对立式圆筒形储罐标准GB 50341—2014中某些问题的探讨
2021-07-21丁天才
李 冰,丁天才
(中石化宁波工程有限公司设备室,浙江 宁波 315103)
1 自支撑式罐顶顶与壁的弱连接问题
GB 50341—2014(以下简称标准)中关于罐顶与罐壁弱连接结构的要求之一“连接处的罐顶坡度不应大于1/6”[标准中第7.1.6条1款1)项]对于罐顶为自支撑式结构的储罐几乎是不可能达到的,理由如下(所有符号说明见文末)。
1.1 对于锥顶
对于自支撑式锥顶:1/6(tan9.5°)≤tanθ≤3/4(tan37°)(7.3.1条);
对于柱支撑式锥顶:tanθ≥1/16(tan 3.5°)(7.4.1条)。
上述条件说明,只有θ=9.5°的自支撑锥顶罐(无实际意义)以及3.5°≤θ≤9.5°的柱支撑锥顶罐才能满足弱顶连接规定中关于罐顶坡度的要求。
1.2 对于拱顶
一般取Rs=(0.8~1.2)D,则



=24.6°~38.7°≫9.5 °[即arc tan(1/6)]
上述推论说明,拱顶罐的罐顶结构根本无法达到弱顶连接规定中关于罐顶坡度的要求。
既然自支撑式拱顶结构罐顶与罐壁的连接不可能为弱顶结构,则说明标准第7.1.6条关于弱连接结构的要求有局限性。该条规定实际上仅适用于θ≤9.5°的柱支撑锥顶罐,建议标准中加以说明。
2 抗压(拉)环总面积A的问题
2.1 计算公式[标准中式(7.1.6)]关于罐体材料的适用性讨论
暂且将由罐壁及罐壁、罐顶结构件组成的无顶板部件称为网架顶钟罩。该钟罩在罐顶与罐壁连接部位的重力传递情况以及抗压(拉)环受力分析见图1。

图1 承受外压时顶壁连接处力的传递与抗压(拉)环受力分析
抗压(拉)环所受的拉力

故抗压(拉)环面积
1) 对于Q235B(Q235C),取σs=225 MPa作为抗压(拉)环破坏时的屈服强度,则
如需保证网架顶钟罩在被提起的瞬间抗压(拉)环首先被破坏,则应满足

2) 对于其他牌号材料,应满足

(1)
如果直接采用标准中的计算公式确定抗压(拉)环的总面积,对于除Q235系列外的其他碳钢、低合金钢储罐,因A的最大值较真实控制值大,不能确保抗拉(压)环首先破坏,罐体将存在安全隐患;……
