臥式油罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要：本文論述了油庫使用的儲油罐的設(shè)計過程，主要從容器直徑的選取和厚度的計算開始，對封頭進行計算，開孔及管口的法蘭和接管配置進行設(shè)計，在設(shè)計的基礎(chǔ)上，確定正確的設(shè)計壓力、適當?shù)膬Υ媪俊⒑线m的材料、合理的結(jié)構(gòu)以及相應的制造技術(shù)要求，以確保儲罐的安全性和經(jīng)濟性。關(guān)鍵詞：儲油罐設(shè)計配置機構(gòu)合理臥式油罐是用以儲存原油、植物油，化工溶劑、水或其他石油產(chǎn)品的長形容器。臥式油罐是由端蓋及臥式圓形或橢圓形罐壁和鞍座所構(gòu)成，通常用各類油庫保存成品油或原油。一、容器直徑的選取和厚度的計算容器結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要選取容器直徑，容器的直徑按鋼制壓力容器的工程直徑系列選取。除非用戶有要求，一般取長徑比為2～5，很多情況下取2～3就可以了。本臺20m3石油儲罐臥式儲罐要求容器的幾何容積為20m3。我們先設(shè)定直徑，再根據(jù)此直徑和容積求出筒體長度，驗算其長徑比。設(shè)定的直徑應符合封頭的規(guī)格。我們設(shè)定直徑為2200mm，查標準GB/T25198-2010《壓力容器用封頭》附錄C，得知此規(guī)格的封頭容積為1.5459m3，得筒體容積為20-1.5459x2=16.9082m3。得到：筒體長度為4450.2mm.長徑比為4450.2/2200=2.023。比較理想，則我們確定本例石油儲罐儲罐的內(nèi)直徑為2200mm，筒體長度圓整為4450mm。有了容器直徑，即可計算圓筒的厚度。首先，設(shè)計溫度下圓筒的計算厚度按照GB150.3-2011《壓力容器第3部分：設(shè)計》公式3-1（p94）[2]計算（公示的適用范圍為Pc≤0.4[σ]tφ，本例中0.4[σ]tφ=0.4x189x1=75.6>Pc=1.77所以，參數(shù)滿足公式的適用范圍。計算容器筒體的計算厚度：計算出厚度為10.35mm。碳鋼和低碳鋼制容器殼體加工成形后，滿足不包括腐蝕裕量的最小厚度不小于3mm，因此計算厚度為10.35mm，其名義厚度為計算厚度與腐蝕裕量之和，再向上圓整到鋼板的商品厚度。本例腐蝕裕量為2mm，與計算厚度之和為12.65mm，與之最接近的鋼板商品厚度為14mm，故確定容器厚度為14mm。然后對選用的筒體厚度進行應力校核：設(shè)計溫度下圓筒的計算應力按式（3-3）計算：[σ]tφ=189x1=189σt1500mm時，開孔最大直徑d≤1/3Di，且d≤1000mm；凸形封頭或球殼的開孔最大直徑d≤1/2Di。錐殼（或錐形封頭）的開孔最大直徑d≤1/3Di，Di為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑。在橢圓形或蝶形封頭過渡部分開孔時，其孔的中心線宜垂直于封頭表面。我們小于DN50的小接管選用了厚壁管補強，大于等于DN50的接管選用補強圈補強。用等面積補強方法計算接管開孔補強都滿足要求。法蘭及其密封面型式是設(shè)計協(xié)議書中要求的，并且應滿足TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第3.17第（2）條的規(guī)定：盛裝石油儲罐、毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)以及強滲透中度危害介質(zhì)的壓力容器，其管法蘭應當按照行業(yè)標準HG/T20592～HG/T20635系列標準的規(guī)定，至少應用高頸對焊法蘭、帶加強環(huán)的金屬纏繞墊片和專用級高強螺栓組合。壓力等級必須高于設(shè)計壓力；其材質(zhì)一般與筒體相配；確定管口在殼體上的位置時，在空間較為緊張的情況下，一般也應保持焊縫與焊縫間的距離不小于50mm，以避免焊接熱影響區(qū)的相互疊加。本例選定氣相回流口距左封頭400mm，液位計口距右封頭150mm。因20m3石油儲罐臥式儲罐工作溫度為40℃，故其工作狀態(tài)下不需要保溫層，故選定法蘭密封面到筒體外表面的距離為150mm。除了用戶要求的管口外，TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第3.18條（p16）還對檢查孔的設(shè)置進行了規(guī)定，壓力容器應當根據(jù)需要設(shè)置人孔、手孔等檢查孔，檢查孔的開設(shè)位置、數(shù)量和尺寸等應當滿足進行內(nèi)部檢驗的需要。HG/T20583-2011表8.2.1（p440）中規(guī)定了設(shè)置的最小數(shù)量[3]，本例直徑為2200mm，按規(guī)定必須開設(shè)一個人孔。查標準HG/T21524-2005《水平吊蓋帶頸對焊法蘭人孔》，選擇壓力2.5MPa級、公稱直徑450的人孔，密封型式為MFM型，其接管為φ480x12。因人孔開孔較大，所以人孔一定要使用補強圈補強，查標準JB/T4736-2002《補強圈》，補強圈外徑為760，厚度一般等同于筒體。人孔的位置以方便出入人孔為原則。四、結(jié)束語石油儲罐臥式儲罐的設(shè)計要嚴格執(zhí)行R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī)程》、GB150.1～150.4-2011《壓力容器》以及JB/T4731-2005《鋼制臥式容器》等相關(guān)標準。在此基礎(chǔ)上，確定正確的設(shè)計壓力、適當?shù)膬Υ媪俊⒑线m的材料、合理的結(jié)構(gòu)以及相應的制造技術(shù)要求，以確保儲罐的安全性和經(jīng)濟性。同時，在