驗試件的試驗參見。根據美國氣象局和加拿大控制運輸氣象部門截至1952年的記錄繪制根據美國氣象局和加拿大控制運輸氣象部門截至1952年的記錄繪制圖圖2-2—最低日平均溫度等溫線℃=(℉-32)/1.8
表2-4—鋼板沖擊試驗的最低要求(參見注)鋼板材料a和厚度(t)mm(in)厚度三個試樣的平均沖擊數值b縱向橫向mminJft-1bfJft-1bfⅠ、Ⅱ、Ⅲ和ⅢA組t≤2.2.2至2.2.5規定的最大厚度20151813Ⅳ、ⅣA、Ⅴ和Ⅵ組(經淬火和回火和TMCP處理者除外)t≤4040<t≤4545<t≤5050<t≤100t≤1.51.5<t≤1.751.75<t≤22<t≤441485468303540502734415420253040Ⅵ組(淬火和回火及TMCP)t≤40t≤1.54835342540<t≤451.5<t≤1.755440413045<t≤501.75<t≤26145483550<t≤1002<t≤468505440a參見表2-3。b允許用內插法求相近的能量值(ft-1bf)。注:對鋼板環向法蘭,其所有厚度沖擊試驗的最低要求按t≤40mm(1.5in)的沖擊試驗要求。2.2.10韌性試驗程序當必須確定材料的韌性時,應按2.2.9規定采用至所述的程序之一進行。每一張軋制狀態或熱處理的鋼板應按照2.2.8的規定在設計金屬溫度下或低于設計金屬溫度下進行沖擊試驗,以證明縱向(或橫向)V型缺口夏比沖擊值滿足表2-4的最低要求(標準試樣和小尺寸試樣的最低值見2.2.8)。這里所說的軋制狀態鋼板是指由一塊鋼坯或直接由一個鋼錠軋制成的一張鋼板,與試樣的位置和數量有關,而與鋼板的狀態無關。每一爐中的最厚鋼板應按2.2.8進行沖擊試驗,并應滿足在設計金屬溫度下的沖擊要求?!裰圃鞆S應向買方提交鋼板的試驗數據,以證明這種材料出自同一廠家和其在設計金屬溫度下具有所需的韌性?!?.3薄板用于固定頂和浮頂的薄板應符合ASTMA570M/A570,33級的要求。應由平爐和堿性吹氧工藝冶煉。如定貨單中有規定,應采用含銅鋼。薄板可由儲罐制造廠選擇按重量或厚度基準定貨。2.4 結構型鋼2.4.1結構型鋼應符合下列規范之一:a. ASTMA36M/A36。b. ASTMA131M/A131。c. ASTMA992M/A992。d. AISC《建筑用結構型鋼規范,許用應力設計》所列的結構型鋼。e. CSAG4021-M等級260W、300W、350W、260WT、300WT和350WT,CSA標準G40.21的英制單位相當級別也可接受。f. ISO630,E275級優質B、C和D?!駁. 公認的國家標準。經買方同意根據公認的國家標準且符合表2-2要求的結構鋼也可接受。●2.4.2所用的結構型鋼應采用平爐、電爐或堿性吹氧工藝冶煉。當買方同意時,含銅鋼也可接受。2.5 鋼管和鍛件2.5.1除非本標準另有規定外,管子及管接頭和鍛件應符合和所列規范或與規范相當的國家標準。下列材料標準適合管子和管接頭:a. API5L規范,A、B和X42級。b. ASTMA53,A級和B級。c. ASTMA106,A級和B級。d. ASTMA234M/A234,WPB級。e. ASTMA333M/A333,1級和6級。f. ASTMA334M/A334,1級和6級。g. ASTMA420M/A420,WPL6級。h. ASTMA524,Ⅰ級和Ⅱ級。i. ASTMA671(參見2.5.3)。下列標準適合鍛件:a. ASTMA105M/A105。b. ASTMA181M/A181。c. ASTMA350M/A350,LF1和LF2級。2.5.2除采用ASTMA671的管子(電熔焊接管)(參見2.5.3)外,罐壁接管和罐壁人孔接管的材料應為無縫鋼管、無縫鍛件或規定的板材。當罐壁材料為Ⅳ、ⅣA、Ⅴ或Ⅵ組時,無縫鋼管應符合ASTMA106B級、ASTMA524、ASTMA333M/A3336級或ASTMA334M/A3346級的要求。2.5.3當罐壁接管和人孔接管采用ASTMA671的管子時,應滿足下列要求:a. 材料選擇應限于CA55、CC60、CC65、CC70、CD70、CD80、CE55和CE60級。b. 管子應按ASTMA671的8.3進行壓力試驗。c. 管子用鋼板的標準應滿足適合此鋼板標準的2.2.7、2.2.8和2.2.9的要求。d. 評定管子縱向焊縫焊接工藝的沖擊試驗應按7.2.2進行。2.5.4符合2.5.1所列任一標準規定的物理性能的可焊優質鋼管,具有3.10.3規定的許用應力時可用作結構型鋼管。2.5.5除2.5.3涉及之外,用做罐壁接管和人孔的鋼管和鍛件的韌性要求按至確定。按照ASTMA333M/A333、A334M/A334、A350M/A350和A420等級WPL6制造的管子材料可用于設計金屬溫度不低于ASTM標準對相應材料等級要求的沖擊試驗溫度,且不需作附加沖擊試驗(參見)。其它的管子和鍛件材料,應根據圖2-1所示的材料組別分類如下:a. ⅡA組—API5L規范A級、B級和X42級;ASTMA106A級和B級;ASTMA53A級和B級;ASTMA181M/A181;ASTMA105M/A105;A234M/A234WPB級。b. ⅥA組—ASTMA524Ⅰ級和Ⅱ級。在中所列分組材料,可在不低于圖2-1所示設計金屬溫度下使用公稱厚度(不包括腐蝕裕量)而不需做沖擊試驗(參見和圖2-3)。圖2-1中所用的控制厚度如下:a. 對于對焊接頭,為焊接接頭處最厚處的公稱厚度;b. 對于角焊縫或搭接焊縫,為連接的兩部件中較薄者;c. 對于非焊接部件,如用螺栓緊固的盲法蘭和人孔蓋,為其公稱厚度的1/4。當或要求做沖擊試驗時,在試驗溫度應不高于設計金屬溫度下,管子應符合ASTMA333M/A3336級,鍛件應符合ASTMA350LF1級包括最小沖擊功的要求進行。除規定的鋼板外,2.5.1和2.5.2規定的罐壁接管、罐壁人孔接管和所有罐壁開孔用的鍛件的材料,在溫度不高于設計金屬溫度下夏比V形缺口試樣的最小沖擊強度值應為18J(13ft-lbf)(全尺寸標準試樣)。2.6 法蘭2.6.1無頸和帶頸平焊法蘭和焊接的及焊頸法蘭應符合ASMEB16.5規定的煅制碳鋼法蘭材料的要求。用于接管法蘭的鋼板材料,其物理性能應優于或等于ASMEB16.5要求,罐壁接管法蘭材料應符合的要求?!?.6.2對超過NPS24的管子,經買方同意,可以采用符合ASMEB16.47B系列的法蘭。宜特別注意保證附件的配對法蘭是匹配的?!?.7螺栓螺栓應符合ASTMA307或A193M/A193的要求。A3215M/A325僅可以用在結構件上。買方應在定貨單中規定螺栓頭部的形狀和螺母是標準的還是厚型的尺寸。2.8焊條2.8.1對最小抗拉強度低于550Mpa(80ksi)材料的焊接,手工電弧焊條應符合AWSA5.1中的E60和E70類別系列(適合于電流特性、焊接位置和其它應用條件),并應符合0的相應要求。2.8.2對最小抗拉強度為550Mpa至580Mpa(80ksi至85ksi)材料的焊接,手工電弧焊條應符合AWSA5.5中的E80XX-CX類別系列。
環形法蘭平焊法蘭環形法蘭平焊法蘭焊頸法蘭 長焊頸法蘭注:1. 罐壁補強板不包括在上面的示意圖中。2. ts=罐壁厚度;tn=接管頸厚度;Tf=法蘭厚度;Tc=螺栓連接的法蘭蓋厚度。3. 每個構件的基本厚度如下:構件基本厚度(較薄者)罐壁上的接管頸 tn或ts平焊法蘭和接管頸 tn或Tf環形法蘭和接管頸 tn或Tf焊頸法蘭和接管頸 tn長焊頸法蘭 tn或ts非焊接螺栓法蘭蓋 Tc圖2-3—罐壁接管和人孔材料(參見)確定沖擊試驗的控制厚度
第3章—設計3.1焊接接頭3.1.1定義至的定義適用于儲罐的接頭設計(參見7.1用于焊工和焊接工藝的定義)。雙面焊對接接頭:在接近同一平面內的兩相臨部件之間從兩面進行焊接的接頭。帶墊板的單面焊對接接頭:在接近同一平面內的兩相臨部件之間,用扁鋼或其它合適的材料為墊板,從一面進行焊接的接頭。雙面焊搭接接頭:兩個重疊構件之間的每一件的重疊邊緣都采用角焊縫焊接的接頭。單面焊搭接接頭:兩個重疊件之間,只有一件的重疊邊緣采用角焊縫焊接的接頭。對接焊縫:位于兩相臨構件之間坡口內的焊接。坡口可以是方型、V型(單面或雙面)或U型(單面或雙面),也可以是單邊V型或K型坡口。角焊縫:連接兩個近似成直角的表面的焊縫,焊縫的橫斷面近似成三角形。如搭接接頭、T型接頭及角接頭。滿角焊縫:尺寸等于連接件中較薄件厚度的角焊縫。定位焊縫:在最終焊縫完成之前保持被焊件相對位置的焊縫。3.1.2焊縫尺寸開坡口焊縫的尺寸應根據接頭焊透程度確定(即坡口深度加上規定的根部焊透深度)。焊腳相等的角焊縫的尺寸應根據角焊縫橫截面中最大內接等腰直角三角形的直角邊長確定。焊腳不相等的角焊縫的尺寸應根據角焊縫橫截面中最大內接直角三角形的短直角邊長確定。3.1.3接頭的限制 至給出了對接頭的型式和尺寸的限制。在完工的結構上,不應認為定位焊縫具有任何強度。角焊縫的最小尺寸如下:厚度為5mm(3/16in)的鋼板上的焊縫應為滿角焊縫;厚度超過5mm(3/16in)的鋼板,焊縫厚度應不小于接頭中較薄板厚的1/3,且至少為5mm(3/16in)。僅在罐底板和罐頂板上允許采用單面焊搭接接頭。搭接接頭和定位焊一樣,搭接長度至少應為較薄板公稱厚度的5倍;但是雙面焊搭接接頭搭接長度不需超過50mm(2in);單面焊搭接接頭搭接長度不需超過25mm(1in)。3.1.4焊接符號圖紙上采用的焊接符號應是美國焊接協會規定的符號。3.1.5典型接頭概述儲罐的典型接頭如圖3-1、圖3-2、圖3-3A、圖3-3B和圖3-3C所示。不對稱的V型或U型對接接頭坡口的大口朝罐的內側或外側可由制造廠選擇。罐壁應設計成各層罐壁板完全垂直。罐壁縱向接頭a. 罐壁縱向接頭應是對接的、全焊透、全熔合接頭,可以采用雙面焊或能夠在焊接表面的內、外側得到符合5.2.1和5.2.3要求的相同質量的熔焊金屬的其它方法。鋼板制備和焊接工藝的適應性應根據7.2確定。b. 相臨兩層壁板的縱向接頭不得在一直線上,相互錯開的的最小距離應為5t,這里t為錯開點處較厚板的厚度。罐壁環向接頭a. 罐壁環向接頭應是全焊透、全熔合接頭。但是作為一種替代方法頂部包邊角鋼可通過雙面焊搭接接頭連接到罐壁上。鋼板制備和焊接工藝的適應性應根據7.2確定。b. 除非另有規定,環向接頭中的對接罐壁板應具有共同的垂直中心線。罐底搭焊接頭搭接焊的罐底板邊緣應是適當的矩形的或方形的。罐底上三層板搭接處彼此之間的距離、至罐壁的距離、至對接焊環形邊緣板接頭的距離,以及至環形邊緣板和罐底板間接頭的距離至少應為300mm(12in)。對焊環形邊緣板上兩塊罐底板的搭單V型對接接頭單U型對接接頭雙面V型對接接頭方型坡口對接接頭雙面U型對接接頭注:罐壁上縱向接頭的特殊要求見。圖3-1單V型對接接頭單U型對接接頭雙面V型對接接頭方型坡口對接接頭雙面U型對接接頭注:罐壁上縱向接頭的特殊要求見。圖3-1—典型的罐壁縱向接頭可選用角鋼—罐壁接頭全焊透角鋼—罐壁對接接頭全焊透方型坡口對接接頭全焊透單面V型坡口對接接頭全焊透雙面V型坡口對接接頭注:罐壁上環向接頭的特殊要求見。圖3-2—典型的罐壁環向接頭罐底對焊接頭角鋼也可焊在外面對接焊的罐底板,其鋼板邊緣應加工平直,以便進行有方形或V型坡口的對接焊。對接焊是采用合適的焊接接頭結構以產生完全熔透的焊縫,典型的不帶墊板的罐底對接焊和圖3-1所示一樣。允許使用至少為3mm(1/8in)的墊板用定位焊到底板的下側,使用墊板的對接焊如圖3-3A所示。如果采用方形坡口,根部開口不得小于6mm(1/4in)。為了保持相鄰鋼板邊緣根部的距離,應采用金屬定距塊。除非制造廠提交買方認可的其它罐底對接焊的方法。罐底板上,三塊板的接頭彼此之間的距離或其到罐壁的距離不得小于300mm(12in)。角鋼也可焊在外面罐底環形邊緣板的接頭罐底環形邊緣板的徑向接頭應按照進行對接焊,并應全焊透和全熔合。墊板(如果采用)應與環形邊緣板焊接在一起。罐壁與罐底的填角焊縫對公稱厚度等于或小于12.5mm(1/2in)的罐底板和環形邊緣板,最下層罐壁板的底邊與罐底板之間的焊接,應在罐壁鋼板兩側進行連續角焊縫。每條焊縫的尺寸均不應大于12.5mm(1/2in),且不小于兩相連接鋼板(即罐壁板或直接位于罐壁之下的底板)中較薄鋼板的公稱厚度,或不小于下列的數值:罐壁鋼板公稱厚度 角焊縫最小尺寸(mm) (in) (mm) (in)5 0.1875 5 3/16>5至20 >0.1875至0.75 6 1/4>20至32 >0.75至1.25 8 5/16>32至45 >1.25至1.75 10 3/8
b. 公稱厚度大于12.5mm(1/2in)的環形邊緣板,其連接焊縫尺寸的確定應能使角焊縫的焊腳長度或坡口深度加上組合焊縫的焊腳長度等于環形邊緣板的厚度(參見圖3-3C),但不能超過罐壁板厚度。罐頂板接頭罐頂—罐壁接頭可選用的罐頂—罐壁接頭(參見注2)底板—罐壁接頭單面滿角焊 單墊板單面焊搭接接頭 搭接接頭底板接頭注:罐頂板接頭罐頂—罐壁接頭可選用的罐頂—罐壁接頭(參見注2)底板—罐壁接頭單面滿角焊 單墊板單面焊搭接接頭 搭接接頭底板接頭注:對罐頂和罐底接頭的特殊要求見至??蛇x擇的罐頂—罐壁接頭受f項限制。圖3-3A—典型的罐頂和罐底接頭罐壁板內側角鋼也可焊在外側罐壁內側底板或環形底板內側也可選用V型坡口點焊罐底板圖3-3B—罐壁下預制搭焊罐底板的方法(參見)抗風圈的接頭●a. 抗風圈各段之間應采用全焊透的對接焊縫?!馼. 所有環向上部接頭和縱向接頭均應采用連續焊。如果買方規定,環向下部接頭為密封焊,宜考慮采用密封焊減小由于潮濕引起腐蝕的可能性。罐頂和頂部包邊角鋼的接頭a. 罐頂板至少應在上表面的所有縫隙處用連續滿角焊縫,也允許采用對接焊。b. 按的規定,罐頂板僅在上表面用連續的角焊縫焊在罐的包邊角鋼上。c. 自支撐罐頂包邊角鋼各段應通過全焊透、全熔合的對接焊縫連接。符合3.10.5和3.10.6要求時,不采用焊縫系數。d. 由制造廠選擇,可以將錐形、拱形或傘形自支撐罐頂的罐頂鋼板邊緣彎成水平的凸緣平置于罐壁包邊角鋼上,以改善焊接條件?!馿.除了3.9中對敞口罐的規定、3.10.5及3.10.6中對自支撐頂的規定和下面f項所述的罐頂與罐壁之間用凸緣連接的罐以外,罐壁頂部包邊角鋼不得小于下列尺寸:對直徑小于或等于11m(35ft)的儲罐,包邊角鋼為51×51×4.8mm(2×2×3/16in);對直徑大于11m(35ft)而小于等于18m(60ft)的儲罐,包邊角鋼為51×51×6.4mm(2×2×1/4in);對直徑大于18m(60ft)的儲罐,包邊角鋼為76×76×9.5mm(3×3×3/8in)。頂部包邊角鋼的伸出肢延伸到罐壁的內側或外側由買方選擇?!駀. 對于直徑小于或等于9m(30ft)的有支撐的錐頂罐(參見3.10.4),罐壁頂部邊緣可以用折邊來代替安裝頂部包邊角鋼。翻邊的彎曲半徑和寬度應符合圖3-3A的詳圖。如果連接處總的橫截面積滿足頂部角鋼結構所要求的面積,則任何具有自支撐頂的罐(參見3.10.5和3.10.6)均可采用翻邊結構。翻邊式罐頂與罐壁之間的連接詳圖中不必增加如角鋼或扁鋼之類的附件。罐壁鋼板罐壁鋼板對厚度小于等于25對厚度小于等于25mm(1in)的環板A=B最小最小最大13最大13mm(1/2in)最小6mm(1/4in)環形罐底板環形罐底板最小最小注:A=角焊縫尺寸最大為13mm(1/2in)。A+B=罐壁或環形底板中的較薄者。僅當環形板厚度大于25mm(1in)時,坡口焊縫B可以超過角焊縫尺寸A。圖3-3c—公稱厚度大于13mm(1/2in)的環形罐底板雙面填腳坡口焊縫詳圖3.2設計考慮●3.2.1設計因素買方應說明設計的金屬溫度(以環境溫度為基礎)、儲液的設計比重、腐蝕裕量(如果有的話)和設計風速?!?.2.2外載荷買方應說明罐壁或罐壁接頭設計中,必須考慮外載荷或可能有的約束的大小和方向。對于此種載荷的設計,應由買方與制造廠協商。●3.2.3保護措施買方應對基礎、腐蝕裕量、硬度試驗和其它認為必要的保護措施給予專門考慮。3.2.4外壓力本標準不包括承受部分內部真空的的設計。但滿足本標準最低要求的儲罐須承受水壓0.25Kpa(1in水柱)的真空度?!?.2.5儲罐容積買方應指明儲罐的最大容積和溢滿保護液位(或體積)的要求(參見API2350推薦作法)當儲罐充液達到定義的設計液位(參見附錄L)時,儲罐的最大容積就是儲液的體積。儲罐的凈工作容積是在正常操作條件下得到的產品的體積。凈工作容積等于最大容積()減去保留在儲罐里儲液的最小操作體積和溢滿保護液位(或體積)要求(參見附錄L)。3.3特殊考慮●3.3.1基礎為保證儲罐有可靠的支撐,建罐場地以及基礎的設計和建造的選擇應按附錄B所述給予認真考慮。提供可靠的基礎是買方的責任。●3.3.2腐蝕裕量在考慮了儲液、液面以上蒸汽和大氣環境總的影響以后,如需要,買方應給出每層罐壁板、罐底、罐頂、接管和人孔以及結構構件的腐蝕裕量。●3.3.3操作條件當工作條件可能存在硫化氫或其它可能助長氫誘導裂紋(在罐壁與罐底的連接處靠近罐壁的底部比較明顯)的因素時,應注意確保材料和罐的結構足以阻止氫誘導裂紋。買方不僅宜考慮對母材和焊接金屬中的硫含量的限制,而且也宜考慮對鋼板和罐的制造中采用合適的質量控制程序的限制。宜考慮接觸這種條件的焊縫及熱影響區的硬度。在焊縫金屬和臨近的熱影響區,通常有一個硬度遠遠超過RC22的區域,預計此區域對裂紋比未焊金屬更敏感。硬度標準應由買方與制造廠協商,在評價產品中預期硫化氫的濃度、金屬內表面上出現濕氣的可能性以及母材金屬與焊接金屬的強度與硬度特性等因素的基礎上加以確定?!?.3.4焊縫硬度當買方要求時,Ⅳ、ⅣA、Ⅴ或Ⅵ組罐壁材料的焊縫金屬的硬度,應使用以下的一種或兩種方法評價:所有焊接的焊接工藝評定試驗應包括試板的焊縫金屬和熱影響區的硬度試驗。試驗方法和驗收標準應由買方與制造廠商定。所有采用自動焊的焊縫應在與產品接觸的表面做硬度試驗。除非另有規定,每一條縱縫和30m(100ft)長的環焊縫均應做一個硬度試驗。試驗方法和合格標準應由買方與制造廠協商。3.4罐底板●3.4.1不包括買方規定的罐底板腐蝕裕量,底板的最小公稱厚度應為6mm(1/4in)[70Kpa(10.2lbf/in2)(參見)]。除非經買方同意,所有矩形和異形鋼板(放置罐壁的罐底板具有一末端矩形)的最小名義寬度應為1800mm(72in)。3.4.2訂購的罐底鋼板應有足夠的尺寸,以便于在修整時,在連接罐壁與罐底板的焊縫之外至少凸出25mm(1in)寬。3.4.3罐底板應根據或的要求焊接。3.5環形罐底板3.5.1當用Ⅳ、ⅣA、Ⅴ或Ⅵ組材料的許用應力設計罐的底層壁板時,應采用對焊的環形罐底板(參見)。當底層罐壁材料為Ⅳ、ⅣA、Ⅴ或Ⅵ組且第一層罐壁的最大應力(參見)小于或等于160Mpa(23,200lbf/in2),或第一層罐壁的最大靜水壓試驗應力(參見)小于或等于172Mpa(24,900lbf/in2)時。搭接焊的罐底板(參見)可用來代替對焊的環形罐底板。3.5.2環形罐底板的徑向寬度,在罐壁內側至罐底其余部分搭接接頭之間至少為600mm(24in),伸出罐壁外側至少50mm(2in)。當按下式計算時,環形邊緣板需要有更大的徑向寬度:國際單位制:式中tb =環形邊緣板的厚度(參見3.5.3),mm;H =最大設計液位(參見),m;G =儲液的設計比重。美國通用單位制:式中tb =環形邊緣板的厚度(參見3.5.3),(in);H =最大設計液位(參見),(ft);G =儲液的設計比重。3.5.3環形底板的厚度應不小于表3-1中所列的厚度加上規定的腐蝕裕量。3.5.4環形邊緣板的環應具有圓形外緣。但在罐壁內側可以是正多邊形,邊數與環形邊緣板的塊數相等。各塊環形邊緣板之間應按照和(b)焊接。3.5.5只要環形邊緣板的厚度、焊接、材料和檢驗符合3.5.2規定的邊緣距離,可以用對接的整塊底板代替邊緣板。表3-1—環形罐底板的厚度國際單位制第一層罐壁的公稱厚度a靜水壓試驗時第一層罐壁上的應力b(MPa)(mm)≤190≤210≤230≤250t≤19667919<t≤2567101125<t≤3269121432<t≤38811141738<t≤459131619美國通用單位制第一層罐壁的公稱厚度a靜水壓試驗時第一層罐壁上的應力c(lbf/in2)(in)≤27,000≤30,000≤33,000≤36,000t≤0.751/41/49/3211/320.75<t≤1.001/49/323/87/161.00<t≤1.251/411/3215/329/161.25<t≤1.505/167/169/1611/161.50<t≤1.7511/321/25/83/4a板的公稱厚度指建造罐的壁板的厚度。b靜水壓試驗應力按[4.9D(H-0.3)]/t(參見)計算。c靜水壓試驗應力按[2.6D(H-1)]/t(參見)計算。注:表中規定的厚度以及3.5.2規定的寬度,是以在環形邊緣板整個寬度上提供均勻支撐條件為依據的。除非基礎是完全壓實的,特別是混凝土環墻的內側,否則基礎沉降將在環形邊緣板上產生附加應力。3.6罐壁設計3.6.1概述要求的罐壁厚度應是包括腐蝕裕量的設計罐壁厚度或靜水壓試驗罐壁厚度中的較大值,但不應小于以下值:
罐的公稱直徑 壁板公稱厚度(參見注1) (參見注2)(m)(ft)(mm)(in)<15 <50 5 3/1615至<36 50至<120 6 1/436至60 120至200 8 5/16>60 >200 10 3/8注:●1.除非買方另有規定,罐的公稱直徑應是底層壁板的中心線直徑。2.壁板公稱厚度指的是建造時的罐壁厚度。這里規定的厚度是以安裝要求為基礎的?!?.當買方規定時,最小公稱厚度為6mm的鋼板可以由1/4in的鋼板代替?!癯琴I方同意,罐壁鋼板最小名義寬度應為1800mm(72in)。需要對接的鋼板應加工成適當的直角邊緣?!窆薇诘脑O計厚度應按罐內充裝買方規定比重的液體到液面H(參見)進行計算。靜水壓試驗壁厚應按罐內充水到液面H(參見)進行計算。每層罐壁的計算應力均不得大于該層罐壁所用特定材料的許用應力。下層罐壁厚度不得薄于上層罐壁厚度。●罐壁應根據3.9.7的要求按買方規定的設計風速校核屈曲穩定性。如穩定性需要,應增設中間加強圈或采用加厚壁板或二者均用。如果沒有規定設計風速也應計算出允許的最大風速,計算結果應在投標時報告給買方。●制造廠應向買方提供圖紙,對每層罐壁應列出以下要求:a. 設計條件(包括腐蝕裕量)和靜水壓試驗條件下需要的罐壁厚度;b. 采用的公稱厚度;c. 材料標準;d. 許用應力。罐壁上局部的徑向載荷,如在平臺和儲罐之間架空走道上的重載引起的載荷,應通過軋制型材、筋板或組合構件使應力分散。3.6.2許用應力產品的最大許用設計應力Sd應如表3-2所示。在計算中應使用凈板厚度即實際厚度減去腐蝕裕量。設計應力Sd應是2/3屈服強度或2/5拉伸強度中的較小者。最大靜水壓試驗壓力St應如表3-2所示。計算中應使用包括腐蝕裕量在內的鋼板總厚度。靜水壓試驗依據應是3/4屈服強度或3/7拉伸強度中的較小者。附錄A允許另一種罐壁設計,其固定許用應力為145Mpa(21,000.1bf/in2)且接頭系數為0.85或0.70。但此種設計僅用于罐壁厚度小于或等于12.5mm(1/2in)的儲罐。結構設計應力應符合3.10.3給定的許用工作應力。3.6.3按“定設計點”的厚度計算“一英尺法”計算每層罐壁底部以上0.3m(lft)處設計點的需要厚度。附錄A只允許這種設計方法。本方法不能用于直徑大于60m(200ft)的儲罐。罐壁鋼板要求的最小厚度應是以下公式計算的較大值:國際單位制:式中td =設計壁厚,mm;tt =靜水壓試驗壁厚,mm;D =罐的公稱直徑,m(參見注1);H =設計液位,m。=從所計算的那層罐壁的底部到含有包邊角鋼的罐壁頂部(如果有);到限制儲罐充裝高度的溢流口的下沿,或到買方規定的由內浮頂限制或因地震波作用控制的其它液面高度;●G =買方規定的儲液設計比重;●CA =腐蝕裕量,mm,由買方確定(參見3.3.2);Sd =設計條件下的許用應力,Mpa(參見);St =
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