5000立方米储罐设计

[5]罐壁开孔及补强开孔补强面积⑴开孔有效补强面积，不应小于开孔直径与罐壁厚度的乘积。⑵有效补强面积不得超出以下范围：①沿罐壁竖向，开孔中心线上下各1倍开孔直径；②沿接管轴线方向，罐壁表面内外两侧各4倍的管壁厚度。⑶有效补强面积包括：①罐壁富余壁厚提供的面积；②补强板的面积；③接管富余壁厚提供的面积；④焊缝金属的面积。接管公称直径大于50mm的开孔应补强。有效补强面积尚应乘以补强材料与罐壁材料许用应力之比（但不得大于1.0）。接管与罐壁标准规定的最低屈服强度之比小于0.7或抗拉强度之比小于0.8时，接管的富余壁厚不得作为补强面积。两开孔之间的距离应满足的要求⑴两开孔至少1个有补强板时，其最近角焊缝边缘之间的距离，不应小于较大焊脚尺寸的8倍且不小于150mm。⑵两开孔均无补强板时，角焊缝边缘之间的距离不得小于75mm。开孔角焊缝外缘到纵环焊缝中心线距离应满足的要求⑴罐壁厚度不大于12mm，或接管与罐壁板焊后进行消除应力热处理时，距纵焊缝不应小于150mm；距环向焊缝不应小于壁板厚度的2.5倍，且不小于75mm。⑵当罐壁厚度大于12mm，且接管与罐壁板焊后不进行消除应力热处理时，应大于较大焊脚尺寸的8倍，且不小于250mm。应力热处理凡属下列情况，开孔接管与罐壁板、补强板焊接完毕并检验合格后，应进行整体消除应力热处理：⑴标准规定的最低屈服强度小于等于390Mpa，板厚大于32mm且接管公称直径大于300mm；⑵标准规定的最低屈服强度大于390Mpa，板厚大于12mm且接管公称直径大于50mm。罐壁人孔罐壁人孔的结构及尺寸宜符合表6-1～表6-3和图6-1的要求。表6-1罐壁人孔法兰盖、法兰及补强板尺寸（mm）人孔内径Di螺栓孔中心圆直径DB人孔法兰盖及法兰直径Dc补强板纵向长度或直径L1横向宽度W圆角半径Rr500667730117014003076107688321370165034776092198416752010433表6-2罐壁人孔法兰盖及法兰最小厚度设计最高液位Hw（m）人孔法兰盖最小厚度tv（mm）法兰最小厚度tf（mm）Di=500Di=610Di=760Di=500Di=610Di=7609.51012147912121113158101313.512141691114表6-3罐壁人孔角焊缝尺寸、罐壁板开孔直径及接管厚度（mm）罐壁及补强板厚度t及tr焊脚尺寸罐壁板开孔直径DP接管最小厚度tnAhBhDi=500Di=610Di=760555最小值为接管外径加12mm，最大值为接管外径加2Ah55566666686668896768810676881269688注：⑴中间数值可用线性内插法计算。⑵厚度尺寸不含厚度附加量。图6-1罐壁人孔罐壁开孔接管罐壁开孔接管的型式和规格宜符合图6-2～图6-5的要求。图6-2补强板图图6-3开孔接管图图6-4焊接详图图6-5螺纹连接罐壁开孔接管注：取两相焊件厚度的较小值，但不得大于19mm。罐顶开孔接管⑴罐顶开孔接管宜符合图6-6、图6-7和表6-4、表6-5的要求。图6-6法兰连接罐顶开孔接管图6-7螺纹连接罐顶开孔接管表6-4法兰连接罐顶开孔接管（mm）公称直径DN接管高度J顶板开孔直径DP补强板内径DR补强板外径L140150接管外径加3mm接管外径加3mm1255015017580150225100150275150150380200150450250200550300200650表6-5螺纹连接罐顶开孔接管（mm）公称直径DN罐顶开孔直径DP补强板内径DR补强板外径L120接管外径加3mm接管外径加3mm10025115401255017580225100275150380200450250550300600⑵公称直径不大于150mm的开孔可不补强。排水弯头排水弯头的结构和尺寸宜符合图6-8要求。图6-8排水弯头排水槽当油罐采用排水槽时，深型排水槽的结构及尺寸宜符合表6-6及图6-9要求，浅型排水槽的结构及尺寸宜符合图6-10要求。表6-6深型排水槽（mm）接管公称直径DN排水槽直径Dd排水槽深度Ed排水槽中心至罐壁距离Ad排水槽钢板最小厚度tdr接管最小壁厚补强板外径L1506103051050868808091045515001061180100122061020501061480150152091526001161780注：厚度尺寸不含厚度附加量。图6-9深型排水槽图6-10浅型排水槽对于有滑移可能的油罐宜采用浅型排水槽浅型排水槽应满足的要求⑴不包括壁厚附加量在内的排水槽钢板厚度，不应小于8mm，槽深度不应大于150mm；⑵排水槽与罐底连接的焊脚尺寸，应取两相焊件中较薄件的厚度。其他要求⑴罐底排水槽中心线至罐壁的距离应满足排水槽周边焊缝到环形边缘板与中幅板连接焊缝的距离不小于300mm的要求。当接管悬臂较长时，尚应采取适当的支撑措施。⑵排水槽的材质应与罐底板材质相同或相近。盘梯平台及栏杆盘梯的设计应符合的要求⑴盘梯的最小宽度为600mm；⑵盘梯的最大升角为50°，一般宜取45°；同一罐区内盘梯升角宜相同；⑶踏步的最小宽度为200mm；⑷相邻两踏步的水平距离与两踏步之间高度的2倍之和，不应小于600mm且不大于660mm；整个盘梯踏步之间的高度应一致；⑸踏步应采用栅格板或防滑板；⑹盘梯栏杆上部扶手应与平台栏杆扶手对中连接；⑺沿栏杆扶手轴线测量，栏杆立柱的最大间距为2400mm；⑻盘梯应能承受5kN集中活荷载；栏杆上部任意点应能承受任意方向1kN的集中荷载；⑼盘梯外侧应有栏杆，当盘梯内侧与罐壁的距离大于150mm时，内侧也应有栏杆；⑽盘梯应全部支承在罐壁上，盘梯侧板的下端与罐基础上表面应留有适当距离。平台及栏杆的设计应符合的要求⑴平台和走道的最小宽度为600mm；⑵铺板应采用栅格板或防滑板；⑶铺板至栏杆顶部的高度不应小于1050mm；⑷挡脚板的宽度不应小于75mm；⑸铺板与挡脚板之间的最大间隙为6mm；⑹栏杆护腰应位于栏杆的1/2高度处；⑺栏杆立柱间距不得大于2400mm；⑻平台及走道应能承受5kN的集中荷载；栏杆上部任意点应能承受任意方向1kN的集中荷载。其他要求⑴当需要到固定顶上操作时，应在固定顶周边设置栏杆，通道上设置防滑条或踏步板。⑵当抗风圈作为操作平台及走道使用时，在其周围应设置栏杆。⑶油罐应按照有关标准规定设置防雷、防静电接地装置。⑷在罐壁下部宜设置沉降观测件。⑸在罐壁上易观察处，应设置铭牌。罐壁壁厚：采用搭接的形式包边角钢尺寸选用为：┕90×10mm许用应力材料符合安全要求罐壁需设置1个加强圈；加强圈位置在距罐顶包边角钢3.75m处。加强圈选为角钢125×80×8地震作用下的最大轴向压应力，满足应力校核要求。罐顶结构采用拱顶式，通过包边角钢将拱顶与罐壁相连拱顶球面曲率半径中心板直径选用φ2000罐顶用28块扇形板组成顶板需用加强肋顶板壁厚选用为6mm顶板材料选用Q235-A.F许用应力，故材料安全罐顶纬向布肋间距选为1250mm，经向布肋间距最大为2688mm，肋有效厚度为12mm，肋宽为60mm设计压力，故罐顶稳定罐底中幅板厚度选为7mm罐底环形边缘板厚度选为9mm罐底采用设置环形边缘板的形式进油口及出油口接管处需开孔补强，选用补强圈为DN200×12罐顶透光孔需开孔补强，选用补强圈为DN500×6罐顶呼吸阀需开孔补强，选用补强圈为DN250×16罐壁人孔处需开孔补强，选用补强圈DN600×12量油孔接管处需开孔补强，选用补强圈DN150×6罐壁人孔选用DN600采用浅型排水槽形式结论通过以上的设计分析可以确定对于5000m³的成品油储罐，使用Q235做基本材料不仅能满足罐体对强度和刚度的要求，也大大节约了制造成本，达到了经济合理的目地。而对其他部件材料的选择，也根据实际情况，选用相对应的最经济、合理、安全的材料。经过周密的计算，根据设计的具体要求，将罐壁分为八层，每层的高度为1580mm，其壁厚分别为12mm、11mm、10mm、9mm、7mm、6mm、6mm、6mm。罐壁与罐顶使用包边角钢连接。抗风验算后，在罐壁上加了一个加强圈，以防止储罐的变形。在发生了汶川地震后，加强了对防震的要求，因此本设计中，根据成都这一地点的特征进行了抗震验算，使本储罐的抗震烈度达到了7度。对罐顶采用固定拱顶的结构是出于对经济合理的考虑。在容积为5000m³的储罐中，使用拱顶不仅结构简单，刚性好，造价低廉，同时它还能够承受较高的剩余压力，钢材的耗量也较少，是比较理想的一种形式。由于本储罐比较大，所以在拱