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油罐基础知识文稿第1页，共38页，编辑于2022年，星期日油罐的类型l油罐储油是目前应用最普遍的一种储油方式.它很少受自然条件和地理位置的制约,储油容量可以根据需要灵活确定.l按照油罐的建筑特点,可分为地上油罐、地下油罐、半地下油罐和山洞罐.l根据油罐的材质,油罐可分为金属油罐和非金属油罐两大类第2页，共38页，编辑于2022年，星期日l l罐底埋深不小于罐壁高度的一半，且油罐的最高油面罐底埋深不小于罐壁高度的一半，且油罐的最高油面高于罐外高于罐外4m4m范围内地面的最低高度不超过范围内地面的最低高度不超过3m3m的油罐称的油罐称为半地下油罐。半地下油罐和地下油罐的顶部常覆盖土层为半地下油罐。半地下油罐和地下油罐的顶部常覆盖土层0.5-1m0.5-1m。l l这两类油罐的优点是：罐内温度受大气温度的影响比这两类油罐的优点是：罐内温度受大气温度的影响比较小，因而油品加热时热损失小；油品蒸发损耗也比较小，因而油品加热时热损失小；油品蒸发损耗也比较小；着火危险性小，不波及其他油罐；而且具有一较小；着火危险性小，不波及其他油罐；而且具有一定的对空隐蔽性。定的对空隐蔽性。第3页，共38页，编辑于2022年，星期日l l缺点是：造价高、施工时间长、操作管理不便，而且泵的缺点是：造价高、施工时间长、操作管理不便，而且泵的吸入条件较差。如果地下水位较高时，油罐还需作特殊处吸入条件较差。如果地下水位较高时，油罐还需作特殊处理。半地下和地下罐采用非金属材料建造为宜，这样不仅理。半地下和地下罐采用非金属材料建造为宜，这样不仅可以充分利用非金属材料的抗压强度高的优点，而且可以可以充分利用非金属材料的抗压强度高的优点，而且可以节省钢材。节省钢材。l l或采用钢材建造需要在附近砖、石或钢筋混凝土护体。或采用钢材建造需要在附近砖、石或钢筋混凝土护体。l l半地下和地下罐广泛用于城市汽车加油站和军用隐半地下和地下罐广泛用于城市汽车加油站和军用隐蔽油库。在油田，为了节省钢材、减少油品蒸发损蔽油库。在油田，为了节省钢材、减少油品蒸发损耗和热损失，也曾建造过不少非金属原油耗和热损失，也曾建造过不少非金属原油(半）地下半）地下储罐储罐第4页，共38页，编辑于2022年，星期日l地上油罐建在地面上,它的优点是投资少、施工快、日常管理和维修比较方便.它的缺点是占地面积大、油品蒸发损耗比较严重、着火危险性大.一般的商业油库、油田和炼油厂的附属油库、工厂企业的附属油库多建造地上油罐.第5页，共38页，编辑于2022年，星期日l金属油罐是用钢板焊成的薄壳容器,具有造价低、不渗漏、施工方便、易于清洗和检修、安装可靠、耐用、适宜储存各类油品等优点。l根据其形状，金属罐又分为立式圆柱形、卧式圆柱型和特殊形状.l立式圆柱形根据顶的结构又分为固定顶油罐和活动顶油罐。第6页，共38页，编辑于2022年，星期日油罐的基本要求l l由于油品是一种特殊物资，其特征是易燃、易爆，因此，由于油品是一种特殊物资，其特征是易燃、易爆，因此，储油罐不仅有储存功能，而且更为重要的是具有安全的特储油罐不仅有储存功能，而且更为重要的是具有安全的特点，因此，对钢油罐的承载能力提出以下五点基本要求：点，因此，对钢油罐的承载能力提出以下五点基本要求：l l1 1 足够的强度足够的强度l l2 2 足够的抵抗断裂的能力足够的抵抗断裂的能力l l3 3 足够的抵抗风（载）荷的能力足够的抵抗风（载）荷的能力l l4 4 足够的抗震能力足够的抗震能力l l5 5 油罐要有足够稳固的基础油罐要有足够稳固的基础第7页，共38页，编辑于2022年，星期日钢油罐l钢油罐是目前应用最广泛的储油容器。早期的钢油罐，壳板之间多采用螺栓链接。这类钢油罐拆迁方便，但是施工麻烦，严密性较差，目前几乎全部被焊接钢油罐所取代，今天以钢油罐作为例子来跟大家一起探索学习第8页，共38页，编辑于2022年，星期日钢油罐的发展趋势l钢油罐的发展趋势大型化l原因：增加油品储备量l油罐大型化的优点：l1、经济、经济节省钢材、节省投资（施工费用）、占地面积小、节省钢材、节省投资（施工费用）、占地面积小、节省配件和罐区管网节省配件和罐区管网l l2 2、方便方便便于操作管理，几台大罐比一群小罐在验尺维修安装管便于操作管理，几台大罐比一群小罐在验尺维修安装管理等方面给方便理等方面给方便第9页，共38页，编辑于2022年，星期日罐大型化遇到的问题l l油罐大型化遇到的问题是危险性增加包括事故的损失油罐大型化遇到的问题是危险性增加包括事故的损失（经济，环保，安全）；技术上易出现问题。（经济，环保，安全）；技术上易出现问题。l l1 1 基础：不均匀下降：难以寻找直径基础：不均匀下降：难以寻找直径100M100M地质完全均匀地质完全均匀的地面的地面l l2 2 罐本身：罐本身：l l施工施工 焊接（现场无法进行退火处理）焊接（现场无法进行退火处理）l l强度强度 强度是通过增加壁厚来提高的而壁厚有强度是通过增加壁厚来提高的而壁厚有l l最高限制最高限制l l稳定性稳定性 风力作用下罐壁的稳定性风力作用下罐壁的稳定性l l抗震抗震 抗震措施的研究抗震措施的研究第10页，共38页，编辑于2022年，星期日讨论l随着工业的发展，越来越追求经济性。减低成本就是提高利润，对于目前部门的现状针对减少浪费有没有建议？第11页，共38页，编辑于2022年，星期日制作钢油罐的板材 l 制作钢油罐的板材，一般采用A3F普通碳素钢（平炉沸腾钢）寒冷地区（周边环境最低温度低于-20度）采用A3普通碳素钢（平炉镇静钢）。对于容量超过1W的大油罐，为降低壁厚，便于施工，下部几圈钢板可采用高强度低合金钢板，例如16MN钢。第12页，共38页，编辑于2022年，星期日l两种钢材是按照脱氧工段不同区分的 普通镇静钢的韧性要高于平炉碳素钢l在管道及储罐设计时 我们不光要注重强度还需要主要韧性是否达标l比如 我国大庆至铁岭输油管线复线穿越嫩江线，冬季在岸上进行气压试验时也曾发生过2KM管道全部脆断。当时大气温度为-3020摄氏度，清晨最低气温接近-30摄氏度，在管材的韧脆转变温度附近。第13页，共38页，编辑于2022年，星期日l现在根据目前使用最广泛的立式圆柱形钢油罐，来跟大家一起学习它的构造第14页，共38页，编辑于2022年，星期日1 油罐基础油罐基础l油罐基础的一般做法是最下层为素土层，往上是灰土层，砂垫层和沥青砂防腐层。l素土层素土层是把开挖好的基槽底面上的素土夯实而成。灰土层灰土层是将石灰和土以3:7的比例掺和后铺平 作用：用以增强罐基地稳定性。第15页，共38页，编辑于2022年，星期日l砂垫层砂垫层含泥量不超过5%的粗砂或中砂铺成中心高周边低的锥形 厚2030CM.砂的毛细管作用小，地下水穿过砂砾层上升的高度不超过15CM，因此砂砾层起防止罐底潮湿并减轻罐底腐蚀的作用。另外，砂颗粒间的粘结力小，具有弹性，当罐有不严重的不均匀的沉陷时，能将罐压力重新均匀分布在地基土壤上，因此可起到限制油罐不均匀沉陷进一步发展的作用。第16页，共38页，编辑于2022年，星期日l沥青沥层沥青沥层一般厚度为8mm.沥青砂是用杂质含量不超过4%的中砂或细砂同沥青加热搅拌均匀而成。沥青常用30乙号石油沥青，每平方米干砂大约加150KG沥青。沥青层起到防止底板腐蚀的作用。沥青层随着砂垫层铺成中心高周边低的圆锥形，锥顶高度取为基础半径的1.5%，以便基础正常沉陷后使罐底趋于水平。这是因为从理论上分析油罐基础的沉陷中心必然比周边大。第17页，共38页，编辑于2022年，星期日l l油罐装油后，基础将发生下沉。随地基土壤孔隙比的不同，油油罐装油后，基础将发生下沉。随地基土壤孔隙比的不同，油罐的沉陷量也不同，严重时下沉量可达到数十厘米，甚至更多。罐的沉陷量也不同，严重时下沉量可达到数十厘米，甚至更多。因此在进行油罐基础设计时，应根据勘探资料计算地基沉陷量，因此在进行油罐基础设计时，应根据勘探资料计算地基沉陷量，并做好油罐于管线的弹性联接，以免油罐下沉时扯断管线。砂并做好油罐于管线的弹性联接，以免油罐下沉时扯断管线。砂质土的沉陷较快，一般在油罐的试水阶段基础沉陷就可达到稳质土的沉陷较快，一般在油罐的试水阶段基础沉陷就可达到稳定。油罐注水试验应持续在定。油罐注水试验应持续在72H72H，要求基础均匀下降，沉降量不应，要求基础均匀下降，沉降量不应超过超过50MM50MM，72H72H后发现基础仍有明显下降，就应延长注水试验时间。后发现基础仍有明显下降，就应延长注水试验时间。考虑到基础沉陷和为了排水的方便，油罐基础必须高出地面至少考虑到基础沉陷和为了排水的方便，油罐基础必须高出地面至少40CM40CM，要求沉陷后仍高出地面，以防在基础处积水。在土，要求沉陷后仍高出地面，以防在基础处积水。在土质较柔弱的地区建罐，设计上允许基础油较大的沉陷时，可质较柔弱的地区建罐，设计上允许基础油较大的沉陷时，可在砂基础外围做钢筋混凝土圈梁，以防基础下沉时罐底四周在砂基础外围做钢筋混凝土圈梁，以防基础下沉时罐底四周的沙砾层被挤出。的沙砾层被挤出。第18页，共38页，编辑于2022年，星期日2 底板底板l l立式圆柱形油罐底部不受力，油品和油罐本身的重立式圆柱形油罐底部不受力，油品和油罐本身的重量均经底板直接作用在基础。底板的外表面与基础量均经底板直接作用在基础。底板的外表面与基础接触，容易受潮，底板的内表面又经常接触油料中接触，容易受潮，底板的内表面又经常接触油料中沉积的水分和杂质，所以底板容易受到腐蚀。再加沉积的水分和杂质，所以底板容易受到腐蚀。再加上底板不易检查和修理，所以尽管它不受力，一般上底板不易检查和修理，所以尽管它不受力，一般采用采用4-6MM4-6MM的钢板，容积的钢板，容积5000050000立方米的油罐采用立方米的油罐采用8MM8MM的厚钢板。罐底板外缘的外板采用较厚的钢板。的厚钢板。罐底板外缘的外板采用较厚的钢板。容积不超过容积不超过30003000立方米的油罐，边板取立方米的油罐，边板取4-6MM4-6MM，容积，容积为为5000-500005000-50000立方米的油罐，边板厚度取立方米的油罐，边板厚度取8-12MM8-12MM。第19页，共38页，编辑于2022年，星期日3 罐壁罐壁l l罐壁是油罐的主要受力构件，在液体压力作用下承受环向拉应力。罐壁是油罐的主要受力构件，在液体压力作用下承受环向拉应力。液体的压力是随液面的高度增加而增大，壁板下部的环向拉力大液体的压力是随液面的高度增加而增大，壁板下部的环向拉力大于上部，因此在等应力原则下由计算决定的罐壁厚度上面小，下于上部，因此在等应力原则下由计算决定的罐壁厚度上面小，下面大。我国现行设计中采用的罐壁顶圈板厚度是根据油罐的容积面大。我国现行设计中采用的罐壁顶圈板厚度是根据油罐的容积确定的，容积不大于确定的，容积不大于30003000立方米的油罐立方米的油罐MM采用采用4-5MM4-5MM，容积为，容积为5000-100005000-10000立方米采用立方米采用5-7mm,5-7mm,容积为容积为20000-5000020000-50000立方米的油立方米的油罐采用罐采用8-10mm8-10mm。罐壁底圈的厚度最大。由于油罐焊接后很难。罐壁底圈的厚度最大。由于油罐焊接后很难进行焊缝的焊后热处理，因此要以不进行焊后热处理并保证进行焊缝的焊后热处理，因此要以不进行焊后热处理并保证焊接质量的条件来限制油罐的最大壁厚。美国和日本规定的焊接质量的条件来限制油罐的最大壁厚。美国和日本规定的最大壁厚为最大壁厚为38mm38mm，英国规定为，英国规定为40mm40mm，我国建造的，我国建造的50005000立方立方米罐，其最大壁厚为米罐，其最大壁厚为32mm32mm。第20页，共38页，编辑于2022年，星期日l思考：为什么油罐真正的形状不是完全的圆柱形的，上部比下部要小？第21页，共38页，编辑于2022年，星期日l罐壁是油罐的主要受力构件，在液体压力作用下承受环向拉应力。液体的压力是随液面的高度增加而增大，壁板下部的环向拉力大于上部，因此在等应力原则下由计算决定的罐壁厚度上面小，下面大。l焊接方式 第22页，共38页，编辑于2022年，星期日焊接方式l插入一下油罐焊接方式的介绍l罐壁的竖直焊缝都采用对接，环向焊缝则根据使用要求可以是搭接，也可以是对接。l圈板上下之间的排列方式有交互式、套筒式、对接式和混合式。第23页，共38页，编辑于2022年，星期日圈板焊接方式l交互式 套筒式 对接式 混合式第24页，共38页，编辑于2022年，星期日l l交互式过去使用铆接油罐由于安装不方便，现在已交互式过去使用铆接油罐由于安装不方便，现在已经极少使用经极少使用l l套筒式是把上面圈板伸入到下面圈板里面，圈板的环向焊套筒式是把上面圈板伸入到下面圈板里面，圈板的环向焊缝采用搭接，罐圈直径往上越小。套筒式施工方便，焊接缝采用搭接，罐圈直径往上越小。套筒式施工方便，焊接质量容易得到保证，所以应用最广泛。质量容易得到保证，所以应用最广泛。l l对接式是上下圈板之间的环向焊缝用对接，使整个油罐直对接式是上下圈板之间的环向焊缝用对接，使整个油罐直径上下一致径上下一致l l混合式过去用于大型油罐，因为它下面几圈钢板很厚，用混合式过去用于大型油罐，因为它下面几圈钢板很厚，用搭接的方式不能保证焊接的质量。这种排布现在已经不使搭接的方式不能保证焊接的质量。这种排布现在已经不使用了用了第25页，共38页，编辑于2022年，星期日第26页，共38页，编辑于2022年，星期日4 罐顶罐顶l拱顶及拱顶罐l拱顶油罐的罐顶是球缺形，球缺半径一般取为油罐直径的0.8-1.2倍。拱顶本身是承重构件，一般的拱顶能承受2KPA压力，最大可至10KPA。第27页，共38页，编辑于2022年，星期日l思考：为什么拱顶油罐一般不超过10000立方米？油罐直径大于15M可以采用什么设计能增加拱顶的稳定性?第28页，共38页，编辑于2022年，星期日l2 浮顶和浮顶罐l浮顶是一覆盖在油面上，并随着油面升降的盘状结构物。由于浮顶于油面间几乎不存在气体空间，因而可以极大地减少油品蒸发损耗，同时还可以减少油气对大气的污染，减少发生火灾的危险性。浮顶罐又分为外浮顶和内浮顶。第29页，共38页，编辑于2022年，星期日油罐附件油罐附件l l1 1 梯子和栏杆梯子和栏杆梯子和栏杆梯子和栏杆l l目前广泛采用的是罐壁盘梯，有些小油罐也可以使目前广泛采用的是罐壁盘梯，有些小油罐也可以使用靠墙式斜梯。梯子坡度一般为用靠墙式斜梯。梯子坡度一般为30-4030-40度，踏步高度度，踏步高度不超过不超过25cm,25cm,踏板宽度为踏板宽度为20cm20cm，梯宽为，梯宽为0.65m0.65m。梯子。梯子外侧设外侧设1m1m高栏杆作为扶手。高栏杆作为扶手。l l罐顶四周设罐顶四周设0.8-1.0m0.8-1.0m高的栏杆，高的栏杆，或至少在量油孔或透或至少在量油孔或透光孔旁的罐顶四周设局部栏杆以保证工作人员的安光孔旁的罐顶四周设局部栏杆以保证工作人员的安全。从梯子平台通向呼吸阀或透光孔的区间应做防全。从梯子平台通向呼吸阀或透光孔的区间应做防滑踏步。滑踏步。第30页，共38页，编辑于2022年，星期日l2 透光孔l透光孔设在罐顶，用于油罐安装和清扫时采光或透风。透光孔的直接为500mm，设置的数目和人孔一样。透光孔于人孔应尽可能沿圆周均匀排布。透光孔外缘距罐壁一般为800-1000mm。第31页，共38页，编辑于2022年，星期日l l3 3人孔人孔l l人孔设在罐壁最下圈钢板上，直径人孔设在罐壁最下圈钢板上，直径600mm600mm，人孔中心，人孔中心距底板距底板750mm750mm。在油罐进行安装，清扫和维修时，工作。在油罐进行安装，清扫和维修时，工作人员可经过人孔进出油罐，也可利用人孔进行通风。人员可经过人孔进出油罐，也可利用人孔进行通风。30003000立方米以下的油罐设立方米以下的油罐设1 1个人孔，个人孔，3000-50003000-5000立方米立方米的油罐设的油罐设1-21-2个人孔，个人孔，50005000立方米以上的油罐设两个孔。立方米以上的油罐设两个孔。如果设两个孔，则一个设在罐顶透光孔对面，另一个至如果设两个孔，则一个设在罐顶透光孔对面，另一个至少与第一个人孔相隔少与第一个人孔相隔9090度。度。第32页，共38页，编辑于2022年，星期日 l l4 4 量油孔量油孔l l量油孔是为了降低油面高低、取样、测温而设置的。每量油孔是为了降低油面高低、取样、测温而设置的。每个油罐设一量油孔，直径为个油罐设一量油孔，直径为Dg150mmDg150mm，装设在梯子平，装设在梯子平台附件，以便操作。在量油孔一侧装有铜制或铝制的台附件，以便操作。在量油孔一侧装有铜制或铝制的导向槽，以便测量油高时每次沿导向槽下尺。这样既导向槽，以便测量油高时每次沿导向槽下尺。这样既可减少测量误差，又可避免由于测量时钢卷尺与量油可减少测量误差，又可避免由于测量时钢卷尺与量油孔侧壁摩擦而产生火花。正对量油孔下方的油罐底部孔侧壁摩擦而产生火花。正对量油孔下方的油罐底部不应有焊缝，必要时可在该处焊接一块计量基准板，不应有焊缝，必要时可在该处焊接一块计量基准板，以减少各种测量的相对误差。量油孔距罐壁的距离一以减少各种测量的相对误差。量油孔距罐壁的距离一般不小于般不小于1m1m。第33页，共38页，编辑于2022年，星期日l5 进出油结合管l进出油结合管装在油罐最下层的圈板上，其外侧与进出油管道连接，内侧与保险活门或起落管连接。进出油接合管的底缘距罐底一般不小于200mm第34页，共38页，编辑于2022年，星期日l思考：l为什么进出油接合管的底缘距罐底一般不小于200mm？第35页，共38页，编辑于2022年，星期日l以防沉积在罐底的水和杂质随油品排除第36页，共38页，编辑于2022年，星期日l另有保险活门，清扫孔，搅拌器等。第37页，共38页，编辑于2022年，星期日l 谢谢大家！OVER第38页，共38页，编辑于2022年，星期日
