考虑腐蚀储罐底圈壁板的时变可靠度分析

准确掌握在役储罐的健康状况可以为储罐维修维护提供决策支持。通过分析储罐底圈壁板强度失效的影响因素,建立底圈罐壁结构抗力的衰减模型;根据灰色理论建立非等间距GM(1,1)的底圈罐壁腐蚀速率预测模型,采用储罐历年的检测数据对底圈壁板的腐蚀速率进行预测,并对预测的精度进行检验;通过对实测数据的统计分析得到底圈壁板腐蚀深度及罐内液体载荷的分布特征,根据可靠性理论建立底圈壁板的时变可靠性模型,并利用广义随机空间内改进的一次二阶矩法求解可靠性指标。结果表明:底圈壁板的腐蚀深度和罐内油、水的高度符合正态分布;预测模型的拟合精度较高;储罐在服役22 a后其失效概率超过10-3,应对底圈罐壁进行适当的维修与维护。     

双盘外浮顶原油储罐组装要点

目前。现场组装大型金属原油储罐,基本上采用内脚手架正装法和水浮正装自动焊法两种方法,在惠州炼油项目原料罐区建设中,8台10×104m^3（Ф80000×21800）双盘外浮原油储罐就是采用内脚手架正装法现场组装,各储罐第一圈壁板到第六圈壁板采用高强度钢板08MnNiVR,罐壁第一圈为带开孔的壁板,采用高强度钢板08MnNiVR-SR,第八圈、第九圈采用国产Q235-B铜板,两者之间第七圈的焊接采用低合金钢板16MnR过渡：罐底弓形边缘板采用高强度钢板08MnNiVR-SR,罐底中幅板、浮顶用铜板采用Q235-B,抗风圈、加强圈及其它附件结构以Q235-B材料为主。     

大型储罐罐壁板焊接变形的分析和控制

通过南三油库储罐建设工程10万立方米浮顶罐的罐壁板纵焊缝和环焊缝焊接角变形对罐壁板垂直度的影响分析和实践控制,对油罐罐壁板焊接角变形控制工艺进行了研究,总结一套较完整的罐壁板焊接角变形控制工艺方法,使储罐的罐壁板垂直度质量得到了有效保证,从而保证了10万立方米浮顶罐的正常投产使用。     

基于弹性分析法的大型储罐罐壁应力计算

运用短圆柱壳挠曲线微分方程,基于变形光滑连续条件,建立用于计算大型储罐罐壁应力的弹性分析法力学模型,推导阶梯厚度壳轴向应力的计算公式,得到详细的计算过程。采用此方法,以容积为15×104m3大型储罐为算例进行验算,并对有限单元法数值计算结果和现场实测数据进行对比。结果表明,该方法能够较精确地计算罐壁应力,可以为罐壁设计与校核提供参考。     

15万m3原油储罐方案优化设计

针对设计提出的3种储罐设计方案和已经实施的一套储罐方案,利用有限元程序进行了分析,这3种方案的总容积相同,但各段环板的高度和厚度有变化;采用大型非线性有限元软件ABAQUS,对4种方案的15万m3双盘式浮顶罐原油储罐的应力进行了分析,计算得出了储罐的应力分布;通过应力分析比较,确定比较合理的设计方案。对于确定的设计方案,使用相关规范进行了应力评价,罐环板能够满足要求。储罐底板应力比较小,边缘底板与侧壁焊接部位的内侧应力很高,应力值超过材料的许用应力,但将应力分类后,应力能够满足相关法规要求。     

大型储罐地震作用下罐壁抗失稳可靠度分析

大型储罐在地震作用下的典型破坏形式是"象足"屈曲破坏,而轴向压应力是"象足"屈曲破坏的主要因素。结合实际工程情况,运用大型通用有限元分析软件Adina对大型储罐在不同地震烈度、储液深度下的罐壁轴向压应力进行地震作用下的数值模拟,并运用可靠性分析的JC法,分析大型储罐不同储液深度、不同地震烈度下的罐壁抗失稳可靠度情况。结果表明:在同一地震烈度下,随着储罐储液深度的增加,储罐罐壁的轴向压应力将随之增大;大型储罐同一地震烈度下储液深度越大,罐壁轴向抗失稳可靠度越低;在实际工程设计中应该首先进行工程场地地震安全性评价,尽可能避开地震带。     

大型LNG储罐在高温状态下外壁温度场及应力分布有限元分析

为了分析LNG储罐在遭受长时间火灾后的应力分布,利用有限元软件ANSYS建立了火灾下储罐的有限元模型首先对储罐进行了热分析,然后将求得的温度作为体载荷加到罐体上进行结构分析,重点分析了结构在高温作用下的内应力和应变的大小与分布．分析结果表明：在着火情况下,经过6h,储罐内部温度升高不多,即耐火极限可以达到6h;罐壁径向变形受高温荷载的影响较大;罐壁沿厚度方向上各点的应力变化趋势相近;罐壁的径向应力相对环向应力和轴向应力来说很小,可以近似认为储罐罐壁处于双轴受力状态．     

大型非锚固原油储罐地基材料选用与应力分布规律研究

建立了大型非锚固原油储罐三维空间非线性有限元模型,采用罐底和地基材料接触单元的方法替代罐底和地基材料弹性杆单元的方法模拟罐底和地基材料的接触力。以一台新建15×104m3储罐为分析对象,分析了储罐采用不同地基材料以及采用不同地基材料不同分布的情况下,壁板、开孔边缘和大角焊缝应力分布规律。为大型原油储罐应力分布最优化,地基材料的排布和选用提供了理论依据。     

能量近似法在深水长桩自由站立分析中的应用

由于欧拉公式的局限,目前深水长桩自由站立分析中考虑桩身重量时是将自由站立桩段简化为统一壁厚(一般取最薄壁厚)来计算的,计算结果偏保守,导致所需桩段壁厚往往较实际要厚。从铁木辛柯弹性稳定理论为基础,采用能量近似法来计算桩自由站立状态轴向许用荷载,实现了对钢桩壁厚的优化,可应用于实际工程。     

基于Gumbel极值分布的大型原油储罐剩余寿命预测

储罐的剩余寿命是预测储罐的未来工作能力,预测储罐未来腐蚀发展趋势和壁厚减薄趋势。预测其在满足剩余强度及其安全性要求前提下储罐的剩余寿命。根据储罐的腐蚀特点,储罐的最大腐蚀坑深服从Gumbel I型最大极值分布。基于最大极值分布和概率统计,推导出储罐剩余寿命计算公式。储罐的剩余寿命由储罐中幅板的剩余寿命决定。分别采用API653和API 650的规定确定罐底板和罐壁板的最小允许厚度。在0.99、0.999和0.999 9的可靠度下储罐A的剩余寿命分别为25年、20年和17年。与国外标准进行对比,国内标准对储罐检修周期的规定相对保守。提出的剩余寿命预测方法对于确定储罐检修周期具有参考价值。     

液力平衡式新型油罐设计与影响因素研究

为了突破油罐大型化发展中因钢板使用厚度带来的限制,国内提出液力平衡式新型油罐的概念。针对这一结构,采用API650标准中的变点法进行罐壁厚度设计计算与探讨。并利用有限元模拟方法进一步分析平衡液高度对油罐的影响,结果可知,平衡液高度对罐壁设计厚度和罐体应力分布有明显影响。得出在钢板使用厚度允许范围内,平衡液高度并不是越高越好,平衡液高度取主罐壁设计液位的一半最为合理。     

考虑地基固结效应的储罐力学性能分析

基于轴对称Biot固结理论,地基土采用Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,对地基基础与储罐共同作用问题进行了非线性固结弹塑性有限元数值分析。计算结果表明,地基中孔隙水压力的消散与储罐底板的内力变形特性的时间效应具有密切的联系,底板的最大环向应力和最大径向应力都发生在边缘板附近,壁板最大环向应力发生在壁板底部,这和抗震计算中的"象足"现象相似,该位置容易发生屈曲破坏。所得结论对于地基基础储罐的设计具有一定的参考价值。     

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。     

渐开线谐波齿轮柔轮最高装配应力分析研究

为探究轮齿对柔轮齿圈装配应力的影响,建立包含实际齿廓的实体单元柔轮齿圈有限元模型(FEM).分析最大周向应力随齿根倒圆半径的变化规律,获得最佳齿根倒圆半径,以降低最大周向应力,并研究齿圈壁厚和齿槽宽度对最大周向应力的影响.引入轮齿应力影响系数以揭示齿圈最大周向应力与光圈应力的关系;考虑轮齿对齿圈弯曲刚度的影响,提出基于内力等效的弯曲刚度增大系数计算方法,并数值计算应力集中系数.得到了弯曲刚度增大系数和应力集中系数随齿圈壁厚及齿槽宽度的变化规律.研究表明:设计规范低估了轮齿对应力集中的影响;随着齿圈厚度的增大,应力偏差由11.2%增大至16.9%,设计规范低估了应力随壁厚的增长率.     

柔性圢温度应力的分析

本文通过常用壁厚70厘米的钢筋混凝土壁板式柔性圢圢身的实测温度变化规律及典型温度场的资料,深入分析了温度场的变化规律,从而概化出计算温度应力的方法。     

直击雷作用下浮顶储罐的电压分布

制作了大型浮顶储罐的等比例模型,研究了储罐模型浮顶在直击雷作用下,使用1根和6根铜编织带时储罐浮顶中心、浮顶边缘、罐壁及罐底各点对地电压分布情况,还使用有限元电场分析软件对储罐罐体以及浮顶上的电压分布进行了计算.结果表明,增加铜带数量可以有效降低浮盘和罐壁间的电位差,从而在一定程度上减少电火花的产生.     

立式储罐橡胶隔震工程应用设计研究

针对立式储罐的工程应用,给出了立式储罐的隔震基础设计的构造及要求,并将储罐作为单质点体系,建立了与规范相对应的储罐抗震设计反应谱法.考虑隔震频率在一定范围内对储罐晃动波高有一定的影响,给出了隔震设计的波高修正系数.考虑反应谱阻尼比与实际阻尼比之间的差异,给出了阻尼修正方法.针对工程中常用的浮顶罐,进行了计算分析,并与文献[1]的结果进行了比较,表明所给出的结果能够满足工程要求.     

大型储罐抗风稳定垂直风压的计算方法

国内大型储罐的设计标准主要是GB 50341和API 650,GB 50341新版本标准内容与前一版本发生了很大的改变,对新版本标准内容逐条解读对今后储罐设计具有重要的意义。该文结合API 650和GB 5009-2012,对垂直风压的取值进行了探讨。推导出了垂直风压对罐壁罐底接合点倾倒力矩的计算方法,为油罐设计提供了重要参考。     

基于有限元模拟技术的加热炉二级盘管评定

利用ANSYS对两种加热炉二级盘管进行了应力分析及评定,判定两种二级盘管壁厚设计是否满足实际要求.理论校核两种二级盘管的壁厚,计算壁厚是否满足设计要求.根据国内外两种不同标准的要求,按照有限元计算,判定两种二级盘管是否满足使用要求.     

卧式埋地储罐稳定性研究

埋地卧式储罐受力条件复杂,其应力和变形较难计算。根据储罐实际受力特点,建立储罐稳定性的有限元计算模型。采用非线性径向力和切向力描述给定埋深储罐的覆土压力,利用ANSYS软件对储罐模型进行屈曲分析。将屈曲特征值作为储罐埋深迭代系数,计算新的储罐埋深,重新进行屈曲分析。结果表明:新储罐失稳临界埋深计算方法可用于对储罐模型进行屈曲分析,多次迭代后屈曲特征值接近1,此时对应的埋深即储罐失稳临界埋深。在储罐结构上设置加强圈可大幅提升埋地储罐的稳定性,为储罐埋深设计提供充足的安全裕量。