油 罐 及 管 道 强 度 设 计 课 程 设 计题 目 15m埋地卧式油罐图 所在院（系） 石油工程学院 专业班级 储运 1203 班 学号 1 学生姓名 指导教师 完成时间 2015 年 7 月 19 日 油 罐 及 管 道 强 度 设 计 课程设计任务书题目 15m3 埋地卧式油罐图学生姓名 金荣涛 学号 1 专业班级 储运 1203 班设计内容与要求一、原始数据1、适用范围及设计条件油罐用于储存工业或民用设施中常用的燃料油。（1）设计压力 常压（2）设计温度 -19t200（3）设计寿命 15 年（4）焊接接头系数 0.85（5）水压试验压力 盛水试漏（6）腐蚀裕量 1.5mm（7）装量系数 0.9（8）介质 燃料油2、设计基本参数和尺寸15m3 埋地卧式油罐的基本参数尺寸见表一。表一：15 m 3 埋地卧式油罐基本参数和尺寸筒体主要尺寸公称容积（ m3） 直径 长度壁厚封头壁厚（mm ）壳体材料 设备金属总质量（kg）15 180059008 8 20R 3170二、设计要求1、了解埋地卧式油罐的基本结构和局部构件；2、根据给定油罐大小，查阅相关标准确定相应构件的规格尺寸；3、学会使用 AUTOCAD 制图；4、相关技术要求参考有关规范。三、完成内容1、15 m 3 埋地卧式油罐图纸一张(2 #)；2、油罐接管焊接型式图一张(3 #)；3、课程设计详细说明书一份。起止时间 2015 年 7 月 6 日至 2015 年 7 月 19 日指导教师签名 2015 年 7 月 6 日系（教研室）主任签名 2015 年 7 月 6 日学生签名 2015 年 7 月 6 日西安石油大学本科课程设计目 录1 绪论 .11.1 金属油罐设计的基本知识 .11.1.1 金属油罐的发展趋势 .11.1.2 对金属油罐的基本要求 .11.2 金属油罐的分类 .21.2.1 地上钢油罐 .31.2.2 地下油罐 .31.3 课题意义 .42 设计说明书 .52.1 适用范围 .52.2 设计、制造遵循的主要标准规范 .52.3 主要设计内容 .62.3.1 油罐供油系统流程图 .62.3.2 加工制造图基本参数和尺寸 .62.4 安全 .62.4.1 油罐应有避雷、防静电措施，具体措施如下： .62.4.2 防雷电与防静电措施 .62.4.3 防火措施 .72.5 防腐 .72.6 油罐接管 .72.7 油罐容积的确定 .82.8 其它 .83 设计计算书 .93.1 设计的基本参数 .93.2 壳体壁厚计算 .93.2.1 筒体壁厚计算 .93.2.2 封头壁厚计算 .93.3 鞍座的选择计算 .103.3.1 罐体重 Q1.103.3.2 封头重 Q2.103.3.3 汽油重 Q3.103.3.4 附件重 Q4.103.4 鞍座作用下筒体应力计算 .113.4.1 筒体轴向弯矩计算 .113.4.2 筒体轴向应力计算 .113.4.2.1 在横截面的最高点处： .123.4.2.2 在横截面的最低点处： .123.4.2.3 在支座处的轴向应力： .12西安石油大学本科课程设计3.4.3 筒体周向应力计算 .133.4.3.1 周向弯矩计算 .133.4.3.2 周向压缩应力计算 .133.4.3.3 周向总应力的计算和校核 .133.5 抗浮验算 .14参考文献 .16附录 .17西安石油大学本科课程设计11 绪论1.1 金属油罐设计的基本知识1.1.1 金属油罐的发展趋势近一、二十年来，油罐的设计与施工技术都较过去有了更快的发展。从世界范围来讲，这一状况与前一时期国际上的能源危机有关。由于能源危机，近若干年来许多工业化的、靠进口原油的国家都增加了原油的储备量，这就迫使这些国家不得不建造更多更大的油罐。这一经济需求不仅促进了油罐事业的发展，也使越来越多的新课题，随着这些新课题的研究和解决，这就使油罐的设计与施工技术进一步发展和深化。现在油罐发展的总体趋势是走向大型化，而所以有此趋势是由于大型化具有下列优点：(1)节省钢材。(2)减少投资。(3)占地面积小。(4)便于操作管理。(5)节省管线及配件。由以上分析可以看出，油罐大型化有许多经济利益，这也就是这种趋势的动力。目前油库的组成结构与十年前相比有了很大的改观，由油罐的“小而多”变为“大而少” 。这一点也是衡量一个国家在油罐设计、研究、建造等方面技术水平高低的一个尺度。1.1.2 对金属油罐的基本要求对金属油罐的基本要求主要有以下五个方面：(1)强度要求。油罐在卸载以后不应留下塑性变形。(2)有抵抗断裂的能力。无论在水压或操作条件下，油罐不得产生断裂破坏。(3)有抵抗风荷的能力。在整个建造及使用期间，在建罐地区的最大风荷下不产生破坏。(4)有抗地震的能力。要求在整个使用期间内，在建罐地区的最大烈度下不产生烈性变形。(5)油罐要坐落在稳固的基础之上。油罐的基础在整个使用期间期间的不均匀沉陷要在允许的范围之内。上述基本要求是就总体而言的，具体的某一构件还要有其各自的特殊要求。西安石油大学本科课程设计2如前所述，油罐大型化以后给人们带来了一些利益，但另一方面随着油罐大型化，也出现了一些新的技术课题。因而要付出更大的努力才能满足以上五个基本要求。油罐的大型化使罐壁钢板越来越厚。然而，由于罐壁在施工现场无法进行退火处理，所以允许的壁板厚度是有一定限度的。一般来说，钢板的强度（指屈服极限、强度极限）越高，则断裂韧性越低，也就是说月容易产生断裂。这就要求油罐的设计人员要正确选材，特别是在气候寒冷的地区建罐，更要注意在满足强度要求的同时，恰当地提出断裂韧性的要求及检验的方法和手段。这是油罐大型化过程中遇到的第一个问题。一般来说，钢板越厚在焊缝或热影响区附近越易于产生裂纹，由于这些原始裂纹的存在，从而增加了断裂的危险性。这是油罐大型化过程中遇到的第二个问题。随着油罐的大型化，壁厚 t 与直径 D 之比，即 t/D 值降低，这使油罐刚性降低，从而使油罐抵抗风荷的能力下降了。采取何种方法校核油罐抵抗风荷的能力，以及用何种方法增强这种能力，这是油罐大型化过程中遇到的第三个问题。一般来说，钢板强度等级越高，其可焊性越低，这就要求油罐设计人员选材时注意其可焊性，同时采取合适的焊接工艺。焊前的预热、焊接顺序、线能