固定式泥浆储罐事故分析-论文.pdf

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1、综述与研究固定式泥浆储罐事故分析周波张贵磊张继伟黄磊1雷彪【1．合肥通用机械研究院，安徽合肥230031)(2．中海油服油化事业部装备技术室。河北燕郊065200)(3．中海油服油化事业部物资装备部。河北燕郊065200)【摘要】从固定式储罐地脚螺栓断裂事故出发，多方面分析了立式储罐地脚螺栓发生断裂事故的可能性，通过详细计算及有限元分析，总结出储罐事故发生的主要原因，提出了固定式储罐安装施工及操作过程的整改措施，对以后固定式储罐的设计、施工、安全运营有一定的借鉴作用。【关键词l固定式储罐；螺栓强度；有限元分析；应力；预紧力1事故概述风载荷Fo：某钻井公司泥浆站

2、罐区的一个固定式泥浆储存罐，其设Fo=A·q·0c·p计参数见表1，该罐(罐体可以装多少)本身存储有70m3泥浆，泥浆工程师在从配浆罐打3O泥浆至该储存罐过程中，式中A⋯一迎风面积，A=31．74m3发现该罐底边与底座固定的地脚螺栓断裂，16个固定螺丝有13个地脚螺栓断裂，2个断松，1个完好。另外罐边四周地=兰=!；=：．zm面有不同程度的翘起，目测罐体没有明显倾斜。事故发生后，立即把储罐内的泥浆打回至配浆罐中，以减轻罐的承重，储g一最大风压，g=1．75g。罐内剩余泥浆20m。’表1常压泥浆储罐设计参数一设计风压，qo600名称数值名称数值一形状系数，=O．

3、7最高(工肝作a)压力常压设计风压(Pa)600一附件迎风面增大系数，1．2Fo=A·g··=31．74x1．75x600x0．7x1．2=27994．68N设计压力P(EPa)常压地震烈度7工作温度(℃)常温严密性试验压常压力(MPa)=音·Fo·H=-"-x27994．68x6．9=96581．646N·设计温度(℃)常温主要材料Q235一A腐蚀裕度C(油基／水基空罐时的抵抗力矩：mm)2工作介质泥浆储罐内径0(砌)4600储罐高度H(mm)6900MR=÷物料比重(kg／m3)20002事故分析式中=P‘’g一储罐自重，密度=7850KG／m3(1)由于

4、罐基础为复合地基，靠管桩挤密地下土壤来达到提高承载力的效果，且该基础靠近码头，填海而成，地=P-V=3．14x(2．3082-2．3)x6．9x9．8x7850=86423．67N质状况较复杂。储罐在装泥浆过程中内部承载力不够，环墙=寺寺×4．6x86423．67=198774．441N‘m内部沉降严重而环墙沉降量小，从而造成储罐基础出现锅底状，对罐底板产生变形。且罐底部存在空鼓现象，罐底中心MR>M。，故空罐在风载荷的作用下不可能倾覆。或底部局部可能发生下沉，一旦罐底下沉，罐底板直径会有另外，在风载作用下储罐底板产生的滑移剪力应小于由缩小变形，从而导致螺栓产

5、生剪切作用，迫使地脚螺栓断裂；底板和基础表面之间的摩擦力。(2)由于罐底受到无机盐、酚与氨、酚与水以及酸性成分等因素的腐蚀，从而造成螺栓强度降低；FD=u1．F0=0．67×27994．68=18756．436N(3)由于内压的作用，在罐顶与壳体的连接部位产生底板和基础表面之间的摩擦力FR：较大的环向应力，并且产生很大的内音5提升力；(对螺栓断F=u2．WR=O．4×86423．67=34569．47N裂影响)。F>F，故空罐在风载荷的作用下不可能滑移。(4)由于在风力作用下，储罐也有向一侧倾斜而被提主要是罐内蹩压及地脚螺栓强度经受了考验，下面我们升的倾向，当

6、提升力超过罐壁与罐底的重力时，储罐边缘部进行储罐在内压作用下的倾覆及部分强度校核计算。分离开地面会造成罐底破裂。储罐不被提升起的最大允许内压从事故发生的情况来看，罐顶强度和稳定性、承压圈强最大允许内压P：度经受住了考验，下面我们进行储罐在内压作用下的倾覆和滑移验算及地脚螺栓强度和部分强度校核计算并且模拟整P：12．5Q／D个过程进行有限元分析。一最大允许内压远小于最高工作压力。2．1储罐不被提升起的最大允许内压最大允许内压．储罐盛装物料后风载荷不可能引起储罐的倾覆和滑移，只需要校验空罐时风载荷引起倾覆和滑移的可能性，即风载荷使储罐产生的倾覆力矩是否小于储罐重力

7、产生的抵抗力矩。2014．3l机电一体化159