常压碳钢储罐锥顶负压失稳的修复

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第6期2016年12月

No.6 December，2016

第43卷 第6期Vol.43 No.6

1 概况

常压碳钢立式储罐结构简单，制造、安装、维修方便，被广泛的应用于石油化工生产中原料或反应中间产物的储存。立式圆筒形储罐设计压力一般为常压或微正压，由于呼吸阀堵塞或违章操作等原因经常会造成常压储罐的负压失稳，对企业的安全和清洁生产产生隐患，影响生产的连续稳定运行。

1.1 情况介绍

2013年8月，某公司一装置的一台70m 3的物料中间罐锥顶由于负压失稳造成局部抽瘪变形，由于贮存物料易燃，挥发气味特殊，易造成安全环保事故，撤出物料，停止使用此设备。

设备规格：Φ4400×5627×10，体积 70m 3，设计压力常压，工作温度80°C ，材质Q235-B 。1.2 工艺流程及失稳原因分析（见图1

）

图1 工艺流程及失稳原因分析

苯胺等原料进入反应釜反应后，物料经溢流口进入缩

合液储罐。

反应釜容积14m 3，反应压力小于0.02MPa ，缩合反应釜

真空泵抽气量720m 3

/h 。缩合液罐内液位不低于2000mm ，罐顶表压小于1Kpa ，开工时，需保持放料管充满液柱后进行正常采出。开车时由于操作失误，造成罐顶西北方向负压失稳抽瘪，上部连接管道及栏杆变形。2 罐顶修复方案选择

罐顶修复方案一般有两种，一种是机械修复法，即将失

稳部分进行切割更换或罐顶整体更换，但该储罐储存物质

为苯胺、二硝基苯胺等有机化合物，不易清洗置换，易发生火灾爆炸事故且清洗产生废水也难于生化处理。另一种方法是采用注水加压修复，即利用内部充压方法将贮罐失稳的部分恢复到原始状态，该办法操作简单，费用低，但面临的最大问题是控制好压力，储罐一旦超压，整个贮罐有开裂的风险，操作中必须进行严格的计算和控制，否则易导致安全环保事故的发生。根据实际情况，经讨论笔者决定采用注水加压法修复。

3 内压法修复方案理论计算3.1 罐底抬离基础表面升力计算

该储罐为平底，底部无地角螺栓，在加压的过程中由于内压的作用，贮罐底板有逐渐抬离基础表面的可能，需要计算罐壁底部不被抬起的最大允许内压。

P max =12.5×Q/D2式中：

P max —罐底板不被抬起的最大允许内压，Pa Q —罐顶、罐壁及顶部部件、保温的质量，Kg D —罐体内直径，m

P max =12.5×Q/D2=12.5×6900/4.42=4455Pa 根据计算结果，在注压过程中，当罐内的压力大于4455Pa 时，储罐底部将有可能逐渐抬离基础表面，引起储罐底板变形。

3.2 进行强度核算

使抗压环截面的应力达到钢材屈服点时的内压，定义为破坏应力，此种罐顶结构受内压的圆筒形储罐强度最薄弱之处在于罐壁与罐顶盖的连接处，如图2

所示。

图2 强度核算

作者简介：孟爱华（1967— ），男，专科，工程师；研究方向：化工设备运行管理工作。

孟爱华

（南京化学工业有限公司，江苏 南京 210048）

摘 要：70m 3物料中间罐锥顶由于外压失稳造成局部抽瘪变形，分析失稳产生原因，对储罐进行强度校核，文章提出注水加

压法修复方案并对失稳部位进行了修复。关键词：锥顶储罐；失稳修复；注水加压法常压碳钢储罐锥顶负压失稳的修复