LNG船C型儲罐水壓試驗基座設計研究

摘" " 要：為檢驗船用C型LNG儲罐產品的可靠性，需要進行相應的耐壓試驗，通常采用靜水壓力試驗的方法。在制造以及存儲過程中，為了方便轉運，一般采用兩個基座對儲罐進行支撐。由于C型儲罐體積大，靜水壓力試驗時，需要灌滿水，重量較大，所以水壓試驗時需要對基座的結構安全進行相應的考慮。本文采用有限元模擬的方法，分析靜水壓力試驗對基座的受力影響，可為基座設計提供指導。

關鍵詞：LNG儲罐；耐壓試驗；基座

中圖分類號：663.7" " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

Study on Design of Hydraulic Test Base for C-Type

Gas Storage Tank of LNG Carrier

TU Yuangen，" QIN Binwan，" CHEN Xuefeng，" QIN Xiaoyin，" FAN Yuhao

（ Guangzhou Wenchuan Heavy Industy Co.， Ltd.，" Guangzhou 510725， China ）

Abstract： To verify the reliability of marine Type C LNG storage tank products， the corresponding pressure tests are necessary， typically using the method of hydrostatic pressure testing. During manufacturing and storage， two pedestals are generally used to support the tank for easy transportation. Due to the large volume of Type C tanks， when conducting hydrostatic pressure test， it requires filling up the tank with water， resulting in significant weight. Therefore， the structural safety of the bases needs to be considered during the hydrostatic pressure test. This paper employs the finite element simulation method to analyze the impact of hydrostatic pressure test on the stress of the bases， which can provide guidance for the base design.

Key words： LNG storage tank;" pressure test;" pedestal

1" " 引言

我公司承建9 500 LNG貨罐及甲板罐加工制作項目的C型LNG儲罐，單罐體的結構凈重300 t，幾何體積約為4 500 m3，可注水約4 500 t。筒體/封頭材質為X7Ni9（EN10 028-4），材料抗拉強度Rm=680～820 MPa，屈服強度Re=585 MPa。其外觀形狀如圖1所示。C型儲罐在船上的基座采用兩排式，位置與罐內的加強環上，其中，加強環處結構強度最高，真空環處結構強度相對較小。為了檢驗產品的可靠性，需要進行相應的耐壓試驗，通常以靜水壓力試驗作為耐壓試驗， 本項目試驗的水壓為0.8 MPa，罐體和罐體內的水的重量可達4 800 t。由于水的密度比LNG的密度大，所以需要重新設計專門用作耐壓試驗的基座[1]。

2" " 罐體內部靜水壓力分析

依據流體力學，罐體內部靜水壓力大小可按式公式（1）計算[2]。

P=P0+ρgh" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（1）

式中：P0為水壓試驗注入壓強，約為0.8 MPa；ρ為水的密度，取1 000 kg/m3； g為重力加速度，9.81m/s2；h為計算點到注入點的高程差，向下為正，m。

圖2為罐內注滿水及注入0.8 MPa氣壓后罐體截面壓力分布圖：罐體底部所受到的壓力最大，沿著高度的增高而逐漸減小[3-4]。……