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储罐设计悠悠谈

产品中心 2018-05-16 28浏览

针对储罐设计,每个设计者对标准中的一些公式和一些计算软件或者绘图软件都做一个详细的解读。通过解读公式,制定合适的计算流程,自己编制计算软件进行计算,达到熟悉储罐设计的目的。同时也能符合用户单位需求。
计算规范主要是API650,GB50341,API620等。
首先要讨论的是储罐罐壁。
对于罐壁来说,一般的计算方法主要有两种:一英尺法和变节点法。
一英尺法的意思是:在于变厚度的地方,由于下一节厚度对上一节有加强作用,其最大应力不发生在变厚度的地方,而是发生变厚度以上一英尺的地方(300mm)。这就是一英尺法的由来。
储罐是薄壁容器,其周向薄膜应力为:S=PD/2t
储罐在一英尺(0.3m)处压力为P=ρg(h-0.3)
将两式结合,可得t=ρg(h-0.3)D/2S=9.8ρ(h-0.3)D/2S=4.9D(h-0.3)ρ/S
这也就是API650和GB50341的筒体壁厚公式的由来。具体使用的时候需要按照设计和静水压工况分别考虑。
这时有人可能会问了,为什么公式中与压力无关呢?难道1KPa的内压和10KPa的内压的厚度是一样的?这样不是不合情理吗?的确,为了解决这个问题,API附录F.7.1建议了一种方法,将内压折算成液柱静压进行计算。H应乘以P/(9.8ρ)得到折算后的H进行计算。 对于最高设计温度大于93度的储罐,由于屈服强度随着温度升高而降低,API650 表5-2的屈服强度需要按照API650附录M3.2进行修改正。
最终每节按照设计厚度和静水压厚度取大值。
变节点法是一英尺法的加强版,一英尺法假设最大应力在变厚度以上一英尺处,而变节点法可以精确地计算靠近底部以及不同厚度连接处的最高应力位置。
靠近底板的一段与底板连接处铰接,根据变形协调原理,连接处内压产生的变形等于剪力所产生的变形。经过高度修正,得到API650 5.6.4.4的公式。
变节点法需要不断试算,迭代,最终得到结果,计算而言是比较繁琐,一般得到的结果比一英尺法更薄更经济。
变节点法不适合于可变的腐蚀余量,参考 650-I-02/02.