拱顶储罐罐顶的稳定性验算

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【摘要】本文选取2012年大庆华科股份有限公司双环戊二烯成品储罐为实例，对其现加肋拱顶是否稳定进行验算。另通过计算说明本储罐拱顶是否必须需要加肋。

【关键词】常压储罐；加肋拱顶；稳定性

罐顶是储罐的重要组成构件。拱顶是立式圆筒形固定顶储罐中使用最为广泛的一种罐顶形式，是一种接近于球形形状的一部分，具有结构简单、刚性好、能承受较高的剩余压力和钢材消耗量少等优点。

球面拱顶是由薄钢板组成的壳体，在外力作用下可能发生屈曲变形。例如：当储罐呼吸阀失灵，或试水（放水）时进气阀未打开，或放液速度过快时，会造成罐内真空过大而使罐顶局部失稳。对企业的生产安全造成威胁。

加肋拱顶，通常是选择厚度较小而宽度较大的扁钢作为肋条，以通过增加折算厚度来改善拱顶的许用外压、提高拱顶的稳定性。

下面我们对加肋和不加肋两种形式的拱顶分别进行的稳定性验算。

查阅储罐图纸等资料得知，罐顶相关数据如下：

1、加肋拱顶的稳定性

1.1设计外压

时拱顶失稳，我们可以采用增加球壳的厚度、加肋或者采用网架结构的方法来提高拱顶的稳定性。

增加球壳厚度提高稳定性，会使拱顶质量增加很多，经济上不合理。网架结构有质量轻、承载能力较大的优点，但对于小于10000m3的较小型储罐来说用钢量减少不多，设计、制造比较困难。加肋拱顶比较经济，设计简单，施工方便。

3、结论

通过计算对比表明，本储罐拱顶不加肋时，拱顶失稳。从节约成本以及设计施工等方面考虑，虽然还有其他办法可以解决失稳问题，但是与加肋拱顶相比，其他办法总有这样或那样的不足，而加肋拱顶到目前为止是一种成本经济，设计简单，施工方便的最优选择。

实践证明，在拱顶制造过程中的初始缺陷对于罐顶失稳的临界压力有很大的影响，在有局部凹凸的部位，往往首先失稳。因此，为提高罐顶的稳定性，在建造储罐时还应该尽量做到减少局部变形。

参考文献

[1]GB50341-2003，《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》[S]

[2]GB150-2011，《钢制压力容器》[S]

[3]徐英，杨一凡，朱萍等.《化工设备设计全书球罐和大型储罐》.北京：化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心，2005.[M]

作者简介

赵庆春，男，2009年毕业于大庆石油学院过程装备与控制工程专业，现就职于大庆华科股份有限公司，助理工程师。