儲(chǔ)罐分類資料課件

油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)第一章儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)概述

油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)第一章儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)概述內(nèi)容提要

儲(chǔ)罐及發(fā)展概況影響儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)和儲(chǔ)罐建造的因素儲(chǔ)罐的種類及特點(diǎn)儲(chǔ)罐材料及選用儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)方法與基本要求1內(nèi)容提要11.1儲(chǔ)罐及發(fā)展概況1.1.1儲(chǔ)罐：油品和各種液體化學(xué)品的儲(chǔ)存設(shè)備.用途:是儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施、煉油、化工裝置的重要組成部分按溫度劃分,可分為:低溫儲(chǔ)罐(-90℃

～-20℃)常溫儲(chǔ)罐(<90)高溫儲(chǔ)罐(90℃

～250℃)按壓力劃分,可分為:低壓儲(chǔ)罐(-490Pa～2000Pa)常壓儲(chǔ)罐(2000Pa～0.1MPa)1.1儲(chǔ)罐及發(fā)展概況1.1.1儲(chǔ)罐：按制造儲(chǔ)罐的材料,又可分為:非金屬儲(chǔ)罐塑料防震儲(chǔ)罐軟體儲(chǔ)罐金屬儲(chǔ)罐(鋼殼襯里、鋁及其合金等)按儲(chǔ)罐所在位置和達(dá)到某種目的又可分為：地上儲(chǔ)罐地下儲(chǔ)罐半地下儲(chǔ)罐山洞儲(chǔ)罐海中儲(chǔ)罐地下廢坑廢礦穴改建地下的儲(chǔ)庫(kù)等。按制造儲(chǔ)罐的材料,又可分為:各種儲(chǔ)存設(shè)備各種儲(chǔ)存設(shè)備各種儲(chǔ)存設(shè)備各種儲(chǔ)存設(shè)備1.1.2儲(chǔ)罐發(fā)展

20世紀(jì)70年代以來，內(nèi)浮頂儲(chǔ)油罐和大型浮頂油罐發(fā)展較快第一個(gè)發(fā)展油罐內(nèi)部覆蓋層的是法國(guó)。1955年美國(guó)也開始建造此種類型的儲(chǔ)罐。1962年美國(guó)德士古公司就開始使用覆蓋浮頂罐，并在紐瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。1972年美國(guó)已建造了600多個(gè)內(nèi)浮頂油罐。1978年美國(guó)API650附錄H對(duì)內(nèi)浮盤的分類、選材、設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)載荷、浮力要求等均做了一系列修訂和改進(jìn)。先進(jìn)國(guó)家都有較齊全的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)專用軟件，靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、抗震分析等，如T形腳焊縫分析。近20年也相繼出現(xiàn)各種形式和結(jié)構(gòu)的內(nèi)浮盤或覆蓋物。目前已有16×104m320×104m324×104m31.1.2儲(chǔ)罐發(fā)展1978年國(guó)內(nèi)3000m3鋁浮盤投入使用，通過測(cè)試蒸發(fā)損耗收到顯著效果。1985年中國(guó)從日本引進(jìn)第一臺(tái)10×104m3全部執(zhí)行日本標(biāo)準(zhǔn)JISB8501同時(shí)引進(jìn)原材料，零部件及焊接設(shè)備.目前國(guó)內(nèi)對(duì)10×104m3油罐有比較成熟的設(shè)計(jì)、施工和使用的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)大型儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度鋼材已能夠批量生產(chǎn)。15×104m3目前國(guó)內(nèi)正在建設(shè)。

儲(chǔ)罐的發(fā)展趨勢(shì)---大型化1978年國(guó)內(nèi)3000m3鋁浮盤投入使用，通過測(cè)試蒸發(fā)損耗收1.1.3儲(chǔ)罐大型化特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

(1)總圖布置的占地面積小

(2)節(jié)省罐區(qū)(包括管網(wǎng)和配件)的總投資(3)節(jié)省鋼材和基地工程材料(4)便于儲(chǔ)運(yùn)和管理新問題:(儲(chǔ)罐大型化產(chǎn)生的)：

(1)罐壁板材料的要求提高了.因儲(chǔ)罐大型化后，同時(shí)也對(duì)焊接質(zhì)量提出更嚴(yán)格要求；相應(yīng)增加儲(chǔ)罐壁厚度，提高對(duì)鋼材強(qiáng)度和韌性的要求。(2)事故危害性增大.隨著容量的增大對(duì)消防措施要求提高.1.1.3儲(chǔ)罐大型化特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1.2儲(chǔ)罐種類和特點(diǎn)儲(chǔ)罐按幾何形狀可分為立式圓筒形儲(chǔ)罐

應(yīng)用廣泛可做大容量。臥式圓筒形儲(chǔ)罐適用于儲(chǔ)存容量較小且需壓力較高的液體。球形儲(chǔ)罐適用于儲(chǔ)存容量較大有一定壓力的液體，如液氨、液化石油氣、乙烯等。雙曲線儲(chǔ)罐(滴形儲(chǔ)罐)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，造價(jià)高，。懸鏈?zhǔn)絻?chǔ)罐（無力矩儲(chǔ)罐）頂板過薄易積水，銹蝕遭損壞。1.2儲(chǔ)罐種類和特點(diǎn)儲(chǔ)罐按幾何形狀可分為立式圓筒形儲(chǔ)罐按其罐頂結(jié)構(gòu)可分為錐頂儲(chǔ)罐固定頂儲(chǔ)罐:拱頂儲(chǔ)罐

傘形頂儲(chǔ)罐

網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)浮頂儲(chǔ)罐(外浮頂罐)浮頂儲(chǔ)罐：

內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐(帶蓋浮頂）立式圓筒形儲(chǔ)罐按其罐頂結(jié)構(gòu)可分為1.2.1錐頂儲(chǔ)罐錐頂儲(chǔ)罐又可分為：自支撐錐頂

支撐錐頂。錐頂坡度最小為1/16，最大為3/4。錐頂罐制造簡(jiǎn)單，但耗鋼量較多，頂部氣體空間最小.可減少“小呼吸”損耗。自支撐錐頂還不受地基條件限制。支撐式錐頂不適用于有不均勻沉陷的地基或地荷載較大的地區(qū)。1.2.1錐頂儲(chǔ)罐圖1-1自支撐錐頂罐簡(jiǎn)圖

圖1-1自支撐錐頂罐簡(jiǎn)圖1.2.2拱頂儲(chǔ)罐拱頂儲(chǔ)罐的罐頂是一種接近于球形形狀的一部分其結(jié)構(gòu)一般只有自支撐拱頂一種。可分為無加強(qiáng)肋拱頂(容量小于1000m3)，有加強(qiáng)肋拱頂(容量大于1000～20000m3)拱頂R=0.8～1.2D，它可承受較高的剩余壓力，蒸發(fā)損耗較少；與錐頂罐相比耗鋼量少但罐頂氣體空間較大；制作需用胎具，是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的一種儲(chǔ)罐。1.2.2拱頂儲(chǔ)罐

圖1-2自支撐拱頂罐簡(jiǎn)圖圖1-2自支撐拱頂罐簡(jiǎn)圖1.2.3傘形頂儲(chǔ)罐

自支撐傘形頂是自支撐拱頂?shù)淖兎N，其任何水平截面都具有規(guī)則的多邊形。罐頂荷載靠傘形板支撐于罐壁上，傘形罐頂?shù)膹?qiáng)度接近于拱形頂，安裝較容易，1.2.3傘形頂儲(chǔ)罐1.2.4網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)

鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式在近代大型體育館屋頂結(jié)構(gòu)中已有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)工程實(shí)踐證明它具有足夠的剛性和可靠性，1.2.4網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)1.2.5浮頂儲(chǔ)罐

浮動(dòng)頂(簡(jiǎn)稱浮頂)漂浮在儲(chǔ)液面上。浮頂與罐壁之間有一個(gè)環(huán)形空間。環(huán)形空間中有密封元件。使得罐內(nèi)的儲(chǔ)液與大氣完全隔開.減少儲(chǔ)液儲(chǔ)存過程中的蒸發(fā)損耗，保證安全.減少大氣污染。浮頂?shù)男问接须p盤式、單盤式、浮子式等?？捎糜趦?chǔ)存原油、汽油、溶劑油以及需控制蒸發(fā)損耗及大氣污染，控制放出不良?xì)怏w，有著火危險(xiǎn)的液體化學(xué)品。1.2.5浮頂儲(chǔ)罐圖1-4雙盤式浮頂罐圖1-4雙盤式浮頂罐圖1-5單盤式浮頂罐圖1-5單盤式浮頂罐圖1-6內(nèi)浮頂罐圖1-6內(nèi)浮頂罐1.2.6內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐

美國(guó)石油學(xué)會(huì)認(rèn)為:設(shè)計(jì)完善的內(nèi)浮頂是迄今為止控制固定頂油罐蒸發(fā)損耗研究出來的和投資最少的方法。大量減少蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)液與空氣隔離，減少空氣污染和著火爆炸危險(xiǎn)，易于保證儲(chǔ)液質(zhì)量。特別適用于儲(chǔ)存高級(jí)汽油和噴氣燃料以及有毒易污染的化學(xué)品。易于將已建固定頂罐改造為內(nèi)浮頂罐，并取消呼吸閥、阻火器等附件，投資少、經(jīng)濟(jì)效益明顯。能有效地防止風(fēng)砂、雨雪或灰塵污染儲(chǔ)液，在各種氣候條件下保證儲(chǔ)液的質(zhì)量，有“全天候儲(chǔ)罐”之稱。在密封效果相同情況下，與浮頂罐相比，能進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗，。內(nèi)浮頂罐的內(nèi)浮盤與浮頂罐上部敞開的浮盤不同，不可能有雨、雪荷載，內(nèi)浮盤上荷載少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，可以省去浮盤上的中央排水管、轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯等附件，易于施工和維護(hù)。密封部分的材料可以避免日光照射而老化。1.2.6內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐類型罐頂表面形狀受力分析罐頂特點(diǎn)和使用范圍備注錐頂罐自支撐式接近于正圓錐體荷載靠錐頂板周邊支撐于罐壁上VN＜1000m3直徑不宜過大，制造容易，不受地基條件限制1/16≤坡度≤3/4分有加強(qiáng)肋和無加強(qiáng)肋兩種錐頂板支撐式接近于正圓錐體荷載主要由梁檀條或桁架和柱子承擔(dān)VN≥1000m3坡度較自支撐式小,頂部氣體空間最小,可減少“小呼吸”損耗不適用地基有不均勻沉降，耗鋼量較自支撐多拱頂罐（一般只有自支撐式）接近于球形表面拱頂R=0.8~1.2D荷載靠拱頂周邊支撐于罐壁受力情況好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,剛性好能承受較高的剩余壓力,耗鋼量最小氣體空間較錐頂大，制造需胎具，單臺(tái)成本高，分有加強(qiáng)肋和無加強(qiáng)肋兩種拱頂板傘形頂罐（一般只有自支撐式）一種修正的拱形頂其任一水平截面都是規(guī)則的多邊形荷載靠傘形板周邊支撐于罐壁上強(qiáng)度接近于拱頂,安裝較拱頂容易系美國(guó)API650和日本JISB8501規(guī)范中的一種罐頂結(jié)構(gòu)形式，但國(guó)內(nèi)很少采用網(wǎng)殼頂罐一種球面形狀荷載靠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支撐于罐壁上剛性好，受力好，可用于VN>2×104m3以上的固定頂儲(chǔ)罐可制造成部件，在現(xiàn)場(chǎng)組裝成整體結(jié)構(gòu)類型罐頂表面形狀受力分析罐頂特點(diǎn)和使用范圍備注錐自接近于正圓

1.2.7儲(chǔ)液損耗

研究石油類或液體化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)儲(chǔ)液的損耗日益受到人們的重視。損耗不但使資源浪費(fèi)，降低了儲(chǔ)液的質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，危害人們的生活質(zhì)量和生存，因此作為儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)重要組成部分的儲(chǔ)罐技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一，就是有效控制和盡量減少儲(chǔ)液的很耗。1.2.7儲(chǔ)液損耗損耗類型與損耗量石油類或液體化學(xué)品儲(chǔ)液的損耗可分為蒸發(fā)損耗和殘漏損耗兩種類型。文獻(xiàn)和調(diào)查資料表明，儲(chǔ)液損失，特別是油品損耗數(shù)量是十分驚人的。1980年，中國(guó)11個(gè)主要油田的測(cè)試結(jié)果表明，從井口開始到井場(chǎng)原油庫(kù)，井場(chǎng)油品損耗量約占采油量的2%，其中發(fā)生于井場(chǎng)庫(kù)的蒸發(fā)損耗約占總損耗的32%。據(jù)1995年第四屆國(guó)際石油會(huì)議報(bào)道，在美國(guó)油品從井場(chǎng)經(jīng)煉制加工到成品銷售的全過程中，油品損耗數(shù)量約占原油產(chǎn)量的3%。若以總損耗為3%估算，全世界每年的油品損耗約有1X108t，幾乎相當(dāng)于中國(guó)一年的原油產(chǎn)量。損耗類型與損耗量?jī)?chǔ)液損耗的危害液(油品)數(shù)量減少，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重

據(jù)估算全世界從油田井場(chǎng)到銷售的全過程中，每年原油和油品的總耗達(dá)3%。每年散失到大氣中的量約1X108t，其經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重。儲(chǔ)液(油品)質(zhì)量降低

由于油品的蒸發(fā)都是油料中的最輕組成，因此會(huì)嚴(yán)重降低油品質(zhì)量，甚至使本來合格油品變?yōu)椴缓细?。例如，汽油隨著輕組分的蒸發(fā)，蒸氣壓下降，啟動(dòng)性變差;辛烷值降低，汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒時(shí)抗爆性變差。當(dāng)航空汽油的蒸發(fā)損耗率達(dá)到1.2%時(shí)，其初餾點(diǎn)升高30C,蒸氣壓下降20，辛烷值減少0.5個(gè)單位。儲(chǔ)液損耗的危害環(huán)境污染，危及人的生活質(zhì)量和生存

大多數(shù)的油庫(kù)、油碼頭、石油與化工聯(lián)合裝置和加油站分布在人口稠密的城市或周邊地區(qū)，散發(fā)到大氣中的油氣含有苯和有機(jī)活性化合物，苯對(duì)人有致癌作用，而有機(jī)活性化合物與氮氧化物在紫外線的作用下會(huì)發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、一氧乙酞硝酸醋、醛類、酮類和有機(jī)酸類等二次污染物；大氣中的SO2還會(huì)生成硫酸鹽氣溶膠，這種一次和二次污染物的混合物稱為光化學(xué)煙霧。這種煙霧強(qiáng)烈刺激人的眼睛、喉嚨導(dǎo)致頭痛以及使呼吸道患者病情惡化，嚴(yán)重時(shí)甚至造成死亡。因此尋找降低油品和液體化學(xué)品損耗的措施，是十分重要的課題。環(huán)境污染，危及人的生活質(zhì)量和生存儲(chǔ)液損耗的原因油品與液體化學(xué)品損耗兩種類型中，蒸發(fā)是儲(chǔ)液損耗的主要原因。任何儲(chǔ)液的蒸發(fā)損耗都是在儲(chǔ)罐內(nèi)部傳質(zhì)過程中發(fā)生的。發(fā)生在氣、液接觸面的相際傳質(zhì)，即儲(chǔ)液的蒸發(fā)。發(fā)生在儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間蒸氣分子的擴(kuò)散.上述過程的進(jìn)行，使儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間原有的空氣變?yōu)橼呌诰鶆蚍植嫉膬?chǔ)液蒸氣和空氣的混合氣體.當(dāng)外界條件變化引起混合氣體狀態(tài)參數(shù)改變時(shí)，混合氣體從儲(chǔ)罐排入大氣，就造成了儲(chǔ)液的蒸發(fā)損耗。內(nèi)部因素是儲(chǔ)液本身的固有性質(zhì)。對(duì)油類來說是多種碳?xì)浠衔锏酿s分組成，餾分組成越輕，沸點(diǎn)越低，蒸氣壓越大，蒸發(fā)損耗越大。因此在儲(chǔ)罐內(nèi)溶劑汽油、航空汽油、車用汽油和原油，容易造成蒸發(fā)損耗，而煤油、燃料油的蒸發(fā)損耗稍小，潤(rùn)滑油的蒸發(fā)損失更小。對(duì)液體化學(xué)品來說其組成較單一純度較高，其蒸發(fā)損耗主要取決于沸點(diǎn)、蒸汽壓的大小，沸點(diǎn)越低、蒸氣壓越大就越容易蒸發(fā)。因此在儲(chǔ)罐內(nèi)的醚類、醇類容易蒸發(fā)，苯類、酚類稍小，酸類和堿類更小。儲(chǔ)液損耗的原因

外部因素主要有溫度、儲(chǔ)罐的承壓能力、儲(chǔ)罐氣相空間大小、儲(chǔ)罐的密封程度、儲(chǔ)罐的大小呼吸等。溫度

對(duì)同一種儲(chǔ)液，大氣溫度和儲(chǔ)液溫度的高低是決定蒸發(fā)速度的重要因素。溫度越高儲(chǔ)液蒸發(fā)越劇烈。同時(shí)，隨著溫度的升高，儲(chǔ)罐氣相空間的壓強(qiáng)也升高，增大的壓強(qiáng)一旦超過儲(chǔ)罐的安全控制壓力使呼吸閥打開時(shí)，大量的儲(chǔ)液蒸氣就會(huì)排出罐外，造成損耗。儲(chǔ)罐的承壓能力

儲(chǔ)罐的承壓能力較低，儲(chǔ)液蒸氣(油氣)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到呼吸閥的開啟壓力，油氣排入大氣，使罐內(nèi)壓力降低，這樣呼吸閥開啟頻率增加.蒸發(fā)速度加快蒸發(fā)損耗增加。儲(chǔ)罐的承壓能力較高，導(dǎo)致蒸發(fā)速度減慢，蒸發(fā)損耗減少。儲(chǔ)罐氣相空間

儲(chǔ)罐中儲(chǔ)液上方氣相空間越大，蒸發(fā)損耗越大。據(jù)計(jì)算，在相同溫度和密封條件下儲(chǔ)存同一種牌號(hào)汽油，進(jìn)油量為儲(chǔ)罐容量積20%時(shí)的蒸發(fā)損耗比進(jìn)油量為儲(chǔ)罐容積95%時(shí)大8倍。外部因素主要有溫度、儲(chǔ)罐的承壓能力、儲(chǔ)罐氣相空間大儲(chǔ)罐的密封程度

若進(jìn)油儲(chǔ)罐上部密封不嚴(yán)即有孔隙，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)部或外部氣壓的波動(dòng)，油氣就會(huì)從孔隙被排出或空氣被吸入?？紫恫恢挂粋€(gè)，就會(huì)因空氣流動(dòng)形成自然通風(fēng)?？諝鈴囊粋€(gè)孔隙進(jìn)入而油氣從另一個(gè)孔隙排出。當(dāng)孔隙在不同高度分布時(shí)，還會(huì)因高差而產(chǎn)生的氣壓壓差使油氣從低處孔隙排出，空氣從高處孔隙吸入。油氣排出和空氣吸入，會(huì)使儲(chǔ)罐內(nèi)的油蒸氣濃度降低，又會(huì)使油品不斷地蒸發(fā)，形成惡性循環(huán)。這種因儲(chǔ)罐不同高度的孔隙引起的蒸發(fā)損耗又稱為自然通風(fēng)損耗。儲(chǔ)罐上孔隙的產(chǎn)生原因?yàn)楹缚p處的銹蝕、透光孔、法蘭密封墊缺損、呼吸閥閥盤失靈、操作時(shí)量油口未蓋嚴(yán)等。儲(chǔ)罐的大呼吸

儲(chǔ)罐頂大呼吸是指儲(chǔ)罐收、發(fā)儲(chǔ)液(油)時(shí)的呼吸。儲(chǔ)液收油時(shí)，由于油面逐漸升高，氣相空間逐漸減小，罐內(nèi)氣相壓力增大，當(dāng)壓力超過儲(chǔ)罐安全控制壓力時(shí)使呼吸閥打開。一定濃度的油蒸氣從呼吸閥排出，直到儲(chǔ)罐停止收油，所呼出的油蒸氣造成了油品的蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)罐的密封程度

當(dāng)儲(chǔ)罐向外發(fā)油時(shí)，因油面不斷降低，罐內(nèi)氣相壓力減小，當(dāng)壓力小于呼吸閥控制的真空度時(shí)，儲(chǔ)罐開始吸人新鮮空氣。由于油面上方油氣沒有飽和，促使油品蒸發(fā)速度加快，使油氣重新達(dá)到飽和，罐內(nèi)氣相壓力再次上升，可能有部分油氣因壓力過大，從呼吸閥逸出，大部分飽和蒸氣將在下一次收油時(shí)被呼出。儲(chǔ)罐的小呼吸

罐內(nèi)儲(chǔ)液(油品)在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止儲(chǔ)存情況下，隨著環(huán)境氣溫、壓力在一天內(nèi)晝夜周期變化，罐內(nèi)氣相溫度、儲(chǔ)液(油品)的蒸發(fā)速度、蒸氣(油氣)濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種通過呼吸閥儲(chǔ)液蒸氣(油氣)排出和吸入空氣的過程所造成的儲(chǔ)液(油品)損耗稱作儲(chǔ)罐小呼吸損耗，在生產(chǎn)上也叫儲(chǔ)罐靜止儲(chǔ)存損耗，有關(guān)資料表明：一座1x104m3地上金屬汽油罐，一年小呼吸損失可達(dá)117t，損失率為1.7%。當(dāng)儲(chǔ)罐向外發(fā)油時(shí)，因油面不斷降低，罐內(nèi)氣相壓力減小，當(dāng)壓1.2.8儲(chǔ)罐選型首先根據(jù)儲(chǔ)液的性質(zhì)和儲(chǔ)液的需要，確定選用浮頂罐還是固定頂罐。若是常壓儲(chǔ)存，主要為了減少蒸發(fā)損耗或防止污染環(huán)境保證儲(chǔ)液不受空氣污染、要求干凈等宜選用浮頂罐或內(nèi)浮頂罐。若是常壓或低壓儲(chǔ)存，蒸發(fā)損耗不是主要問題，環(huán)境污染也不大，可不必設(shè)置浮頂且需要適當(dāng)加熱儲(chǔ)存，宜選用固定頂罐。浮頂選型

20m以下小直徑罐，常用雙盤式；油品蒸汽壓高于103.4kPa時(shí)，也用雙盤式；單盤式浮頂?shù)慕ㄔ熨M(fèi)用是雙盤式的1/3；雙盤式浮頂強(qiáng)度高，積雪深度2m以上時(shí)，用雙盤式；雙盤式浮頂絕熱保溫效果好1.2.8儲(chǔ)罐選型1.3儲(chǔ)罐用材和選用1.3.1儲(chǔ)罐用材概述■儲(chǔ)罐用材按類別可分為碳鋼(碳素鋼和低合金鋼)、不銹鋼、鋁及其合金等?！霭磧?chǔ)罐各部位又可分為鋼板(厚、薄鋼板)、結(jié)構(gòu)用型鋼、管子、鍛件、法蘭、螺柱(螺栓)、螺母、焊接用材(焊條、焊絲、焊劑或保護(hù)氣體)?！鰞?chǔ)罐容量的大型化，促進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用和開發(fā)儲(chǔ)罐用鋼材近30多年來，由于儲(chǔ)罐大型化的發(fā)展，高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用越來越多，等級(jí)也越來越高。1.3儲(chǔ)罐用材和選用1.3.1儲(chǔ)罐用材概述

1962荷蘭10×104m3

壁厚34.5mm

罐壁用德國(guó)材料st52,抗拉強(qiáng)度500~600MPa;

日本14×104m3

壁厚49mm材料SM570抗拉強(qiáng)度570~720MPa;1985中國(guó)引進(jìn)日本10×104m3

材料SPV490Q抗拉強(qiáng)度610~740MPa;1997中國(guó)生產(chǎn)10×104m3

國(guó)產(chǎn)材料WH610D2(12MnNiVR)抗拉強(qiáng)度610~740MPa

1962荷蘭10×104m3壁厚■儲(chǔ)罐壁板最大厚度的限制儲(chǔ)罐壁板最大厚度的限制是由下面兩個(gè)因素引起的。其一是對(duì)一定強(qiáng)度的鋼板，由于儲(chǔ)罐容量(尺寸)的增大，壁板厚度需相應(yīng)增加;其二是隨著壁板厚度的增加，為消除壁板在制造和焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)消除應(yīng)力的熱處理措施。目前對(duì)儲(chǔ)罐大型化還沒能解決熱處理的問題，為此只有限制壁板的厚度以確保儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

目前儲(chǔ)罐壁板最大厚度限制在45mm范圍以內(nèi)?！鰞?chǔ)罐壁板最大厚度的限制■儲(chǔ)罐用材(主要是鋼板)的多樣性儲(chǔ)罐容量從100m3到10×104m3甚至20×104m3，要求鋼板的品種從普通碳素結(jié)構(gòu)鋼到焊接結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度鋼。其強(qiáng)度等級(jí)范圍廣，以滿足儲(chǔ)罐不同容量的需求。

滿足液體腐蝕性的要求的不銹鋼材質(zhì)的應(yīng)用越來越多，主要牌號(hào)有0Cr18Ni9,00Cr19Ni10,0Cr17Ni12Mo2。對(duì)某些液體化學(xué)品小容量?jī)?chǔ)罐也有采用鋁及其合金材質(zhì)的?！鰞?chǔ)罐用材(主要是鋼板)的多樣性1.3.2儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求

儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求是強(qiáng)度，可焊性和夏比(V形缺口)沖擊功。1.強(qiáng)度強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。由于儲(chǔ)罐的操作溫度在250℃以下，且大部分儲(chǔ)罐處在90℃以下，因此其強(qiáng)度大多是常溫下的強(qiáng)度。強(qiáng)度是決定罐壁厚度大小的力學(xué)性能指標(biāo)。強(qiáng)度與材料的使用狀態(tài)(熱處理狀態(tài))有關(guān)。高強(qiáng)度鋼常用的有正火鋼和調(diào)質(zhì)鋼。正火：熱處理方法簡(jiǎn)單，材質(zhì)均勻.調(diào)質(zhì)：熱處理工藝復(fù)雜,強(qiáng)度及沖擊韌性比正火高．1.3.2儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求2.可焊性

鋼板的可焊性一般用兩個(gè)指標(biāo)來控制，一是碳含量或碳當(dāng)量，二是熱影響區(qū)的硬度。第一個(gè)指標(biāo)取決于鋼材的化學(xué)成分。一般碳鋼以碳含量，低合金鋼以碳含量或碳當(dāng)量Ce把鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼淬硬性的影響折算成碳的影響來估價(jià)可焊性。可焊性的另一個(gè)指標(biāo)是熱影響區(qū)的硬度。熱影響區(qū)的硬度與Ce值及焊接時(shí)冷卻速度有關(guān)。Ce值越高，冷卻速度越快，熱影響區(qū)的硬度越高。2.可焊性碳含量或碳當(dāng)量含量越高，熱影響區(qū)硬化與脆化傾向越大，焊接應(yīng)力下，產(chǎn)生裂紋傾向越大．碳鋼碳含量＜0.25%,低合金鋼碳含量＞0.25%時(shí),應(yīng)限定Ce＜0.45%,可焊性良好.碳鋼碳含量＞0.40%,低合金鋼碳含量＞0.38%,淬裂傾向性大,可焊性不好.碳含量或碳當(dāng)量含量越高，熱影響區(qū)硬化與脆化傾向越大，焊接應(yīng)力3.鋼板的韌性—沖擊功Akv防止儲(chǔ)罐(油罐)脆性破壞的一個(gè)重要數(shù)據(jù)指標(biāo)。鋼板的V形缺口沖擊試驗(yàn)得到鋼板的韌性—沖擊功(吸收能量)Akv值來預(yù)測(cè)鋼板的韌性。影響罐壁鋼板沖擊韌性的因素很多，有儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度；鋼板的強(qiáng)度；鋼板的厚度；鋼板的時(shí)效性、晶粒度和使用狀態(tài)等。

3.鋼板的韌性—沖擊功Akv（所謂儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度。它是指設(shè)計(jì)最低使用溫度與充水試驗(yàn)時(shí)的水溫兩者中的較低值。

設(shè)計(jì)最低使用溫度是取建罐地區(qū)的最低日平均溫度加13℃。設(shè)計(jì)溫度低于-20℃的特殊情況，必須考慮低溫對(duì)材料性能、結(jié)構(gòu)形式等方面的影響。設(shè)計(jì)溫度等于低于-20℃的儲(chǔ)罐，應(yīng)當(dāng)按照低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)溫度的下限由特定的工況確定）。（所謂儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度。它是指設(shè)計(jì)最低使用溫度與充水試驗(yàn)時(shí)1.儲(chǔ)罐最低設(shè)計(jì)溫度溫度越低，鋼板的韌性越差，設(shè)計(jì)溫度較低的罐壁板應(yīng)有較高的沖擊韌性。

對(duì)不同的材料，其最低使用溫度應(yīng)有所限制，對(duì)同一種材料在不同的低溫度下使用，其韌性的要求應(yīng)有不同。2.鋼板的強(qiáng)度鋼板的強(qiáng)度等級(jí)越高，越容易產(chǎn)生脆性破壞，且產(chǎn)生裂紋的敏感性也越大。因此對(duì)強(qiáng)度等級(jí)較高的壁板，相應(yīng)要有較高沖擊韌性要求。1.儲(chǔ)罐最低設(shè)計(jì)溫度3.鋼板的時(shí)效性、晶粒度和使用狀態(tài)鋼板的時(shí)效性是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，塑性和韌性下降，冷脆溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)升高。

沸騰鋼的時(shí)效性和晶粒度比鎮(zhèn)靜鋼大，因此沸騰鋼的沖擊韌性比鎮(zhèn)靜鋼的差。同一種鋼材調(diào)質(zhì)處理使用狀態(tài)比正火處理使用狀態(tài)的沖擊韌性高。4.鋼板的厚度

鋼板越厚越容易產(chǎn)生脆性破壞。原因之一是板厚的增加，沖擊韌性降低。之二是，板厚的增加容易產(chǎn)生裂紋。因此鋼板越厚沖擊韌性的要求應(yīng)更高。3.鋼板的時(shí)效性、晶粒度和使用狀態(tài)1.3.3儲(chǔ)罐主要用材的選擇儲(chǔ)罐用材的選擇應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度(最低和最高設(shè)計(jì)溫度)、物料的特性(腐蝕性、毒性、易爆性等)、鋼材的性能和使用限制

在保證儲(chǔ)罐各部位安全、可靠的基礎(chǔ)上節(jié)省投資的原則。儲(chǔ)罐罐壁，尤其是

底圈壁板、第二層圈壁和罐底的邊緣板對(duì)選材來說是最重要的，它們之間的連接焊縫受力較大，且較復(fù)雜，也往往容易出現(xiàn)事故。1.3.3儲(chǔ)罐主要用材的選擇為從材料的選擇方面保證強(qiáng)度和焊縫質(zhì)量，罐底邊緣板應(yīng)與底圈壁板同材質(zhì)。儲(chǔ)罐的其他部分，如罐底的中幅板、罐頂及肋板、抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈等一般可選用Q235-A,Q235-B或Q235-AF鋼材。不銹鋼儲(chǔ)罐材質(zhì)的選擇，主要是根據(jù)液物料的腐蝕性要求，一般選擇0Cr18Ni9就可以。適用于小容量?jī)?chǔ)罐.為從材料的選擇方面保證強(qiáng)度和焊縫質(zhì)量，罐底邊緣板應(yīng)與底圈壁板1.3.4國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐用鋼材國(guó)內(nèi)幾十年來，逐步完善和制定儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R、16MnR等鋼材建造中、小型容量的儲(chǔ)罐，并積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。1997年采用國(guó)產(chǎn)材料WH610D2(12MnNiVR)鋼板建造10X104m3大型浮頂原油儲(chǔ)罐，該鋼種是武鋼生產(chǎn)的調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼，強(qiáng)度為490MPa。儲(chǔ)罐用材料的許用應(yīng)力、使用狀態(tài)見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB50341、SH3046、JB/T4735的規(guī)定。1.3.4國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐用鋼材

1.Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C普通低碳鋼Q235-AF、Q235-A鋼板技術(shù)要求低,鋼板質(zhì)量差,

2002年以后的標(biāo)準(zhǔn)已取消這兩種牌號(hào)；Q235-B大量生產(chǎn),并廣泛使用.Q235-B、Q235-C韌性高于A級(jí)．

特點(diǎn):有一定強(qiáng)度,良好的塑性、韌性和加工工藝性,特別是焊接性能良好.價(jià)格低廉,應(yīng)用廣泛.1.Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-2.20R

容器用優(yōu)質(zhì)低碳鋼

（按壓力容器專用鋼的要求進(jìn)行冶煉和檢驗(yàn)，嚴(yán)于一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼）

平均含碳量0.20%

除保證δ、σs

σb

對(duì)沖擊韌性有嚴(yán)格要求

（相當(dāng)于原來A３R）2.20R

特點(diǎn)

(1)20R與20g相近,板厚6～100mm,一般熱扎狀態(tài)供貨，板厚大于30mm,應(yīng)以正火狀態(tài)供貨.

(2)20R的塑性、韌性都相當(dāng)好，焊接性能好，較薄的板材焊接時(shí)一般不需預(yù)熱，強(qiáng)度低（σs不小于245MPa,σb=400～520MPa）(6～16mm時(shí))

是壓力容器用鋼中強(qiáng)度級(jí)別最低的鋼種一般用于溫度≥-20℃、475℃以下的容器特點(diǎn)(3)20R制造壓力容器，用于中低壓且為小型容器

(大型容器、高壓容器用強(qiáng)度級(jí)別高一些的低合金類壓力容器用鋼)(4)20R在-20℃以下使用，隨溫度降低呈低溫脆性

25mm厚以上板材在0℃以下使用時(shí)要求做V型缺口試樣的低溫沖擊試驗(yàn)，AKV值達(dá)31J.(5)20R在475℃以上時(shí)高溫強(qiáng)度明顯下降（發(fā)生珠光體的球化）

20R使用溫度不應(yīng)超過500℃．(3)20R制造壓力容器，用于中低壓且為小型容器３．16MnR

16MnR是在20號(hào)鋼的基礎(chǔ)上加入價(jià)格便宜的錳與硅進(jìn)行強(qiáng)化形成的C—Mn鋼，Mn元素含量1.2～1.6%.特點(diǎn)16MnR與20R相比,含碳量相仿,但利用錳的強(qiáng)化作用可使16MnR的強(qiáng)度顯著升高.16MnR鋼的可焊性是幾種低合金壓力容器專用鋼中最好的一種.(3)16MnR是屈服強(qiáng)度350MPa級(jí)的普通低合金中等強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性.３．16MnR(4)16MnR鋼的缺口敏感性比低碳鋼大、疲勞強(qiáng)度低，焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋.(5)16MnR：使用條件：-20℃~475℃，壓力不限,常溫沖擊值A(chǔ)kv≥31J(0~-10℃使用時(shí)，板厚大于38mm，進(jìn)行低溫沖擊試驗(yàn))

(-10℃~-19℃使用時(shí)，板厚大于20mm進(jìn)行低溫沖擊試驗(yàn)，且Akv≥20J)

(6)是壓力容器制造采用最多的鋼號(hào).

16MnR：中低壓壓力容器;中小型高壓容器400m3以下液化石油氣、氧氣以及氮?dú)馇蛐稳萜?/p>

(4)16MnR鋼的缺口敏感性比低碳鋼大、疲勞強(qiáng)度低，焊1.4儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)1.4.1相關(guān)概念——強(qiáng)度、韌性、剛度材料強(qiáng)度：是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度是鋼材常用的強(qiáng)度判據(jù)。韌性：是指材料斷裂前吸收變形能量的能力。材料韌性一般隨著強(qiáng)度的提高而降低。剛度：是過程設(shè)備在載荷作用下保持原有形狀的能力。剛度不足是過程設(shè)備過度變形主要原因之一。1.4儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)1.4.1相關(guān)概念——強(qiáng)度、韌性、剛度

1.4.2儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)基本要求

a.安全可靠材料的強(qiáng)度高、韌性好；材料與介質(zhì)相容；結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和抗失穩(wěn)能力；密封性能好．b.滿足過程要求功能要求；壽命要求；1.4.2儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)基本要求

c.綜合經(jīng)濟(jì)好生產(chǎn)效率高、消耗系數(shù)低；結(jié)構(gòu)合理、制造簡(jiǎn)便；易于運(yùn)輸和安裝．d.易于操作操作、維護(hù)和控制操作簡(jiǎn)單；可維護(hù)性和可修理性好；便于控制．

e.優(yōu)良的環(huán)境性能c.綜合經(jīng)濟(jì)好1.4.3基本設(shè)計(jì)步驟需求分析目標(biāo)界定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)施1.4.3基本設(shè)計(jì)步驟需求分析目標(biāo)界定總體零部件參數(shù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1.4.4影響參數(shù)設(shè)計(jì)的因素材料規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則參數(shù)設(shè)計(jì)1.4.4影響參數(shù)設(shè)計(jì)的因素材料規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則參數(shù)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《鋼制焊接油罐》API650日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼制焊接油罐結(jié)構(gòu)》JISB8501英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)《石油工業(yè)立式鋼制焊接油罐》BS2654

美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《大型焊接低壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和建造推薦規(guī)定》

API620中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

《立式圓筒型鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50341《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3046《立式圓筒型鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ128《鋼制焊接常壓容器第十二章立式圓筒形儲(chǔ)罐》JB/T4735國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)：

1.4.5影響儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)和儲(chǔ)罐建造的因素■儲(chǔ)罐容積確定儲(chǔ)罐容積(一種介質(zhì))可根據(jù)該種介質(zhì)進(jìn)出罐區(qū)的流量和裝置對(duì)介質(zhì)儲(chǔ)存天數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式為:

V=(W1-W2)ｎη

式中：V——儲(chǔ)存總?cè)莘e

W1——介質(zhì)進(jìn)入罐區(qū)的流量

W2——介質(zhì)流出罐區(qū)的流量ｎ——介質(zhì)儲(chǔ)存的天數(shù)

η——儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存系數(shù)

1.4.5影響儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)和儲(chǔ)罐建造的因素儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存系數(shù)一般取值如下：儲(chǔ)罐公稱容積≥1000m3

的固定頂罐η=0.9儲(chǔ)罐公稱容積<1000m3

的固定頂罐η=0.85浮頂罐或內(nèi)浮頂罐η=0.85球罐和臥罐η=0.9儲(chǔ)罐的總?cè)莘e除以儲(chǔ)罐的個(gè)數(shù)便得每個(gè)儲(chǔ)罐的容積。儲(chǔ)罐的個(gè)數(shù)應(yīng)滿足不同裝置生產(chǎn)操作的要求.一般儲(chǔ)罐個(gè)數(shù)為2-4臺(tái).若生產(chǎn)需要儲(chǔ)罐個(gè)數(shù)可較多，儲(chǔ)罐的容積有以下四種不同的含義。儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存系數(shù)一般取值如下：

儲(chǔ)罐的容積有以下四種不同的含義?！鲇?jì)算容積:計(jì)算容積是指按罐壁高度和內(nèi)徑計(jì)算的圓筒幾何容積。公稱容積：公稱容積是指儲(chǔ)罐的圓筒幾何容積(計(jì)算容積)圓整后，以整數(shù)表示的容積，通常所說的1000m3儲(chǔ)罐。10000m3儲(chǔ)罐是指公稱容積。儲(chǔ)罐的容積有以下四種不同的含義。

■實(shí)際容積(儲(chǔ)存容積)：實(shí)際容積是指儲(chǔ)罐實(shí)際上可儲(chǔ)存的最大容積。計(jì)算容積減去A部分的容積.便是實(shí)際容積.

A的取值根據(jù)儲(chǔ)罐的形式和容積大小可在300～1100范圍內(nèi)確定。■操作容積(工作容積)：操作容積是指儲(chǔ)罐液面上、下波動(dòng)范圍內(nèi)的容積(即在儲(chǔ)罐的操作過程中輸出最大的滿足質(zhì)量要求容積)。實(shí)際容積減去B部分的容積.便是操作容積

B值與儲(chǔ)罐出料口結(jié)構(gòu)有關(guān)，如圖1-4所示?！鰧?shí)際容積(儲(chǔ)存容積)：實(shí)際容積是指儲(chǔ)罐實(shí)際上可儲(chǔ)存的最儲(chǔ)罐分類資料課件罐區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)條件(包括自然條件)

1.建罐地區(qū)的溫度

建罐地區(qū)的溫度高低與儲(chǔ)液的蒸發(fā)損失、能量損耗、儲(chǔ)罐材料和檢測(cè)儀表的選用密切相關(guān)，或者說對(duì)儲(chǔ)液的儲(chǔ)存成本產(chǎn)生直接影響。對(duì)同一種介質(zhì)氣溫越高和持續(xù)天數(shù)越長(zhǎng)，儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液溫度也增高.相應(yīng)其氣壓越大.燕發(fā)損失越多(建罐地區(qū)的晝夜溫差和大氣壓的變化越大所引起的儲(chǔ)罐“小呼吸”也會(huì)使蒸發(fā)損失增加)。為降低其蒸發(fā)損失，在高溫季節(jié)往往對(duì)儲(chǔ)罐采用水噴淋裝置以降低其罐體溫度。罐區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)條件(包括自然條件)

對(duì)一些液體需要在低于室溫狀態(tài)下儲(chǔ)存(如液化氣、液態(tài)氧、氨和氯乙烯等)，除保冷措施外，還需要采用冷凍裝置供給其冷以維持其較低溫度。在這里儲(chǔ)存壓力和儲(chǔ)存溫度是互相依賴的，在儲(chǔ)罐能承受一定壓力的情況下，要尋找一個(gè)適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存溫度.以盡可能減少冷凍裝置的能量。在寒冷季節(jié)，對(duì)儲(chǔ)存黏性較大或凝固點(diǎn)較低的介質(zhì)，儲(chǔ)罐除保溫外還需加熱，使其保持便于輸送的流動(dòng)狀態(tài)。對(duì)一些液體需要在低于室溫狀態(tài)下儲(chǔ)存(如液化氣、液態(tài)氧、2.風(fēng)載荷建罐地區(qū)的風(fēng)荷載，對(duì)儲(chǔ)罐的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響.在風(fēng)荷載較大地區(qū)，往往把儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)成“矮胖”較為經(jīng)濟(jì)。在強(qiáng)風(fēng)季節(jié)要注意儲(chǔ)罐的位移和傾覆(空罐或儲(chǔ)液很少時(shí))。在計(jì)算風(fēng)力時(shí)，必須考慮儲(chǔ)罐的絕熱層厚度、梯子、平臺(tái)、管線、頂蓋的形狀等產(chǎn)生的影晌。在風(fēng)沙較多較大的地區(qū)，為了保證儲(chǔ)液的純度和潔凈必須十分注意儲(chǔ)罐形式的選擇。2.風(fēng)載荷3.雪荷載

建罐地區(qū)的雪荷載，對(duì)儲(chǔ)罐的罐頂設(shè)計(jì)和運(yùn)行都產(chǎn)生影響，特別是雪荷載較大地區(qū)，對(duì)直徑較大的大型儲(chǔ)罐的罐頂荷載增大了，對(duì)儲(chǔ)液的潔凈度或純度有要求的介質(zhì)更要注意儲(chǔ)罐類型的選擇。對(duì)儲(chǔ)罐的附加設(shè)施，如泵、呼吸閥、阻火器、檢測(cè)儀表、絕熱層等，要采取防凍、保溫、防水措施或采用全天候結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。3.雪荷載4.地震荷載地震時(shí)，儲(chǔ)罐是受地震損害最嚴(yán)重設(shè)備之一，因此在地震烈度為7度或7度以上的地區(qū)建罐時(shí)(烈度為9度區(qū)是不適宜建罐地區(qū))應(yīng)采取抗震措施。4.地震荷載5.地基的地耐力和地價(jià)建罐地區(qū)的地耐力對(duì)一定容積儲(chǔ)罐的高徑比選擇和儲(chǔ)罐基礎(chǔ)費(fèi)用起決定性作用。地耐力較高的地區(qū)，不但可大大降低處理地基的費(fèi)用.而且儲(chǔ)罐的高徑比可取得大些.這樣儲(chǔ)堆本身占地面積少，且儲(chǔ)罐間的間距也相應(yīng)縮小，對(duì)地價(jià)較高的地區(qū)其面積更能得到充分的利用。因此，地耐較大且地價(jià)又適中的地區(qū)，可大大節(jié)約罐區(qū)的投資公用。5.地基的地耐力和地價(jià)6.外部環(huán)境腐蝕(包括大氣和土坡腐蝕)

儲(chǔ)罐外表面的腐蝕往往比內(nèi)表面腐蝕更不好處理。特別在化工區(qū)大氣中經(jīng)常有酸霧、堿或鹽塵，這些雜質(zhì)與露水或蒸汽和大氣中的氧形成一個(gè)活潑的腐蝕介質(zhì)。幾乎每一種腐蝕(一般腐蝕、點(diǎn)腐蝕、局部漫出腐蝕、電化學(xué)腐蝕、縫隙晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕)，都可能在儲(chǔ)罐中發(fā)生。6.外部環(huán)境腐蝕(包括大氣和土坡腐蝕)

對(duì)儲(chǔ)罐來說常見外部環(huán)境腐蝕有：安置在基礎(chǔ)上的儲(chǔ)罐底板的腐蝕；空氣中夾雜的氯化物引起的不銹鋼儲(chǔ)罐應(yīng)力腐蝕；冷凝的水蒸氣，特別是在絕熱層下冷凝的水蒸汽腐蝕；焊接、加強(qiáng)板、螺栓的縫隙腐蝕。儲(chǔ)罐的外部環(huán)境腐蝕，使儲(chǔ)罐的維護(hù)檢修周期縮短，甚至使儲(chǔ)罐提前報(bào)廢，影響了儲(chǔ)運(yùn)的正常運(yùn)行。對(duì)儲(chǔ)罐來說常見外部環(huán)境腐蝕有：儲(chǔ)存液體的性質(zhì)儲(chǔ)存液體的性質(zhì)是選擇儲(chǔ)罐形式和儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要因素。主要化學(xué)和物理性質(zhì)有：閃點(diǎn)、沸點(diǎn)、(在一個(gè)大氣壓下的沸點(diǎn))飽和蒸汽壓(簡(jiǎn)稱蒸氣壓)、毒性、腐蝕性、化學(xué)反應(yīng)活性、密度等。儲(chǔ)存液體的性質(zhì)1.閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸氣壓儲(chǔ)存液體的閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸氣壓都與液體的可燃性和揮發(fā)性密切相關(guān)，是選擇儲(chǔ)罐的形式和安全附件的主要依據(jù)。2.毒性儲(chǔ)存有毒介質(zhì)的儲(chǔ)罐需要考慮一些特殊的問題，如防止環(huán)境污染和確保操作人員的安全。因此，呼出氣體不能直接在罐區(qū)中排放，而要經(jīng)過特別處理，脫除其中有害成分。所有檢測(cè)儀表和附件最大限度地減少操作人員中毒的可能性，罐內(nèi)所有搭接焊縫不能間斷焊，應(yīng)采用密封焊，有毒介質(zhì)不能進(jìn)人縫隙中存留。為便于儲(chǔ)罐完全清洗，儲(chǔ)液管口結(jié)構(gòu)應(yīng)能完全排盡等。1.閃點(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸氣壓3.化學(xué)反應(yīng)活性儲(chǔ)液的化學(xué)反應(yīng)活性包括在一定溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)、分解反應(yīng)以及儲(chǔ)液因被空氣污染或與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。前者一般采取攪拌、添加阻聚劑，防止聚合沉降、噴水、冷凍降溫措施。后者采用充填氣體保護(hù)。常用的為氮?dú)?，?chǔ)罐的氮封壓力為0.5～2.0kPa，氮?dú)獾募兌扔杀槐Ｗo(hù)液體的要求而定。對(duì)高溫儲(chǔ)罐切忌把低沸點(diǎn)液體加入存有高沸液體的罐中(例如水加入盛有油的儲(chǔ)罐)以免發(fā)生爆炸性汽化，并使儲(chǔ)罐破裂。3.化學(xué)反應(yīng)活性4.腐蝕性儲(chǔ)液的腐蝕性是選擇儲(chǔ)罐材料的根據(jù)。在儲(chǔ)罐選材設(shè)計(jì)中除了要考慮腐蝕裕量外，還要注意罐體材料對(duì)儲(chǔ)液的污染。如碳素鋼材料的Fe離子污染和是否降低產(chǎn)品的純度(尤其是液體化學(xué)品)。不銹鋼材料要考慮不同牌號(hào)的不銹鋼對(duì)儲(chǔ)液的晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕性能。5.密度儲(chǔ)液的密度影響罐壁和罐基礎(chǔ)。罐壁的厚度與密度成正比。對(duì)某些液體化學(xué)品介質(zhì)如硫酸、液堿等密度較大，這些儲(chǔ)罐對(duì)基礎(chǔ)的附加外壓力一般都超過200kN/m2，對(duì)弱地基，防止造成不均勻沉降或基礎(chǔ)沉降量過大是儲(chǔ)罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中值得注意的問題。4.腐蝕性

思考題：儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范有哪些？?jī)?chǔ)罐有哪些種類，各有什么特點(diǎn)？?jī)?chǔ)罐大型化發(fā)展趨勢(shì)帶來哪些技難題？影響儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)和儲(chǔ)罐建造的因素儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求是什么？國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐用鋼材有哪些？思考題：ENDEND油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)第一章儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)概述

油罐及管道強(qiáng)度設(shè)計(jì)第一章儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)概述內(nèi)容提要

儲(chǔ)罐及發(fā)展概況影響儲(chǔ)罐工藝系統(tǒng)和儲(chǔ)罐建造的因素儲(chǔ)罐的種類及特點(diǎn)儲(chǔ)罐材料及選用儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)方法與基本要求1內(nèi)容提要11.1儲(chǔ)罐及發(fā)展概況1.1.1儲(chǔ)罐：油品和各種液體化學(xué)品的儲(chǔ)存設(shè)備.用途:是儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施、煉油、化工裝置的重要組成部分按溫度劃分,可分為:低溫儲(chǔ)罐(-90℃

～-20℃)常溫儲(chǔ)罐(<90)高溫儲(chǔ)罐(90℃

～250℃)按壓力劃分,可分為:低壓儲(chǔ)罐(-490Pa～2000Pa)常壓儲(chǔ)罐(2000Pa～0.1MPa)1.1儲(chǔ)罐及發(fā)展概況1.1.1儲(chǔ)罐：按制造儲(chǔ)罐的材料,又可分為:非金屬儲(chǔ)罐塑料防震儲(chǔ)罐軟體儲(chǔ)罐金屬儲(chǔ)罐(鋼殼襯里、鋁及其合金等)按儲(chǔ)罐所在位置和達(dá)到某種目的又可分為：地上儲(chǔ)罐地下儲(chǔ)罐半地下儲(chǔ)罐山洞儲(chǔ)罐海中儲(chǔ)罐地下廢坑廢礦穴改建地下的儲(chǔ)庫(kù)等。按制造儲(chǔ)罐的材料,又可分為:各種儲(chǔ)存設(shè)備各種儲(chǔ)存設(shè)備各種儲(chǔ)存設(shè)備各種儲(chǔ)存設(shè)備1.1.2儲(chǔ)罐發(fā)展

20世紀(jì)70年代以來，內(nèi)浮頂儲(chǔ)油罐和大型浮頂油罐發(fā)展較快第一個(gè)發(fā)展油罐內(nèi)部覆蓋層的是法國(guó)。1955年美國(guó)也開始建造此種類型的儲(chǔ)罐。1962年美國(guó)德士古公司就開始使用覆蓋浮頂罐，并在紐瓦克建有世界上最大直徑為187ft(61.6m)的帶蓋浮頂罐。1972年美國(guó)已建造了600多個(gè)內(nèi)浮頂油罐。1978年美國(guó)API650附錄H對(duì)內(nèi)浮盤的分類、選材、設(shè)計(jì)、安裝、檢驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)載荷、浮力要求等均做了一系列修訂和改進(jìn)。先進(jìn)國(guó)家都有較齊全的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)專用軟件，靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、抗震分析等，如T形腳焊縫分析。近20年也相繼出現(xiàn)各種形式和結(jié)構(gòu)的內(nèi)浮盤或覆蓋物。目前已有16×104m320×104m324×104m31.1.2儲(chǔ)罐發(fā)展1978年國(guó)內(nèi)3000m3鋁浮盤投入使用，通過測(cè)試蒸發(fā)損耗收到顯著效果。1985年中國(guó)從日本引進(jìn)第一臺(tái)10×104m3全部執(zhí)行日本標(biāo)準(zhǔn)JISB8501同時(shí)引進(jìn)原材料，零部件及焊接設(shè)備.目前國(guó)內(nèi)對(duì)10×104m3油罐有比較成熟的設(shè)計(jì)、施工和使用的經(jīng)驗(yàn)，國(guó)產(chǎn)大型儲(chǔ)罐用高強(qiáng)度鋼材已能夠批量生產(chǎn)。15×104m3目前國(guó)內(nèi)正在建設(shè)。

儲(chǔ)罐的發(fā)展趨勢(shì)---大型化1978年國(guó)內(nèi)3000m3鋁浮盤投入使用，通過測(cè)試蒸發(fā)損耗收1.1.3儲(chǔ)罐大型化特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

(1)總圖布置的占地面積小

(2)節(jié)省罐區(qū)(包括管網(wǎng)和配件)的總投資(3)節(jié)省鋼材和基地工程材料(4)便于儲(chǔ)運(yùn)和管理新問題:(儲(chǔ)罐大型化產(chǎn)生的)：

(1)罐壁板材料的要求提高了.因儲(chǔ)罐大型化后，同時(shí)也對(duì)焊接質(zhì)量提出更嚴(yán)格要求；相應(yīng)增加儲(chǔ)罐壁厚度，提高對(duì)鋼材強(qiáng)度和韌性的要求。(2)事故危害性增大.隨著容量的增大對(duì)消防措施要求提高.1.1.3儲(chǔ)罐大型化特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：1.2儲(chǔ)罐種類和特點(diǎn)儲(chǔ)罐按幾何形狀可分為立式圓筒形儲(chǔ)罐

應(yīng)用廣泛可做大容量。臥式圓筒形儲(chǔ)罐適用于儲(chǔ)存容量較小且需壓力較高的液體。球形儲(chǔ)罐適用于儲(chǔ)存容量較大有一定壓力的液體，如液氨、液化石油氣、乙烯等。雙曲線儲(chǔ)罐(滴形儲(chǔ)罐)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工困難，造價(jià)高，。懸鏈?zhǔn)絻?chǔ)罐（無力矩儲(chǔ)罐）頂板過薄易積水，銹蝕遭損壞。1.2儲(chǔ)罐種類和特點(diǎn)儲(chǔ)罐按幾何形狀可分為立式圓筒形儲(chǔ)罐按其罐頂結(jié)構(gòu)可分為錐頂儲(chǔ)罐固定頂儲(chǔ)罐:拱頂儲(chǔ)罐

傘形頂儲(chǔ)罐

網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)浮頂儲(chǔ)罐(外浮頂罐)浮頂儲(chǔ)罐：

內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐(帶蓋浮頂）立式圓筒形儲(chǔ)罐按其罐頂結(jié)構(gòu)可分為1.2.1錐頂儲(chǔ)罐錐頂儲(chǔ)罐又可分為：自支撐錐頂

支撐錐頂。錐頂坡度最小為1/16，最大為3/4。錐頂罐制造簡(jiǎn)單，但耗鋼量較多，頂部氣體空間最小.可減少“小呼吸”損耗。自支撐錐頂還不受地基條件限制。支撐式錐頂不適用于有不均勻沉陷的地基或地荷載較大的地區(qū)。1.2.1錐頂儲(chǔ)罐圖1-1自支撐錐頂罐簡(jiǎn)圖

圖1-1自支撐錐頂罐簡(jiǎn)圖1.2.2拱頂儲(chǔ)罐拱頂儲(chǔ)罐的罐頂是一種接近于球形形狀的一部分其結(jié)構(gòu)一般只有自支撐拱頂一種?？煞譃闊o加強(qiáng)肋拱頂(容量小于1000m3)，有加強(qiáng)肋拱頂(容量大于1000～20000m3)拱頂R=0.8～1.2D，它可承受較高的剩余壓力，蒸發(fā)損耗較少；與錐頂罐相比耗鋼量少但罐頂氣體空間較大；制作需用胎具，是國(guó)內(nèi)外廣泛采用的一種儲(chǔ)罐。1.2.2拱頂儲(chǔ)罐

圖1-2自支撐拱頂罐簡(jiǎn)圖圖1-2自支撐拱頂罐簡(jiǎn)圖1.2.3傘形頂儲(chǔ)罐

自支撐傘形頂是自支撐拱頂?shù)淖兎N，其任何水平截面都具有規(guī)則的多邊形。罐頂荷載靠傘形板支撐于罐壁上，傘形罐頂?shù)膹?qiáng)度接近于拱形頂，安裝較容易，1.2.3傘形頂儲(chǔ)罐1.2.4網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)

鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式在近代大型體育館屋頂結(jié)構(gòu)中已有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)工程實(shí)踐證明它具有足夠的剛性和可靠性，1.2.4網(wǎng)殼頂儲(chǔ)罐(球面網(wǎng)殼)1.2.5浮頂儲(chǔ)罐

浮動(dòng)頂(簡(jiǎn)稱浮頂)漂浮在儲(chǔ)液面上。浮頂與罐壁之間有一個(gè)環(huán)形空間。環(huán)形空間中有密封元件。使得罐內(nèi)的儲(chǔ)液與大氣完全隔開.減少儲(chǔ)液儲(chǔ)存過程中的蒸發(fā)損耗，保證安全.減少大氣污染。浮頂?shù)男问接须p盤式、單盤式、浮子式等?？捎糜趦?chǔ)存原油、汽油、溶劑油以及需控制蒸發(fā)損耗及大氣污染，控制放出不良?xì)怏w，有著火危險(xiǎn)的液體化學(xué)品。1.2.5浮頂儲(chǔ)罐圖1-4雙盤式浮頂罐圖1-4雙盤式浮頂罐圖1-5單盤式浮頂罐圖1-5單盤式浮頂罐圖1-6內(nèi)浮頂罐圖1-6內(nèi)浮頂罐1.2.6內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐

美國(guó)石油學(xué)會(huì)認(rèn)為:設(shè)計(jì)完善的內(nèi)浮頂是迄今為止控制固定頂油罐蒸發(fā)損耗研究出來的和投資最少的方法。大量減少蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)液與空氣隔離，減少空氣污染和著火爆炸危險(xiǎn)，易于保證儲(chǔ)液質(zhì)量。特別適用于儲(chǔ)存高級(jí)汽油和噴氣燃料以及有毒易污染的化學(xué)品。易于將已建固定頂罐改造為內(nèi)浮頂罐，并取消呼吸閥、阻火器等附件，投資少、經(jīng)濟(jì)效益明顯。能有效地防止風(fēng)砂、雨雪或灰塵污染儲(chǔ)液，在各種氣候條件下保證儲(chǔ)液的質(zhì)量，有“全天候儲(chǔ)罐”之稱。在密封效果相同情況下，與浮頂罐相比，能進(jìn)一步降低蒸發(fā)損耗，。內(nèi)浮頂罐的內(nèi)浮盤與浮頂罐上部敞開的浮盤不同，不可能有雨、雪荷載，內(nèi)浮盤上荷載少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，可以省去浮盤上的中央排水管、轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯等附件，易于施工和維護(hù)。密封部分的材料可以避免日光照射而老化。1.2.6內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐類型罐頂表面形狀受力分析罐頂特點(diǎn)和使用范圍備注錐頂罐自支撐式接近于正圓錐體荷載靠錐頂板周邊支撐于罐壁上VN＜1000m3直徑不宜過大，制造容易，不受地基條件限制1/16≤坡度≤3/4分有加強(qiáng)肋和無加強(qiáng)肋兩種錐頂板支撐式接近于正圓錐體荷載主要由梁檀條或桁架和柱子承擔(dān)VN≥1000m3坡度較自支撐式小,頂部氣體空間最小,可減少“小呼吸”損耗不適用地基有不均勻沉降，耗鋼量較自支撐多拱頂罐（一般只有自支撐式）接近于球形表面拱頂R=0.8~1.2D荷載靠拱頂周邊支撐于罐壁受力情況好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,剛性好能承受較高的剩余壓力,耗鋼量最小氣體空間較錐頂大，制造需胎具，單臺(tái)成本高，分有加強(qiáng)肋和無加強(qiáng)肋兩種拱頂板傘形頂罐（一般只有自支撐式）一種修正的拱形頂其任一水平截面都是規(guī)則的多邊形荷載靠傘形板周邊支撐于罐壁上強(qiáng)度接近于拱頂,安裝較拱頂容易系美國(guó)API650和日本JISB8501規(guī)范中的一種罐頂結(jié)構(gòu)形式，但國(guó)內(nèi)很少采用網(wǎng)殼頂罐一種球面形狀荷載靠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)支撐于罐壁上剛性好，受力好，可用于VN>2×104m3以上的固定頂儲(chǔ)罐可制造成部件，在現(xiàn)場(chǎng)組裝成整體結(jié)構(gòu)類型罐頂表面形狀受力分析罐頂特點(diǎn)和使用范圍備注錐自接近于正圓

1.2.7儲(chǔ)液損耗

研究石油類或液體化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)儲(chǔ)液的損耗日益受到人們的重視。損耗不但使資源浪費(fèi)，降低了儲(chǔ)液的質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，危害人們的生活質(zhì)量和生存，因此作為儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)重要組成部分的儲(chǔ)罐技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志之一，就是有效控制和盡量減少儲(chǔ)液的很耗。1.2.7儲(chǔ)液損耗損耗類型與損耗量石油類或液體化學(xué)品儲(chǔ)液的損耗可分為蒸發(fā)損耗和殘漏損耗兩種類型。文獻(xiàn)和調(diào)查資料表明，儲(chǔ)液損失，特別是油品損耗數(shù)量是十分驚人的。1980年，中國(guó)11個(gè)主要油田的測(cè)試結(jié)果表明，從井口開始到井場(chǎng)原油庫(kù)，井場(chǎng)油品損耗量約占采油量的2%，其中發(fā)生于井場(chǎng)庫(kù)的蒸發(fā)損耗約占總損耗的32%。據(jù)1995年第四屆國(guó)際石油會(huì)議報(bào)道，在美國(guó)油品從井場(chǎng)經(jīng)煉制加工到成品銷售的全過程中，油品損耗數(shù)量約占原油產(chǎn)量的3%。若以總損耗為3%估算，全世界每年的油品損耗約有1X108t，幾乎相當(dāng)于中國(guó)一年的原油產(chǎn)量。損耗類型與損耗量?jī)?chǔ)液損耗的危害液(油品)數(shù)量減少，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重

據(jù)估算全世界從油田井場(chǎng)到銷售的全過程中，每年原油和油品的總耗達(dá)3%。每年散失到大氣中的量約1X108t，其經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重。儲(chǔ)液(油品)質(zhì)量降低

由于油品的蒸發(fā)都是油料中的最輕組成，因此會(huì)嚴(yán)重降低油品質(zhì)量，甚至使本來合格油品變?yōu)椴缓细瘛＠?，汽油隨著輕組分的蒸發(fā)，蒸氣壓下降，啟動(dòng)性變差;辛烷值降低，汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒時(shí)抗爆性變差。當(dāng)航空汽油的蒸發(fā)損耗率達(dá)到1.2%時(shí)，其初餾點(diǎn)升高30C,蒸氣壓下降20，辛烷值減少0.5個(gè)單位。儲(chǔ)液損耗的危害環(huán)境污染，危及人的生活質(zhì)量和生存

大多數(shù)的油庫(kù)、油碼頭、石油與化工聯(lián)合裝置和加油站分布在人口稠密的城市或周邊地區(qū)，散發(fā)到大氣中的油氣含有苯和有機(jī)活性化合物，苯對(duì)人有致癌作用，而有機(jī)活性化合物與氮氧化物在紫外線的作用下會(huì)發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、一氧乙酞硝酸醋、醛類、酮類和有機(jī)酸類等二次污染物；大氣中的SO2還會(huì)生成硫酸鹽氣溶膠，這種一次和二次污染物的混合物稱為光化學(xué)煙霧。這種煙霧強(qiáng)烈刺激人的眼睛、喉嚨導(dǎo)致頭痛以及使呼吸道患者病情惡化，嚴(yán)重時(shí)甚至造成死亡。因此尋找降低油品和液體化學(xué)品損耗的措施，是十分重要的課題。環(huán)境污染，危及人的生活質(zhì)量和生存儲(chǔ)液損耗的原因油品與液體化學(xué)品損耗兩種類型中，蒸發(fā)是儲(chǔ)液損耗的主要原因。任何儲(chǔ)液的蒸發(fā)損耗都是在儲(chǔ)罐內(nèi)部傳質(zhì)過程中發(fā)生的。發(fā)生在氣、液接觸面的相際傳質(zhì)，即儲(chǔ)液的蒸發(fā)。發(fā)生在儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間蒸氣分子的擴(kuò)散.上述過程的進(jìn)行，使儲(chǔ)罐內(nèi)氣相空間原有的空氣變?yōu)橼呌诰鶆蚍植嫉膬?chǔ)液蒸氣和空氣的混合氣體.當(dāng)外界條件變化引起混合氣體狀態(tài)參數(shù)改變時(shí)，混合氣體從儲(chǔ)罐排入大氣，就造成了儲(chǔ)液的蒸發(fā)損耗。內(nèi)部因素是儲(chǔ)液本身的固有性質(zhì)。對(duì)油類來說是多種碳?xì)浠衔锏酿s分組成，餾分組成越輕，沸點(diǎn)越低，蒸氣壓越大，蒸發(fā)損耗越大。因此在儲(chǔ)罐內(nèi)溶劑汽油、航空汽油、車用汽油和原油，容易造成蒸發(fā)損耗，而煤油、燃料油的蒸發(fā)損耗稍小，潤(rùn)滑油的蒸發(fā)損失更小。對(duì)液體化學(xué)品來說其組成較單一純度較高，其蒸發(fā)損耗主要取決于沸點(diǎn)、蒸汽壓的大小，沸點(diǎn)越低、蒸氣壓越大就越容易蒸發(fā)。因此在儲(chǔ)罐內(nèi)的醚類、醇類容易蒸發(fā)，苯類、酚類稍小，酸類和堿類更小。儲(chǔ)液損耗的原因

外部因素主要有溫度、儲(chǔ)罐的承壓能力、儲(chǔ)罐氣相空間大小、儲(chǔ)罐的密封程度、儲(chǔ)罐的大小呼吸等。溫度

對(duì)同一種儲(chǔ)液，大氣溫度和儲(chǔ)液溫度的高低是決定蒸發(fā)速度的重要因素。溫度越高儲(chǔ)液蒸發(fā)越劇烈。同時(shí)，隨著溫度的升高，儲(chǔ)罐氣相空間的壓強(qiáng)也升高，增大的壓強(qiáng)一旦超過儲(chǔ)罐的安全控制壓力使呼吸閥打開時(shí)，大量的儲(chǔ)液蒸氣就會(huì)排出罐外，造成損耗。儲(chǔ)罐的承壓能力

儲(chǔ)罐的承壓能力較低，儲(chǔ)液蒸氣(油氣)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到呼吸閥的開啟壓力，油氣排入大氣，使罐內(nèi)壓力降低，這樣呼吸閥開啟頻率增加.蒸發(fā)速度加快蒸發(fā)損耗增加。儲(chǔ)罐的承壓能力較高，導(dǎo)致蒸發(fā)速度減慢，蒸發(fā)損耗減少。儲(chǔ)罐氣相空間

儲(chǔ)罐中儲(chǔ)液上方氣相空間越大，蒸發(fā)損耗越大。據(jù)計(jì)算，在相同溫度和密封條件下儲(chǔ)存同一種牌號(hào)汽油，進(jìn)油量為儲(chǔ)罐容量積20%時(shí)的蒸發(fā)損耗比進(jìn)油量為儲(chǔ)罐容積95%時(shí)大8倍。外部因素主要有溫度、儲(chǔ)罐的承壓能力、儲(chǔ)罐氣相空間大儲(chǔ)罐的密封程度

若進(jìn)油儲(chǔ)罐上部密封不嚴(yán)即有孔隙，隨著儲(chǔ)罐內(nèi)部或外部氣壓的波動(dòng)，油氣就會(huì)從孔隙被排出或空氣被吸入?？紫恫恢挂粋€(gè)，就會(huì)因空氣流動(dòng)形成自然通風(fēng)?？諝鈴囊粋€(gè)孔隙進(jìn)入而油氣從另一個(gè)孔隙排出。當(dāng)孔隙在不同高度分布時(shí)，還會(huì)因高差而產(chǎn)生的氣壓壓差使油氣從低處孔隙排出，空氣從高處孔隙吸入。油氣排出和空氣吸入，會(huì)使儲(chǔ)罐內(nèi)的油蒸氣濃度降低，又會(huì)使油品不斷地蒸發(fā)，形成惡性循環(huán)。這種因儲(chǔ)罐不同高度的孔隙引起的蒸發(fā)損耗又稱為自然通風(fēng)損耗。儲(chǔ)罐上孔隙的產(chǎn)生原因?yàn)楹缚p處的銹蝕、透光孔、法蘭密封墊缺損、呼吸閥閥盤失靈、操作時(shí)量油口未蓋嚴(yán)等。儲(chǔ)罐的大呼吸

儲(chǔ)罐頂大呼吸是指儲(chǔ)罐收、發(fā)儲(chǔ)液(油)時(shí)的呼吸。儲(chǔ)液收油時(shí)，由于油面逐漸升高，氣相空間逐漸減小，罐內(nèi)氣相壓力增大，當(dāng)壓力超過儲(chǔ)罐安全控制壓力時(shí)使呼吸閥打開。一定濃度的油蒸氣從呼吸閥排出，直到儲(chǔ)罐停止收油，所呼出的油蒸氣造成了油品的蒸發(fā)損耗。儲(chǔ)罐的密封程度

當(dāng)儲(chǔ)罐向外發(fā)油時(shí)，因油面不斷降低，罐內(nèi)氣相壓力減小，當(dāng)壓力小于呼吸閥控制的真空度時(shí)，儲(chǔ)罐開始吸人新鮮空氣。由于油面上方油氣沒有飽和，促使油品蒸發(fā)速度加快，使油氣重新達(dá)到飽和，罐內(nèi)氣相壓力再次上升，可能有部分油氣因壓力過大，從呼吸閥逸出，大部分飽和蒸氣將在下一次收油時(shí)被呼出。儲(chǔ)罐的小呼吸

罐內(nèi)儲(chǔ)液(油品)在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止儲(chǔ)存情況下，隨著環(huán)境氣溫、壓力在一天內(nèi)晝夜周期變化，罐內(nèi)氣相溫度、儲(chǔ)液(油品)的蒸發(fā)速度、蒸氣(油氣)濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種通過呼吸閥儲(chǔ)液蒸氣(油氣)排出和吸入空氣的過程所造成的儲(chǔ)液(油品)損耗稱作儲(chǔ)罐小呼吸損耗，在生產(chǎn)上也叫儲(chǔ)罐靜止儲(chǔ)存損耗，有關(guān)資料表明：一座1x104m3地上金屬汽油罐，一年小呼吸損失可達(dá)117t，損失率為1.7%。當(dāng)儲(chǔ)罐向外發(fā)油時(shí)，因油面不斷降低，罐內(nèi)氣相壓力減小，當(dāng)壓1.2.8儲(chǔ)罐選型首先根據(jù)儲(chǔ)液的性質(zhì)和儲(chǔ)液的需要，確定選用浮頂罐還是固定頂罐。若是常壓儲(chǔ)存，主要為了減少蒸發(fā)損耗或防止污染環(huán)境保證儲(chǔ)液不受空氣污染、要求干凈等宜選用浮頂罐或內(nèi)浮頂罐。若是常壓或低壓儲(chǔ)存，蒸發(fā)損耗不是主要問題，環(huán)境污染也不大，可不必設(shè)置浮頂且需要適當(dāng)加熱儲(chǔ)存，宜選用固定頂罐。浮頂選型

20m以下小直徑罐，常用雙盤式；油品蒸汽壓高于103.4kPa時(shí)，也用雙盤式；單盤式浮頂?shù)慕ㄔ熨M(fèi)用是雙盤式的1/3；雙盤式浮頂強(qiáng)度高，積雪深度2m以上時(shí)，用雙盤式；雙盤式浮頂絕熱保溫效果好1.2.8儲(chǔ)罐選型1.3儲(chǔ)罐用材和選用1.3.1儲(chǔ)罐用材概述■儲(chǔ)罐用材按類別可分為碳鋼(碳素鋼和低合金鋼)、不銹鋼、鋁及其合金等。■按儲(chǔ)罐各部位又可分為鋼板(厚、薄鋼板)、結(jié)構(gòu)用型鋼、管子、鍛件、法蘭、螺柱(螺栓)、螺母、焊接用材(焊條、焊絲、焊劑或保護(hù)氣體)?！鰞?chǔ)罐容量的大型化，促進(jìn)高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用和開發(fā)儲(chǔ)罐用鋼材近30多年來，由于儲(chǔ)罐大型化的發(fā)展，高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用越來越多，等級(jí)也越來越高。1.3儲(chǔ)罐用材和選用1.3.1儲(chǔ)罐用材概述

1962荷蘭10×104m3

壁厚34.5mm

罐壁用德國(guó)材料st52,抗拉強(qiáng)度500~600MPa;

日本14×104m3

壁厚49mm材料SM570抗拉強(qiáng)度570~720MPa;1985中國(guó)引進(jìn)日本10×104m3

材料SPV490Q抗拉強(qiáng)度610~740MPa;1997中國(guó)生產(chǎn)10×104m3

國(guó)產(chǎn)材料WH610D2(12MnNiVR)抗拉強(qiáng)度610~740MPa

1962荷蘭10×104m3壁厚■儲(chǔ)罐壁板最大厚度的限制儲(chǔ)罐壁板最大厚度的限制是由下面兩個(gè)因素引起的。其一是對(duì)一定強(qiáng)度的鋼板，由于儲(chǔ)罐容量(尺寸)的增大，壁板厚度需相應(yīng)增加;其二是隨著壁板厚度的增加，為消除壁板在制造和焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)消除應(yīng)力的熱處理措施。目前對(duì)儲(chǔ)罐大型化還沒能解決熱處理的問題，為此只有限制壁板的厚度以確保儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

目前儲(chǔ)罐壁板最大厚度限制在45mm范圍以內(nèi)?！鰞?chǔ)罐壁板最大厚度的限制■儲(chǔ)罐用材(主要是鋼板)的多樣性儲(chǔ)罐容量從100m3到10×104m3甚至20×104m3，要求鋼板的品種從普通碳素結(jié)構(gòu)鋼到焊接結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度鋼。其強(qiáng)度等級(jí)范圍廣，以滿足儲(chǔ)罐不同容量的需求。

滿足液體腐蝕性的要求的不銹鋼材質(zhì)的應(yīng)用越來越多，主要牌號(hào)有0Cr18Ni9,00Cr19Ni10,0Cr17Ni12Mo2。對(duì)某些液體化學(xué)品小容量?jī)?chǔ)罐也有采用鋁及其合金材質(zhì)的?！鰞?chǔ)罐用材(主要是鋼板)的多樣性1.3.2儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求

儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求是強(qiáng)度，可焊性和夏比(V形缺口)沖擊功。1.強(qiáng)度強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。由于儲(chǔ)罐的操作溫度在250℃以下，且大部分儲(chǔ)罐處在90℃以下，因此其強(qiáng)度大多是常溫下的強(qiáng)度。強(qiáng)度是決定罐壁厚度大小的力學(xué)性能指標(biāo)。強(qiáng)度與材料的使用狀態(tài)(熱處理狀態(tài))有關(guān)。高強(qiáng)度鋼常用的有正火鋼和調(diào)質(zhì)鋼。正火：熱處理方法簡(jiǎn)單，材質(zhì)均勻.調(diào)質(zhì)：熱處理工藝復(fù)雜,強(qiáng)度及沖擊韌性比正火高．1.3.2儲(chǔ)罐壁板用材的基本要求2.可焊性

鋼板的可焊性一般用兩個(gè)指標(biāo)來控制，一是碳含量或碳當(dāng)量，二是熱影響區(qū)的硬度。第一個(gè)指標(biāo)取決于鋼材的化學(xué)成分。一般碳鋼以碳含量，低合金鋼以碳含量或碳當(dāng)量Ce把鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼淬硬性的影響折算成碳的影響來估價(jià)可焊性?？珊感缘牧硪粋€(gè)指標(biāo)是熱影響區(qū)的硬度。熱影響區(qū)的硬度與Ce值及焊接時(shí)冷卻速度有關(guān)。Ce值越高，冷卻速度越快，熱影響區(qū)的硬度越高。2.可焊性碳含量或碳當(dāng)量含量越高，熱影響區(qū)硬化與脆化傾向越大，焊接應(yīng)力下，產(chǎn)生裂紋傾向越大．碳鋼碳含量＜0.25%,低合金鋼碳含量＞0.25%時(shí),應(yīng)限定Ce＜0.45%,可焊性良好.碳鋼碳含量＞0.40%,低合金鋼碳含量＞0.38%,淬裂傾向性大,可焊性不好.碳含量或碳當(dāng)量含量越高，熱影響區(qū)硬化與脆化傾向越大，焊接應(yīng)力3.鋼板的韌性—沖擊功Akv防止儲(chǔ)罐(油罐)脆性破壞的一個(gè)重要數(shù)據(jù)指標(biāo)。鋼板的V形缺口沖擊試驗(yàn)得到鋼板的韌性—沖擊功(吸收能量)Akv值來預(yù)測(cè)鋼板的韌性。影響罐壁鋼板沖擊韌性的因素很多，有儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度；鋼板的強(qiáng)度；鋼板的厚度；鋼板的時(shí)效性、晶粒度和使用狀態(tài)等。

3.鋼板的韌性—沖擊功Akv（所謂儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度。它是指設(shè)計(jì)最低使用溫度與充水試驗(yàn)時(shí)的水溫兩者中的較低值。

設(shè)計(jì)最低使用溫度是取建罐地區(qū)的最低日平均溫度加13℃。設(shè)計(jì)溫度低于-20℃的特殊情況，必須考慮低溫對(duì)材料性能、結(jié)構(gòu)形式等方面的影響。設(shè)計(jì)溫度等于低于-20℃的儲(chǔ)罐，應(yīng)當(dāng)按照低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)溫度的下限由特定的工況確定）。（所謂儲(chǔ)罐的最低設(shè)計(jì)溫度。它是指設(shè)計(jì)最低使用溫度與充水試驗(yàn)時(shí)1.儲(chǔ)罐最低設(shè)計(jì)溫度溫度越低，鋼板的韌性越差，設(shè)計(jì)溫度較低的罐壁板應(yīng)有較高的沖擊韌性。

對(duì)不同的材料，其最低使用溫度應(yīng)有所限制，對(duì)同一種材料在不同的低溫度下使用，其韌性的要求應(yīng)有不同。2.鋼板的強(qiáng)度鋼板的強(qiáng)度等級(jí)越高，越容易產(chǎn)生脆性破壞，且產(chǎn)生裂紋的敏感性也越大。因此對(duì)強(qiáng)度等級(jí)較高的壁板，相應(yīng)要有較高沖擊韌性要求。1.儲(chǔ)罐最低設(shè)計(jì)溫度3.鋼板的時(shí)效性、晶粒度和使用狀態(tài)鋼板的時(shí)效性是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，塑性和韌性下降，冷脆溫度轉(zhuǎn)變點(diǎn)升高。

沸騰鋼的時(shí)效性和晶粒度比鎮(zhèn)靜鋼大，因此沸騰鋼的沖擊韌性比鎮(zhèn)靜鋼的差。同一種鋼材調(diào)質(zhì)處理使用狀態(tài)比正火處理使用狀態(tài)的沖擊韌性高。4.鋼板的厚度

鋼板越厚越容易產(chǎn)生脆性破壞。原因之一是板厚的增加，沖擊韌性降低。之二是，板厚的增加容易產(chǎn)生裂紋。因此鋼板越厚沖擊韌性的要求應(yīng)更高。3.鋼板的時(shí)效性、晶粒度和使用狀態(tài)1.3.3儲(chǔ)罐主要用材的選擇儲(chǔ)罐用材的選擇應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度(最低和最高設(shè)計(jì)溫度)、物料的特性(腐蝕性、毒性、易爆性等)、鋼材的性能和使用限制

在保證儲(chǔ)罐各部位安全、可靠的基礎(chǔ)上節(jié)省投資的原則。儲(chǔ)罐罐壁，尤其是

底圈壁板、第二層圈壁和罐底的邊緣板對(duì)選材來說是最重要的，它們之間的連接焊縫受力較大，且較復(fù)雜，也往往容易出現(xiàn)事故。1.3.3儲(chǔ)罐主要用材的選擇為從材料的選擇方面保證強(qiáng)度和焊縫質(zhì)量，罐底邊緣板應(yīng)與底圈壁板同材質(zhì)。儲(chǔ)罐的其他部分，如罐底的中幅板、罐頂及肋板、抗風(fēng)圈、加強(qiáng)圈等一般可選用Q235-A,Q235-B或Q235-AF鋼材。不銹鋼儲(chǔ)罐材質(zhì)的選擇，主要是根據(jù)液物料的腐蝕性要求，一般選擇0Cr18Ni9就可以。適用于小容量?jī)?chǔ)罐.為從材料的選擇方面保證強(qiáng)度和焊縫質(zhì)量，罐底邊緣板應(yīng)與底圈壁板1.3.4國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐用鋼材國(guó)內(nèi)幾十年來，逐步完善和制定儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采用Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R、16MnR等鋼材建造中、小型容量的儲(chǔ)罐，并積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。1997年采用國(guó)產(chǎn)材料WH610D2(12MnNiVR)鋼板建造10X104m3大型浮頂原油儲(chǔ)罐，該鋼種是武鋼生產(chǎn)的調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼，強(qiáng)度為490MPa。儲(chǔ)罐用材料的許用應(yīng)力、使用狀態(tài)見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB50341、SH3046、JB/T4735的規(guī)定。1.3.4國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐用鋼材

1.Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C普通低碳鋼Q235-AF、Q235-A鋼板技術(shù)要求低,鋼板質(zhì)量差,

2002年以后的標(biāo)準(zhǔn)已取消這兩種牌號(hào)；Q235-B大量生產(chǎn),并廣泛使用.Q235-B、Q235-C韌性高于A級(jí)．

特點(diǎn):有一定強(qiáng)度,良好的塑性、韌性和加工工藝性,特別是焊接性能良好.價(jià)格低廉,應(yīng)用廣泛.1.Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-2.20R

容器用優(yōu)質(zhì)低碳鋼

（按壓力容器專用鋼的要求進(jìn)行冶煉和檢驗(yàn)，嚴(yán)于一般的碳素結(jié)構(gòu)鋼）

平均含碳量0.20%

除保證δ、σs

σb

對(duì)沖擊韌性有嚴(yán)格要求

（相當(dāng)于原來A３R）2.20R

特點(diǎn)

(1)20R與20g相近,板厚6～100mm,一般熱扎狀態(tài)供貨，板厚大于30mm,應(yīng)以正火狀態(tài)供貨.

(2)20R的塑性、韌性都相當(dāng)好，焊接性能好，較薄的板材焊接時(shí)一般不需預(yù)熱，強(qiáng)度低（σs不小于245MPa,σb=400～520MPa）(6～16mm時(shí))

是壓力容器用鋼中強(qiáng)度級(jí)別最低的鋼種一般用于溫度≥-20℃、475℃以下的容器特點(diǎn)(3)20R制造壓力容器，用于中低壓且為小型容器

(大型容器、高壓容器用強(qiáng)度級(jí)別高一些的低合金類壓力容器用鋼)(4)20R在-20℃以下使用，隨溫