低溫儲(chǔ)罐研究進(jìn)展

由于低溫儲(chǔ)罐在生產(chǎn)中具有重要作用，而且在各個(gè)中的需求不斷增加，的專家和學(xué)者在許多方面對(duì)低溫儲(chǔ)罐做了大量的。
　　對(duì)于大型低溫儲(chǔ)罐的，主要包括儲(chǔ)罐的應(yīng)力分析，地基的選用，選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加工制造和檢測(cè)技術(shù)等。
　　沈建民，竺國(guó)榮，陳松生，陳志平對(duì)8萬(wàn)m³低溫丙烯、乙烯儲(chǔ)罐進(jìn)行了有限元應(yīng)力分析，獲得了此類大型儲(chǔ)罐壁板、底板的應(yīng)力分布曲線，為以后的設(shè)計(jì)和檢測(cè)提供了力學(xué)依據(jù)。
　　盛選禹，張宏志采用ABAQUS有限元軟件對(duì)15萬(wàn)m³雙盤式浮頂原油儲(chǔ)罐的應(yīng)力進(jìn)行了分析，計(jì)算出儲(chǔ)罐的應(yīng)力分布，發(fā)現(xiàn)，除   上層和   下層外，儲(chǔ)罐罐壁的應(yīng)力分布均勻，并保持在一個(gè)較高的水平，儲(chǔ)罐壁板   大應(yīng)力位置在下面的   層罐壁上，儲(chǔ)罐底板應(yīng)力比較低，但是邊緣底板與壁板焊接部位的內(nèi)側(cè)應(yīng)力很高。
　　UweHornung，HelmutSaal采用實(shí)驗(yàn)的方法，了4種不同結(jié)構(gòu)的大型儲(chǔ)罐的穩(wěn)定性問(wèn)題，儲(chǔ)罐為真空罐，直徑從10m到70m不等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)所得的屈曲載荷要比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的大很多。他們還運(yùn)用有限元數(shù)值模擬的方法，了具有不同初始缺陷的儲(chǔ)罐的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，只有建立完整的儲(chǔ)罐有限元模型而非局部模型時(shí)，數(shù)值模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
　　近年來(lái)，設(shè)備的能越來(lái)越受到人們的重視，周利劍，張?jiān)品鍛?yīng)用變分原理建立了立式儲(chǔ)罐有限元計(jì)算模型和計(jì)算方法，詳細(xì)推導(dǎo)了儲(chǔ)罐及地基的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，并應(yīng)用已建立的模型計(jì)算了兩種特例：2000m³和20000m³儲(chǔ)罐的地震響應(yīng)，為儲(chǔ)罐內(nèi)力分析及地震反應(yīng)分析奠定了基礎(chǔ)。
　　F.H.Hamdan通過(guò)有限元和實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)儲(chǔ)罐在地震載荷下的響應(yīng)進(jìn)行了分析，分析內(nèi)容包括：儲(chǔ)罐的晃動(dòng)，儲(chǔ)罐地基處的基礎(chǔ)剪力和傾覆力矩，以及儲(chǔ)罐的屈曲強(qiáng)度等，從而對(duì)目前使用的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估，并提出需要改進(jìn)的地方。
　　AmrM.I.Sweedan了上端為圓錐，下端為圓柱的組合儲(chǔ)罐在承受垂直地震力時(shí)的響應(yīng)，了裝滿水的組合儲(chǔ)罐的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)，對(duì)于這種組合儲(chǔ)罐而言，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，考慮地震力的影響是   的。
　　由于低溫儲(chǔ)罐盛裝低溫液化氣體，對(duì)于儲(chǔ)罐保溫以及熱應(yīng)力分析也是低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的重要問(wèn)題。王榮順，林鶴雄，吳劍林，顧安忠采用有限元法對(duì)低溫儲(chǔ)罐內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了傳熱分析，了相應(yīng)的溫度場(chǎng)和熱流分布，計(jì)算出通過(guò)內(nèi)支撐的總漏熱量，并對(duì)影響漏熱量的幾個(gè)主要因素進(jìn)行了分析。
　　EdmundS.Melerski采用數(shù)值模擬的方法了大型低溫儲(chǔ)罐是如何受環(huán)境影響的，即儲(chǔ)罐的熱脹冷縮。分析分為兩個(gè)部分，   先分別罐壁和罐底，計(jì)算出剪力和彎矩，做出其沿著壁面和底板的分布圖，然后將罐壁和罐底之間的相互作用進(jìn)行結(jié)合，   終結(jié)果。
　　Q.-S.Chen，J.Wegrzyn，V.Prasad液化   氣低溫儲(chǔ)罐的溫度和壓力的變化進(jìn)行了分析和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)的支撐結(jié)構(gòu)能夠的減小熱泄漏率，他們還在通過(guò)在   氣站的具體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，   氣儲(chǔ)罐壓力的變化與預(yù)估的一致，每天裝載的車輛越多，   氣的耗損越少。
　　地基的選用在大型儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和使用中占據(jù)重要的地位。馬玉紅，鄒君按照彈性地基梁假設(shè)，對(duì)大型低溫儲(chǔ)罐的底板與   底層罐壁板連接處的應(yīng)力進(jìn)行有限元分析，了   和直觀的結(jié)果，為合理設(shè)計(jì)地基，大型儲(chǔ)罐的   使用提供了重要依據(jù)。
　　周利劍，張峰從國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)立式金屬儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)和成果出發(fā)，對(duì)立式金屬儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的形式進(jìn)行了總結(jié)和提煉，并介紹了該類基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法和要點(diǎn)，提出了針對(duì)不同容積和形式的儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)選擇的建議。
　　針對(duì)不同大型低溫儲(chǔ)罐，許多人員提出了有關(guān)材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造加工的觀點(diǎn)和看法。中國(guó)五環(huán)化學(xué)工程公司的趙琦對(duì)低溫常壓儲(chǔ)罐和常溫壓力儲(chǔ)罐進(jìn)行了比較，從設(shè)計(jì)選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和儲(chǔ)罐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等方面對(duì)低溫常壓儲(chǔ)存設(shè)備設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
　　張國(guó)賓，劉紅兵以雙壁吊頂?shù)蜏貎?chǔ)罐為例，歸納總結(jié)了低溫儲(chǔ)罐材料的選用，施工步驟和技術(shù)要點(diǎn)。
　　張曉東，李積杰了當(dāng)前單容型LNG低溫儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和理論，對(duì)LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)尺寸、內(nèi)罐、外罐和儀表閥門的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述。
　　邢獻(xiàn)軍，楊必應(yīng)，周曉清，吳燕生對(duì)大型低溫常壓液化石油氣儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)、焊接要求、罐體檢驗(yàn)、充水試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和介紹。
　　冷輝了雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫儲(chǔ)罐的安裝工藝，比較了正裝法和倒裝法的工藝優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)工程實(shí)例分析了施工成本，發(fā)現(xiàn)對(duì)于容積較小的雙層金屬結(jié)構(gòu)低溫儲(chǔ)罐而言，倒裝施工工藝優(yōu)于正裝工藝，并針對(duì)倒裝施工工藝的施工難點(diǎn)提出了解決方案。
　　魏運(yùn)均，朱萬(wàn)旭，田德勝總結(jié)了大型低溫液化   氣儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)要求，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的錨固方法及其錨固技術(shù)進(jìn)行了。表明化學(xué)植筋技術(shù)在預(yù)應(yīng)力混凝土低溫儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，不僅使錨固技術(shù)進(jìn)一步鞏固和完善，也使大型低溫液化氣儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)   大空間的發(fā)展。
　　在國(guó)內(nèi)尚無(wú)立式低溫儲(chǔ)罐相關(guān)的施工規(guī)范和依據(jù)的情況下，蔣少青，韓長(zhǎng)根從工程施工的角度提出了立式圓筒型低溫儲(chǔ)罐拔起試驗(yàn)的施工工藝，確立了試驗(yàn)方案和步驟。
　　無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在低溫壓力容器的制造和使用過(guò)程中，對(duì)其質(zhì)量和   運(yùn)行扮演著   重要的角色。沈功田，張萬(wàn)嶺，王勇對(duì)目前采用的低溫壓力容器的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了，并進(jìn)行總結(jié)，對(duì)原材料(鋼板)以超聲波檢測(cè)為主；在制造過(guò)程中，容器殼體的對(duì)接焊縫以射線或超聲檢測(cè)為主，角焊縫以表面檢測(cè)為主；對(duì)于使用過(guò)程的定期檢驗(yàn)，低溫壓力容器以目視檢測(cè)、測(cè)厚、表面檢測(cè)和超聲檢測(cè)為主；深冷壓力容器只能進(jìn)行目視檢測(cè)和真空度測(cè)試。
　　目前對(duì)于中小型低溫儲(chǔ)罐的主要為內(nèi)罐體和外罐體之間連接結(jié)構(gòu)的計(jì)算和分析。
　　魏冬雪，錢才富采用有限元方法，對(duì)低溫儲(chǔ)罐中采用的三種不同結(jié)構(gòu)形式的拉筋(即扭轉(zhuǎn)縱向拉筋、平直縱向拉筋和平直橫向拉筋)進(jìn)行應(yīng)力分析，并對(duì)其在壓力、風(fēng)載荷、地震載荷作用下的強(qiáng)度進(jìn)行校核和比較。發(fā)現(xiàn)，由于利用了應(yīng)變性質(zhì)，扭轉(zhuǎn)縱向拉筋比平直縱向拉筋和平直橫向拉筋的承載能力   大。
　　余勤，李業(yè)勤提出了立式低溫液體儲(chǔ)罐的耳座的設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，發(fā)現(xiàn)，耳座雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其承載能力大，會(huì)引起連接處筒體較大的局部載荷，為避免因局部載荷過(guò)大引起的筒體變形，可采取以下幾項(xiàng)措施：<I)在耳座與筒體外壁之間增加墊板；(2)增加連接處筒體壁厚；(3)在連接處筒體內(nèi)壁加焊加強(qiáng)圈；(4)將下耳座底板連成一體組成圈座。
　　施顯，李業(yè)勤以采用3根吊帶的低溫儲(chǔ)罐為例，考慮重力載荷和熱載荷，以及管道的影響，對(duì)吊帶的受力進(jìn)行了理論計(jì)算，提出了立式低溫液體儲(chǔ)罐吊帶設(shè)計(jì)新方法。
　　綜上所述，近年來(lái)，低溫儲(chǔ)罐的在地發(fā)展，大型低溫儲(chǔ)罐的已經(jīng)相當(dāng)成熟，范圍在不斷的擴(kuò)大，內(nèi)容也在逐漸完善，但是相對(duì)于大型低溫儲(chǔ)罐而言，中小型低溫儲(chǔ)罐的還存在著嚴(yán)重的不足，僅僅局限在內(nèi)外罐體的連接上，然而目前隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)中小型低溫儲(chǔ)罐的需求在不斷增加，這就對(duì)中小型儲(chǔ)罐的提出了   高的要求，如何確定合理的結(jié)構(gòu)，正確的進(jìn)行力學(xué)分析，強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核等，將成為中小型低溫儲(chǔ)罐的主要內(nèi)容。