UDC

中華人民共和國國家標準

PGB50341-2014

立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范

Codefordesignofverticalcylindricalwelded

steeloiltanks

2014-05-29發布2015-03-01實施

中華人民共和國住房和城鄉建設部

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局

中華人民共和國住房和城鄉建設部公告

第432號

住房城鄉建設部關于發布國家標準

《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》的公告

現批準《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》為國家標準，

編號為GB50341—2014，自2015年3月1日起實施。其中，第

3.0.3、10.10.1(6)、10.10.3(3)、10.10.4、10.10.5條

(款）為強制性條文，必須嚴格執行。原國家標準《立式圓筒形

鋼制焊接油罐設計規范》GB50314—2003同時廢止。

本規范由我部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版發行。

中華人民共和國住房和城鄉建設部

2014年5月29日

根據住房和城鄉建設部《關于印發2011年工程建設標準規范

制訂、修訂計劃的通知》（建標〔2011〕17號）的要求，規范編制組認

真總結了《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》GB50341—2003

實施過程中所取得的經驗，參考有關國際標準和國外先進標準，經

廣泛調查研究，反復討論修改，在廣泛征求意見的基礎上，修訂本

規范。

本規范的主要技術內容是：立式圓筒形鋼制焊接油罐設計所

涉及的材料、罐底設計、罐壁設計、固定頂、浮頂、內浮頂、附件、油

罐抗風穩定計算及錨固設計，微內壓油罐，外壓油罐設計，提高油

罐設計溫度的附加要求，油罐抗震設計，油罐對地基和基礎的基本

要求，荷載組合，罐壁厚度計算變設計點法，帶肋球殼拱頂計算，罐

壁開口許用外荷載等。

本規范修訂的主要技術內容是：

1.新增了第11章“油罐抗風穩定計算及錨固設計”、附錄B

“外壓油罐設計”、附錄F“荷載組合”、附錄G“罐壁厚度計算變設

計點法”、附錄J“罐壁開口許用外荷載”；

2.修訂了常壓油罐設計負壓值，將固定頂油罐設計正壓提高

到18kPa，最大設計負壓提高到6.9kPa；

3.修訂了材料許用應力取值，取消了Q235-A.F、Q235-A、

Q345-C、Q345-D、15MnNbR、07MnNiCrMoVDR等材料；

4.修訂了罐底邊緣板最小厚度值和罐底板之間搭接寬度的

限制，調整了罐底邊緣板外伸長度的限制；

5.修訂了罐壁厚度定設計點法計算公式中的計算液位規定

及焊接接頭系數取值；

6.修訂了頂部抗風圈截面模量計算公式；

7.修訂了固定頂油罐罐頂與罐壁采用弱連接結構時應滿足

的條件要求、頂板厚度及有效截面面積的計算公式，新增了支撐式

錐頂支柱導向支座結構形式及要求和單層球面網殼的相關規定；

8.修訂了浮頂結構設計應滿足的條件、浮頂隔艙滿足嚴密性

要求的條件限制，修訂了密封及靜電導出裝置的相關規定，新增了

刮蠟裝置的相關規定；

9.修訂了內浮頂關于電氣連接及靜電導出的相關規定，新增

了隔艙焊接方面的相關規定；

10.修訂了接管補強板的規格尺寸、法蘭連接罐壁開孔接管

圖、盤梯、平臺和走道寬度、鋪板上表面至欄桿頂部的高度，新增了

中間休息平臺設置和吊掛支柱的規定；

11.修訂并補充了組裝、焊接及檢驗的相關規定；

12.修訂了微內壓油罐的計算公式，新增了不大于18kPa錨

固罐設計的計算和規定；

13.修訂了油罐抗震設計動液系數、晃動波高及罐壁許用臨

界應力的計算公式，新增了油罐抗震錨固判斷及錨固計算；

14.修訂并補充了油罐對基礎和地基的基本要求和油罐基礎

基本尺寸要求。

本規范中以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執行。

本規范由住房和城鄉建設部負責管理和對強制性條文的解

釋，由石油工程建設專業標準委員會負責日常管理，由中國石油天

然氣管道工程有限公司負責具體技術內容的解釋。執行過程中如

有問題或建議，請寄送中國石油天然氣管道工程有限公司（地址：

河北省廊坊市和平路146號，郵政編碼：065000)。

本規范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人：

主編單位：中國石油天然氣管道工程有限公司

參編單位：中國石油天然氣股份有限公司規劃總院

中國石化工程建設公司

合肥通用機械研究院

主要起草人：傅偉慶張文偉孫正國王夫安武銅柱

程暉吳龍平杜秀菊章小滸王更武

顧先山岳忠王國麗董旭陳楓

董月功潘樂民杜清華尹曄昕孟慶鵬

王成杜亮坡羅麗華唐穎浩付麗

主要審查人：李宏斌王小林金維昂韋振光吳曉濱

張晨光郭廷順牟林趙樹繼許寧

虞孝晶張斌李永生張有渝成潔

史金寶邱小林

Contents

1Generalprovisions.............................................................(l

2Terms..................................................................................(2

3Basicrequirement...............................................................................(4

4Materials.............................................................................(6

4.1Generalrequirement.....................................................................(6

4.2Steelplate.........................................................................................(7

4.3Steelpipe..........................................................................-.............(10

4.4Forgings.........................................................................................(13

4.5Screwandnut...............................................................................(14

4.6Structuralsteel...............................................................................(16

4.7Weldingmaterials..........................................................................(16

5Bottomdesign.....................................................................(17

5.1Sizeofbottomplates.....................................................................(17

5.2Bottomstructure..........................................................................(18

6Shelldesign.........................................................................(23

6.1Shellplate'sarrangementandconnection...................................(23

6.2Curbangle.........................................................................................(24

6.3Shellthickness...............................................................................(24

6.4Windgirder....................................................................................(25

7Fixedroof..............................................................................(33

7.1Generalrequirement.....................................................................(33

7..2Allowablestressofstructuralcomponents..............................(35

7.3Self-supportingconeroof...........................................................(38

7.4Column-supportedconeroof......................................................(39

7.5Self-supportingdomeroof...........................................................(40)

8Floatingroof.........................................................................(43)

8.1Generalrequirement....................................................................(43)

8.2Structureandconnectionoffloatingroof..................................(44)

8.3Floatingroofsupports...............................................................(44)

8.4Primaryfloatingroofdrains......................................................(45)

8.5Emergencyroofdrains...............................................................(45)

8.6Rollingladderandtrack................................................................(46)

8.7Automaticbleedervents...............................................................(46)

8.8Guidingdevices..............................................................................(46)

8.9Peripheralsealsandstaticextractingdevices.........................(47)

8.10Floatingroofmanholes...............................................................(47)

8.11Compartmentmanholes................................................................(48)

8.12Waxscrapers...............................................................................(48)

9Internalfloatingroof.........................................................(49)

9.1Generalrequirement....................................................................(49)

9.2Open-topbulk-headed，single-deckanddouble-deck

internalfloatingroof.....................................................................(50)

9.3Internalfloatingroofonfloats.......................................................(51)

9.4Internalfloatingroofsupports.......................................................(51)

9.5Peripheralseals...............................................................................(51)

9.6Automaticbleedvents................................................................(52)

9.7Vents..............................................................................................(52)

9.8Highliquidlevelprotection............................................................(53)

9.9Guidingdevices...............................................................................(53)

9.10Manholesandinspectionhatches.............................................(53)

10Appurtenances...............................................................................(54)

10.1Generalrequirement.....................................................................(54)

10.2Shellopeningandreinforcement..................................................(55)

10.3Shellmanholes.............................................................................(56)

10.4Shellnozzles..................................................................................(60)

10.5Flush-typecleanoutfittings....................................................(65)

10.6Roofmanholes.............................................................................(70)

10.7Roofnozzles..................................................................................(71)

10.8Drainelbows.............................................................................(73)

10.9Waterdrawoffsumps..............................................................(74)

10.10Spiralstairway、platformsandhandrails............................(76)

10.11Scaffoldcablesupport..............................................................(77)

10.12Protectionagainstlightning,staticandothers..................(78)

11Windstablecalculationandanchoragedesign

ofoiltanks.......................................................................................(79)

11.1Windstablecalculationofoiltanks......................................(79)

11.2Anchoragedesignofoiltanks...............................................(81)

12Prefabrication,assembling,weldingand

inspection.......................................................................................(84)

12.1Prefabrication,assemblyandwelding.....................................(84)

12.2Non-destructivetestingandtestofweldingseam.............(84)

12.3Geometryanddimensioninspection.....................................(89)

12.4Waterfillingtest........................................................................(91)

12.5Fixedrooftest.............................................................................(91)

AppendixADesignoftankforsmallinternal

pressures...................................................................(93)

AppendixBDesignofstoragetankforexternal

pressure........................................................................(97)

AppendixCRequirementsfortankoperatingat

elevatedtemperatures...................................(108)

AppendixDSeismicdesignofoiltank...........................(110)

AppendixEBasicrequirementoffoundationand

basisforoiltank......................................................(118)

AppendixFLoadcombinations......................................................(123)

AppendixGVariable-design-pointmethodontank

shellthicknesscalculation..................................(125)

AppendixHCalculationforsphericaldomeroof

withribreinforcement............................................(128)

AppendixJAllowableexternalloadsonshell

openings.........................................................................(131)

Explanationofwordinginthiscode.....................................(145)

Listofquotedstandards.........................................................(146)

Addition：Explanationofprovisions.....................................(149)

1.0.1為了規范立式圓筒形鋼制焊接油罐的設計，做到技術先

進、經濟合理、安全適用、確保質量，制定本規范。

1.0.2本規范適用于儲存石油、石化產品及其他類似液體的常壓

和接近常壓立式圓筒形鋼制焊接油罐的設計，不適用于埋地、儲存

毒性程度為極度和高度危害介質、人工致冷液體儲罐的設計。

1.0.3立式圓筒形鋼制焊接油罐設計除應執行本規范外，尚應符

合國家現行有關標準的規定。

2術語

2.0.1耀底邊緣板annular/sketchbottomplates

位于罐壁板下部的最外側罐底板。

2.0.2罐底環形邊緣板annularbottomplates

內邊緣為正多邊形或圓形的罐底邊緣板。

2.0.3罐底中幅板bottomplates

邊緣板以外的罐底板。

2.0.4固定頂Hxedroofs

罐頂周邊與罐壁頂端固定連接的罐頂。主要包括以下形式：

1自支撐式錐頂：罐頂形狀為正圓錐形，荷載僅靠罐壁周邊

支撐；

2柱支撐式錐頂：罐頂形狀為正圓錐形，荷載靠罐壁，梁、柱

或其他結構支撐；

3自支撐式拱頂:罐頂形狀為球面形，荷載僅靠罐壁周邊支撐。

2.0.5浮頂floatingroofs

隨液面變化而上下升降的罐頂，包括外浮頂和內浮頂。在敞

口油罐內的浮頂稱外浮頂；在固定頂油罐內的浮頂稱內浮頂。不

特別指出時，浮頂油罐指外浮頂油罐。浮頂主要有以下形式：

1單盤式浮頂：浮頂周圈設環形密封艙，中間為單層盤板；

2雙盤式浮頂：整個浮頂均由隔艙構成；

3敞口隔艙式浮頂：浮頂周圈設環形敞口隔艙，中間僅為單

層盤板，此形式僅適用于內浮頂；

4浮筒式浮頂??盤板與液面不接觸，由浮筒提供浮力，此形式

僅適用于內浮頂。

2.0.6設計壓力designpressure

設定的油罐頂部氣相空間的最高壓力（表壓，下同），其值不應

低于正常使用時可能出現的最高操作壓力。

2.0.7金屬溫度metaltemperature

罐壁板及受力元件沿截面厚度的平均溫度。

2.0.8設計溫度designtemperature

油罐在正常工作情況下，設定的罐壁板及受力元件的金屬溫度。

2.0.9計算厚度calculatedthickness

按本規范相應公式計算得到的厚度。

2.0.10設計厚度designthickness

計算厚度與腐蝕裕量之和。

2.0.11名義厚度nominalthickness

設計厚度加上材料厚度負偏差后向上圓整至材料標準規格的

厚度。

2.0.12有效厚度availablethickness

名義厚度減去厚度附加量。

2.0.13抗風圈windgirder

設置在罐壁上，以增加罐壁抗風能力的構件。

2.0.14加強圈stiffeningring

設置在罐壁上，增強油罐罐壁穩定性，防止罐壁失穩的構件。

2.0.15轉動浮梯rollingladder

連接罐壁頂部平臺和浮頂，隨浮頂升降的人行通道。

2.0.16自動通氣閥automaticbleedervent

浮頂浮起或恢復支撐狀態時，可自行啟閉的通氣裝置。

2.0.17浮頂排水管primaryroofdrains

在正常情況下，將外浮頂上的雨水排出罐外的裝置。

2.0.18緊急排水裝置emergencyroofdrains

在緊急情況下，用于排除外浮頂上超載積水的一種安全裝置。

2.0.19環向通氣孔circulationvent

設置在內浮頂油罐罐壁上或固定頂上，沿環向分布的通氣裝置。

3基規定

nr

3.0.1固定頂常壓油罐的設計負壓不應大于0.25kPa，正壓產生

的舉升力不應超過罐頂板及其所支撐附件的總重量；當符合本規

范附錄A的規定時，最大設計壓力可提高到18kPa;當符合本規

范附錄B的規定時，最大設計負壓可提高到6.9kPa。浮頂油罐的

設計壓力應取常壓。

3.0.2油罐的設計溫度取值應符合下列規定：

1油罐的設計溫度取值不應低于油罐在正常操作狀態時罐

壁板及受力元件可能達到的最高金屬溫度，不應高于油罐在正常

操作狀態時罐壁板及受力元件可能出現的最低金屬溫度。

2油罐的最高設計溫度不應高于90°C。當符合本規范附錄

C的規定時，固定頂油罐的最高設計溫度可提高到250°C。

3對于既無加熱又無保溫的油罐，油罐的最低設計溫度應取

建罐地區的最低日平均溫度加]3°C。

3.0.3在抗震設防烈度為6度及以上地區建罐時，必須進行抗震

設計。

3.0.4抗震設計應符合本規范附錄D的規定。

3.0.5油罐的罐底板應放置于連續均勻的基礎上，油罐對地基和

基礎的基本要求應符合本規范附錄E的規定。

3.0.6油罐的設計條件應包括下列內容：

1設計荷載：

1)本規范附錄F規定的荷載；

2)由附屬設備和連接管道所引起的附加荷載。

2存儲介質的成分及物性。

3介質的存儲溫度。

4氣象及工程地質資料。

5油罐的類型、直徑、高度和容量：

1)最大儲存容量為儲存介質液面達到設計液位（圖3.0.6)

時的容量；

2)有效操作容量為正常操作液位與最低操作液位之間的容

量（圖3.0.6)。

圖3.0.6油罐容量與液位

Vwx—最大儲存容量—正常操作殘留容量；

V2—有效操作容量；V3—預留保護容量；/iQ—罐底板上表面；

~一最低操作液位—正常操作液位43—設計液位一罐壁頂部

3.0.7厚度附加量應按下式計算：

C=Ci+C2(3.0.7)

式中：C——厚度附加量（mm)；

C,——鋼材厚度負偏差（mm)，按鋼材標準或訂貨要求確定；

C2——腐蝕裕量（mm)，根據使用環境、介質腐蝕特性、防護

措施等因素確定。

4材料

4.1一般規定

4.1.1鋼材選用應綜合考慮油罐的設計溫度、介質腐蝕特性、材

料使用部位、材料的化學成分及力學性能、焊接性能等，并應符合

安全可靠和經濟合理的原則。

4.1.2油罐所用鋼材應采用氧氣轉爐或電爐冶煉，對于標準屈服

強度下限值大于390MPa的低合金鋼鋼板，以及設計溫度低于

一20°C的低溫鋼板和低溫鋼鍛件，還應當采用爐外精煉工藝。

4.1.3選用鋼材和焊接材料的化學成分、力學性能和焊接性能應

符合國家現行相關標準的規定。

4.1.4對所選用鋼材有特殊要求時，應在圖樣或有關技術文件中

注明。

4.1.5碳素鋼和低合金鋼鋼材及其焊接接頭的沖擊試驗應符合

下列規定：

1碳素鋼和低合金鋼鋼材(鋼板、鋼管、鍛件)及其焊接接頭的沖

擊功應符合相應鋼材標準的規定，且不應低于表4.1.5的規定。

表4.1.5碳素鋼和低合金鋼鋼材及其焊接接頭的沖擊功

鋼材標準抗拉強度下限值3個標準試樣的沖擊功平均值

i?ra(MPa)KVZ(J)

^m<450>20

450<?<510>24

510<CRm<570>31

570<i?m<630>34

注:對Rn隨厚度增大而降低的鋼材.按該鋼材最小厚度范圍的Rn確定沖擊功指標。

2夏比V型缺口沖擊試樣的取樣部位、方向及缺口位置應符合

相應標準的規定。沖擊試驗每組應取3個標準試樣，可有1個試樣的

沖擊功數值低于表4.1.5的規定，但不得低于表4.1.5規定值的

70%。當鋼材尺寸無法制備標準試樣時，則應依次制備寬度為7.5mm

或5mm的小尺寸沖擊試樣，其沖擊功指標應分別為標準試樣沖擊功

指標的75%或50%。

4.1.6不同溫度下鋼材的彈性模量選取應符合表4.1.6的規定。

表4.1.6鋼材的彈性模量

在下列溫度(°C)下的彈性模量（X103MPa)

鋼類

-4020100150200250

碳素鋼、

205201197194191188

碳錳鋼

注：中間溫度的彈性模童可用線性內插法計算。

4.2鋼板

4.2.1鋼板的標準及使用范圍應符合表4.2.1的規定

表4.2.1鋼板使用范圍

使用范圍

序號鋼號鋼板標準許用溫度許用最大厚度

(°C)(mm)

《碳素結構鋼和>-2012

低合金結構鋼熱軋

1Q235B

厚鋼板和鋼帶》

20

GB/T3274>0

《碳素結構鋼和>-2016

低合金結構鋼熱軋

2Q235C

厚鋼板和鋼帶》

GB/T3274>024

續表4.2.1

使用范圍

序號鋼號鋼板標準許用溫度許用最大厚度

(°C)(mm)

《鍋爐和壓力容

3Q245R>-2036

器用鋼板》GB713

《鍋爐和壓力容

4Q345R^一2036

器用鋼板》GB713

《鍋爐和壓力容

5Q370R^一2036

器用鋼板》GB713

《低溫壓力容器

616MnDR用低合金鋼鋼板》>一4036

GB3531

《壓力容器用調

712MnNiVR質高強度鋼板》>_2045

GB19189

4.2.2鋼板的許用應力值選取應符合表4.2.2的規定。

表4.2.2鉅板許用應力值

在下列溫度（t)下的

板厚室溫強度指標

序使用許用應力（MPa)

鋼號1

號狀態RmReL

(mm)20100150200250

(MPa)(MPa)

—碳素鋼.板

370225150136132127122

<16

1Q235B熱軋

16<i

370215143130126122116

<20

370225150136132127122

<16

2Q235C熱軋

16<0

370215143130126122116

<24

續表4.2.2

在下列溫度(C)下的

板厚室溫強度指標

序使用許用應力（MPa)

鋼號t

號狀態RmReL

(mm)20100150200250

(MPa)(MPa)

-碳素鋼板

400245163149144139132

熱軋，控<16

3Q245R

軋，正火16<t

400235157143138133127

<36

二低合金鋼板

510345230200186172162

熱軋，控<16

4Q345R

軋，正火16<0

500325217188175162152

<36

10<f

530370247214200185173

<16

5Q370R正火

16<z

530360240209194180169

<36

490315210182170157148

<16

616MnDR正火

16<?

470295197171159147138

<36

10<f

712MnNiVR調質610490294268256244233

<45

注：中間溫度的許用應力值可采用線性內插法計算。

4.2.3未列入本規范表4.2.2中的鋼板的許用應力值應符合下列規

定：

1當選取符合本規范要求的碳素鋼和標準屈服強度下限值小于

或等于390MPa的低合金鋼鋼板時，應取設計溫度下2/3標準屈服強

度下限值；

2當選取符合本規范要求的標準屈服強度下限值大于

390MPa的低合金鋼鋼板時，應取設計溫度下60%標準屈服強

度下限值。

4.2.4罐壁鋼板的使用厚度應符合本規范的規定，且鋼板名義厚

度不得大于45mm。

4.2.5油罐的設計溫度低于一10°C時，厚度大于20mm的Q245R

鋼板和厚度大于30mm的Q345R鋼板應在正火狀態下使用。

4.2.6凡符合下列條件的鋼板，應逐批取樣進行夏比V型缺口

沖擊試驗。沖擊試驗溫度應按現行國家標準《鍋爐和壓力容器用

鋼板》GB713的規定進行一20°C沖擊試驗，并應在圖樣或有關技

術文件中注明。

1設計溫度低于一10°C時，厚度大于16mm的Q245R鋼板；

2設計溫度低于一10°C時，厚度大于25mm的Q345R鋼板。

4.2.7調質狀態供貨的鋼板應逐熱處理張取樣進行拉伸和夏比

V型缺口一20°C沖擊試驗。沖擊試樣的取樣部位和試樣方向應符

合現行國家標準《壓力容器用調質高強度鋼板》GB19189的有關

規定。

4.2.8符合下列要求的罐壁和罐底邊緣板用鋼板應逐張進行超

聲檢測。檢測方法和質量等級應符合國家現行標準《承壓設備無

損檢測第3部分:超聲檢測》JB4730.3的有關規定。

1厚度大于30mm的Q24SR和Q345R鋼板，質量等級不應

低于m級；

2厚度大于25mm的Q370R鋼板和厚度大于20mm的

16MnDR鋼板，質量等級不應低于II級；

3調質狀態供貨的鋼板，質量等級應為I級。

4.3m管

4.3.1罐壁開孔用無縫鋼管的標準及使用范圍應符合表4.3.1

的規定。

?10?

表4.3.1無縫鋼管標準及使用范圍

使用范圍

序

鋼號鋼管標準使用狀態許用溫度許用壁厚

號

(°C)(mm)

《輸送流體用無

熱軋>-10<10

縫鋼管》GB/T8163

《高壓化肥設備用

110正火>-10<16

無縫鋼管》GB6479

《石油裂化用無

正火^—20<16

縫鋼管》GB9948

《輸送流體用無

熱軋>0<10

縫鋼管》GB/T8163

《高壓化肥設備用

220正火>0<16

無縫鋼管》GB6479

《石油裂化用無

正火>一10<16

縫鋼管》GB9948

《輸送流體用無

3Q345C正火>0<10

縫鋼管》GB/T8163

《輸送流體用無

4Q345D正火^—20<10

縫鋼管》GB/T8163

《高壓化肥設備用

516Mn正火^-40<16

無縫鋼管》GB6479

4.3.2無縫鋼管的許用應力值選取應符合表4.3.2的規定。