《油罐及管道强度设计》综合复习资料
一、填空
1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为 拱顶罐 、 外浮顶罐 、 内浮顶罐 三大种油罐。

2、罐壁板和管子的厚度负偏差是指 实际厚度与公称厚度之差 。

3、10万的直径大约为 80 米。

4、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是 等截面原则 。

5、如果沿壁厚t 为的立式油罐罐壁开一直径D 为的人孔，需要补强的金属截面积是 Dt 。

6、拱顶罐的罐顶曲率半径为 0.8~1.2 倍罐壁筒体直径。

7、柔性系数ij δ是指 j 方向的单位载荷在i 向产生的位移 。

8、5万米3油罐的直径大约为 60米 米（40米、60米、80米）。

9、拱顶罐的罐顶曲率半径为 0.8~1.2 倍罐壁筒体直径。

10、柔性系数ij δ是指 j 方向的单位载荷在i 向产生的位移 。

、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为 拱顶罐 、 外浮顶罐 、 内浮顶罐 三大种油罐。

11、罐壁厚度是根据 液压 荷载计算的。

12、当立式油罐的容积超过 3m 1000 时必须设计成变壁厚罐。

13、在材料和设计压力相同的条件下，曲管的壁厚比直管的壁厚 大 。

14、当操作温度高于安装温度时，通过 预先拉伸 可以减小Π型补偿器内的热应力。

二、简述题
1、 简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。

第一曲率半径：径线本身的曲率半径。

第二曲率半径：从回转壳上的点沿法线到回转轴的距离。

2、 浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由
拱顶罐：设置加强圈，适当增加壁厚，尽量不空罐。

外浮顶罐：设置抗风圈，设置加强圈，适当增加壁厚，尽量不空罐。

3、 平面管道热应力的大小与哪些因素有关，它们的变化如何影响热应力的大小？ 平面管道热应力与温差，管系形状，补偿器设置，冷紧、约束状况等有关。

4、 浮顶的设计必须满足哪些要求？
正常操作条件下，浮顶与储液紧密接触；
以上条件下，浮顶不发生强度和稳定性失效。

5、 油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关。

最大壁厚要求：由于现场难以进行回火处理，但要保证焊缝质量。

与材质和最低使用温度有关。

最小壁厚要求：为了满足安装和使用要求。

与油罐直径有关。

6、 简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。

答：第一曲率半径即经线的曲率半径。

第二曲率半径等于经线上的一点沿法线方向到回转轴的距离。

对罐壁：2/21D r r =∞=
对拱顶：D R r r )2.1~8.0(21===
7、 试比较油罐罐壁厚度计算的两种方法。

答：壁厚设计常用定点法和变点法。

（1）定点法简单易算，常用于中小型油罐的设计，它考虑了相邻圈板对最大环向应力位置的影响（只不过折减高度等于固定值）；若用定点法设计中大型油罐，相对浪费材料，而且第二圈圈板的厚度有可能不够。

（2）变点法可用于所有罐的壁厚设计，它不但考虑了相邻圈板对最大环向应力位置的影响，而且考虑了罐底对下边两圈的影响。

用变点法设计壁厚不但节省材料，而且强度有保证，更符合等强度设计原则。

8、 浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由
答：浮顶罐的抗风措施：设置抗风圈、必要时设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

拱顶罐的抗风措施：适当减小呼吸阀的负压力、设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

三、计算题
1、一拱顶罐的拱顶为4mm 厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm 2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa ，油罐操作正压力200mm 水柱，真空度50mm 水柱，顶板自重34kgf/m 2，活载荷（包括雪载）为800Pa ，油罐拱顶半径和罐壁直径R=D=7700mm ，顶板边缘切线与水平线的夹角 30=α，焊缝系数η=0.85，弹性模量E=2.1×105MPa 。

（1）验算拱顶的稳定性；（2）包边角钢是否满足强度要求。

提示：（1）先求出球壳的许用压力，然后与外压进行比较。

（2）求出包边角钢需要的最小截面积，然后与实际值进行比较即可。

2、有一敞口容器放在地面上，其中装满重度γ为的液体，上下筒体壁厚皆为t ，图中尺寸已知，求离罐底H/2处的径向应力和环向应力。

（10分）
提示：径向应力由储液产生的向上压力计算；环向应力直接由微元平衡方程求。

h
H
3、试推导直管道壁厚的设计公式。

（10分）
p q D
r r z -==∞=2θϕ
ϕσθ][20
0=⋅=t D p t N ϕσ][20pD t =∴。