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2万m^3立式网壳顶储罐破坏分析及弱顶性能评价

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第４２卷第３期　石油化工设备　
２０１３年５月　
文章编号：１０００—７４６６（２０１３）０３—００４８—０６　
ＰＥＴＲＯ　ＣＨＥＭＩＣＡＩ　ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ　
Ｖｏ１．４２　ＮＯ．３　
Ｍａｙ　２０１３　
２万Ｉｌｌ３立式网壳顶储罐破坏分析及　
弱顶性能评价　
刘巨保，门建斌，丁字奇，徐祥娜　
（东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆　１６３３１８）　
摘要：按照ＳＨ　３Ｏ４６　１９９２｛石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》，建立了罐壁一锥板一蒙皮　连接方式的２×１０　ｍ。大容量立式网壳顶储罐的空间有限元模型，计算得到了储罐在空罐、半罐、　
满罐３种工况下的应力分布状态，对储罐进行了强度、破坏和弱顶性能综合评价。根据储罐弱顶性　
能影响因素的分析计算，提出了使该储罐实现弱顶结构的途径是储罐边缘板厚度由１０　ｍｍ增大到　
１５　ｍｍ或罐顶焊角高度由４　ｍｍ减小到３．５０　ｍｍ。　关键词：网壳顶储罐；强度；破坏；弱顶性能；破坏分析　
中图分类号：ＴＥ　９７２；ＴＱ　０５３．２　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－７４６６．２０１３．０３．０１２　
Ｆａｉｌｕｒｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｗｅａｋ　Ｒｏｏｆ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　
ｏｆ　２　Ｘ　１　０　ｍ。Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｌａｔｔｉｃｅｄ　Ｓｈｅｌｌ　Ｒｏｏｆ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｔａｎｋ　
ＬＩＵ　Ｊｕ－ｂａｏ，ＭＥＮ　Ｊｉａｎ—ｂｉｎ，ＤＩＮＧ　Ｙｕ　ｑｉ，ＸＵ　Ｘｉａｎｇ－ｎａ　
（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ　１６３３１８，Ｃｈｉｎａ）　
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ＳＨ　３Ｏ４６—１　９９２　Ｐｅｔｒｏ－Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｖｅｔ—　
ｔｉｃａｌ　Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　Ｓｔｅｅｌ　Ｗｅｌｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｔａｎｋｓ，ｔｏ　ｔｈｅ　ｔａｎｋ　ｗａｌｌ—ｃｏｎｅ—ｐｌａｔｅ－ｓｋｉｎ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，ｅｓｔａｂ—　ｌｉｓｈｉｎｇ　２×１０　ｍ。ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｌａｔｔｉｃｅ　ｒｏｏｆ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔａｎｋ　ｓｐａｔｉａｌ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｄｉｓｔｒｉ—　ｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｐｔｙ　ｔａｎｋ，ｈａｌｆ　ｔａｎｋ　ａｎｄ　ｆｕｌｌ　ｔａｎｋ　ｗｅｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ｔａｋｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｆａｉｌｕｒｅ　ａｎｄ　ｗｅａｋ　ｒｏｏｆ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　
ｔｈｅ　ｔａｎｋ　ｗｅａｋ　ｒｏｏｆ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｐｒｏｐｏｓｉｎｇ　ｔｗｏ　ｗａｙｓ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｗｅａｋ　ｒｏｏｆ：ｔｈｅ　
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｆ　ｍａｒｇｉｎ　ｐｌａｔｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　１　０　ｍｍ　ｔｏ　１　５　ｍｍ，ｗｅｌｄ　ｂｅａｄ　ｈｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｔａｎｋ　ｄｅｃｋ　ｄｅｃｒｅａ—　
ｓｅｓ　ｆｒｏｍ　４　ｍｍ　ｔｏ　３．５０　ｍｍ．　
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｔｔｉｃｅｄ　ｓｈｅｌｌ　ｒｏｏｆ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔａｎｋ；ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；ｆａｉｌｕｒｅ；ｗｅａｋ　ｒｏｏｆ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｆａｉｌｕｒｅ　
ａｎａｌｙｓｉｓ　
作为大规模储存易燃、易爆液体的储罐，在遭到　结构设计都有明确规定，一些学者也对储罐弱顶结　
意外超压破坏时，并不能确保罐顶连接处先于罐底　连接处破坏，液体外泄造成的次生灾害往往更难控　制，对社会和环境的影响更严重　
。因此，应尽可　
能将储罐设计成弱顶结构，国内外标准对储罐弱顶　
构进行了研究。目前对储罐的研究一般都采用简化　结构　引，即忽略了顶板连接处、底板连接处和壁板　连接处的焊缝结构，这样就会造成计算结果不准确，　
不能真实反映储罐焊缝区域内的应力分布状态。此　
收稿日期：２０１２－１２—１６　
作者简介：刘Ｅ／￣（１９６３一），男，山西大同人，教授，博士，主要研究方向为石油设备的力学分析以及钻采管柱的力学分析　
与仿真。　

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