含非連續加強圈覆土臥式容器的屈曲安全評價及影響因素分析

(華東理工大學 機械與動力工程學院，上海 200237)

0 引言

覆土臥式儲罐是石油化工等領域中的典型承壓設備。與一般的臥式容器相比，覆土容器除了承受介質的壓力和物料的重力之外，還需考慮土壤的重力以及路面上附加物的重量[1]。因此，外壓失穩是埋地儲罐的主要失效模式，是設計過程中需重點考慮的問題。

為提高部件的承載能力、降低外壓設備的制造成本，通常在外壓容器內部或者外部設置加強圈。針對含加強圈外壓容器的失穩問題，已有大量的相關研究。詹晶等[2]研究了加強圈包角對罐車容器外壓穩定性的影響，確定了容器失穩壓力明顯變化時所對應的臨界包角；童長河等[3]采用線性和非線性屈曲分析，研究了不同截面形式的加強圈對外壓容器穩定性的影響。需要說明，上述研究對象不同于本文所涉及的埋地容器。在覆土容器的屈曲強度分析方面，有少量文獻報道。裴召華[4]在埋地容器的強度及穩定性設計過程中，針對容器可能承受地下水的浮力作用進行了容器的抗浮設計；潘長滿[5]在單層油罐和雙層油罐的防滲漏方面進行了相關設計，為油罐的防滲漏改造提供了一定的依據。通常，現有容器屈曲分析中所涉及的加強圈多為連續型加強圈，對于含非連續型加強圈的研究鮮有報道。現有壓力容器設計標準GB 150.3—2011《壓力容器 第3部分：設計》[6]中僅允許同一加強圈中有一處間斷，未考慮同一加強圈含兩處間斷的情況。針對上述問題，有必要進一步開展含非連續加強圈覆土外壓容器的屈曲分析，以供覆土外壓容器的結構設計參考。……