球形储罐结构地震反应控制研究

为了降低球罐结构的地震响应,对球形储罐进行基础隔震及附加耗能减震控制,建立了无控、隔震、耗能减震条件下球形储罐的有限元模型,并通过模态分析给出自振周期和频率。选择3种不同的地震波输入,进行了基础隔震结构及耗能减震结构地震响应时程分析。结果表明：基础隔震拉长了结构周期,达到了减震的目的,加速度反应降幅在41.4%～76.4%,相对位移反应降幅在50.3%～77.2%;附加的耗能装置的变形耗散了地震动能量,从而减小了结构自身的动力响应,加速度反应降幅在25.2%～77.9%,相对位移反应降幅在71.8%～76.7%;总体看球罐基础隔震结构优于附加耗能结构的减震效果。     

1000m~3液化石油气球形储罐全面检验中对表面裂纹的分析与处理

2007年5月22日,锅炉压力容器检测站对一台1000m~3液化石油气球形储罐进行全面检验。磁粉探伤过程中,在球罐底部焊缝熔合线处发现大量表面裂纹。依据《压力容器定期检验规则》,检验员对检验中发现的问题进行了强度校核和无量纲计算,并对裂纹的产生原因进行了分析、研究。     

球形储罐的安全质量监控关键技术及应用

球形储罐是一种钢制容器设备。在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。操作温度一般为-50-50℃,操作压力一般在3MPa以下[1]。球罐与圆筒容器（即一般贮罐）相比,在相同直径和压力下,壳壁厚度仅为圆筒容器的一半,钢材用量省,且占地较小,基础工程简单。球罐作为大容量、承压的球形储存容器,广泛应用于石油、化工、冶金等部门,它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器,也可作为压缩气体（空气、氧气、氮气、氢气、城市煤气）的储罐。由于球形储罐操作压力相对较高、介质危险系数较大,同时担负着生产介质缓冲的重要作用,所以其安全性就显得尤为重要。本文以本钢燃气厂氢气、氮气球形储罐为例,就全国各冶金、化工企业球形储罐经常出现的各类缺陷,及缺陷的预防和处理、定期检验等方面存在的共性问题进行探讨,旨在提高在用球形储罐的安全性。     

球形储罐定期检验研究

1 检验前的准备工作 1)资料审查.资料审查包括球罐设计、制造资料的审查;现场组装资料的审查;运行周期内的年度检查报告的审查;历次全面检验报告的审查;以及运行记录的审查等.2)清洗置换.对于盛装易燃、助燃、毒性或者窒息性介质的球罐,必须进行置换、中和、清毒、清洗.取样分析,分析结果必须达到有关规范、标准的规定.3)安全防护.     

卧罐爆炸初始和二次碎片的特征及对立罐前壁和球罐支柱的危害性

卧罐爆炸产生的碎片具有很强的破坏性,可能导致相邻储罐的破坏,进而引发多米诺效应。因此,研究储罐爆炸产生的初始及二次碎片是非常重要的。将碎片分为爆炸罐体自身和储罐附件在内的初始碎片以及爆炸荷载作用下周边设施破碎所形成的二次碎片,针对初始及二次碎片的数量、质量以及抛射速度建立概率分布模型,利用LS-DYNA软件对初始与二次碎片在不同速度下撞击立罐前壁的过程进行数值模拟研究,最后模拟分析爆炸碎片撞击不同尺寸球罐支柱的过程。结果表明:卧罐爆炸初始碎片数量在统计区间[1,15]内均服从离散指数分布,当碎片的撞击速度较低时,带有长、宽、高的立方体合金钢材料小型罐体碎片的破坏性最大。而当碎片的撞击速度较高时,球体附件碎片贯穿罐壁后罐壁的内能最高,应力分布最广。在本模拟实验中,不同尺寸球罐支柱在小型爆炸碎片撞击作用下均未发生失稳坍塌现象。     

用喷嘴内部燃烧法对球形储罐进行焊后整体热处理

本文采用喷嘴内燃法进行球形储罐(以下简称球罐)焊后整体热处理,以降低焊接残余应力,改善焊接接头的力学性能,消除氢的影响,提高球罐工作的安全性。文中介绍了热处理设备系统、温度测量与热处理工艺,并对所测的数据进行了分析。     

液化石油气储罐全面检验和缺陷处理

通过对1台100m3液化石油气储罐全面检验中发现的缺陷进行了原因分析并提出处理方法,结果表明,该液化石油气储罐在检验周期内运行是安全的。所做的检验工作,对液化石油气储罐的安全运行起着重要作用,同时为以后进行其他类型储罐的检验及缺陷处理提供参考。     

风载荷作用下球形储罐的流固耦合分析

以某石化企业的丙烷球形储罐为研究对象，在ANSYS Workbench平台上充分考虑球罐的几何完整性和风载荷分布不均匀性，进行流固耦合计算分析。具体方法是先对球形储罐的外部空气流场进行三维数值模拟得到绕流流场分布，然后将流场计算结果加载到球形储罐外表面，进行结构静力学分析。结果表明：风在球形储罐附近发生绕流时，流速先增大后减小，并在球壳和支柱背风面形成漩涡，流动分离的位置随风速增大向后推迟；风流在球形储罐迎风面形成正压区，在非迎风面形成负压区，球壳迎风面风压呈同心圆环形对称分布，由中心向边缘风压逐渐减小；球形储罐在风载荷作用下的应力较设计工况下的显著增大，经应力线性化分析和强度校核，该球形储罐满足标准要求。     

基于SolidWorks与Workbench的纤维过滤器壁厚优化设计

为满足煤矿设备轻量化要求,改善设备应力分布状况,对一些关键的机械设备进行优化设计。本文以矿用净水站纤维过滤器为研究对象,采用SolidWorks进行参数化建模,在力学计算模块Workbench中计算纤维过滤器在静载作用下的最大应力值,利用Screening筛选优化法对过滤器球罐的外壁厚进行优化设计。仿真研究结果表明:在承载压力相同的条件下,纤维过滤器下部圆筒壁厚从12 mm优化至11.2 mm,壁厚降低了6.67%;上部球形储罐内径从550 mm优化成555.77 mm,壁厚减薄了5.77 mm,过滤器球罐总质量从优化前的553.15 kg降至392.79 kg,减少了约29%,结构轻量化优化效果明显。     

原油储罐温室气体排放核算方法研究

原油储罐是油气生产上游环节中不可忽略的温室气体逸散排放源。为探究原油储罐温室气体排放情况,对储罐温室气体排放过程进行分析,建立基于气体状态方程、连续性方程和绝热条件下的能量方程的储罐小呼吸温室气体排放核算模型,修正Vasquez-Beggs(VB)闪蒸排放模型,得到一次、二次沉降罐和净化罐温室气体排放核算方法,并与实测数据、API经验公式计算值进行对比。结果表明:储罐温室气体排放的理论计算与实际情况吻合较好,所修正的VB模型与小呼吸损耗模型可准确地评估原油储罐温室气体的排放量;储罐小呼吸损耗与闪蒸损失相比不能忽略,验证了模型的准确性。     

球罐焊接过程中冷裂纹的产生及控制措施

本文分析了球罐焊接冷裂纹产生的原因,提出了在球罐施工中防止冷裂纹产生的具体措施,经现场施工验证,该措施较好的解决了问题,保证了球罐的安装质量。     

球罐焊接过程中冷裂纹的产生及控制措施

本文分析了球罐焊接冷裂纹产生的原因,提出了在球罐施工中防止冷裂纹产生的具体措施,经现场施工验证,该措施较好的解决了问题,保证了球罐的安装质量。     

裂纹缺陷对液化气球罐强度的影响

在役的液化石油气球罐缺陷以裂纹为主,且内表面裂纹占很大比重。运用有限元软件,分析了球罐内表面横向裂纹和纵向裂纹对球罐强度的影响。结果表明,在其他条件相同情况下,同一位置的横向裂纹比纵向裂纹对球罐的危害性大。横向裂纹深度越深,危险性越大;长度越长,危害性反而越小。研究结果对在役带裂纹缺陷的液化石油气球罐的安全使用和评定具有实际意义。     

氧气球形储罐定期检验工艺探讨

球形储罐是储存各种气体和液化气体的常用压力容器之一,在石油、化工、冶金和城市燃气供应等方面得到广泛使用.本文陈述了球形储罐定期检验要求,并以氧气球形储罐为例,陈述了在用球形储罐全面检验工艺,及检验过程中采用的各种无损检测方法,包括射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测等技术.     

马瑞原油储存过程水滴沉降规律

在原油储存过程中,含水率通常会随时间和空间变化。明确不同含水率下油水的沉降规律,对于原油含水率变化趋势的分析与国内外检测数据分析有重要的意义。本文采集马瑞原油储罐内不同高度原油样品,利用400倍显微镜拍摄照片,拍摄照片的像素为683×512,得知越靠近储罐底部,水滴粒径小、数量越多且分布均匀,原油中水滴粒径集中在0-3μm,其粒径分布规律符合Rosin-Rammler分布。并基于电容法设计并制作了一个串状环形圆筒电容器,为减少环境的误差,设计了恒温水浴装置展开含水原油的沉降实验。从实验的角度结合现场原油储罐沉降规律可知,含水率越高,沉降速度越快,且该装置不仅可以测量储罐中含水率的瞬时值,监测储罐中含水率变化,还可以反映出水层的高度范围,且不受介质的影响。     

液化石油气球罐裂纹的成因分析

针对液化石油气球罐开罐检验中存在的大量裂纹,通过分析应力腐蚀和氢致裂纹的产生机理查找球罐裂纹产生的原因,提出采用整体热处理方法来达到消氢和降低残余应力的目的,提高和改善球罐的内在体质,并摸索出一套修复和防止液化石油气球罐产生裂纹的较为系统方法.     

液化烃储罐消防设计探讨

液化烃储罐的火灾危险性大，其消防设施是以消防冷却水系统为主，辅以消防水炮、干粉灭火器等设施加以保护。结合我国某厂新建2个400m3LPG球罐工程实例，介绍了其消防冷却水的设计方法。     

浮顶储罐在地震荷载作用下数值模拟分析

摘要：为了研究浮顶对储罐结构在动力荷载作用下地震响应的影响,选取2000方原油储罐为研究对象,分别建立无浮顶储罐及浮顶储罐的有限元分析模型,进行Ⅲ类场地单向地震激励作用下储罐结构的有限元数值模拟计算,对其在地震荷载作用下的基底剪力、倾覆力矩、晃动波高进行详细的对比。结果表明浮顶的存在对储罐的基底剪力和倾覆力矩产生影响甚微;对晃动波高有一定的抑制作用,2000方储罐波高降低率为41%。     

首钢200m~3氮气球型储罐水压后裂纹起因

通过现场对球罐下极环上水压后出现的裂纹分布、走向及金相组织形貌的观察和相应的位置硬度的实测结果,分析确认裂纹为焊接冷裂纹·产生的原因:①由于焊接质量欠佳致使熔合线处含有断续的夹渣;②焊接工艺不当,预热和后热温度不足;③由于分带组装且下极环为最后一道焊缝故造成处此组装应力过大易导致裂纹的产生·     

爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐易损性研究

开展爆炸冲击波与碎片耦合作用下储罐易损性研究有助于提升化工园区的安全水平。基于能量密度与最大塑性应变准则,综合考虑爆炸冲击波和爆炸碎片的作用顺序及强冲击荷载作用下钢材的应变率效应,建立爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐破坏失效的极限状态方程。通过有限元模拟对比分析储罐理论临界破裂速度与数值模拟结果,验证了方程的合理性。对5 000 m³立式拱顶储罐易损性结果分析可知：材料应变率效应可削弱爆炸冲击波与碎片耦合作用对化工储罐造成的破坏,降低储罐易损性;爆炸冲击波、碎片的作用顺序会显著影响储罐的失效概率,且碎片先于冲击波作用时储罐易损性更高;由单一变量分析可知,耦合作用下储罐的易损性与爆源强度、碎片撞击载荷均呈正相关,但与碎片撞击角呈负相关。研究结果对预防由爆炸冲击波与碎片耦合作用导致的多米诺效应事故发生及制定事故防控策略具有指导意义。