油罐及管道强度设计

油罐及管道强度设计
《油罐及管道强度设计那些事儿》
嘿，咱今天就来聊聊油罐及管道强度设计这档子事儿。

我记得有一次去一个工厂参观，那里面有好多巨大的油罐啊，一个个就像超级大胖子一样立在那里。

我就好奇啊，这么大的家伙，得有多结实才能撑得住啊。

然后就看到那些管道，弯弯曲曲的像大蛇一样在那盘着。

当时就有个师傅在那检查，我就凑过去问：“师傅，这油罐和管道强度咋保证啊？”师傅笑了笑说：“这可复杂咯，就像给它们打造一副超级坚固的铠甲一样。

”
师傅给我详细讲了讲，说什么要考虑材料的强度啊，焊接的质量啊，还有各种压力啥的。

我听着就觉得好厉害，原来这里面有这么多门道。

比如说材料吧，可不是随便啥材料都能用，得挑那种特别能抗的。

焊接那就更得精细了，不能有一点马虎，不然说不定哪天就“噗”的一下出问题啦。

而且啊，这设计可不是一次性的事儿，还得经常检查维护。

就像人得定期体检一样，油罐和管道也得时常看看有没有啥小毛病。

我看着那些复杂的设计图，脑袋都大了，心想这得是多厉害的人才能搞出来啊。

总之呢，油罐及管道强度设计可不是闹着玩的，这关系到好多方面呢，一旦出问题那可不得了。

咱可得重视起来，让这些油罐和管道稳稳当当的，为我们的生活和工作服务。

哎呀，说了这么多，我感觉自己都快成这方面的专家啦！哈哈！。

《管道及储罐强度设计》课程设计题目25m3埋地卧式油罐图所在院（系）石油工程学院专业班级储运1007班学号201004020712学生姓名杨睿指导教师邓志安完成时间2013.07.12《油罐及管道强度设计》课程设计任务书题目25m3埋地卧式油罐图学生姓名刘丹学号200804020624 专业班级储运0806设计内容与要求一、原始数据1．适用范围及设计条件油罐用于储存工业或民用设施中常用的燃料油。

（1）设计压力常压（2）设计温度-19℃≤t≤200℃（3）设计寿命 15年（4）焊接接头系数 0.85（5）水压试验压力盛水试漏（6）腐蚀裕量 1.5mm（7）装量系数 0.9（8）介质燃料油2．设计基本参数和尺寸25m3埋地卧式油罐的基本参数尺寸见表一。

表一：25m3埋地卧式油罐基本参数和尺寸公称容积（m3）筒体主要尺寸封头壁厚（mm）壳体材料设备金属总质量（kg）直径×长度×壁厚25 2200×6400×8 8 20R 4300二、设计要求1．了解埋地卧式油罐的基本结构和局部构件；2．根据给定油罐大小，查阅相关标准确定相应构件的规格尺寸；3．学会使用AUTOCAD制图；4．相关技术要求参考有关规范。

三、完成内容1．25m3埋地卧式油罐图纸一张(2#)；2．课程设计说明书一份。

起止时间2013 年7月01 日至2013年7月12 日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日目录1绪论 (1)1.1金属油罐设计的基本知识 (1)1.1.1 金属油罐的发展趋势 (1)1.1.2 对金属油罐的基本要求 (1)1.2金属油罐的分类 (2)1.2.1 地上钢油罐 (3)1.2.2 地下油罐 (3)1.3卧式油罐简介 (4)1.4课题意义 (4)2埋地卧式油罐课程设计说明书 (5)2.1设计说明书 (5)2.1.1 适用范围 (5)2.1.2 设计、制造遵循的主要标准规范 (5)2.2主要设计内容 (5)2.2.1 油罐供油系统流程图 (5)2.2.2 25m3埋地卧式油罐加工制造图，基本参数和尺寸 (5)2.3安全 (6)2.4设计遵循参照的主要规范 (6)2.5设计范围 (6)2.5.1防雷电与防静电措施 (6)2.5.2防火措施 (7)2.6防腐 (7)2.7油罐接管 (7)2.8油罐容积的确定 (7)2.9其它 (8)3课程设计计算书 (9)3.1设计的基本参数 (9)3.2壳体壁厚计算 (9)3.2.1 筒体壁厚计算 (9)3.2.2 封头壁厚计算 (9)3.2.3许用外压力[P] (10)3.30.1362MP A外压校核 (11)3.3.1 筒体0.1362MPa外压校核 (11)3.3.2 封头0.136193MPa外压校核 (12)3.4罐体最小容积计算 (12)3.5水压试验时的应力校核 (12)3.6筒体加强圈的设计计算 (12)3.6.1 加强圈数的确定计算 (12)3.6.2 加强圈尺寸的设计 (13)3.6.2.1 加强圈的选择 (13)3.6.2.2 计算加强全横截面积As即组合截面的惯性矩 (13)3.6.2.3由下式计算参数B： (14)3.7鞍座的选择计算 (14)3.7.1 罐体重Q1 (14)3.7.2 封头重Q2 (14)3.7.3 汽油重Q3 (14)3.7.4 附件重Q4 (15)3.8鞍座作用下筒体应力计算 (15)3.8.1 筒体轴向弯矩计算 (15)3.8.2 筒体轴向应力计算 (15)3.8.2.1 在横截面的最高点处： (16)3.8.2.2 在横截面的最低点处： (16)3.8.2.3 在支座处的轴向应力： (16)3.8.3 筒体轴向应力校核 (16)3.8.4 筒体切向应力的计算 (17)3.8.5 筒体周向应力计算 (17)3.8.5.1 周向弯矩计算 (17)3.8.5.2 周向压缩应力计算 (18)3.8.5.3 周向总应力的计算和校核 (18)3.8.6 鞍座地震载荷 (19)3.9圆筒应力的强度校核 (19)3.9.1 受力分析 (19)3.9.1.1 圆筒轴向应力的校核 (20)3.9.1.2 圆筒轴向应力的校核 (21)3.10抗浮验算 (21)参考文献 (23)1绪论1.1 金属油罐设计的基本知识1.1.1 金属油罐的发展趋势近一、二十年来，油罐的设计与施工技术都较过去有了更快的发展。

柴油储罐管道安装规范一、油罐的选址、安全距离1、醇基燃料安全双层油罐应地上或者埋地设置，严禁设在室内或地下室内。

室内油罐不能大于1M的罐体。

2、单层油罐与站房之间的距离不小于15M，埋地距离不小于6M。

3、油罐与明火或散发火花地点安全距离不应少于15M。

4、油罐与室外变配电站安全距离不应少于18M。

5、架空电力线路不应跨越油罐且安全距离不应小于5M。

6、工地小型临时油库应远离生活区50M以外，并设围栏。

二、油罐的安装1、埋地罐区1）、油罐的设计和建造，应满足油罐在所承受外压作用下的强度要求，并应有良好的防腐蚀性能和导静电性能。

钢制油罐所采用钢板标准规格的厚度不应小于6mm。

2）、油罐的外表面防腐设计应符合国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY 0007的有关规定，并应采用不低于加强级的防腐绝缘保护层。

3）、当油罐受地下水或雨水作用有上浮的可能时，应采取防止油罐上浮的措施。

4）、油罐的人孔，应设操作井。

当油罐设在行车道下面时，人孔操作井宜设在行车道以外。

5）、油罐的顶部覆土厚度不应小于0.5m。

油罐的周围，应回填干净的沙子或细土.其厚度不应小于0.3m。

6）、油罐的各接合管，应设在油罐的顶部，其中出油接合管宜设在人孔盖上。

7）、油罐的进油管，应向下伸至罐内距罐底0.2m处。

8）、当采取自吸式加油机时，油罐内出油管的底端应设底阀。

底阀人油口距离罐底宜为0.15～0.2m。

9）、油罐的量油孔应设带锁的量油帽，量油帽下部的接合管宜向下伸至罐内距罐底0.2m处。

2、地上罐区1）、油罐的设计和建造，应满足油罐在所承受外压作用下的强度要求，并应有良好的防腐蚀性能和导静电性能。

钢制油罐所采用钢板标准规格的厚度不应小于6mm。

2）、油罐的外表面防腐设计应符合国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY 0007的有关规定，并应采用不低于加强级的防腐绝缘保护层。

以及1层防锈漆和5层防晒漆和反射漆。

《油罐及管道强度设计》综合复习资料一、填空题1、罐壁板和管子的厚度负偏差是指。

2、罐壁厚度是根据荷载计算的。

3、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是。

4、如果沿壁厚t为的立式油罐罐壁开一直径D为的人孔，需要补强的金属截面积是。

是指。

5、柔性系数ij6、立式油罐直径小于12.5米时，罐底宜采用的排版形式；而大于12.5米时，罐底宜采用的排版形式。

7、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。

8、当立式油罐的容积超过时必须设计成变壁厚罐。

9、10万米3油罐的直径大约为米。

10、在材料和设计压力相同的条件下，曲管的壁厚比直管的壁厚。

11、拱顶罐的罐顶曲率半径为倍罐壁筒体直径。

12、当操作温度高于安装温度时，通过可以减小Π型补偿器内的热应力。

13、我国的标准风速是以一般平坦地区、离地面米高、30年一遇的分钟平均最大风速为依据的。

14、我国抗风圈一般设计在的位置上。

15、管路的跨度可根据条件和条件进行设计，根据条件确定的跨度在任何条件下都必须得到满足。

二、简述题1、回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义。

2、各种罐常采用哪些抗风措施？3、设计油罐时的最大和最小壁厚要求分别与哪些因素有关？4、分别说明拱顶罐的顶和罐壁的第一曲率半径和第二曲率半径。

5、简述无力矩假定的适用条件。

6、分别可采用哪些措施来提高拱顶罐和浮顶罐罐壁的稳定性，增强它们的抗风能力？7、浮顶的设计必须满足哪些要求？8、推导圆柱形油罐壁厚计算的定点法公式，并说明其使用范围。

9、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。

10、浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由。

11、平面管道热应力的大小与哪些因素有关，它们的变化如何影响热应力的大小？三、计算题1、一拱顶罐的拱顶为4mm 厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm 2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa ，油罐操作正压力200mm 水柱，真空度50mm 水柱，顶板自重340 N/m 2，活载荷（包括雪载）为800 N/m 2，油罐拱顶半径和罐壁直径R =D =7700mm ，顶板边缘切线与水平线的夹角ο30=α，焊缝系数η =0.85，弹性模量E =2.1×1011Pa 。

《油罐及管道强度设计》课程综合复习资料
一、填空题
1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。

2、罐壁板和管子的厚度负偏差是指。

3、5万米3油罐的直径大约为米（40米、60米、80米）。

4、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是。

5、如果沿壁厚t为的立式油罐罐壁开一直径D为的人孔，需要补强的金属截面积是。

6、我国抗风圈一般设计在的位置上。

7、拱顶罐的罐顶曲率半径为倍罐壁筒体直径。

8、我国的标准风速是以一般平坦地区、离地面米高、30年一遇的分钟平均最大风速为依据的。

是指。

9、柔性系数
ij
10、管路的跨度可根据条件和条件进行设计，根据条件确定的跨度在任何条件下都必须得到满足。

11、Π型补偿器可采用或的办法来提高其补偿能力。

二、选择题
1、管道热应力计算的弹性中心法求出的弹性力是在（）。

A、管系的形心
B、固定支座处
C、管系的弹性中心
2、对管道热应力进行判断的经验公式如果得到满足，则管道（）。

A、不用校核其热应力；
B、也要校核其热应力；
C、不一定要校核其热应力
三、简答题
1、各种罐常采用哪些抗风措施？
2、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。

3、油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关。

4、浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由
5、平面管道热应力的大小与哪些因素有关？
6、分别举出2种以上人工管路补偿器和自然管路补偿器。

油罐及管道强度设计第1页共4页。

《油罐及管道强度设计》课程综合复习资料一、单选题1．“管道和储罐的失效判据具有通用性，也就是说任一判据都可以适用于任意场合。

”这种说法（）。

A．正确B．错误答案：B2．“管道和储罐设计应遵循“先爆后漏”原则而不是“未爆先漏”原则。

”这种说法（）。

A．正确B．错误答案：B3．“基于应变的设计方法是一种先进的设计方法，适用于一切管道任意工况的设计。

”这种说法（）。

A．正确B．错误答案：A4．“高风险地区的管道设计时应具有更高的可靠度，实际设计时采用更大的安全系数。

”这种说法（）。

A．正确B．错误答案：B5．“无力矩理论微元平衡方程中的曲率半径一定是正值。

”这种说法（）。

A．正确B．错误答案：B6．下列说法中（）是正确的。

A．浮船的稳定性校核仅包括浮船的侧向稳定性校核和截面稳定性校核两部分B．根据“浮顶处于漂浮状态时，下表面应与储液全面接触”设计单盘板安装高度时，只要单盘板安装位置不超过其上限位置C max即可C．在计算浮顶积水时的抗沉性时，只要满足浮船的下沉深度不超过外边缘板高度，且留有一定裕量即可答案：C7．进行下节点强度校核时，下节点处的计算应力不宜超过（）。

A．2σsB．σsC．0.9σsD．[σ]答案：C8．圆柱形储罐罐壁下节点处的环向应力为（）。

A．接近于零B．C．约等于该处的弯曲应力D．约等于该处的剪切应力答案：A9．Π型补偿器可采用（）的办法来提高其补偿能力。

A．预先拉伸或预先压缩B．预先弯曲答案：A10．下列（）补偿器补偿能力最大。

A．L形补偿器B．Π型补偿器C．波纹管式补偿器D．球形补偿器答案：B11．下列（）补偿器可用于大压力的油气管道。

A．L形补偿器B．Π型补偿器C．波纹管式补偿器D．球形补偿器答案：B12．储罐和管道的连接一般使用（）补偿器。

A ．L 形补偿器 B ．Π型补偿器 C ．波纹管式补偿器 D ．球形补偿器 答案：C13．当[]cr P P >时，将式cr[]PP 按（）方法取整之后得到的的数值即为需要设置的中间抗风圈的数量。

《管道及储罐强度设计》课程设计题目10m3埋地卧式油罐图所在院系石油工程学院专业班级学号学生姓名指导教师完成时间2011年7月9日课程设计任务书1.目录1 绪论 (3)1.1 金属油罐设计的基本知识 (3)1.1.1金属油罐的发展趋势 ................................................................. . (3)1.1.2对金属油罐的基本要求 (3)1.2 金属油罐的分类 (4)1.2.1地上钢油罐 (5)1.2.2地下油罐 (5)1.3 课题意义............................................................... .. (6)2 设计说明书 (7)2.1适用范围 (7)2.2设计、制造遵循的主要标准规范 (7)2.3主要设计内容 (7)2.3.1 油罐供油系统流程图 (7)2.3.2 100m3埋地卧式油罐加工制造图，基本参数和尺寸 (7)2.4安全 (8)2.5设计遵循参照的主要规范 .............................................. 错误!未定义书签。

2.6设计范围 .......................................................................... 错误!未定义书签。

2.7防腐 .................................................................................. 错误!未定义书签。

2.8油罐接管 .......................................................................... 错误!未定义书签。

2.9油罐容积的确定 .............................................................. 错误!未定义书签。

绪论：失效机理：1材料：A塑性失稳 B断裂 C应力腐蚀开裂 D氢致开裂 E裂纹的动态扩展。

2结构--丧失稳定性。

A塑性失稳：由于变形引起的截面几何尺寸的改变导致的丧失平衡的现象。

B断裂：由裂纹的不稳定扩展造成的，裂纹残生的原因：制造--焊缝，母材缺陷（气孔，夹渣，未焊透，分层）施工--机械损伤（表面划度，凹坑）运行--腐蚀环境。

C疲劳：材料在交变作用下的破坏，原因：内压变化--间歇输送，正反输送，输气：外力变化--风载荷（跨越管段），卡曼涡游震动（悬空管段），埋于公路下未夹套管管道。

D应力腐蚀开裂：基本条件：局部环境，敏感援建：应力条件：114MM--1067MM，t：3.2MM--9.4MM。

强度等级241μPa--480μPa 电阻焊:双面埋弧焊E氢致开裂:H2S--酸性环境,腐蚀产生氢侵入钢内而产生的裂纹.F:裂纹的动态扩展，输气管道特有的现象，脆性断裂：平断口，塑形区尺寸小，低韧性，多焊接缺陷，延性断裂：宏观塑性变形大，焊缝母材的缺陷部位。

止裂原理：止裂还是快速，持续扩展，取决于裂纹的扩扎速度V1，馆内介质在管道破裂的时候的减压波的速度V2，V1＞V2是快速扩展，V1＜V2止裂。

减压波380--440MM/S。

油1500MM/S管道的结构失稳：1轴向载荷--轴向失稳。

2外压--径向失稳。

3弯曲--径向失稳。

4联合载荷--径向失稳地下管道：地下敷设的好处：施工简单，占地面积小，节省投资，埋于地下的管道容易保护，不影响交通和农耕，因此被长距离油气管道和矿场集输管道普遍采用1：地下敷设管道的埋设深度综合考虑农耕深度，地面负荷，热油管你到对土壤保温与约束等因素，一般情况下管顶覆盖土层厚度为1--1.2M，热油管道管顶埋深取为1.2M，管道顶部距铁轨不小于1.3M。

距公路不小于1M，管道埋在略低于冰冻线处。

2：当要求管道平面走向或高度发生变化时，采用弹性敷设或弯头。

3：弹性敷设是利用管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形来改变管道的走向或适应高程的变化。