油罐复习Word文档格式.docx
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类型
罐顶表面形状
受力分析
罐顶特点和使用范围
备注
锥
顶
罐
自
支
撑
式
接近于正圆锥体
荷载靠锥顶板周边支撑于罐壁上
VN<1000m3
直径不宜过大,制造容易,不受地基条件限制
1/16≤坡度≤3/4分有加强肋和无加强肋两种锥顶板
荷载主要由梁檀条或
桁架和柱子承担
VN≥1000m3
坡度较自支撑式小,顶部气体空间最小,可减少“小呼吸”损耗
不适用地基有不均匀沉降,耗钢量较自支撑多
拱顶罐
(一般只有自支撑式)
接近于球形表面拱顶
R=0.8~1.2D
荷载靠拱顶周边支撑于罐壁
受力情况好,结构简单,刚性好能承受较高的剩余压力,耗钢量最小
气体空间较锥顶大,制造需胎具,单台成本高,分有加强肋和无加强肋两种拱顶板
伞形顶罐
一种修正的拱形顶其任一水平截面都是规则的多边形
荷载靠伞形板周边支撑于罐壁上
强度接近于拱顶,安装较拱顶容易
系美国API650和日本JISB8501规范中的一种罐顶结构形式,但国内很少采用
网壳顶罐
一种球面形状
荷载靠网格结构支撑于罐壁上
刚性好,受力好,可用于VN>
2×
104m3以上的固定顶储罐
可制造成部件,在现场组装成整体结构
3储罐大型化发展趋势带来哪些技难题?
优点
储罐的发展趋势是大型化,大型化有哪些特点呢?
优点:
(1)总图布置的占地面积小
(2)节省罐区(包括管网和配件)的总投资
(3)节省钢材和基地工程材料(4)便于储运和管理
新问题:
(储罐大型化产生的):
(1)罐壁板材料的要求提高了.因储罐大型化后,同时也对焊接质量提出更严格要求;
相应增加储罐壁厚度,提高对钢材强度和韧性的要求。
(2)事故危害性增大.随着容量的增大对消防措施要求提高.
4响储罐工艺系统和储罐建造的因素
■储罐容积1计算容积;
2公称容积;
3实际容积(储存容积);
4操作容积(工作容积)
■罐区的现场条件(包括自然条件)1.建罐地区的温度2.风载荷3.雪荷载4.地震荷载5.地基的地耐力和地价6.外部环境腐蚀(包括大气和土坡腐蚀)
■储存液体的性质1.闪点、沸点和蒸气压2.毒性3.化学反应活性4.腐蚀性5.密度
5壁板用材的基本要求是什么?
会展开是大题也可能小简答
储罐壁板用材的基本要求是强度,可焊性和夏比(V形缺口)冲击功。
1.强度
强度包括抗拉强度和屈服强度。
由于储罐的操作温度在250℃以下,且大部分储罐处在90℃以下,因此其强度大多是常温下的强度。
强度是决定罐壁厚度大小的力学性能指标。
2.可焊性
钢板的可焊性一般用两个指标来控制,一是碳含量或碳当量,二是热影响区的硬度。
第一个指标取决于钢材的化学成分。
一般碳钢以碳含量,低合金钢以碳含量或碳当量Ce把钢的化学成分对钢淬硬性的影响折算成碳的影响来估价可焊性。
可焊性的另一个指标是热影响区的硬度。
热影响区的硬度与Ce值及焊接时冷却速度有关。
Ce值越高,冷却速度越快,热影响区的硬度越高。
碳含量或碳当量含量越高,热影响区硬化与脆化倾向越大,焊接应力下,产生裂纹倾向越大.
碳钢碳含量<0.25%,低合金钢碳含量>0.25%时,应限定Ce<0.45%,可焊性良好.
碳钢碳含量>0.40%,低合金钢碳含量>0.38%,淬裂倾向性大,可焊性不好
3.钢板的韧性—冲击功Akv
防止储罐(油罐)脆性破坏的一个重要数据指标。
钢板的V形缺口冲击试验得到钢板的韧性—冲击功(吸收能量)Akv值来预测钢板的韧性。
影响罐壁钢板冲击韧性的因素很多,有
(1)储罐的最低设计温度;
温度越低,钢板的韧性越差,设计温度较低的罐壁板应有较高的冲击韧性。
对不同的材料,其最低使用温度应有所限制,
对同一种材料在不同的低温度下使用,其韧性的要求应有不同。
(2)钢板的强度;
钢板的强度等级越高,越容易产生脆性破坏,且产生裂纹的敏感性也越大。
因此对强度等级较高的壁板,相应要有较高冲击韧性要求
(3)钢板的厚度;
钢板越厚越容易产生脆性破坏。
原因之一是板厚的增加,冲击韧性降低。
之二是,板厚的增加容易产生裂纹。
因此钢板越厚冲击韧性的要求应更高。
(4)钢板的时效性、晶粒度和使用状态等。
钢板的时效性是随着时间的延长,塑性和韧性下降,冷脆温度转变点升高。
沸腾钢的时效性和晶粒度比镇静钢大,因此沸腾钢的冲击韧性比镇静钢的差。
同一种钢材调质处理使用状态比正火处理使用状态的冲击韧性高。
6国内储罐用钢材有哪些?
展开说
1.Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C
普通低碳钢Q235-AF、Q235-A 钢板技术要求低,钢板质量差,特点:
有一定强度,良好的塑性、韧性和加工工艺性,特别是焊接性能良好.价格低廉,应用广泛.
2.20R容器用优质低碳钢
平均含碳量0.20%
特点
(1)20R与20g相近,板厚6~100mm,一般热扎状态供货,板厚大于30mm,应以正火状态供货.
(2)20R的塑性、韧性都相当好,焊接性能好,
较薄的板材焊接时一般不需预热,
强度低(σs不小于245MPa,σb=400~520MPa)(6~16mm时)
是压力容器用钢中强度级别最低的钢种
一般用于温度≥-20℃、475℃以下的容器
(3)20R制造压力容器,用于中低压且为小型容器
(大型容器、高压容器用强度级别高一些的低合金类压力容器用钢)
(4)20R在-20℃以下使用,随温度降低呈低温脆性
25mm厚以上板材在0℃以下使用时要求做V型缺 口试样的低温冲击试验,AKV值达31J.
(5)20R在475℃以上时高温强度明显下降(发生珠光体的球化)
20R使用温度不应超过500℃.
3.16MnR
16MnR是在20号钢的基础上加入价格便宜的锰与硅进行强化形成的C—Mn钢,Mn元素含量1.2~1.6%.
特点
(1)16MnR与20R相比,含碳量相仿,但利用锰的强化作用可使16MnR的强度显著升高.
(2)16MnR钢的可焊性是几种低合金压力容器专用钢中最好的一种.
(3)16MnR是屈服强度350MPa级的普通低合金中等强度钢,具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性.
(4)16MnR钢的缺口敏感性比低碳钢大、疲劳强度低,焊接时易产生裂纹.
(5)16MnR:
使用条件:
-20℃~475℃,压力不限,常温冲击值Akv≥31J
(0~-10℃使用时,板厚大于38mm,进行低温冲击试验)
(-10℃~-19℃使用时,板厚大于20mm进行低温冲击试验,且Akv≥20J)
(6)是压力容器制造采用最多的钢号.
16MnR:
中低压压力容器;
中小型高压容器
400m3以下液化石油气、氧气以及氮气球形容器
第二章
1回转薄壳的几何要素有那些?
回转薄壳:
中面是由一条平面曲线或直线绕同平面内的轴线回转而成
母线:
绕轴线(回转轴)回转形成中面的平面曲线
极点:
中面与回转轴的交点。
经线平面:
通过回转轴的平面
经线:
经线平面与中面的交线
平行圆:
垂直于回转轴的平面与中面的交线称为平行圆
中面法线:
过中面上的点且垂直于中面的直线,法线必与回转轴相交。
第一注曲率半径:
经线上点的曲率半径
第二主曲率半径:
壳体中面考察点B到该点法线与回转轴交点K2之间长度(K2B)
过中面上的点且垂直于中面的直线.法线必与回转轴相交。
半径r与任意定义直线之间的夹角角θ
角φ:
壳体回转轴与中面所考察点B处法线间的夹角。
2什么是无力矩理论和有力矩理论?
掌握会回答
无力矩理论或(薄膜理论(静定)):
省略弯曲内力的壳体理论
有力矩理论或弯曲理论(静不定):
壳体理论中若同时考虑薄膜内力和弯曲内力的理论
3无力矩理论适用那些情况?
①壳体的厚度、中面曲率和载荷连续,没有突变,且构成壳
体的材料的物理性能相同。
②壳体的边界处不受横向剪力、弯矩和扭矩作用。
③壳体的边界处的约束可沿经线的切线方向,不得限制边界处的转角与挠度。
4微元体平衡方程和区域平衡方程会用会解(一道计算大题)
微元平衡方程,又称拉普拉斯方程
压力在0-0′轴方向产生的合力:
作用在截面m-m′上内力的轴向分量:
区域平衡方程式
(1)用微元体平衡方程会解比如像某一种壳体的应力是否能求出来
(2)典型壳体有哪些应力特点,球的,锥的,柱的,孔的,和椭球的
5边缘应力产生的原因?
由于总体结构不连续,组合壳在连接处附属区域出现衰减很快的应力增大现象
6边缘应力有何特点?
(1)局部性:
指存在于连接处附近的局部区域,影响范围小。
(2)自限性:
连接处薄膜变形不相等,它受到弹性约束。
对于塑性材料制造的壳体,当连接处局部区域产生塑性变形,种弹性变形开始缓解,变形不会发展,不连续应力也自动限制。
第三章
1罐壁设计以什么理论为基础?
无力矩理论(薄膜理论)
2罐壁厚度设计有那几种方法?
(1)定点法:
是以高出每圈罐壁板底面0.300m(1ft)处的液体压力来确定每圈板厚度的方法。
多用于小容量油罐,直径大于60m用此方法与实际差别较大。
(2)变点法:
考虑了相邻圈罐壁板之间不同厚度的相互影响。
对每一圈罐壁板采用距罐壁底面高度不同的设计点计算壁厚,从而使每一圈板中的最大应力接近钢板的许用应力。
适用于L/H≤1000/6
L=(500Dt)0.5mm
D——储罐直径
t——储罐底圈壁厚
H——设计液位高度
(3)应力分析法:
L/H>
1000/6的储罐宜用应力分析法设计以保证强度要求。
计算出的罐壁厚度应圆整至钢板的规格厚度,且应不小于规范所规定的最小罐壁厚度。
SH3046规定不同直径碳素纲、不锈钢罐壁最小厚度
3定点法会计算,计算储罐的壁厚(大题)
t1—储存预定介质时的设计厚度,mm;
ρ—储液密度,kg/m3;
H—计算的罐壁板底边至设计储液高度的距离,m;
D—储罐内直径,m;
[σ]—常温下罐壁钢板的许用应力,MPa;
Φ—焊缝系数,一般取0.9;
C1—钢板厚度负偏差,mm;
C2—腐蚀裕量,mm;
4罐壁开孔为什么要补强?
填选判
由于使用要求,必须在罐壁上开孔并接管;
开孔后的罐壁将在孔的附近产生应力集中,导致孔口疲劳破坏或脆性裂口,使孔口撕裂;
(峰值应力通常达到罐壁基本应力的3倍)补强的办法是在开孔的周围焊上补强钢板,增大开孔周围的壁厚
5什么是等截面法补强?
“等截面”补强方法。
理论分析和实践经验表明:
用与罐壁相同材质的钢板作为补强板,
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- 油罐 复习