3000m2拱顶罐的设计(3)

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hi?h (2-1) n则 hi?10370?5.9 1750n根据圈板高度应取整数的原则，自上而下分别取每圈圈板的高度。

又 H??hi （2-2）

i?1向上圆整，取罐壁实际高度H=10380mm。 则油罐的计算容积为：

2V??D4H 式中：V——计算容积，m3。

3.14 V??19.512410380?3137.42m2

7

2-3）

（ 吉林化工学院课程设计II

第3章 罐壁设计

3.1拱顶储罐的设计参数

公称容积： 3100m3 设计压力： 1946.44pa 设计温度： -19℃到90℃ 公称直径： D=199100mm 罐壁高： H=10370mm 材质： Q-235A 腐蚀裕度： 1.25mm 焊缝系数： 0.9

储液密度： 990千克每立方米

3.2罐壁厚度设计

罐壁是一个圆柱形的钢板焊接结构，每圈壁板随着外载荷(静水压)的变化由下至上逐层减薄。常用的罐壁壁厚计算方法有定点法和变点法。

3.2.1 定点法

定点法多用于容积较小的储罐，对于直径大于60m 的储罐采用此方法计算的应力值与实测应力值差别较大。定点法计算公式： a．操作工况下罐壁设计厚度：

???g?h?0.3?D?C1?C2 （3-1）

2????式中：δ-----装储液时该圈罐壁的设计厚度，m ；

ρ-----储液密度，kg/m3；

h-----所计算圈板底边至设计液位的高度的垂直距离，m； D-----储罐内直径，m；

[σ]-----设计温度下罐壁钢板的许用应力，Pa ； φ-----焊缝系数，取0.9； C1-----钢板负偏差，m； C2-----腐蚀裕量，m。 b．试水工况下罐壁设计厚度：

g?h?0.3?D?C1 （3-2）

2??????式中：δ-----装储液时该圈罐壁的设计厚度，mm ；

[σ]-----设计温度下罐壁钢板的许用应力，MPa； C1-----钢板负偏差，mm。

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罐壁的设计厚度为上两种情况的较大者。

罐壁圈板的名义厚度取设计厚度向上圆整至钢板的规格厚度。

3.2.2 变点法

变点法适用于L/H≤1000/6的储罐。 L——（500D.t )0.5 mm ； D——储罐直径，m ； t——储罐底圈壁厚； H——设计液位高度，m。

根据SH3046-92中的罐壁设计公式,可知罐壁设计厚度计算采用变点设计法，应按下列公式计算（按试水条件下）：

第一层圈板厚度t1：

t1?0.0049t2?4.9?(H?0.3)D?C1?C2t???? (3-1)

(H?0.3)D?C1[?]? (3-2)

式中：t1——储存介质时第一层圈板的设计厚度，mm；

G——储液相对密度，水为1； H——最高液位，m； D——储罐内径，m；

?t——常温下罐壁钢板的许用应力（MPa），按SH3046-92中的表3.2.2，选取罐壁板材质对应的???值；

?——焊缝系数，取0.9；

C1——为钢板厚度允许负偏差，根据钢板厚度允许负偏差表，可以取?0.8mm； C2——为腐蚀裕量，取1mm。

根据SH3046-92第5.3.2条规定，罐壁的设计厚度应向上圆整至钢板的规格厚度，所以确定罐壁第一圈圈板的名义厚度。应力分析法：对于于L/H?1000/6的储罐，应采用应力分析法来设计储罐的壁厚，保证储罐满足强度要求。所需要的应力表已给出。

表3-1 钢体许用应力表

??常温强度 下列温度（。C）下的许用应力（MPa） 序号 1 2 钢号 Q235-AF Q235-A 板厚 大气温至90 157 157 150 150 137 137 130 200 130 130 124 250 121 121 114 ≤16 375 235 ≤16 375 235 17~40 375 225 9

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6~16 400 245 3 20R 17~25 400 235 26~36 400 225 4 16Mn ≤16 510 345 17~25 490 325 6~16 510 345 5 16MnR 17~25 490 325 26~36 490 305 38~60 470 285 6 7 8 9 10 11 12 0Cr19Ni9 0Cr18Ni11Ti 0Cr17Ni12Mo 00Cr17Ni14Mo2 0Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni13Mo3 2~60 2~60 163 157 150 230 217 230 217 203 190 137 137 118 137 118 137 118 140 134 127 196 183 196 183 173 163 137 137 118 137 117 137 118 130 124 117 183 170 183 170 160 150 130 130 110 134 108 134 118 117 111 108 167 157 167 157 147 140 122 122 103 125 100 125 118 00Cr19Ni11 2~60 2~60 2~60 2~60 2~60 计算出的罐壁厚度应圆整至钢板的规格厚度，且不应小于规范所规定的最小罐壁厚度。表3-1列出了SH 3046-92《石油化工立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》最定的罐壁最小厚度。

表3-2 SH3046规定的罐壁最小厚度

储罐内径D，m D?16 钢板最小规格厚度，mm 碳素钢 5 6 8 10 12 不锈钢 4 5 16?D?35 35?D?60 60?D?75 D?75 第一层壁板的厚度计算（从底部算起）

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t1?0.0049?990?（10.37-0.3）?19.51?0.25?1?10.62mm0.9?113

（10.37?0.3）?19.51t2?4.9??0.25?9.72mm113?0.9

所以向下圆整为12mm。

第二层壁板计算时的高度为：10.62?1.74?8.88mm

t1?0.0049?t2?4.9?990?(8.88?0.3)?19.51?0.25?1?8.73mm113?0.9

(8.88?0.3)?19.51?0.25?7.8mm113?0.9

所以向下圆整为10mm。

第三层壁板计算时的高度为：8.88?1.73?7.15mm

t1?0.0049?t2?4.9?990?(7.15?0.3)?19.51?0.25?1?7.09mm113?0.9

(7.51?0.3)?19.51?0.25?6.15mm113?0.9

所以向上圆整为8mm。

第四层壁板计算时的高度为：7.15?1.73?5.42mm

t1?0.0049?t2?4.9?990?(5.42?0.3)?19.51?0.25?1?5.46mm113?0.9

(5.42?0.3)?19.51?0.25?4.5mm113?0.9

所以向上圆整为6mm。

第五层壁板计算时的高度为：6.67?1.73?4.97mm

t1?0.0049?t2?4.9?990?(4.97?0.3)?19.62?0.25?1?5.60mm113?0.9

(4.97?0.3)?19.62?0.25?4.64mm113?0.9

所以向上圆整为6mm。

根据上表最小厚度6mm所以一下都为6mm 六层壁厚全部计算完成，现汇总如表3-3。

表3-3 罐壁尺寸汇总

名称 第一层罐壁 第二层罐壁 第三层罐壁 第四层罐壁

材料 Q235-A Q235-A Q235-A Q235-A 11

厚度（mm） 12 10 8 6

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