立式鋼制拱頂儲罐瓜皮板預(yù)制方案

1、第 4 2卷 第 1期 2 0 1 3 年 1月石 油 化 工 設(shè) 備 PE TR0一 CHEMI CALEQUI P M E NT Vo 1 ． 4 2No ． 1J a n ． 2 0 1 3文 章 編 號 ：1 0 0 0 — 7 4 6 6 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 9 0 — 0 5立式鋼 制拱頂儲 罐瓜皮板預(yù) 制方 案 王 勇，周思柱 ，袁新梅 ，程文佳 ( 長江大學(xué) 機(jī)械工程 學(xué)院，湖北 荊州 4 3

2、 4 0 2 3 )摘要 ：針 對拱 頂儲罐 瓜 皮板預(yù) 制下 料方 法繁 雜的 問題 ， 分析影 響瓜 皮板 下料 尺寸 因素 ， 總結(jié)計 算公 式并編 制計 算機(jī) 程序 ， 提 出 了一種 較 為簡便 的計 算方 法 。用此 方法計 算 出油庫 、 計量站 常 用拱頂儲 罐 的 瓜 皮 板 尺 寸 ， 可 為石 油 化 工 工 程 設(shè) 計 提 供 便 利 。關(guān) 鍵詞 ：儲罐；拱頂；瓜皮板；計算程序中圖分 類號 ：T Q 0 5 0

3、 ． 2 ；TE9 7 2 ． 1文獻(xiàn)標(biāo) 志碼 ： Bd o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 - 7 4 6 6 ． 2 0 1 3 ． 0 1 ． 0 2 3Pr e f a b r i c a t i o nM e t h o df o rM e l o nPe e lS h a pe dPl a t e so fVe r t i c a lS t e e lDo meS t o

4、r a g eTa n k sWA N GY o n g ， Z H OUS i — z h u ， Y U A NX i nme i ， C HE N GWe n - ji a( S c h o o lo fM e c h a n i c a lEn g i n e e r i n g，Ya n g t z eUn i v e r s i t y， J i n g z h o u4 3 4 0 2 3 ，Ch i n a )Ab s

5、t r a c t ：Th eme t h o d sf o rma k i n gme l o np e e ls h a p e dp l a t e so fv e r t i c a ls t e e ld o mes t o r a g et a n k sa r emi s c e l l a n e o u s ，f o rwh i c hr e a s o nf a c t o r si n f l u e n c i

6、n gt h es i z eo fam e l o np e e ls h a p e dp l a t ewe r ea n a l y z e d，c o mp u t a t i o nf o r m u l a swe r es u m ma r i z e da n dt r a n s f o r me dt oc o mp u t e rp r o g r a ms ，t h e nas i mp l ec o mp u

7、 t i n gme t h o dwa sb r o u g h tf o r wa r d ． Th em e l o np e e ls h a p e dp l a t e so fo r d i n a r ys t o r a g et a n k si ns o m eo i ld e p o t sa n dme t e r i n gs t a t i o n swe r ec a l c u l a t e db y

8、t h i sme t h o d，wh i c hp r o v i d e sc o n v e n i e n c ef o rp e t r o c h e mi c a le n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o n ．Ke ywo r d s ：t a n k；d o mes t o r a g e ；me l o np e e ls h a p e dp l a t e ；c o

9、 mp u t e rp r o g r a m 大 型儲罐 是一 種在 石油化 工行 業(yè) 中常見 的儲存 因 排板 方 法 不 合 理 、 計 算 瓜 皮 板 尺 寸 不 準(zhǔn) 確 所 造 設(shè)備 ， 是 石油 化工 裝 置 和儲 運(yùn) 系 統(tǒng)設(shè) 施 的重 要 組 成 成 的 。在 預(yù) 制 拱 頂 儲 罐 前 ， 應(yīng) 對 瓜 皮 板 進(jìn) 行 計 算 部分 。一 般情 況 下 ， 立 式 鋼 制 拱 頂儲 罐 的拱 頂 是 由以確定 其

10、尺 寸 ， 并 結(jié) 合 現(xiàn) 有 鋼 板 的 長 寬 規(guī) 格 對 罐 若 干塊瓜 皮板 采 用搭 接 接 頭 的 焊接 方 式 組 裝 而成 ，頂 排板 、 繪制 下 料 圖 ， 從 而 保 證 儲 罐 在 滿 足 規(guī) 范 要 設(shè)計 人 員通 常依 照某 種 規(guī) 格 鋼板 ， 在 施 工 圖上 初 步 求 的 同時 ， 在 一 定 程 度 上 減 少 了工 作 量 ， 并 節(jié) 省 了 設(shè)計 出罐頂 的排 板 圖和 瓜 皮 板 尺寸 ，

11、但 是現(xiàn) 場 板 材 材 料 使用 量 。的長寬 規(guī)格往 往 與設(shè) 計 板 材 的 長寬 規(guī) 格 不 同 ， 從 而 要 求重 新對儲 罐拱 頂排 板 。若 按 照 計 劃 預(yù) 制 的 瓜 皮 板 進(jìn) 行 組 裝 拱 頂 ， 經(jīng) 常會 遇 到 兩 種 狀 況 ， 一 是 安 裝 結(jié) 束 時 搭 接 不 嚴(yán) 而 留有 天 窗 ， 二 是 搭 接 過 多 而 浪 費 材 料 。這 都 是 收 稿 日期 ：2 0 1 2 — 0 7 —

12、2 61 瓜皮板尺寸計算考慮 因素 儲 罐體 積 、 直徑 一 般 比 較 大 ( 通 常 體 積 不 小 于 5 0m。 ， 直徑 不 小 于 4m) ， 鋼 材 耗量 較 大 ， 工 作 量 也 比較 大 ， 需 要 從 經(jīng) 濟(jì) 性 和 可 行 性 兩 方 面 進(jìn) 行 綜 合 作者簡介 ：王 勇( 1 9 8 3 一 ) ， 男 ， 河南開封人 ， 助理工程師 ， 在讀碩士 ， 從 事油 田地面工程建設(shè)技術(shù)管理工作 。石 油 化 1

13、 設(shè) 備 2 0 1 3年 第 4 2卷 1 ． 3瓜皮 板 間搭邊 量 儲罐 的拱 頂本 身 是 球體 的一 部分 ， 瓜 皮 板 只 能 是 近似展 開 。展 開之 后 ， AD／ BC 呈 外 凸 的 曲線 ( 圖 2 ) ， 該 曲線 的曲率 半徑是 變化 的 ， 最 小值 也大 于球 面 拱 頂 的曲率 半 徑 ， 遠(yuǎn) 大 于AD ／ B C的長 度 ( 常 用儲 罐 拱 頂 曲率半 徑是AD長 度 的 2 ． 5 ～3 ．

14、 5 倍 ) 。為 了預(yù) 制方 便 ， 在現(xiàn) 實工 作 中可將 ADB C 下 成 直線段 ， 簡 化示 意 圖見 圖 3 ， 這 時 瓜 皮板 中間 的實 際 搭 邊量 總是 比兩端 頭 的搭邊 量要 小 。為保證 中間搭 邊量符 合設(shè) 計要 求 ， 在 排板 計算 時 ， 必 須把 瓜皮板 適 當(dāng)放 大 ( 圖 4 ) 。放 大值 根 據(jù) 罐 體 直 徑 的大 小 而 定 ，建議 增加 罐 體 直 徑 的 2 ‰[。一 般情 況 下

15、 ， 搭 接 量 取 4 0mm 即 可 。對于 容量較 大 的儲罐 ， 為確 保搭 接完好 ， 搭 邊量 增加 至 6 0mm。由于是 直線 段 ， 下 料 劃線 不 用 畫 曲 線 ， 直接 直線測 量 并 劃線 即可 ， 下 料 按 直線 切 割 ， 現(xiàn) 場施 工方 便快 捷 。圖 3 瓜 皮 板 簡 化 圖 圖 4實際下料線 與近似展開線對 比圖2 拱頂瓜 皮板 尺寸計算 在設(shè) 計 1臺 已知容 量 的儲 罐 時 ， 其 拱頂

16、的 曲率 半 徑 尺、 瓜 皮板 兩端 水平 弧對應(yīng) 的 2個截 面半徑 r、r 。 已經(jīng) 確定 ( 圖 1 ) 。在 計算 瓜皮 板 尺 寸 時 ， 這些 作 為 已知 參 數(shù) 。需 要 計算 確定 的瓜 皮 板 尺 寸 有 瓜 皮 板 板 長 L、 2個 弧 長 一 - AB、 C D( 用 z、 z 。表示 ) 以及 2個展 開 半 徑 R、 R。 ( 圖 2 ) 。2 ． 1根據(jù) 現(xiàn)場 鋼板寬 度估 算瓜 皮板 塊數(shù) X 。 。

17、一㈩式 中 ， D 為 儲 罐 罐 體 直 徑 ， B 為現(xiàn) 場 鋼 板 的 厚 度 ， b為瓜 皮 板搭邊 量 ， r n I i 1為瓜皮板 的理 論塊 數(shù) 。瓜 皮板 的實 際數(shù)量 n參 照 3 2 來 選 定 。2 ． 2 瓜皮 板 弧長 Z一 r+ ( 2 )Z ， 一 r ， + ( 3 )式 中 ， r、 r 。為 AB、C D的 截 面 半 徑 ； z、 z為 AB、CD的長度 ；為焊接 相鄰兩 瓜皮 板 的搭邊量

18、， mm。2 ． 3瓜 皮板 展開 長度 L一 ( a一 ： )( 4 ) 3 6 0＼ u l2 ，／式 中 ，。 、 a為球 面半 徑 AO、 DO( 長 度 均 為 R) 與 軸 線 的夾角 ， ( 。 )、 r為 ( )A、。 D， R 為球 面 曲率 半 徑 ， mm。2 ． 4瓜 皮板展 開 半徑 圖 1中 ， 過 A B上 任 一 點 作 一 條 與罐 體 軸 線 相 交 的球 面法線 ， 該 點 和交 點 間 的線 段

19、 ( AO) 就 是 瓜 皮板展 開后 AB的 展 開 半徑 ， 即 R。同樣 的 方 法 得 出C D的展 開半徑 B0， 即 R。Rl — Rt a na 1( 5 )R2 = = = Rt a nO f 2( 6 )3編 制 程 序 依照上述公式 ， 用 Ma t l a b編寫的計算機(jī)程序如下。R=[ 拱 頂 曲率半 徑] ；r一[ 大弧 對應(yīng) 的截 面半 徑] ；r一[ 小 弧對應(yīng) 的截 面半 徑] ；d e t a =[ 焊