2000m3微正壓儲罐抗壓圈設計探討

王龍　姜力　張斌　何勇　員天

摘 要：一般常壓儲罐內壓微小，其包邊角鋼主要受設計外壓控制。對于微正壓儲罐，罐頂與罐壁連接處，主要承受由內壓引起的環(huán)向壓縮力，所以對承壓區(qū)域的結構要求得更加嚴格，承壓區(qū)域的面積主要按承受的內壓來確定，所需面積往往比其他儲罐所需面積大得多。本文討論了2000m3微正壓儲罐抗壓圈的設計。

關鍵詞：大型微正壓；儲罐；抗壓圈

1 抗壓圈的結構設計

當儲罐的頂或底為錐形或球形并和圓筒形罐壁相連接，在承受內壓時，頂或底中的經向薄膜拉應力的水平分量將向內推。此推力在接頭處產生環(huán)向壓縮應力，該應力可由頂或底間的曲線過渡段承受，或由抗壓圈有效截面承受。在抗壓圈有效區(qū)域內的所有經向和緯向接頭以及抗壓圈區(qū)域內角鋼圈、扁鋼圈或其他圈梁的所有徑向接頭均應對焊連接。一般常壓儲罐內壓微小，其包邊角鋼主要受設計外壓控制，即由罐頂自重、保溫層、雪載荷和動載荷等附加載荷所控制。對于低壓儲罐，罐頂與罐壁連接處，主要承受由內壓引起的環(huán)向壓縮力，所以對承壓區(qū)域的結構要求得更加嚴格，承壓區(qū)域的面積主要按承受的內壓來確定，所需面積往往比其他儲罐所需面積大得多。

抗壓圈應包括罐頂或罐底與罐壁連接處的部分罐壁及罐頂。按照SY/T0608-2006的規(guī)定，由于本罐罐頂厚度超過了6mm，所以不能適用包邊角鋼結構，因此在如圖1-1所示四種結構中選擇。本罐的罐頂抗壓圈選擇a型結構。

需要的面積Ac大于實有總截面積，故必須增加抗壓圈截面積，可將扁鋼伸到罐壁外側，需增加的寬度為=149.19mm<16t=704mm，符合要求。由于罐體需要設置盤梯，所以抗壓圈不宜伸出罐壁過長，若計算所得的寬度可能與盤梯位置沖突，可適當調整抗壓圈的厚度。

承壓扁鋼的總寬度=440.94+149.19=590.13mm

有效抗壓圈區(qū)域需要的水平投影寬度為：

0.015Rc=0.015×7850=117.75mm

抗壓圈水平投影寬度=440.94×0.91=401.26mm>0.015Rc，符合要求。

考慮到0.3mm的厚度附加量，所以抗壓圈厚度圓整至46mm。

3 結論

微正壓儲罐抗壓圈的設計主要是通過計算總環(huán)向力，確定所需的承壓區(qū)域面積，選擇推薦的抗壓圈結構，然后計算所選結構的承壓區(qū)域面積，使其大于所需的面積。

參考文獻：

[1]GB50341-2014《立式圓筒形鋼制焊接油罐》.

[2]API Std 620：2002，MOD.

[2]SY/T0608-2006《大型焊接低壓儲罐的設計與建造》.

[3]潘家華.圓筒形金屬油罐設計[M].北京：石油工業(yè)出版社，1984.

[4]林萍.3000m3混合輕石腦油低壓儲罐設計[J].石油化工設備，2010，39（3）.