拱顶储罐顶壁连接处破坏机理研究与试验验证

以容积为640,3200和6800 m3立式拱顶储罐为研究对象,参照API 650—2005报告中Safe-Roof软件对储罐的轴对称分析,采用有限元分析软件Ansys分别建立储罐的轴对称和空间有限元模型,提出了储罐顶壁连接处破坏条件的判断方法。并通过推导储罐理论破坏公式与有限元计算结果相互验证,最后通过模型试验验证了储罐破坏条件的正确性。

拱顶油罐罐顶爆裂的原因分析及预防措施

由于拱顶油罐的罐顶与罐壁设计为弱连接,在蒸汽吹扫作业中,易发生罐顶爆裂事故。分别从拱顶油罐的设计规定和受力状况两方面进行了分析。分析结果表明,预防拱顶油罐罐顶爆裂的关键是确定吹扫作业时间。提出采取严格控制扫线作业时间和扫线蒸汽流量,增大油气空间的体积和增加罐顶通气孔数量和面积等措施,可有效地预防该类事故的发生。

拱顶油罐顶壁连接处承载截面的合理计算

通过对拱顶油罐顶壁连接处的受力状况进行分析,推导出顶壁连接处有效承载截面的计算公式,通过和GB 50341相关公式进行比较分析,为设计人员合理地计算顶壁连接处承载截面提供参考。

拱顶罐的弱顶结构失效分析

油罐是国家战略石油储备库的关键设备之一,其安全性和可靠性对石化工业至关重要。本文以某石化公司10000 m^3大型拱顶油罐为研究对象,采用试验手段和有限元方法对油罐结构进行失效研究及应力分析。结果表明,拱顶罐的罐顶与槽钢相连焊缝处的断裂为韧性断裂所致,断口形貌特征表现为穿晶断裂,断裂面未观察到裂纹;有限元计算结果与拱顶罐实际断裂情况相一致。

储罐设计标准中对抗拉(压)环截面积相关规定的研究

考察了现今国、内外常用的储罐设计标准,包括:GB 50341—2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》、SH 3046—1992《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》、API 650—1998《钢制焊接石油储罐》及API 650—2009《钢制焊接石油储罐》。针对标准中拱顶储罐抗拉(压)环截面积的相关规定,介绍了各公式的推导过程与系数取值。采用规范计算方法对八种工程直径的储罐进行了对比计算,讨论其在工程实际中的可行性。