含点蚀缺陷的原油浮顶罐剩余强度评价

摘要

石油储罐是用来储存原油、汽油、煤油、柴油等石油产品的设备。随着我国国民经济和石油化工的迅速发展，无论是油田、炼厂还是销售公司都需要大量的储罐储存各类油品，储油罐使用量在不断增加，其防腐与安全问题日益受到人们的重视。 近年来，随着人类对能源需求的不断增长，我国的许多港口及炼油厂建立了大量的原油储罐，这些设施的可靠运行对高效生产及环境安全有直接关系。它的寿命长短也直接影响着炼厂的经济效益，一般油罐的设计寿命为20年，然而油罐所储存的油品往往含有氢、硫酸、有机和无机盐以及水分等腐蚀性化学物质，加上罐外壁受环境因素影响，油罐的寿命可缩短至5年左右。有的腐蚀严重，一年左右可使油罐腐蚀穿孔。如果在非检修期间发生腐蚀穿孔，造成的损失就更大了。如果不能对金属油罐进行及时的处理，轻则表面腐蚀并对油品造成污染，使油品胶质、酸碱度、盐分增加，影响油品质量；重则因腐蚀使油罐穿孔造成油品泄漏，不但形成能源浪费、污染环境，而且容易造成火灾、爆炸，其危险性可想而知。 腐蚀引起的疲劳损失直接影响了油罐的强度，是减少油罐寿命的主要原因。因此要对腐蚀疲劳进行研究，对在役油罐的剩余强度做出评价，对日后的生产以及对油罐的维护提供可靠的安全数据。目前对含有腐蚀缺陷油罐强度的研究还比较少，并且还没有一种普遍适用的评价方法，所以为了生产的安全，国家的利益，企业的经济，迫切需要一种好的评价油罐腐蚀缺陷的方法。 本文对12.5×104m3外浮顶式含缺陷原油储罐进行了有限元分析，评价了储罐的剩余强度。文章的内容主要分为四个部分，分别是无缺陷储罐的有限元分析和应力评定；含一个缺陷储罐的形变和各种应力(径向应力、环向应力、轴向应力)最大值随缺陷面积、位置、深浅的变化分析；含两个缺陷储罐的形变和各种应力最大值随缺陷属性变化的分析；腐蚀坑点交互作用对储罐剩余强度的影响。通过有限元分析软件ANSYS，建立模型，施加静水压力载荷(P=pgh)并对储罐进行结构模拟分析，对数据图形进行了归纳和总结，得出了以下主要结论：无缺陷储罐受力后，最大环向应力发生在第二圈罐壁处，最大轴向应力出现在第一圈罐壁底边缘内侧；对于含有缺陷的储罐，缺陷在轴向不同位置处时，储罐的变形量随腐蚀面积增减的变化不同，而对于同一位置处随着缺陷面积的增加，储罐应力值总体变化趋势为减小，但在某些位置会出现特别变化；环向排列缺陷的交互作用随着缺陷间距的增大而减小，径向排列缺陷的交互作用对储罐一定产生作用并随着腐蚀间距的增大，即小缺陷厚度的减小，储罐的极限承压能力减小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题的研究意义

1.2国内外的研究现状

1.2.1油罐内腐蚀情况

1.2.2储罐防护中出现的一些问题

1.2.3在役含缺陷油罐的适用性评价

1.3本文的主要研究目的和研究内容

第2章储罐强度理论分析

第3章无腐蚀缺陷原油储罐强度分析

3.1外浮项原油储罐的外观和特征

3.2储罐有限元强度分析

3.2.1储罐工况分析

3.2.2有限元模型

3.2.3边界条件与载荷的施加

3.3无腐蚀缺陷的储罐应力分析

3.4储罐安全性评价

3.5小结

第4章含有腐蚀缺陷原油储罐的强度分析

4.1储罐罐底板腐蚀评价

4.2储罐罐壁底圈板腐蚀评价

4.2.1只含有单个缺陷时储罐的模拟分析

4.2.2含有两个缺陷储罐的模拟分析

4.3小结

第5章腐蚀坑点交互作用对储罐剩余强度的影响

5.1分析方法

5.2计算结果与讨论

5.3小结

结论

参考文献

致　谢