本次修订参照美国标准《焊接石油储罐》API 650—2007第11版(附件1、附件2、附件3)对油罐设计压力范围进行了调整。
目前,国际上常用的几个国家油罐规范规定设计压力如表1所示。
表1 几个国家油罐规范规定的设计压力
根据我国油罐建设使用情况,为使规范能够涵盖各行业油罐建设的需求,对油罐设计压力修订如下:
对于固定顶常压油罐,正压产生的举升力不应超过罐顶板及其所支撑附件的总重,负压不应大于0.25kPa。
对于微内压油罐,最大设计正压值提高到18kPa,最大设计负压提高到6.9kPa。
3.0.1 固定顶常压油罐的设计负压不应大于0.25kPa,正压产生的举升力不应超过罐顶板及其所支撑附件的总重量;当符合本规范附录A的规定时,最大设计压力可提高到18kPa;当符合本规范附录B的规定时,最大设计负压可提高到6.9kPa。浮顶油罐的设计压力应取常压。
3.0.2 油罐的设计温度取值应符合下列规定:
1 油罐的设计温度取值不应低于油罐在正常操作状态时罐壁板及受力元件可能达到的最高金属温度,不应高于油罐在正常操作状态时罐壁板及受力元件可能出现的最低金属温度。
2 油罐的最高设计温度不应高于90℃。当符合本规范附录C的规定时,固定顶油罐的最高设计温度可提高到250℃。
3 对于既无加热又无保温的油罐,油罐的最低设计温度应取建罐地区的最低日平均温度加13℃。
本条对油罐的最低设计温度作了规定。
本规范规定油罐储存非人工致冷介质,通常又露天放置,在无保温和无加热的情况下,使用温度受环境温度影响。在寒冷季节里,罐体的金属温度通常介于环境温度与油品温度之间,而不会低于最低日平均温度。美国标准《焊接石油储罐》API 650和日本标准《钢制焊接油罐结构》JIS B 8501取最低日平均温度加8℃为油罐最低设计温度,欧洲规范《在室温和高于室温下液体储存用现场建造的立式、圆柱形、平底、地上用焊接钢罐的设计和制造规范》BS EN 14015规定,当最低日平均温度大于或等于10℃时,最低设计温度为最低日平均温度加10℃,当最低日平均温度大于或等于-25℃而小于-10℃时,最低设计温度为最低日平均温度加5℃,当最低日平均温度小于-25℃时,最低设计温度即为最低日平均温度。本规范维持原规范的规定,取最低日平均温度加13℃作为最低设计温度。几个国家油罐规范规定的最低设计温度见表2。主要考虑因素如下:
(1)这一规定在国内已有多年的使用经验,证明是安全的,适当的。
(2)如果将最低设计温度降低,譬如定为最低日平均温度加10℃,对于许多地区可能就需要使用低温钢板,势必引起建罐费用的增加;而国内多年使用经验证明,这样的规定是安全的,也是经济的。当然这样规定,少数地区最低设计温度仍然会在-20℃以下,如西北和东北的某些地区,如要再降低最低设计温度界限,缺乏依据。但在这些地区建无加热无保温的大型油罐的可能性较小。
确定最低日平均温度,应取建罐地区尽可能长时间里的气温记录。当建罐地区无记录时,可向距建罐地区最近的气象台站查询。当附近气象台站无此记录或资料不全时,可参考表3。
表2 几个国家油罐规范规定的最低设计温度
表3 国内最低日平均温度低于-20℃的气象台站及数据摘要
续表3
续表3
3.0.3 在抗震设防烈度为6度及以上地区建罐时 , 必须进行抗震设计 。
本条为强制性条文,必须严格执行。要求处于抗震设防地区的油罐必须进行抗震设计。
3.0.4 抗震设计应符合本规范附录D的规定。
3.0.5 油罐的罐底板应放置于连续均匀的基础上,油罐对地基和基础的基本要求应符合本规范附录E的规定。
3.0.6 油罐的设计条件应包括下列内容:
1 设计荷载:
1 )本规范附录F规定的荷载;
2 )由附属设备和连接管道所引起的附加荷载。
2 存储介质的成分及物性。
3 介质的存储温度。
4 气象及工程地质资料。
5 油罐的类型、直径、高度和容量:
1 )最大储存容量为储存介质液面达到设计液位(图3.0.6)时的容量;
2 )有效操作容量为正常操作液位与最低操作液位之间的容量(图3.0.6)。
图3.0.6 油罐容量与液位
V max —最大储存容量;V 1 —正常操作残留容量;V 2 —有效操作容量;V 3 —预留保护容量;h 0 —罐底板上表面;h 1 —最低操作液位;h 2 —正常操作液位;h 3 —设计液位;h 4 —罐壁顶部
本次修订对设计荷载按设计工况进行了组合,并编制了本规范附录F。
为便于相关专业与油罐设计人员更准确地理解油罐几个容量的概念,增加了油罐容量与液位的内容。
3.0.7 厚度附加量应按下式计算:
式中:C——厚度附加量(mm);
C 1 ——钢材厚度负偏差(mm),按钢材标准或订货要求确定;
C 2 ——腐蚀裕量(mm),根据使用环境、介质腐蚀特性、防护措施等因素确定。