大直径拱顶储罐网壳强度计算与结构改进

目前国内大型拱顶储罐的最大直径已达60m,其罐顶网壳强度校核多采用有限元计算软件。为计算简便,通常将网壳边界条件进行简化处理,忽略罐壁顶部变形对网壳结构的影响。对比介绍了各类单层球面网壳,总结了单层球面网壳基本设计原理,并以某设计院设计的拱顶罐为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立拱顶网壳和罐壁一体的储罐模型。分别对拱顶储罐在静载、静载＋风载、静载＋均匀动载、静载＋均匀动载＋风载共4种载荷工况下罐顶网壳结构强度进行计算分析,并依据计算结果,提出将环板和肋板建于罐壁顶部的改进方案。对改进后的设计模型进行静载＋均匀动载和静载＋均匀动载＋风载这两种工况下的仿真计算,结果表明：改进后的拱顶储罐结构受力更合理,承载能力更强。（图17,表4,参]6）     

拱顶储油罐的机械清洗

阐述了机械清洗技术在拱顶储油罐中的应用现状,基于拱顶罐与浮顶罐机械清洗技术的差异,分析了两者在喷嘴安装方式上的区别。拱顶罐清洗喷嘴安装在罐顶部,包括利用现有的罐顶管口和在罐顶重新开孔两种形式;当罐顶安装的喷嘴位置或数量达不到清洗作业要求时,亦可在罐壁人孔部位安装喷嘴。此外,介绍了罐顶开孔前的技术准备、储罐清洗喷嘴固定支座的制作方法、罐顶开孔短接管的预制及其与罐顶板的粘接技术要领、开孔机的安装和开孔作业安全措施等拱顶罐罐顶开孔作业技术,总结了拱顶罐机械清洗作业程序及清洗施工中的安全注意事项。     

拱顶罐改内浮顶罐应注意的安全问题

为解决拱顶罐在储存轻质油品时蒸发损耗大的问题，采取了将拱顶罐改造为铝制内浮顶罐的措施，结合改造过程中的实际情况，给出了铝制内浮顶罐在安装使用及维修过程中在安全方面应注意的问题，提出了保证储罐运行安全的具体措施。     

拱顶罐改内浮顶罐应注意的问题

对拱顶罐的状况及拱顶罐改为内浮顶罐存在的问题进行了分析，指出储罐的垂直度和圆度蚋浮顶改造的关键。若使内浮顶技术的优势得到有效地发挥，应选用合理的设备及结构形式，同时还要合理地使用和管理。对产生密封不良和浮顶损坏等原因，提出了相应的技术管理措施。     

大型储罐罐底阴极保护检测数据及其分析

探讨了大型储罐罐底MMO网状阳极的击穿电压和氧气去极化问题。为了探寻罐底板外壁阴极保护的真实阴极保护效果,《钢制石油储罐防腐蚀工程技术规范》编写组对镇海、茂名及上海等地的大型储罐罐底网状阳极和柔性阳极的保护数据进行了实测分析,结果表明,采用MMO网状阳极,其断电电位与通电电位相差很大,MMO网状阳极很难达到-0.85V(CSE)的极化准则;柔性阳极的断电电位与通电电位相差较小,这些都与其阳极反应产物有关。     

LNG储罐罐体结构与载荷的关联性

随着LNG产业的发展,LNG储罐日趋大型化,储罐的拱顶稳定性问题备受重视。为了研究罐体和罐体载荷对拱顶稳定性的影响,以容积为10 000 m3的LNG单容罐为例,采用有限元法对储罐拱顶稳定性进行罐体结构及载荷关联性分析。在进行结构关联性分析时,比较了不同约束下单独拱顶模型与含罐体的完整结构有限元模型的拱顶临界载荷,发现约束形式对拱顶刚度的影响较大,含罐体完整结构有限元模型能够给出对拱顶的实际位移约束,计算结果更为合理。在进行载荷关联性分析时,提出了一种分析计算方法,分析了罐体各种载荷工况对拱顶稳定性的影响,结果表明:罐体载荷降低了拱顶的稳定性,校核拱顶稳定性时应予以充分考虑。研究成果可为LNG储罐罐体稳定性研究提供理论基础。     

大型LNG储罐内罐稳定性设计方案比选

内罐在地震工况下的稳定性设计是大型液化天然气（LNG）储罐设计的核心技术之一。以国内某LNG项目储罐的地震参数和内罐的特征尺寸为例，基于国际相关标准给出的地震工况下基础剪切力计算、水平滑动校核、倾覆力矩计算、内罐稳定性判断等相关公式，在假设不安装锚固带的情况下，对地震工况下内罐的稳定性进行分析，结果表明：若不采取有效措施，内罐将产生竖向抬升现象。对国际上常用的两种保护措施进行比较，指出相对于安装锚固带的方法，采用加大内罐底边缘环形板尺寸的方法在施工便利和节约材料等方面更有优势。     

LNG储罐内管道与维修梯一体化结构设计

常规的LNG储罐内管道与维修梯分体式设计安装方法施工复杂、造价较高,且因焊接扰动而增加了储罐主容器(内罐)发生泄漏的风险。通过对LNG内罐结构形式进行综合分析,提出一套LNG储罐内管道与维修梯一体化结构的设计方案:将管道作为承载构件,横向连接件及维修梯作为固定构件,相互辅助形成独立于内罐壁外的自支撑结构系统。根据LNG储罐设计中的典型极端工况,通过数值模拟分析方法对一体化结构系统进行了计算分析,基于容许应力法校核验证了一体化结构系统的安全性、可靠性。该系统可以实现罐内管道和维修梯的功能需求,且脱离了内罐壁板的侧向支撑,自成稳定结构体系,有效提高了储罐建造的经济性、安全可靠性,可为LNG储罐内一体化结构系统设计和安全可靠度分析提供理论指导。     

地上储罐底板阴极保护实施与更新

地上大型储罐罐底板的阴极保护是决定储罐运行寿命的关键技术.介绍了储罐罐底板的各种阴极保护技术、阳极的埋设方式和保护电流的流动特点,指出采用柔性阳极的阴极保护技术是新建储罐阴极保护设计及旧罐底板阴极保护更新的首选方案.当前,影响罐底板阴极保护系统维护的主要因素是参比电极的稳定性、精度及位置排布.基于某直径45 m大型储罐阴极保护设计更新实践,指出对于大型裸罐底,可以通过阴极保护的高水平设计,大幅降低储罐罐底板阴极保护成本.     

大型储罐环保型除锈机的研制

针对当前大型储罐现场除锈存在的原料消耗量大、环境污染严重的问题,开展了大型储罐环保型除锈机的研制。介绍了除锈机的构成和设计特点;叙述了除锈机的主要组成部分:磁力爬行机构、吸附系统、密闭装置、电控系统、安全保护装置、喷砂除锈设备和回收净化系统的研制,介绍了磁力爬行机构负重、砂罐、内压圆筒、内压锥壳和外压锥壳的设计计算。中试应用试验结果表明:大型储罐环保型除锈机在改善喷砂作业环境、减轻劳动强度、降低作业成本等方面均表现出相当的优越性。     

浮顶油罐举升工艺的研究及应用

针对浮顶油罐结构特点,讨论了浮顶油罐举升方案与举升原理.结合20 000 m3浮顶油罐现场举升试验,介绍了举升工艺的技术要求、浮顶油罐举升的工艺流程及必要的安全和加固措施,并根据试验结果,提出了举升工艺完善和改进的建议.     

固定顶油罐的罐顶结构

全面介绍了工程上常见的一些罐顶结构形式,并对各自的结构特点、使用范围及应用情况进行了简述。通过分析认为,目前国内新开发的球面网壳顶,对容积在10000m~3以上的大型固定顶油罐具有一定的推广价值,但有几方面的问题应予以注意:此种罐顶结构的理论分析、设计计算和施工中的构件预制及罐顶安装等比较复杂,需要具备资格的单位来完成;选择技术可靠和实用性强的网格结构使之推广,并不断进行完善;对与使用安全有关的技术问题要给予足够重视。此外,对其它罐顶结构形式也应予以充分地考虑。     

高寒地区油罐吹顶法安装倾斜原因

在东北地区的油罐施工中，油罐的安装大部分采用吹顶施工。这种施工方法在寒冷地区，由于温差的影响，常使罐体出现倾斜现象。经过调查了解，分析出造成倾斜的原因，主要是施工时的温差较大所致同时指出避免此倾现象的发生采取的措施和出现倾斜时所应采取的处理方法。     

浮顶罐储存煤油的经济分析

通常情况下,很少秀内浮顶罐储存煤油。提出了用内浮顶装煤油的设想,分别给出了立式拱顶罐和内浮顶油罐“大,小呼吸”损耗经验计算公式,并对内浮顶罐和共顶罐装煤油时的蒸发损耗量以及两种油罐的造价等进行了对比计算,认为用内浮顶罐储存煤油是经济,合理和安全的,建议新建煤油储罐时应采用浮顶油罐。     

石油储罐着火态势与火灾扑救

在石油储罐中,半地下罐和拱顶罐最易发生火为。详细介绍了储油罐发生火灾和爆炸的原因,规律和特点。指出在灭火过程中。一定要把握有利时机,准确会计罐内油品旨溢的时间,并采取相应措施扑救,以减少火灾所造成的损失。     

普通锚固油罐的应力分析

普通油罐的安装除常见的焊接方法外，在某些部位，如缘板的最外侧也采用螺栓固，此种做法是对油罐的抗震和拱顶装油的需要进行了考虑。但对于普通锚固油罐罐底与罐壁的连拉御的应力目前还没有计算方法，为此对这种情况进行了分析，推导了理论计算公式，目的是计算罐基础的最外侧为环梁而内侧弹性基础的同罐应力。由于其它设计和计算在《低压锚固油罐的应力分析》一文中已作过描述，因而只给出油罐下节点的计算方法。     

罐顶对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法,分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐、浮顶油罐的罐壁边界条件、罐顶边界条件的分析计算,求出各层壁板挠度方程中的待定系数,便可得出其应力。从线性方程中,可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的待定系数。待定系数除受储罐尺寸、液位高度的影响外,还受罐顶重量、罐顶剪力和弯矩的影响。以10万m~3浮顶油罐和拱顶油罐为例,进一步证明,液位是罐壁应力的控制因素,而罐顶重量、罐顶剪力和弯矩对罐壁应力的影响可以忽略不计。     

结构支撑铝制拱顶的设计及其工程应用

由于带肋拱壳的应用受到油罐直径的限制，这就使带支撑骨架的拱壳应运而生。美国油罐标准API 650附录G提出了空间网架支撑铝制拱顶的设计方法，虽然为铝制拱顶，但其原理及计算公式的格式同样适用于钢制拱顶，结合API650附录G，对此种网架结构及其应用进行了分析探讨。     

10000m~3拱顶油罐顶板应力与腐蚀的分析

10 000 m~3拱顶油罐主要用于长输管道的中间泵站,其顶板为板架结构。当油罐吸油和排油时,罐内气体压力发生变化,致使顶板产生交变应力。这类油罐经十多年的使用后,发现顶板腐蚀破坏十分严重,有的已出现孔洞,其腐蚀位置主要分布在内外柱之间的环形带处。针对此问题,运用有限元法分析计算了该类油罐顶板在排油和吸油两种工况下的应力与变形规律,得出如下结论:在距中心柱10m左右(内外立柱之间)环形带处应力值最大,且两种工况时的交变应力幅值也最大,因而引起的应力腐蚀最为严重。这与顶板腐蚀破坏的实际情况相吻合,说明该类油罐顶板腐蚀破坏的主要原因是应力腐蚀,这一结论对该类油罐制定防腐措施、改进设计方案具有指导作用。