中美規范大型儲罐外壓失穩設計對比分析

黃 澤，王 超，楊明翰，金斌戈，劉曉華，劉延雷

(杭州市特種設備檢測研究院，浙江 杭州 310051)

大型立式圓筒形鋼制儲罐(以下簡稱大型儲罐)在石油化工領域中扮演著重要角色。大型儲罐的安全性主要受強度、 穩定性、 傾覆性等因素影響【1-2】。目前，國內大型儲罐設計主要依據GB 50341—2014《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》(以下簡稱GB 50341)，其設計壓力取值范圍和《鋼制焊接石油儲罐》(API 650—2013 & ADDENDUM3 2018 & ERRATA2 2014，以下簡稱API 650)的規定一致。中美規范將設計真空度在0～0.25 kPa、正壓產生的舉升力不超過罐頂板及其支撐附件總重的儲罐稱為常壓儲罐，設計真空度在0.25～6.9 kPa的儲罐稱為外壓儲罐【3-4】。設計真空壓力以及作用在罐壁上的風壓可使罐體產生壓縮應力，導致大型儲罐因剛度不足而發生失穩【5-6】。

國內外均發生過在強風作用下罐壁失穩失效的事故。如：1968年，國內2臺浮頂油罐投入使用前，在強風作用下，罐壁發生失穩破壞【7】；2001年，阿根廷儲罐在建造過程中、大風作用下，罐壁發生失穩破壞【8】。

工程設計中，在滿足強度的前提下，常設置加強圈(或抗風圈)來提高罐壁穩定性【9-10】。本文著重比較中美設計規范中大型儲罐罐壁的外壓失穩公式，分析兩者對加強圈(或抗風圈)數量的計算差異，為大型儲罐的設計提供借鑒和參考。

1 常壓儲罐罐壁抗風圈數量

API 650對罐壁外壓失穩的校核分為腐蝕工況(采用罐壁有效厚度)和非腐蝕工況(采用罐壁名義厚度)，GB 50341對罐壁外壓失穩的校核為腐蝕工況，故本文僅討論腐蝕工況下罐壁外壓的失穩校核。……