储罐设计漫谈-01概述及罐壁设计
重开此帖子的目的主要是为了针对储罐设计，对标准中的一些公式和一些计算软件TANK或者绘图软件做一个详细的解读。通过解读公式，制定合适的计算流程，自己编制计算软件进行计算，达到熟悉储罐设计的目的。
储罐是石油化工常用的一种设备，用来储存原料、物质，它的特点是容积大，压力温度低，很多时候是常压操作。它的压力低，但是设计起来并不容易。
储罐涉及的标准一般如下表所示：
| 规范 | 范围 |
GB 50341-2014 《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》 | 压力：-6.9KPa(附录B)~18KPa(附录A) 温度：<=250°C/最低日平均温度+13 |
GB 50128-2005 《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》 | 储罐制造规范 |
SH 3046-1992 石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范(附条文说明) | 压力：-0.49KPa~6KPa 温度：<=250°C/最低日平均温度+13 不小于-20°C |
| API650 《Welded tanks for oil storage》 | 压力：-6.9KPa（V.1）~18KPa（F.1.3） 温度：<=260°C（M.1.1）/设计金属壁温 （最低日平均温度+8,不适用与低温罐） |
API620 《Design and construction of large, welded, low-pressure storage tanks》 | 压力：~100KPa（1.2.2） 温度：<=121°C（1.2.2） |
储罐的分类一般如下：
储罐的各种容积一般如下图所示：
储罐图示：
1. 罐壁的设计
1）罐壁计算方法
一般的计算方法主要有两种：一英尺法和变节点法。
一英尺法的意思是：在于变厚度的地方，由于下一节厚度对上一节有加强作用，其最大应力不发生在变厚度的地方，而是发生变厚度以上一英尺的地方（300mm）。
储罐是薄壁容器，其周向薄膜应力为：S=PD/2t，P为压力，D为直径，t为罐壁厚度
储罐在一英尺（0.3m）处压力为P=ρg（h-0.3），ρ为密度，g为重力加速度，h为液柱高度
将两式结合，可得
t=ρg（h-0.3）D/2S
=9.8ρ（h-0.3）D/2S
=4.9D（h-0.3）ρ/S，此即罐壁公式的由来。
API650规定：Sd按表5-2取，最高设计温度大于93度的储罐，由于应力随着温度升高而降低，需要按照API650附录M3.2进行修改。
同样的原理可以知道试压时的罐壁厚度：
最终每节按照设计厚度和静水压厚度取大值。
2）GB/T50341和API650一英尺法比较
3）变节点法简介
变节点法是一英尺法的加强版，一英尺法假设最大应力在变厚度以上一英尺处，而变节点法可以精确地计算靠近底部以及不同厚度连接处的最高应力位置。
靠近底板的一段与底板连接处铰接，根据变形协调原理，连接处内压产生的变形等于剪力所产生的变形。经过高度修正，得到API650 5.6.4.4的公式。
变节点法需要不断试算，迭代，最终得到结果，计算而言是比较繁琐，一般得到的结果比一英尺法更薄更经济。
变节点法不适合于可变的腐蚀余量，参考 附录D 650-I-02/02.
由于API650从2007版以后，附录D已经移到官网上，不在正文中所以如果想找附录D中的内容可以使用如下网址：
http://mycommittees.api.org/standards/techinterp/refequip/Shared%20Documents/650ti.pdf
4）结构尺寸
| 内容 | GB/T50341 /50128 | API650 |
| 最小壁板厚度 | 查表6.3.4 直径 厚度 D<15 m 5mm 15≤D<36 m 6mm 36≤D≤60m 8mm 60≤D≤75m 10mm D>75m 12mm 未说明是否含腐蚀余量，可按照API650 | 第5.6.1.1节 直径 厚度 D<15 m 5mm 15≤D<36 m 6mm 36≤D≤60m 8mm D>60m 10mm 注：此最小厚度为建造时罐壁厚度（即最小壁厚包含了腐蚀余量） |
| 包边角钢最小尺寸 | 固定顶：表6.2.2-1，与直径相关 浮顶：表6.2.2-2，与最上圈罐壁厚度相关 | 第5.1.5.9节 D≤11 m L50X50X5 11<D≤18m L50X50X6 D>18m L75X75X10 |
| 罐壁尺寸 | 直径小于25m的储罐，壁板宽度不小于500mm，长度不小于1000.直径大于25m的储罐，壁板宽度不小于1000，长度不小于2000. （50128 3.2.1.7） | 第5.6.1.2节，最小宽度为 1800mm |
5）罐壁快速出图
为了加快罐壁的绘制，VCAD开发了储罐罐壁的绘图程序。
程序可以绘制1:1的图纸和直接出A1详图。由于罐底可能是倾斜的，所以当勾选倾斜选项时，可以填入倾斜的比例。
由于绘制1:1的图纸时，壁厚相对于直径来说太小，为了更直观，可以将厚度按所填倍数放大。
填入所需参数后，点击增加按钮可以增加一节新的罐壁。点击编辑，可以将数据输入到列表之中，点击删除可以删除一节罐壁。
罐壁输入是从下而上，比如件号1代表最底层一节罐壁。罐壁的厚度也是逐步递减的，上部的罐壁厚度不能大于下部的罐壁厚度。
储罐设计漫谈最早发在海川，后来工作比较忙，很久没有更新了，希望重拾一下，为需要做储罐设计的朋友提供一些帮助，也可以和一些朋友一起探讨一下储罐的设计工作。
https://bbs.hcbbs.com/thread-960724-1-1.html
