浅析埋地卧式油罐的设计

合集下载

25M3埋地卧式油罐

25M3埋地卧式油罐

《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。

埋地式液化石油气储罐的设计

埋地式液化石油气储罐的设计
P ̄ T  ̄I MPa = Hg O
载 荷 作 用 在 卧 式 容 器 上 ,计 算 轴 向弯 矩 及 支 座 反
7度
11 设 计 压力 和设 计温 度 .
Ⅱ( 一 组 ) 第 , B
干 粗 砂
设计 压 力是 指在 相应 设计 温度 下用 以确定 容器 壳 体壁 厚 的压力 ,一 般取 设计 压力 等 于或 略高 于最
高 操作 压力 。地 埋罐 由于其置 于地 面 以下 用沙 土覆 盖 ,外 部 不 加 绝 热 层 ,其 操 作 温 度 取 决 于 环 境 温
本 设 备 所 选 管 法 兰 公 称 压 力 为 2 a 5MP ,材 质 为2 0Ⅱ,查 得 在 5 0℃时 法 兰材 料 的最 大允 许 工作
压 力 为 22 a . MP 。 5
液化 石油 气 为易燃 、易爆 介质 ,根 据 《 固定式 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 》 附件 A “ 力 容 器 压
p 一

分和 对应 的压 力 ;若无 实 际组 分数 据或 者不 做 组分
分析 ,其 规 定温 度下 的工 作压 力不 得低 于表 3 5的 — 规定 ” 。按上 述 规 定 .可取 地 埋 式 液化 石 油 气 储 罐

【 6j
设计 压力 为 1 7MP ,设 计 温度 为 5 . a 7 0℃ 。
根据 《 固定 式 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 》
( 392款 )规定 ,对于设 计 图样 中注 明最 高允 许 第 .. 工作 压力 的 压力 容器 。允 许超 压 泄放 装 置 的动 作压
据 《 固定 式 压 力 容 器 安 全 技 术 监 察 规 程 》 第 32 ( . 4

埋地卧式容器设计注意事项

埋地卧式容器设计注意事项

埋地卧式容器设计注意事项发布时间:2021-06-11T07:10:47.837Z 来源:《防护工程》2021年5期作者:邹静杨世栋王亮[导读] 埋地卧式容器常用于盛装易燃易爆的介质,由于其设置在地面以下,可以减少占地面积并具有良好的防火防爆效果。

但与一般卧式容器相比,埋地卧式容器除承受介质压力、自身重量及介质重量外,还要承受覆盖与设备上的填埋细砂及混凝土层的重量,以及可能存在的地下水对筒体产生的浮力等。

考虑地质条件及地下水的侵蚀,埋地卧式容器还要特别注意防腐防漏设计。

邹静杨世栋王亮中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海 201821摘要:埋地卧式容器常用于盛装易燃易爆的介质,由于其设置在地面以下,可以减少占地面积并具有良好的防火防爆效果。

但与一般卧式容器相比,埋地卧式容器除承受介质压力、自身重量及介质重量外,还要承受覆盖与设备上的填埋细砂及混凝土层的重量,以及可能存在的地下水对筒体产生的浮力等。

考虑地质条件及地下水的侵蚀,埋地卧式容器还要特别注意防腐防漏设计。

关键词:埋地卧式容器;设计;鞍座引言埋地卧式容器广泛用于储存易燃、易爆的介质,与传统地上卧式容器相比,埋地设计不但可以节约用地,极大地降低用地成本,还有极高的安全性,在爆炸时填埋土壤吸收部分爆炸能量,从而减小对地面上的建筑及人员的影响。

不仅如此,因土壤的热容比空气大,地面热量传导到地下速度缓慢,埋地设计还具有良好的保温隔热作用。

但埋地卧式容器在地面以下要承受覆土的压力、地下水的浮力以及土壤腐蚀等不利因素的影响,因此在设计过程中,除了要遵循普通卧式容器的设计规范外,还应进行抗土壤外压,抗地下水浮力及抗腐蚀设计。

1设计分析埋地卧式容器按受压情况可分为内压和外压容器。

容器通常采用鞍座进行支撑,当容器尺寸较小时,支撑处因支撑而附加到容器上的载荷相对较小,可以忽略不计;当容器直径较大时,由于设备自重以及风载荷、地震载荷所引起的外加载荷和容器操作压力相比不能忽略,其载荷必须计人。

卧式油罐标准

卧式油罐标准

卧式油罐标准
卧式油罐是一种常见的储存液体石油产品的设备,其设计和使用需要符合一定的标准和规范,以确保安全和可靠性。

本文将从设计、制造、安装和使用等方面对卧式油罐的标准进行详细介绍。

首先,卧式油罐的设计需要符合国家相关标准,包括但不限于《卧式储罐设计规范》、《卧式储罐制造与安装规范》等。

设计标准主要涵盖了油罐的结构、材料、容积、防腐蚀措施、安全阀、泄漏探测装置等方面的要求,以确保油罐在使用过程中能够承受一定的压力和外部环境的影响。

其次,制造过程需要严格按照设计标准进行,选用合格的材料和零部件,确保油罐的质量和安全性。

制造工艺应符合相关的制造工艺标准,包括但不限于焊接工艺、防腐蚀处理、涂装工艺等,以确保油罐在使用过程中不会出现漏油、腐蚀等问题。

安装过程也需要按照相关标准进行,包括但不限于《卧式储罐安装规范》等。

安装标准主要涵盖了基础的施工、油罐的定位、连接管道的安装、防雷接地等方面的要求,以确保油罐在安装后能够稳固地站立在地面上,并且管道连接牢固,不会出现泄漏等问题。

最后,油罐的使用需要符合相关的操作规程和安全管理制度。

操作规程主要包括了油罐的加油、排油、清洗、检修等操作步骤,以及应急处理措施等内容。

安全管理制度主要包括了油罐的定期检测、维护、保养等内容,以确保油罐在使用过程中能够保持良好的状态。

综上所述,卧式油罐的标准涉及到设计、制造、安装和使用等方方面面,需要严格按照相关的标准和规范进行,以确保油罐在使用过程中能够安全可靠地运行。

只有这样,才能有效地保障石油产品的储存和运输安全,避免发生意外事故。

成品油储运工程设计中的埋地储罐设计原则

成品油储运工程设计中的埋地储罐设计原则

成品油储运工程设计中的埋地储罐设计原则概述:成品油储运工程中的埋地储罐设计是确保储罐安全运营和环境保护的重要环节。

埋地储罐设计应遵循一定的原则,以确保储罐的结构安全、操作可靠和环境保护。

设计原则:1. 地质条件评估:在进行埋地储罐设计前,应对储罐所在地区的地质条件进行充分的评估。

这包括确定地下水位、土壤类型、地表承载力和地震状况等,以便根据这些因素进行储罐的合理设计。

地质条件评估也有助于确定储罐的基础类型,以确保储罐的稳定和长期使用。

2. 容量和布局:埋地储罐的容量应根据成品油运输需求和储罐使用周期进行合理确定。

同时,储罐的布局应与其他设施(如泵站、输油管道等)相匹配,以确保油品的流动效率和操作便捷性。

此外,在储罐布局时应避免集中布置,以减少安全风险。

3. 材料选择:埋地储罐的材料选择应考虑到油品的化学性质和储存条件,以及与土壤和地下水的相互作用。

常见的材料包括钢材和玻璃钢。

钢材具有较高的强度和耐腐蚀性,但需要采取防腐措施。

玻璃钢具有优异的耐腐蚀性和密封性能,但其机械强度较低,需要加强结构设计。

4. 地下水保护:在埋地储罐设计中,地下水保护是至关重要的因素之一。

应采取相应的措施,例如在储罐周围设置防渗井、地下防渗屏障等,以防止储罐泄漏对地下水造成污染。

此外,应定期监测地下水质量,及时发现和处理可能的问题。

5. 泄漏和漏油处理:埋地储罐的设计应考虑到泄漏和漏油的处理。

例如,可以在储罐底部设置泄漏探测器和泄漏收集系统,以检测和收集泄漏的油品。

此外,储罐的防腐措施和漏油防护措施也应得到充分考虑,以减少泄漏和漏油的发生。

6. 安全设施与监测:埋地储罐设计中,应考虑到安全设施和监测措施的安装。

例如,可以设置火灾报警系统、防雷系统和周界监控系统等,以提前发现潜在的安全隐患。

此外,可以安装加热系统,以保持储罐内油品的适宜温度,防止沉积和结晶。

7. 维护和修复:埋地储罐的维护和修复也应得到充分考虑。

例如,应定期检查储罐的防腐层和密封性能,及时进行维护和修复。

液化石油气埋地卧式储罐的设计与要求

液化石油气埋地卧式储罐的设计与要求

液化石油气埋地卧式储罐的设计与要求作者:毛敏丹洪雨胜来源:《中国科技博览》2015年第13期[摘要]液化石油气埋地卧式储罐安全性更好,由于外部覆盖层的作用,设计比常规容器复杂,特别要考虑容器与覆盖层之间的相互作用和埋地的腐蚀问题。

[关键词]液化石油气埋地罐加强圈表面防腐中图分类号:F239.63 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)13-0027-011 液化石油气埋地储罐的特点液化石油气埋地卧式储罐在国外比较流行,单罐容积最大达3500m3,埋地罐是指设备被安装在地面上或下挖坑中,外部被填埋覆盖层的容器,埋地罐设计安装时需考虑当地现场条件、地下水的情况和操作要求,设备应安装在已知地下水水平之上。

设备的外部覆盖层应不小于0.5m。

由于外部覆盖层的存在,埋地罐具有以下优势:1)具有更好的安全性,可以有效的保护设备:a)避免周围火的辐射或周围爆炸产生的压力波;b)避免外来物的撞击;c)也可以减少人为破坏。

2)节约项目用地面积: a)由于安全性好,设备到边界的安全距离可以减小。

b)埋地罐因设备结构相对简单,制造容易,当多个卧式储罐设计放在一起时作为埋地罐时,根据组装、焊接、涂层施工的要求,以及填埋材料及特性,设备之间的距离最小可以到1m,可以有效的节约项目用地。

3)可以满足环境安全和现场美化的要求。

埋地罐的设计埋地罐由于外部覆盖层的原因,设计总体比地面上的球罐和地面卧式圆筒罐要复杂,特别要考虑容器与覆盖层之间的相互作用和埋地的腐蚀问题。

目前还有没有专门的关于埋地罐的设计标准,设计计算仍然是采用常规压力容器设计标准如GB150,ASME等,与常规压力容器设计计算不同是,埋地罐由于增加了外部覆盖层的作用力和基础支撑方法的不同,会在容器筒体上产生附加的弯距,外部作用力和剪力,需对这些应力进行校核。

埋地罐的基础有三种:整体沙层基础,水泥排支撑的沙床基础或鞍座基础。

整体沙层基础,水泥排支撑的沙床基础对设备提供了连续的支撑,设备筒体直接放在沙层基础上,这是埋地罐常用的支撑方法。

地埋油罐施工方案

地埋油罐施工方案1. 引言地埋油罐是一种用于存储大量液体燃料的设施,被广泛应用于工业、农业和家庭等领域。

本文档旨在提供一份地埋油罐施工方案,包括设计、准备工作、施工流程、安全措施等内容,以确保施工过程安全、高效、符合相关法规和标准。

2. 设计地埋油罐的设计是施工方案的基础,它直接关系到地埋油罐的使用寿命和安全性。

以下是一些常见的设计要点:•容量计算:根据存储需求确定油罐的容量,考虑到储备和补给周期等因素。

•材料选择:选择适当的材料,如耐腐蚀性好、强度高的钢材等。

•结构设计:包括罐体形状、底部支撑结构、进出口布置等。

•油罐下方地基设计:考虑到地下水位、土壤承载力等因素进行地基设计。

3. 准备工作在正式开始地埋油罐的施工前,需要进行一系列的准备工作,包括但不限于以下几个方面:•施工图纸准备:根据设计要求,绘制详细的施工图纸。

•场地准备:清理施工区域,确保平整、干燥,排除障碍物。

•材料准备:按照设计要求,准备好所需的材料和设备。

•人员培训:对施工人员进行必要的安全培训,确保他们了解相关的安全要求和操作规程。

4. 施工流程地埋油罐的施工流程是整个施工过程的具体实施步骤,下面是一个常见的施工流程示例:1.确定罐体位置:根据设计要求,在施工区域内确定油罐的位置。

2.地基施工:按照地基设计要求,进行地基的挖掘和处理,确保地基的稳固和承载力。

3.罐体预制:在工厂中,按照设计要求进行油罐的预制和组装。

4.运输和吊装:将预制好的罐体运输到施工现场,通过吊装设备进行下沉操作。

5.连接和密封:将各个罐体组件连接在一起,并进行密封处理,确保罐体的完整性。

6.罐内操作:根据设计要求,进行罐内的涂漆、防腐等操作。

7.安全设施安装:安装必要的安全设施,如放油口防爆装置、液位监测装置等。

8.罐体外部处理:对罐体外部进行防腐、喷漆等处理,保护罐体免受环境侵蚀。

9.放油系统安装:安装放油系统,包括输油管道、泵站等设施。

10.罐体测试:进行罐体的漏水测试和压力测试,确保罐体的密封性和稳定性。

卧式储罐

1.均匀载荷q和支座反力F: 或
2.竖直剪力 和力偶 :图5-3(b)
方法:材力→截面法
封头:
静液压:
合成:
图5-4液体静压力及其合力
三、内力分析
梁弯矩图和剪力图如图5-3(c)(d)所示
1.弯矩:
1)跨中截面:
整理几何参数:
简化得: (5-3)
C1:
正:上半部圆筒受压缩
下半部圆筒受拉伸
2)支座处截面: (5-4)
3)被封头加强时: ,鞍座边角处 比无加强时 小,
式中: (表5-3)
特点:1)对称y轴且发生在鞍座边角处。
2) 大包角对筒体受力有利。
3)局部性:只在鞍座附近筒体截面有 ,其余截面上没有。
4.支座截面处筒体的周向压缩力T(N)
原因:a.鞍 筒体径向反力 T;
b.周向分布的切向剪力;
假设:a.支座与壳体间无摩擦→支座反力都通过圆心;
图5-13加强圈结构
设计:
①鞍座截面处设置内加强圈时:
鞍座边角处的圆筒周向应力
鞍座边角处加强圈内缘或外缘表面的周向应力
②靠近鞍座截面处设置加强圈时
筒体截面最低点
鞍座边角处:
筒体
加强圈
小结---筒体应力校核
校核应力
位置(max)
校核条件
轴向应力
支座处
跨 中
周向应力(压)
(无加强圈)
鞍 处
(筒体截面)
边角处
⑶封头附加拉伸应力(A≤0.5Ri):
原因:封头中切向切应力→水平分量 封头附加拉伸应力。
作用范围:沿封头整个高度。
简化:①设封头为平封头→受载面积
②凸型封头
数值: (5-13)
式中: 查表5-2

卧式油罐制作方案

卧式油罐制作方案卧式油罐是一种用于储存液体石油产品的容器,通常用于石油储存、石油加工厂和其他工业领域。

在设计和制作卧式油罐时,需要考虑多个因素,包括罐体尺寸和形状、材料选择、罐体结构、安全特性以及监测与控制系统等。

下面是一个卧式油罐制作方案的详细介绍。

1.罐体尺寸和形状:卧式油罐的尺寸和形状根据具体需求来确定,通常由储存容量和可用空间限制决定。

常见的尺寸范围从几升到数百立方米,形状包括圆筒形、半圆形等。

在确定尺寸和形状时需要考虑运输、安装和维护的方便性。

2.材料选择:卧式油罐的材料选择要考虑储存的石油产品的性质以及外部环境条件。

常见的材料包括钢板和不锈钢,它们具有良好的耐腐蚀性和机械强度。

在选择材料时还要考虑成本因素以及可持续性。

3.罐体结构:卧式油罐主要由罐体、底板、顶板和连接管道组成。

罐体通常由两个半球形端头和圆筒形壁构成。

罐体构造应符合相关标准和规范,具有足够的强度和稳定性。

底板和顶板的设计要考虑罐体的负荷和密封性能。

4.安全特性:卧式油罐需要具备一定的安全特性,以确保存储和处理石油产品时不会发生意外。

这包括罐体的防漏和防爆设计,以及安全阀和压力表等装置的安装。

此外,定期进行罐体的检查和维护也是确保安全性的重要措施。

5.监测与控制系统:对于较大的卧式油罐,通常还需要安装监测与控制系统来实时监测罐内的压力、温度和液位等参数。

这些系统可以帮助操作人员及时发现异常情况并采取相应措施,以确保罐体的安全运行。

6.制造工艺:卧式油罐的制造通常包括以下步骤:材料采购、材料切割和加工、罐体制造和焊接、表面处理和涂装、安装和测试等。

在制造过程中需要遵循相关的标准和规范,并进行必要的质量控制和检验。

7.运输和安装:卧式油罐在制作完成后需要进行运输和安装。

运输过程中需要采取适当的保护措施,以防止损坏或泄漏。

安装时需要根据具体条件进行定位、固定和连接,并确保管道和阀门的正确连接。

总结起来,卧式油罐的制作方案涵盖了罐体尺寸和形状、材料选择、罐体结构、安全特性、监测与控制系统、制造工艺以及运输和安装等多个方面。

埋地油罐

(1)加油站的储油罐应采用卧式的钢制油罐,其罐壁所采用钢板标准规格的厚度不应小于5mm,如果油罐的壁厚小于5 mm是不能满足埋地强度和需附加的腐蚀欲量要求的。

即使不会塌瘪,但罐壁也常常处于临界屈服状态,会加速油罐的自然腐蚀,很不利于油罐的使用寿命和加油机的安全。

(2)汽油、柴油罐应直埋敷设,严禁设在室内或地下室内。

油罐的顶部覆土厚度不应小于0.5m,油罐的周围应回填厚度不小于0.3 m干净的砂子或细土夯实,不得有砖、石块等杂物,以免损坏油罐外防腐层。

对油罐直埋有困难的地区,可采用地上覆土,且罐内最高液面低于罐外4 m范围内地面的最低标高0.2 m。

(3)埋设油罐的罐区地坪应高于周围地坪0.15m。

并在罐区周围砌边墙,防止地面水流入罐区;同时埋设油罐应安装接地防护网。

(4)油罐应作好内外防腐。

油罐的外表面,应采用不低于加强级的防腐保护层(见下图),在低温季节,涂层固化较慢,为了不妨碍溶剂的挥发,外部塑料布也可用玻璃布代替。

(5)当油罐受地下水或雨水作用有上浮的可能时,应采用防止油罐上浮的措施。

油罐埋在地下水位较高的地带时,在空罐情况下,会有漂浮的危险,有可能将与其连接的管道拉断,造成跑油甚至发生火灾事故。

(6)建在水源保护区的直埋油罐,应对油罐采取防渗漏扩散的保护措施,并应设置渗漏检测设施,防止加油站油罐对地下水源和附近江河海岸的污染。

(7)埋设油罐的入孔应设操作井,以方便检修操作。

油罐的进油管、出油管、量油孔、通气管等各接合管,应设在油罐的顶部,其中出油接合管宜设在人孔盖上。

油罐的进油管应向下伸至罐内距罐底0.2 m处。

这主要是为了避免油品喷溅卸油产生静电火花,引起着火。

(8)当采用自吸式加油机时,油罐内出油管的底端应设底阀,底阀入油口距离罐底宜为0.15-0.20m。

油罐的量油孔应设带锁的量油帽。

当罐底低于加油机油泵中心时,加油机的出油管应设底阀的目的在于,当加油机停泵时油品不致倒流到油罐内,以免下次开泵时还要再抽真空才能吸油。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅析埋地卧式油罐的设计
摘要:简述油罐的设计,详述油罐基础型式的选择原则,针对钢筋混凝土筏板基础的设计进行详细论述。

关键词:埋地卧式油罐基础抗浮冲切
埋地卧式油罐经常用来储存汽油、柴油、煤油等燃料,也可以用来收集污油,由于地表层对其有一定的防护能力和减少油料蒸发的作用,被广泛应用于油库、加油站等工程,同地上普通卧式罐相比,具有施工便捷、防火防爆能力好、对消防设备要求低、节省土地资源、工程造价低等优点。

但由于埋地卧式油罐在地下要承受覆土的压力、地下水的浮力以及土壤腐蚀等不利因素的影响,因此在设计过程中,除了要对埋地卧式油罐进行承载力计算外,还要进行稳定性计算和抗浮验算,同时要考虑到相关的防护措施。

1.油罐结构和材料的选择
由于埋地卧式油罐埋置在地下,具有渗漏不易发现、维修不便等缺点,因此在设计埋地卧式油罐时要尽量减少罐体上的焊接接管。

对各种焊接接头的检测要遵循《承压容器无损检测(JB/T4730—2005)》相关规定要求,进行射线检测,达到Ⅲ级合格。

埋地卧式油罐的材料选择,要考虑以下因素:①设计温度;②设计压力;③所储存介质的性质;④耐腐蚀性能;⑤容器材料的力学性能,如强度、刚度、韧性、耐疲劳性能等;⑥高温和低温对容器材料力学性能的影响等。

例如对于埋在冻土中的埋地卧式油罐,钢板的允许使用温度应适合当地的温度条件。

由于一般根据实际使用情况选购成品油罐,在此不对油罐罐体的设计进行详细论述。

2. 基础的型式及选用
由于我国地质结构复杂多样,针对不同的地质结构以及各地的特殊要求应采用不同的基础做法。

各种做法都是为了保证储油罐不会产生不均匀沉降,满足使用要求。

通常的做法有砂垫层基础、钢筋混凝土筏板基础以及钢筋混凝土罐池基础。

(1)砂垫层基础
当地下水位不高,土壤含水量不大,比较干燥,且土质坚实时,可在基槽开挖后,直接将槽底整平并夯实后,铺上200~300mm的中(粗)砂垫层(垫层长度和宽度应比埋地卧式油罐外缘每边扩大500mm左右),再进行吊装安置油罐,
然后自垫层顶沿罐壁四周铺上D/4(D为油罐外径)高度的中(粗)砂,最后回填素土并夯实至设计地坪。

如附图一所示。

(2)钢筋混凝土筏板基础
当土质松软且地下水位又较高时,可以采用钢筋混凝土筏板基础,油罐直接放置在筏板上,钢筋混凝土筏板的厚度一般由抗浮设计和构造要求控制,要充分考虑油罐处于放空状态下由于地下水位较高而引起的油罐上浮,拉断连接管线,需用扁钢将油罐固定在筏板上,扁钢下部与筏板预埋螺栓连接,将油罐牢固地固定在基础上,扁钢布置在油罐的加强环处。

筏板顶面填砂等做法与砂垫层基础做法相同。

如附图二所示。

(3)钢筋混凝土罐池基础
当拟建场区用地紧张或受安装、安全等因素制约,埋地卧式油罐无法埋置于绿化带等区域,油罐上部可能有通行车辆以及当地环保部门有要求时采用此种基础型式。

其做法与钢筋混凝土筏板基础基本相同,主要是增加了钢筋混凝土侧壁和顶板,并且罐池内部为全部填砂。

如附图三所示。

2.地基与基础设计
由于钢筋混凝土筏板基础应用广泛,极具代表性,在此对其设计进行详细论述。

(1)承载力计算
由于油罐与油罐内装满液体后的总重小于所挖除的土的容重,所以其对承载力要求不高,一般情况下,只要基底无淤泥或处于自重湿陷性黄土区域基本满足承载力要求。

(2)抗浮验算
如果埋地罐全部或局部埋入最高地下水位以下,就要进行抗浮验算。

为了保证其在空罐的情况下,不被地下水浮起,必须满足下列不等式:
G1+G2≥K•γω•Vω
G2=γ2•(B•L•H-V1)
式中,G1为罐体总重,由相关专业提供;G2为筏板上部覆土总重;γ2为覆土容重;B为筏板宽度;L为筏板长度;H为筏板底面至地坪高度;V1为油罐体积,由相关专业提供;K为安全系数,一般取1.2~1.5;γω为水的容重;Vω为钢筋混凝土筏板与油罐埋入地下部分的体积。

那么,当h≥r时
当h≤r时
其中,V0为钢筋混凝土筏板的体积;h为地下水液面到卧罐底部的垂直距离;r为油罐半径,L1为油罐长度。

如果油罐自重和土压之和不能满足不等式,就说明油罐将可能被地下水浮起,此时应加大筏板面积或厚度,甚至于在筏板底板设置抗拔锚杆。

在埋地油罐的设计中,抗浮计算是非常重要的一个环节,只有充分重视埋地罐的抗浮设计,才能有效防止由于罐体上浮造成的安全事故发生。

(3)抗冲切验算
油罐底部的钢鞍座对筏板的冲切按下式计算:
Fl≤0.7•βh•ft•η•um•h0
式中,Fl为局部荷载设计值,βh为截面高度影响系数,ft为混凝土轴心抗拉强度设计值,η为η1与η2的较小值(η1为局部荷载作用面积形状的影响系数,η2为计算截面周长与板截面有效高度之比的影响系数),um为计算截面的周长,h0为筏板截面有效高度。

(4)防腐蚀措施
由于我国各地区的水文地质条件复杂多变,当拟建场区存在腐蚀性时应按照《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)采取相应的防腐蚀措施。

3.安装及施工注意事项
埋地卧式油罐安装方法很多种,最常用的是在罐体上设计两个鞍座,鞍座与筏板固定。

另外,还应注意以下几点:①为防止地下水的侵蚀和微生物的破坏,防腐涂层必须具有良好的电绝缘性、化学稳定性、耐热性能等,具体按有关规范标准进行最终检查和验收;②埋地式油罐的罐顶应设置吊耳,以便吊装和运输;
③罐坑必须夯实,在钢筋混凝土筏板施工完毕,罐体安装好后,在其周围回填一定高度的中(粗)砂,然后再覆土,回填砂(中、粗砂)及回填土需分层回填夯
实,其压实系数应≥0.94,罐体上部覆土不得大力夯填,应轻轻拍实;④防止油罐上浮的钢绑带要采取与油罐同级别的防腐措施;⑤施工时一定要做好排水降水,一避免施工中油罐未固定前发生油罐漂浮问题;⑥罐坑要有一定的坡度,一般不小于0.5%,安装时出油管侧应偏低。

参考文献:
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《石油库设计规范》GB50074-2002
《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002。

相关文档
最新文档