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非柔性连接石化储罐配管温差应力分析与对策*

2018-04-13陈国华赵一新黄孔星

中国安全生产科学技术 2018年3期
关键词:有限元

陈国华,赵一新,黄孔星,胡 昆

(华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510641)

0 引言

近年来,我国危化品管道和罐区多次发生泄漏、火灾或爆炸事故[1],一旦发生火灾爆炸,石化储罐区的大规模集中储存方式非常容易引起多米诺效应,给罐区、企业乃至周边区域带来的个人及社会风险成倍增加[2-3]。为防止储罐配管系统失效引发事故,国内外学者[4-5]对储罐配管系统柔性进行了研究,《石油化工储运系统罐区设计规范》也不断对储罐与配管的连接方式提出更高的要求。《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T 3007-1999)中提出,“罐前支管道与主管道宜采用挠性或弹性连接”;《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T 3007-2007)中提出,“储罐的主要进出口管道,宜采用挠性或弹性连接方式”;《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T 3007-2014)要求,“储罐主要进出口管道,应采用柔性连接方式,并应满足地基沉降和抗震要求”。柔性连接可使配管通过自身变形降低温差导致的热位移变化,避免温差、地震及不均匀沉降对配管接口造成损坏,非柔性连接储罐配管会因热位移受到限制产生破漏事故,研究依照旧规范设计的非柔性连接储罐配管是否符合《石油化工储运系统罐区设计规范》(SH/T 3007-2014)的要求是非常有必要的。此外,作为储罐配管系统的重要组成部分,配管的温差应力分析同等重要,据2014年美国管道和危险材料安全管理局事故统计[6],温差作用引发的管道自然破坏事故数量占总事故数量的3.40%。……

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