大型LNG储罐外罐环向预应力筋布置优化

大型LNG(液化天然气)储罐的外罐采用预应力混凝土结构,用来负责收集由于偶然原因从內罐中渗漏出的液化天然气。內罐在泄漏状态下内力分布和变形较为复杂。我国LNG事业起步较晚,国内对大型LNG储罐外罐的研究较少,尚不能完全自主设计大型LNG预应力储罐。为打破大型LNG储罐国外技术垄断,实现国内自主设计提供理论依据,以某16万m3LNG储罐为例,应用大型有限元软件ANSYS对內罐泄漏状态下的外罐进行有限元分析。根据內罐泄漏状态下外罐应力和变形规律,逐步优化外罐环向预应力筋配置。最终提出合理的环向预应力筋布置方案。     

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。     

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．     

内罐泄漏条件下LNG储罐预应力混凝土外墙时程分析

针对内罐泄漏条件下圆柱形预应力LNG储罐混凝土外墙,利用ANSYS软件建立储罐外墙有限元模型.在不同地震波作用下,将动液压力解析解与地震荷载同时作用于储罐外墙,进行动力响应分析.结果表明:地震波波形对结构动力反应的影响比较大.预应力筋效应能对储罐外墙起到抵消环向应力的作用.不同预应力构件在同种地震波作用下,同一位置同一时刻的环向应力大小相差为0.01%～3.81%;Taft波产生的环向应力较大.通过比较各构件的受力特性为实际工程配置预应力钢筋率提供理论依据和数值分析.     

大型储罐底板的施工方法

<正>0.引言大型储罐节省钢材、减少占地面积、方便操作管理、减少储罐附件及管线长度。储罐大型化发展是一种必然趋势。罐底是大型储罐的主要组成部件,其安装在油罐基础上。如果基础沉降均匀,罐底中间部分受力很小,但由于受到壁板的影响,底板的边缘部分受力状况却十分复杂,故边缘板的厚度应比中幅板略有增加。再者,大型储罐底板面积大,包含焊缝数量多,焊缝较长,排板方式多样化,如果施工措施不当,很容易引起焊接变形,甚至出现质量事故。下面介绍一下储罐底板的施工方法。1.底板的组装     

大型储罐振冲碎石桩复合地基充水预压过程监测分析

对沿海某大型储罐振冲碎石桩复合地基充水预压过程监测资料进行了分析,探讨了充水预压过程中地基应力分布和变形特征.结果表明:用振冲碎石桩法加固后的储罐软土地基变形协调性良好,罐底最大平面倾斜16 mm,最大非平面倾斜7 mm;环墙基础钢筋内力最大值74 kN,仅为设计值的60%;罐底板桩土应力比在2左右;最大孔隙水压力系数0.27.由此可见,用振冲碎石桩法加固储罐软土地基是成功的,可在类似工程中推广使用.     

立式圆筒形薄壁钢制储罐变形分析及控制

本文主要从立式圆筒形薄壁钢制储罐罐底板及罐壁板焊接形变分析,确定控制薄壁储罐变形措施,确保储罐施工的合规性。     

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。     

基于超声Lamb波技术的储罐底板缺陷检测

 针对储油罐底板长期服役过程中罐底边缘板常发生腐蚀的情况,研发出一种超声Lamb波检测技术,开展了相关实验研究并设计了一套储罐检测自动化装置。对14mm大厚度钢板进行了仿真分析,计算出激发角度曲线,得出其A0模态Lamb波最佳激发角度为70°。设计加工了某2万m³成品油储罐底板1:1实验模型,并使用设计的UT350平板导波检测系统在该模型板上开展了实验,当激励信号频率为490kHz时检测结果最佳。实验结果表明Lamb波A0模态的低频脉冲信号能实现对大型钢板的缺陷检测,具有较好的缺陷识别能力。设计了一套能紧贴储油罐壁自动行走的储罐底板自动化检测装置,该装置可根据储罐边缘板自动调节传感器角度和压紧力,能根据检测效果调节行走速度。实现了对储罐底板缺陷连续、高效、稳定的在线检测过程。研究结果和设计装置实现了对储油罐底板缺陷检测,为储罐安全运行提供了保障。     

大型储罐壁厚计算的探讨分析

1　前言储罐的设计越来越趋向大型化 ,能够合理、科学、安全地设计、制造和使用大型储罐 ,显得越来越重要。本文就大型储罐壁厚的计算 ,从计算方法、操作和充水试验时的许用应力、焊缝系数的选取等几个方面对中国标准ＳＨ3 0 46和美国标准ＡＰＩ65 0进行了分析和比较。2　设计计算方法ＡＰＩ65 0中储罐壁厚计算有两种方法 ,“一英尺”法和变设计点法。“一英尺”法 ,是以高出每圈壁板下端 0 .3ｍ (约为一英尺 )处作为一个固定的设计点进行计算。用“一英尺”法计算壁厚时 ,对直径较大的储罐 ,壁板的实际应力与许用应力相差较大。一般情况下 ,最下两圈壁板的实际应力接近按 2 /3屈服点取的许用应力或略有超过 ,而上面几圈壁板的实际应力均比许用应力小 ,显得有些保守 (最上面几圈壁板的名义厚度不是计算壁厚所确定 ,而是由刚度等因素所决定 ,本文所述不涉及这几圈壁板。以下同 )。变设计点法是以壳体的弹性移动为基础 ,这种方法考虑了罐底板的约束对罐壁受力的影响以及较厚的下层罐壁对较薄的上层罐壁的影响 ,从而使每圈壁板的最大应力点位置上移 ,其核心就是力求找出各层壁板的最大受力点 ,每一圈壁板都采用可变的设计点计算壁厚 ,...     

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。     

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。     

支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析

装满储料时锥底罐主要承受轴向荷载,但当内部没有装料、部分装料或者在施工过程中,风压等横向荷载的作用不能忽视。同时,当遭到地震作用时,锥底罐更容易发生失稳破坏,风压和地震导致的锥底罐破坏事故在实际工程中时有发生。为了研究支柱支撑式锥底罐的稳定性,采用理论分析与数值模拟相结合的方法对锥底罐的抗风稳定性、抗倾覆稳定性、失稳稳定性和抗震稳定性进行了细致分析。结果表明:1在风荷载作用下,锥底罐最大应力出现在支柱与补强板接触部位,发生失稳首先出现在上部罐壁靠近罐顶位置处;2地震载荷作用下高应力区主要出现在锥底板、支柱位置和罐顶位置。因此在锥底罐设计与维护过程中,要重点考虑这些部位的强度和稳定性。     

储罐过渡层硫酸盐还原菌控制及处理标准研究

采油过程中,联合站沉降罐底形成了较厚的过渡层,过渡层主要成分为硫酸盐还原菌(SRB),严重腐蚀管道,形成大量硫化亚铁颗粒,使过渡层具有较强的导电性,严重影响了电脱水器的正常运行和原油的脱水质量。同时,由于过渡层的存在,占据了沉降罐的有效容积,影响了污水的沉降效果。为此在污水处理及地面系统中开展SRB控制和过渡层处理方法研究,进而确定SRB的控制及过渡层的处理标准,最终实现油田回注水质基本达标。     

集输站库原油精密盘库计量系统设计

为实时精确测量原油储罐液位及油水界面高度、计算集输站库原油库存量、达到原油收发计量误差小于0.35%的国家标准,设计了基于磁致伸缩液位计的集输站库原油精密盘库计量系统.系统采用三浮子法测量油水过渡带厚度,根据油水过渡带含水率随厚度的变化计算储油罐原油净油量,克服了常规测量方法由于油水过渡带厚度变化带来的测量误差;同时,为提高油罐盘库的测量精度,对罐内原油密度变化进行了补偿.系统综合误差小于0.2%,满足油田盘库计量精度的要求.     

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。     

多层材料组成储罐类结构温度场简化分析

为研究不同材料组成的多层储罐类结构温度场分布,基于该类结构的几何特征和温度场分布特点,将结构简化为球壳部分、圆筒部分和平板部分的组合,进而给出了简化分析模型。从热传导方程和能量守恒原理出发,应用温度边界条件的转换,得出温度等效边界条件。在研究单层材料温度场的基础上,应用递推方法和层间边界条件的连续性,给出了多层不同材料组成的球壳部分、圆筒部分和平板部分的温度场分布的理论简化解。以某典型工程为例,通过该方法与ABAQUS软件数值模拟结果的比较,验证了其计算精度。