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API-620-2002中文版


大型焊接低压储罐 设计与建造
API 标准 620 2002年2月第十版

美国石油学会
翻译:段 艳 校对:王国平

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特别声明
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本标准是基于内压不超过 15 psi 表压不同尺寸和容量的焊接结构低压储油罐的制造商和卖方积累 的知识和经验制定的。本标准的目的是为制造厂和选购的方便提供采购标准。 如果按照本标准规范购买储罐,就要求买方指定明确的基本要求。买方可能希望修改、删除或扩 充本标准的部分, 但是在铭牌上或制造厂储罐制造证书上的不执行最低要求或超出本标准限度的内容 不可涉及本标准。强烈推荐这种修改、删除或扩充用本标准的附录增补,而不是重写或将本标准的章 节合并到另一个完整的标准中。 本 API 标准的每一版本、修订或附录自封面上的版本、修订或附录发行日期起开始使用。本 API 标准的每一版本、修订或附录作为制造厂根据本标准设计、制造、建造、检查和试验而出具证书,在 发行六个月后生效。在版本、修订或附录的发行日期和生效日期之间的 6 个月里,买方和制造厂需规 定设备制造依据哪一版本、修订和附录。 本标准中的设计标准是最低要求。 更多严格的买方或制造厂规定的设计标准在买方和制造厂双方 的协议下可接受。本标准不可解释为批准、推荐或认可任何特殊设计,也不限定设计或建造方法。 本标准无意覆盖比本标准更严格的规范管理区域建造的储罐。当本标准用于这种储罐时,宜遵守 在不与地方要求冲突的范围内。 在本标准的修订版出版后,可在出版日期后完整地应用在储罐制造上。储罐铭牌上应写明储罐设 计和建造使用的版本和该版本的修订版。 API 出版物可以被任何想要引用的人使用,学会已尽最大努力保证出版的资料准确并可靠,但是 学会对出版物有关的事项不负责,担保或保证,并与此特别否认任何因使用本标准造成损失或损失或 损害承担任何义务和责任,不因为出版物有矛盾而违背联邦、州或地方的法规承担任何义务和责任。 我们欢迎提出修订意见,并提交给 API Standards Department API 1220L street, N.W, Washington, D.C.20005.

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目 录

1 范围 1.1 概述 1.2 范围 1.3 限制 2 参考文献 3 定义 3.1 应力和压力术语 3.2 容积术语 3.2 罐壁 3.4 焊接术语 4 材料 4.1 概述 4.2 钢板 4.3 管子、法兰、锻件和铸件 4.4 螺栓材料 4.5 结构型钢 5 设计 5.1 总则 5.2 操作中使用的温度 5.3 设计中使用的压力 5.4 载荷 5.5 罐体最大允许应力 5.6 结构件与螺栓的最大许用应力值 5.7 腐蚀裕量 5.8 衬里 5.9 罐壁的设计程序 5.10 圈板、顶盖和底部的设计 5.11 直接安放在基础上的底板的特殊考虑 5.12 顶部和底部转角区域和抗风圈的设计 5.13 内外结构件的设计 5.14 筒体上开孔的形状、位置和最大尺寸 5.15 检查孔 5.16 单孔补强 5.17 多孔补强 5.18 底部、顶部中心位置圆形大开孔的设计 5.19 接管颈及与储罐的连接 5.20 螺栓连接的法兰连接件 5.21 盖板 5.22 许用的接头形式 5.23 焊接接头系数 5.24 塞焊和槽焊 5.25 应力消除 5.26 射线照相法 5.27 齐平型壳体连接 6 制造 6.1 概述 6.2 工作技能
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6.3 板切割 6.4 筒体和顶盖及底板的成型 6.5 尺寸公差 6.6 焊接详细要求 6.7 焊接工艺评定 6.8 焊工评定 6.9 板的装配 6.10 待焊表面的清理 6.11 焊接的气候条件 6.12 焊缝加强高 6.13 板表面焊缝的结合 6.14 主焊缝的对准 6.15 焊缝缺陷的返修 6.16 不等厚板的装配 6.17 封板的装配 6.18 消除应力热处理 6.19 现场焊缝时锤击 7

检验、检测和试验

7.1 检查员的职责 7.2 检查员的资格 7.3 检验师的便利 7.4 检验师使用的设施 7.5 返修的批准 7.6 材料的检验 7.7 钢板的钢印 7.8 材料厚度的测量 7.9 制造中暴露面的检验 7.10 组件的表面检验 7.11 组件尺寸的检验 7.12 化学成份和力学性能数据的检查 7.13 制造厂完工储罐要求的数据报告 7.14 消除应力操作的检验 7.15 检测方法和验收准则 7.16 焊缝检验 7.17 射线照相要求 7.18 标准水压和气压试验 7.19 确定许用工作压力的验证试验 7.20 试验仪表 8 标记 8.1 铭牌 8.2 职责范围 8.3 制造厂的报告和证书 8.4 多罐组装 泄压阀和真空泄压阀 9 9.1 范围 9.2 压力限制 9.3 设备结构 9.4 排气方法 9.5 排液阀门 9.6 标记 9.7 安全装置的压力调定
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附录 A 附录 B 附录 C 附录 D 附录 E 附录 F 附录 G 附录 H 附录 I 附录 J 附录 K 附录 L 附录 M 附录 N 附录 O 附录 P 附录 Q 附录 R 图 4-1 4-2 4-3 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 5-8 5-8 5-8 5-9 5-10 5-11 5-12 5-12 5-13 5-14 6-1 8-1 F-1 F-2 F-3 F-4 F-5 F-6 F-7

技术询问问答 与所列材料标准不同的的使用 关于基础的推荐做法 支撑结构的推荐做法 有关连接结构件(内或外)的推荐做法 各种设计问题规程应用的举例说明 腐蚀裕量与氢致裂纹的考虑 采用预热、后热和消应力的推荐做法 锤击的推荐做法 (留为后用) 确定要求的泄压排量的推荐做法 储罐的地震设计 推荐的制造厂报告的范围 泄压装置的安装 有关低压储罐安装的推荐作法 无损检测和试验要求汇总表 储装液化碳氢气体的低压储罐 储装冷冻产品的低压储罐

表示日平均气温的等温线 最低许用设计金属温度 管子、法兰和锻件确定冲击试验的控制厚度 拉伸和挤压双轴应力,30,000—38,000psi 屈服应力钢 储罐圈板下搭接焊底板制备的方法 公称厚度大于 1/2in 底板双面坡口填角焊缝的详图(见 5.9.5.3) 对特定形状罐典型的自由体简图 压缩环区域 允许和不允许使用的压缩环连接结构的详图 单个开孔的补强 第 1 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式 第 2 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式 第 3 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式 第 4 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式 大型顶盖开孔和锥壳过渡段 平封头和盖板可接受的型式 带螺检法兰的球碟形钢板封头盖 第 1 部分 — 齐平型筒体连接 第 2 部分 — 齐平型筒体连接 齐平型连接口的设计系数 筒体连接口的回转 不等厚板的对接焊接 铭 牌 对二个方向作用双轴应力要求的许用设计应力的降低 对拉伸和压缩组合双轴应力曲线使用的算例说明(30000~38000lb/in2 屈服强度的钢) 用图解法解决双轴拉伸和压缩的表格(30000~38000lb/in2 屈服强度的钢) 自由体简图(见 F.3) 开孔补强的例子(见 F.5.1) 开孔补强的例子(见 F.5.2) 开孔补强的例子(见 F.5.3)
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L-1 L-1 L-2 L-3 L-4 L-5 Q-1 Q-2 R-1 R-2 表 4-1 4-2 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 5-9 5-10 6-1 6-2 6-3 7-1 F-1 F-2 F-3 L-1 L-2 L-3 Q-1 Q-2 Q-3 Q-4A Q-4B Q-5 Q-6 R-1 R-2 R-3 R-4 R-5 R-6

地震区地图 第二部分 — 地震区地图 对比值 D/H 获得系数 W1/WT 和 W2/WT 的曲线 对比值 D/H 获得系数 X1/H 和 X2/H 的曲线 对于比值 D/H 获得系数 K 的曲线 当 M/[D2(wt+wL)]超过 0.785 取得 b 值的曲线 典型的加强圈焊缝详图 圆柱形平底储罐筒体对接焊缝的射线照相要求 典型的加强圈焊缝详图 圆柱形平底储罐筒体对接焊缝的射线照相要求 用于设计金属温度钢板标准的最低要求 最大允许合金含量 最大单向拉伸许用应力值 最大许用弧焊接头系数 结构件的最大许用应力值 平底圆筒形储罐圈板与底板填角焊缝 确定椭圆顶和椭圆底 R1 和 R2 值的系数(见 5.10.24 节) 储罐半径与公称板厚值 提升压力条件下的许用拉应力(见 5.11.2.2 节) 角焊缝的最小尺寸 压缩环拉撑 k 值的决定系数(见 5.12.5.8 节) 齐平型壳体连接的尺寸(英寸制) 不同直径范围与对应的半径公差值 焊缝加强高的最大厚度 消应力温度和保温时间 射线检测接头处焊缝最大加强高厚度 假设厚度下的(t-c)R、Sc、St 和 N 的计算值算例 1(见 F2.1.3) 假设厚度下的(t-c)R、Sc、St 和 N 的计算值算例 2(见 F2.2.3) 标准角钢横截面积算例 1(见 F.4.1.3) 美国国外一些区域的地震区域表列值 地震区域系数(水平加速度) 场地系数 用于主要受压件的 ASTM 材料 夏比 V 型缺口冲击值 最大许用应力值 环形底板的最小厚度:钢制储罐 环形底板的最小厚度:铝制储罐 内罐圆柱形筒体板的公称厚度 内罐筒体的半径公差 主要受压件的材料 主要受压件钢板试样(横向)和包括热影响区焊缝试样的最小夏比 V 形缺口冲击 a 的要求 非主要受压件的材料 不进行冲击试验的非主要受压件用板的最低许用设计金属温度 非主要受压件钢板试样(横向)的最小夏比 V 缺口冲击要求 环形底板的厚度要求

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大型焊接低压储罐设计与建造
第1章 — 范 围 1.1 概述 译校注 API下游部 已编制的本标准包括了 1.2 节所述型式储存石油介质(气体或蒸汽)和完工产品的 大型、现场安装的储罐,与各工业分支其它液体产品通常的处理和储存一样。 因为制造的储罐的尺寸和形状的多样性,本标准中提出的规则不可能包括所有的设计和制造细 节。对特定设计没有给定完整规则的场合,制造厂的目的 — 得到买方授权代表的批准;— 提供的 设计和建造详图应与本标准的其它规定一样安全。 具有 API 标准 620 铭牌的低压储罐制造厂应确保储罐的制造是按照本标准的要求进行的。 本标准中提出的规则意味着确保铭牌的应用应通过检查和检验有关设计、材料、制造和完工整储 罐试验的有资格的检验师的批准。 1.2 范围 1.2.1 本标准包括大型低压碳钢的在地面上具有一条垂直回转轴的焊接储罐(包括平底储罐) 。本标 准不包括筒体壁绕单个垂直轴线旋转不能产生完整的筒体形状的储罐的设计规程。 1.2.2 本标准中的储罐金属温度不超过 250°F 和罐内气体或蒸汽空间不超过 15lbf/in2 表压的储罐设 计。 1.2.3 本标准中的基本规则规定了最低日平均温度为-50°F 区域的安装方法。附录 R 包括了用于温 度范围在+40°F 到-60°F 的冷冻产品的低压储罐。附录 Q 包括用于温度不低于-270°F 的液化碳氢 化合物气体的低压储罐。 1.2.4 本标准中的规则用于(a)盛装或贮藏在液体表面上含气或蒸汽的液体,或(b)盛装或贮藏单 一气体或蒸汽的储罐。这些规则不可用于提升型的气体盛装器。 1.2.5 虽然本标准中的规则不包括卧式储罐, 但是这些标准不排除应用相应部分卧罐设计和建造按照 良好的工程经验进行设计。只要储罐的形状符合本标准的范围,不属于本规程中的卧式储罐的详细设 计应进行相同安全的设计和建造。 1.2.6 附录 A 提供了与最近询问的答复一起的技术询问准备与提交的信息。 1.2.7 附录 B 包括未完全按本标准所列材料标准识别的板和管子材料的使用。 1.2.8 附录 C 提供地基和基础载荷条件和基础建造实践的信息。 1.2.9 附录 D 提供储罐筒体壁外支撑件的载荷和应力的信息。 1.2.10 附录 E 提供内部和外部结构支撑的设计考虑。 1.2.11 附录 F 通过例子阐述在不同的设计问题上怎样运用本标准中的规则。 1.2.12 附录 G 提供有关氢致裂纹影响被特别注明时影响腐蚀裕量选择操作条件的考虑。 1.2.13 附录 H 包括改善缺口韧性的预热和焊后消除应力的实践。 1.2.14 附录 I 包括锤击焊接件以减少内部应力的建议方法。 1.2.15 附录 J 保留用于以后使用。 1.2.16 附录 K 提供决定储罐排空装置容量的考虑。 1.2.17 附录 L 包括承受地震载荷的储罐的设计要求。 1.2.18 附录 M 包括在制造商报告中提供的信息范围和储罐证书表格中的建议格式。 1.2.19 附录 N 包括压力和真空泄放装置的安装方法。 1.2.20 附录 O 提供安装储罐的含有标记、通道、现场排水、防火、排水管和储罐底部阴极保护的安 全操作和维护的考虑。 1.2.21 附录 P 通过本标准中检测方法和参考章节概括了检验的要求。 本附录还提供接受的标准、 检验 师资格评定和程序要求。本附录不是单独用于决定本标准中的检验要求。在所有情况下,每个应用章 节中的特殊要求都应遵从。 1.2.22 附录 Q 包括用于贮存液体乙烷、乙烯和甲烷的储罐的材料、设计和制造的特殊要求。 1.2.23 附录 R 包括用于贮存冷冻产品的储罐的材料、设计和制造的特殊要求。 1.3 限制
译校注

API 将采油分为上游部,炼油分为下游部。 8

1.3.1 概述 本标准中的规则适用于依据 API 标准 620 规范第 5.7.1.8,F.1 和 F.7 节中特别允许制造的立式、 圆筒贮油罐。这些规则不适用于按照内压大于 15lbf/ in2 的非直接火压力容器制造的储罐。 1.3.2 管道限制 本标准中的规则不适用于超过下列管路在按照本标准建造的储罐内部或外部与筒体壁 1 连接位置 的储罐: a. 第一个螺栓连接法兰的法兰面; b. 螺纹管子连接的储罐壁外管子上第一个螺纹接头; c. 近储罐无法兰的焊接端部连接中第一个环向接口(所有的接管尺寸大于 2in,这种接管连接外部 管道,管子伸出筒体壁至少 8in 且接在螺栓连接的法兰端) 。

术语壁厚是指第 3.3 节中定义的罐顶、筒体和底部。按照附录 Q 和 R 制造的储罐可以既有内顶又有外顶、筒体和底 部。在这些双壁储罐中,管路 (a) 可以用于在两个储罐之间的环向空间的冷冻产品或气体;(b) 通过外罐到第一条环 向接头必须符合附录 Q 和 R 的管路规则。 9

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第 2 章 — 参考文献 下列是本标准中引用的最新版本或修订版的标准、规则和规范: AA 2 铝结构规范—许用应力设计与注释 ACI 3 318 钢筋混凝土建造规范要求(ANSI/ACI 318) AISC 4 钢结构手册 API 5L 规范 管线管规范 520 参考出版物 炼油厂减压设备的尺寸、选择和安装,第Ⅱ部分, “安装” 605 标准 大直径碳钢法兰(公称管径 26 到 60;级别 75、150、300、400、600 和 900) 650 标准 钢制焊接石油储罐 2000 标准 常压和低压储罐的通气装置(非制冷和制冷) ANSI 5 H35.2 铝制品尺寸公差 ASME 6 B1.20.1 一般用管螺纹(英制) (ANSI/ASME B1.20.1) B16.5 管法兰和法兰管件(ANSI/ASME B16.5) B31.1 动力管道 B31.3 化工厂和炼油厂管道(ANSI/ASME B31.3) B36.10M 焊接和无缝轧制钢管(ANSI/ASME B36.10) B96.1 焊接铝合金储罐(ANSI/ASME B96.1) 锅炉和压力容器规范,第Ⅴ卷, “无损检测” ;第 VⅢ卷“压力容器,第 1 册” ;第Ⅸ卷“焊接和钎焊 评定” ASNT 7 SNT-TC-IA 推荐的实施规程无损检测人员的资格评定和证书 ASTM 8 A6 结构用轧制钢板、型钢、钢板桩和棒材的一般要求 A20 压力容器用钢板的一般要求 A27 一般用途的碳素钢铸件 A36 结构钢 A53 无缝和焊接的黑钢管和热浸镀锌钢管 A105 用作管道构件的碳素钢锻件 A106 高温作业用碳素钢无缝钢管 A131 船舶用结构钢 A134 电熔(电弧)焊接钢管(NPS 等于和大于 16) A139 电熔(电弧)焊接钢管(公称尺寸等于和大于 4 英寸) A181 一般管道用碳素钢锻件 A182 高温作业管道用锻造的或轧制的合金钢管法兰及锻制的管配件阀门和部件 A193 高温用合金钢和不锈钢栓接材料 A213 锅炉、过热器和热交换器用铁素体和奥氏体合金钢无缝钢管 A240 压力容器用耐热铬和铬镍不锈钢中厚板、薄板和钢带 A283 低、中抗拉强度碳素钢板
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铝合金协会,900 19 th street ,N.W., Washingtion D.C. 20006 WWW.aluminum.org 美国水泥协会,P.O.Box 19150 Redford Station, Detroit, Michigan 48219,WWW.aci-int.org 4 美国钢结构协会,400 North Michigan Avenue ,Chicago, Illinois 60611-4185,WWW.aisc.org 5 美国国家标准协会,1430 Boardway, New York, New York 10018,WWW.ansi.org 6 美国机械工程师协会,345 East 47th Street, New York, New York 10017,WWW.asme.org 7 美国无损检测协会,4153 Arlington Plaza, Columbus, Ohio 43228-0518,WWW.asnt.org 8 美国试验与材料协会,100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428-2959,WWW.astm.org 10

A285 A307 A312 A320 A333 A334 A350 A353 A358 A370 A480 A516 A522 A524 A537 A553 A573 A633 A645 A662 A671 A673 A678 A737 A841 A992 B209 B210 B211 B221 B241 B247 B308 B444 B619 B622 E23 AWS 9 A5.11 A5.14 CSA 10 G40.21-M ISO 11

压力容器用低、中抗拉强度碳素钢板 60000psi 每平方英寸拉抗强度的碳素钢螺栓和螺柱 奥氏体不锈钢无缝和焊接钢管 低温作业用合金钢栓接材料 低温作业用无缝和焊接钢管 低温作业用碳素钢和合金钢无缝和焊接钢管 管道构件用的要求进行冲击韧性试验的碳素钢和低合金钢锻件 压力容器用二次正火加回火 9%镍合金钢板 高温作业用电熔化焊奥氏体铬镍合金钢钢管 钢制品力学性能试验方法和定义标准 不锈和耐热钢轧制钢板、薄板及钢带通用要求 中温和低温压力容器用碳素钢板 低温作业用含镍 8%和 9%的合金钢锻造或轧制的法兰、管配件、阀门和部件 在常温和较低温度下使用的碳素钢无缝钢管 压力容器用热处理碳锰硅钢板 压力容器用淬火和回火的 8%和 9%镍合金钢板 改进韧性的薄结构钢板 正火的高强度低合金结构钢 压力容器用特殊热处理 5%镍合金钢板 中温和低温压力容器用碳锰钢板 常温和较低温度用电熔焊接钢管 结构钢冲击试验试样程序 结构用淬火和回火碳钢和低合金高强度钢板 压力容器用高强度低合金钢板 用热控制轧制工艺(TMCP)生产的压力容器用钢板 框架建造用结构型钢 铝及铝合金薄板和中厚板(米制) 铝和铝合金拉制无缝管(米制) 铝和铝合金异形棒、圆棒和线材(米制) 铝合金挤制钢条、圆钢、钢丝、型钢和管子 铝和铝合金无缝管和无缝压制管 铝和铝合金模锻件、手工锻件和压制的环形锻件 6061-T6 铝合金标准结构型材 镍-铬-钼-铌合金管子(UNS N06625) 镍和镍-钴合金标准尺寸焊管 镍和镍-钴合金无缝钢管 金属材料缺口冲击试验 手工电弧焊用镍和镍合金焊条标准(ANSI/AWS A5.11) 镍和镍合金填充焊丝和焊条标准(ANSI/AWS A5.14) 优质结构钢 结构钢

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美国焊接协会,550 N.W. LeJenue Road, Miami, Florida 33135,WWW.aws.org 加拿大标准协会,178 Rexdale Boulevard, Rexdale, Ontario M9W IR3,WWW.csa.org 11 国际标准协会,在国家标准协会可获得 ISO 出版物,例如 ANSI 标准 WWW.iso.ch
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第3章

— 定义

3.1 应力与压力术语 3.1.1 最大许用应力值:对在本标准中规定的材料种类、载荷特性和储罐元件的用途在设计公式中给 出或提供的允许使用的最大单位应力。 (见 5.5、5.6 节) 3.1.2 最大允许工作压力:储罐操作时,储罐顶部允许的最大正表压值,它是储罐上安全泄压阀调定 压力的基础。最大允许工作压力与参考本标准的储罐公称压力意义相同(见 5.3.1 节) 。 3.2 容积术语 3.2.1 公称液体容积:储罐的液体容积的总体积(除死角外)在最高设计液面高度和接近罐壁的储罐 标高或其他的按照制造厂规定设计的低液位之间的距离。 3.2.2 液体总容积:储罐液体总容积(除死角外)低于液柱的最高高度。 3.3 罐壁 罐壁是用于隔开环绕的空气与操作介质储罐的边界任一或全部位于回转表面的板, 圆柱形储罐的 平底包括在 5.9.4 的规程中。这样,罐壁包括侧板(或壳体) 、罐顶和罐底但不包括任何下列位于罐壁 上或罐壁上的突出物: a. 接管、人孔或补强圈或盖板。 b. 挡板、腹板、桁架、柱状结构或其他框架。 c. 从储罐壁上突出的压环角钢、杆或梁。 d. 其他的附件。 焊接术语 3.4.1 节到 3.4.15 节中定义的术语是在本标准中常用的焊接术语。 熔化焊接接头的描述见 5.22 节。 3.4.1 垫板:材料—金属、焊缝金属、碳钢、颗粒状焊剂等等——在焊接时有利于在接头背面的根部 获得良好的焊缝。 3.4.2 母材:要焊接或切割的金属。 3.4.3 熔合深度:焊接时从母材表面熔化延伸到母材内部的距离。 3.4.4 填充金属:制作焊缝时添加的金属。 3.4.5 熔合:填充金属与母材一起熔化,或只是母材的熔化而产生的结合。 3.4.6 热影响区:在母材上未熔化但机械性能或微观组织由于焊接或切割的热而发生了变化的区域。 3.4.7 接头熔深:焊缝从表面到坡口焊缝的最小深度,不包括加强高。 3.4.8 搭接焊缝:两块相搭接元件间的接头。搭接是元件重叠越过了焊缝趾部边界的接头。 3.4.9 氧切割:金属通过氧在母材金属中在较高温度下的化学反应操作的一组切割工序。对于抗氧化 金属采用助熔剂以利于反应。 3.4.10 气孔:金属中存在气泡和空隙。 3.4.11 焊缝加强高:坡口焊缝表面的焊缝金属超过了规定焊缝尺寸所必需的金属。 3.4.12 夹渣:夹带在焊缝金属或在焊缝金属或母材之间的非金属固体材料。 3.4.13 咬边:熔化到母材相邻于焊缝的趾边未被焊缝金属填满的沟槽。 3.4.14 焊接接头:应用焊接工艺使两个或两个以上的元件。 3.4.15 焊缝金属:焊接时熔化的金属部分。 3.4

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第 4 章 — 材料 4.1 概述 4.1.1 材料技术要求 建造 API 620 规范储罐使用的材料应符合本章规范的要求(对特殊材料要求,见附录 Q 和 R) 。 按不同于本章所列的规范生产的材料,如经证实满足本标准所列材料规范的全部要求,且经买方同意 后可以采用。 4.1.2 不能完全符合标记要求的材料 任何不能与列在本标准中的要求完全一致的现有的板材或管材, 如果材料通过了附录 B 所述的试 验,且记录满足了检验师的要求,可以用于建造符合本标准规程的储罐。 4.1.3 附属受压件 所有附属受压件,如管件、阀门、法兰、接管、焊颈、焊帽、人孔组件和盲板盖,制造的材料应 采用本标准或任何 ANSI 标准验收的包含特殊部分的规范的要求。这些部件应标记制造厂的名称或商 标以及采用标准要求的其他标志。这种标志用于考虑制造厂保证产品符合所指定的材料规范和标准, 以及适用于在规定的额定等级下操作。如果附属受压件已经有永久或临时标记,该标记对特定项目制 造厂有书面的识别清单,并且该清单可以提交检验师审查。本节的目的就可以代替材料本身的详细标 志。 4.1.4 小部件 如果小尺寸的铸铁、锻件或轧制部件(通常成批运送并且通常不提供)工厂试验报告和证书检验 师认为如果适用于其用途,对焊接件是可焊的材料等级,则这些部件是可以使用的。 4.2 钢板 4.2.1 概述 4.2.1.1 所有承受薄膜应力或对其它储罐结构完整性很重要的钢板,包括焊接到平底储罐圆筒形壳壁 上的底板,应符合在最低温度下选用的规范,储罐金属壁预期在储罐安装地所记录的最低日气温条件 下提供较高的抗裂性能。 4.2.1.2 在所有情况下,买方应规定设计金属温度,储罐使用的钢板应符合表 4-1 所列的一项或多项技 术要求,作为在该温度下使用的标准。除在本节最后一句和 4.2.2 节中另外提出的要求,如图 4-1 中 所示,接触非冷冻介质材料的设计金属温度应高于当地一天中最低平均温度 15℉。对于图 4-1 中未包 括的地点,应使用确定的气象数据。在不能获得这种数据的地方,买方应根据手中最可靠的信息进行 估计。 例如在储罐外部保温或加热储罐的特殊方法确保储罐筒体温度决不降至日平均最低环境温度的 15℉之内,设计金属温度可以通过计算或比较现有储罐的实际温度参数设置在比较高的水平。 4.2.1.3 除 4.2.2 节的豁免外,特殊设计的用板制的法兰和盖板的缺口韧性应采用表 4-1 中的控制厚度 进行评估(见 4.3.5.3,控制厚度的定义) 。 4.2.2 低应力设计 当在设计条件下实际应力不超过许用拉应力的 1/3 时,可应用与表 4-1 的使用相关的下述设计准 则。 a. 储罐部件不与储存的液体或蒸汽相接触,且设计这些部件不用于包容内储罐的物质,从表 4-1 中 选择组成储罐的部件的材料时,不需要考虑设计金属温度。 (见 Q.2.3 及 R.2.2) 。 b. 储罐部件与储存的液体或蒸汽相接触,且设计这些部件不用于包容内储罐的物质,从表 4-1 中选 择组成储罐部件的材料时,设计金属温度可以增加 30℉。 c. 除焊接在平底式圆柱形储罐中的底板与侧板外, 非冷冻式的平底储罐用的钢板, 平衡块按 5.11.2, 可以选择表 4-1 中任何材料进行建造。

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根据美国气象局和加拿大交通管理 部气象局至 1952 年的记录汇编

图 4-1 —表示日平均气温的等温线

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表 4-1 — 用于设计金属温度钢板标准的最低要求
设计金属温度 (见 4.2.1) ≥ 包括腐蚀裕量 的板厚 (in) 许用等级 标准 2.2.3 所列的全部 等级 特殊要求 (4.2.3 的补充要求) 无 无 注1 无 无 无 无 注1 无 无 无 注1 注1 注1 无 无 注2 注1和2 无 无 无 无 无 无 无 无 无 注2 注1和2 无 注3 无 注3 无 注3 无 无 无 注2和3 注2和3 注4 注3和4 注4 注3和4 注4 注3和4 注4 注4 无 注 1, 3 和 4 注 2, 3 和 4



2.2.3 所列的全部



和 1级 优质钢 D 级 ≥ 1和2级 和 和 和 1级 优质钢 D 级

1和2级 和 和 和 1级 和优质钢

1和2级 和 和 和 1级 优质钢 D 级

注: 1. 所有板厚大于 11/2in 的应进行正火处理。 2. 钢板应是镇静钢并进行细晶化处理。 3. 板材应是正火或淬火加回火(见 4.2.4.2) 。 4. 每张板应按 4.2.5 进行冲击试验。

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4.2.3 钢板标准 4.2.3.1 概述 在 4.2.3.2 节到 4.2.3.4 节中所列的材料标准是认可使用的钢板,并遵守本节及 4.2.4 节和表 4-1 的 内容的修改和限制。 4.2.3.2 ASTM 材料标准 下列 ASTM 材料标准是认可的: a. A20。 b. A36,下述 API 要求的修改(见表 4-1 和附录 R):Mod2 要求锰元素含量在 0.80-1.20 范围内,供 应的材料不能是沸腾钢或半镇静钢。 c. A131 (仅限优质结构钢)。 d. A283(仅 C 级和 D 级,最大公称厚度 3/4in) 。 e. A285(仅 C 级,最大公称厚度 3/4in) 。 f. A516,下述 API 要求的修改(见附录 R) :Mod1 要求炉前分析碳含量控制在最高 0.20%;允许最 大锰元素含量 1.50%。Mod2 要求炉前分析最小锰元素含量,最低 0.70%,最高 1.40%。炉前分析 碳含量限制在最大 0.20%。钢板应正火处理。炉前分析硅最高含量 0.50%。 g. A537,下述修改:炉前分析最小锰元素含量 0.80%。如果炉前分析最高碳含量为 0.20%,则锰元 素最高含量可以达到 1.60%。 h. A573。 i. A633(仅 C 级和 D 级) 。 j. A662(仅 B 级和 C 级)。 k. A678(仅 A 级和 B 级)。 l. A737(仅 B 级)。 m. A841(仅 1 级)。 4.2.3.3 CSA 标准 下述 CSA 标准是认可使用的钢板;G40.21-M (仅 260W、300W 和 350W 级;如果需要冲击试验, 设计使用等级为 260WT、300WT 和 350WT)。与 CSA G40.21 标准相当的英制单位也可接受。 应根据表 4-2 限制为细化晶粒添加的元素。钢板拉伸强度应高于等级规定的最低值,但不超过 140Mpa(20ksi)。完全镇静钢得到细化的晶粒。 表 4-2 — 最大允许合金含量
合金 铌 钒 添加钒元素的铌(最大含量 0.05-%) 氮 铜 镍 铬 钼 % 0.05 0.10 0.10 0.015 0.35 0.50 0.25 0.08 注释 1、2 和 3 1、2 和 4 1、2 和 3 1、2 和 4 1和2 1和2 1和2 1和2

注: 1. 当材料标准要求不包括时,这些合金或合金组合的使用,应由钢板制造厂决定,且需经买方批准。如果买方要求, 这些元素应写进报告。 2. 材料应符合产品分析的要求,并遵守标准中产品分析的公差要求。 3. 当单独加入铌或钒与铌元素的组合物时,应限制最大板厚至 0.5in,否则应与最少 0.15%硅元素组合。 4. 当添加作为钒元素的补充时,氮(最大含量为 0.015%)应进行报告。钒与氮元素的最小比例为 4:1。

ISO 出版物 下述 ISO 出版物是认可使用的钢板:630(E275 和 E355 仅 C 和 D 级优质钢) 。对 E275 级钢板, 炉前分析最大锰元素含量应为 1.50%。细化晶粒添加的元素应按照表 4-2 进行限制。 4.2.4 钢板制造 4.2.4.1 所有制造钢板用材料应采用平炉、电炉或脱氧工艺。不可使用普通工厂生产的钢板。所有受
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压件的板,除按照表 5-6 中要求确定生产的板厚外,应按钢板边缘厚度定购以确保工厂生产的钢板厚 度超过指定厚度不低于规定厚度的 0.01in。如果实际测量(在钢板边缘处采用多点测量法测得)出板 的最小厚度不低于设计厚度的 0.01in ,这一规定不能认为禁止使用以重量为基准订购的钢板。 4.2.4.2 当要求用正火板时, 得到买方的认可, 可以使用控轧或热机控制工艺 (TMCP) 生产的钢板 (采 用机械热轧工艺以提高缺口韧性设计的材料) 每块轧制的钢板, 。 应按照 R.2.1.2 要求进行夏比 V 缺口 试验。 4.2.5 冲击试验试样 当表 4-1 有要求, 从厚板或直接从一钢锭轧制而成的单板, 每块板应进行冲击试验; 应采用 ASTM A370A 型夏比 V 缺口试验。试样的纵向应与预期最大应力的方向平行。当二个方向的应力值几乎相 等时,试样应从最终轧制钢板的横向截取。除表 R-5 中的最小能量吸收值可以代替表 R-2 中的值外, 应满足 R.2.1.2 中的要求。 4.3 管子、法兰、锻件和铸件 储罐中使用承受内压的所有管子、法兰、锻件和铸件应符合 4.3.1 节到 4.3.5 节中的适用要求。 4.3.1 管子 12 4.3.1.1 碳钢管应遵循下述要求: a. ASTM A 53 b. ASTM A 106 c. ASTM A 134,不包括螺旋焊管 d. ASTM A 139,不包括螺旋焊管 e. ASTM A 333 f. ASTM A 524 g. ASTM A 671(仅 CA、AA、CD 和 CE 级) h. API 规范 5L(仅 A 和 B 级) 4.3.1.2 当使用 ASTM A 134、A 139 或 A 671 管子时,应符合下列要求: a. 管子应具有经压力试验的证书。 b. 用于管子的钢板标准应满足 4.2.3 节、4.2.4 节和 4.2.5 节中用于此类钢板标准的要求。 c. 应按 4.7.1 的要求对管子的纵缝进行的焊接工艺评定应进行冲击试验。 4.3.2 装配管件 当按照本标准中适用章节设计装配管件时,装配管件如弯头、三通、U 型弯头可焊接制造。 4-3.3 法兰 4.3.3.1 平焊法兰、带颈平焊法兰和长焊颈法兰应符合 ANSI/ASME B16.5 锻制碳钢法兰的材料要求。 板制的用于接管法兰的板材其力学性能应优于或与 ANSI/ASME B16.5 标准法兰相当。板制法兰的材 料应符合 4.2.3 节要求。 4.3.3.2 对大于 24in 的公称管,经买方批准,符合 ANSI/ASME B16.47 B 系列的法兰可以使用。宜特 别注意确保附属的配对法兰相匹配。 4.3.4 铸件和锻件 4.1.3 节中不包括的大尺寸铸件和锻件(见两种材料的脚注 11)如果进行焊接,应是焊接等级的材 料,且应遵循下述 ASTM 标准: a. A 27(60-30 级,仅结构部分) b. A 105 c. A 181 d. A 350 4.3.5 韧性要求 除在 4.3.1.2 节中包括的韧性要求外,管子、法兰和锻件的韧性要求应符合 4.3.5.1 节至 4.3.5.4 节 中的要求。 4.3.5.1 用于最低设计金属温度(不低于-20℉) 下的铁素体 ASME/ANSI B16.5 法兰不要求进行冲击试 验。除非作额外的冲击试验(见 4.3.5.1 节) ,按照 ASTM A 333 和 A 350 制造的管材可以用在最低设 计金属温度不低于 ASTM 规范材料应用等级要求的冲击温度。 4.3.5.2 其他的管子和锻件的材料应按图 4-2 中的材料组分级如下:
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设计金属温度低于-20℉,材料应符合表 R-1 和/或 R-3 中的要求。 17

a.

组Ⅰ—API 规范 5L A,B 级; ASTM A 106, A,B 级;ASTM A 53 A,B 级;ASTM A 181 和 ASTM A 105 b. 组Ⅱ—ASTM A 524, Ⅰ、Ⅱ级 4.3.5.3 在无冲击试验最低设计金属温度不低于图 4-2 中的温度下, (见 4.3.5.4 节) ,列在 4.3.5.2 节中 的材料可以在公称厚度,包括腐蚀裕量下使用。图 4-2 中使用的控制厚度(见图 4-3)如下: a. 对于对接接头,公称厚度为焊缝最厚的厚度。 b. 对于角焊缝(坡口或填角)或搭焊焊缝,厚度取相焊的两块板中较薄者的厚度。 c. 非焊接部件(如螺栓连接法兰)厚度为平盖公称厚度的 1/4。 4.3.5.4 当 4.3.5.2 节或 4.3.5.3 节要求冲击试验时,冲击试验应按照要求进行,包括 ASTM A 333 1 级 管子,或 ASTM A 350 LF1 级的最小能量要求,对于锻件,试验温度不可高于最低设计金属温度的要 求。除在 4.2.3 节中规定的钢板外,4.3 节中规定的材料应在不高于最小设计金属温度的温度下,进行 的夏比 V 型缺口冲击试验强度为 13 ft-lbs(全尺寸试样) 。

4.4 螺栓材料 碳钢螺栓 13 如果符合或优于下述标准要求 14,可以使用: a. ASTM A 193 b. ASTM A 307 c. ASTM A 320 4.5 结构型钢 所有承受压力载荷或对储罐结构整体重要的结构型钢(见脚注 11)只可采用平炉、电炉或脱氧工 艺制造,且应符合下列标准之一: a. ASTM A 36 和 API 要求的修改(见附录 R) ;Mod1 要求钢材细晶化处理,炉前分析锰元素含量 在 0.80-1.20%范围之间。 b. ASTM A 131 c. ASTM A 633(仅 A 级) d. ASTM A 992 e. CSA G40.21-M(仅 260W,300W 和 350W 级; 如果要求做冲击试验, 指定为 260WT、 300WT 和 350WT 等级)。与 CSA 标准 G40.21 相当的英制单位也可接受。

13 14

设计金属温度低于-20℉,材料应符合表 R-1 和/或 R-3 中的要求。 如果使用更好级别的螺栓,较高螺栓应力值不推荐使用全接触垫片。 18

设计金属温度(℉)

I组

II 组

包括腐蚀裕量的厚度(in)

图 4-2 — 最低许用设计金属温度

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带颈平焊法兰

平焊法兰

焊颈法兰

长焊颈法兰

1. 2. 3.

上述示图不包括罐壁补强板。 ts=壳体厚度;tn=接管颈厚度;Tf=法兰厚度;Tc=螺栓连接盖厚度。 每个构件的控制厚度应按如下规定: 构件 罐壁上的接管颈 平焊法兰和接管颈 环形法兰和接管颈 焊颈法兰和接管颈 长焊颈法兰 非焊接螺栓法兰盖 基本厚度(较薄者)

tn或ts tn或Tf tn或Tf tn tn或ts 1 T 4 c

译者注:原文这段内容缺,估计此内容与 API 650 相同,故引摘 API 650 的内容作参考。

图 4-3 — 管子、法兰和锻件确定冲击试验的控制厚度

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第 5 章 — 设计 5.1 总则 5.1.1 规范的范围 本标准中的规则意为对 1.2 节范围中任何形状建造的低压储罐确定认可的工程实践,且为设计和 试验提供基础的规则,这一规则可作为检验师判断容器的安全性的充分基础及改进 API 620 铭牌的使 用。规范未覆盖到的所有设计与建造的细节,获得授权检验师认可的制造厂应提供与本标准中规则同 样安全的设计与建造细节。 5.1.2 压力室 对于由两个或两个以上压力室组成的,有顶部、底部或其他共用零件的储罐,每一受压部件的设 计应能够承受规定操作条件下最苛刻压力或真空的组合条件。 5.1.3 避免凹坑 储罐壁的形状应避免在内部有任何当液位上升时, 气体进入其中, 或在外部可能雨水积留的凹坑。 5.1.4 蒸汽空间的体积 以公称容量为基准设计液位上方的蒸汽空间的体积应不小于总液体容积的 2%(见 3.2.2 节) 。 5.1.5 新设计的试验 当储罐是新设计的, (a) 具有非常规的形状或(b)有大型的接口或开孔, 在这些位置周围应力不对 称,根据设计者的判断,不满足计算的安全要求。储罐应按 7.24 的规定进行验证试验和应变仪测定。 5.2 操作中使用的温度 储藏或进入储罐的液体、蒸汽或气体的温度应不超过 250℉(见 1.2.2 节) 。 5.3 设计中使用的压力 5.3.1 高于最高液位 5.3.1.1 高于最高液位在储罐顶部的气体或蒸汽接触的罐壁或其他储罐元件的压力应不小于泄压阀调 定的压力值;应按气流(或其它气体或蒸汽)通过真空泄放阀在最大额定真空压力下液体上部空间的 最大真空分压进行设计。这个空间的最大正压(表压)的设计应理解为储罐的公称额定压力并且不超 过 15lbf/in2 表压。 5.3.1.2 当储罐操作液位不会达到罐顶,但储罐按 7.18.4 节的规定在水压试验中将充满水到顶部,储 罐按两种最高液位条件进行设计,采用 5.3.3 规定的每种液体重量。 5.3.1.3 通常存在于气体或蒸汽空间中的压力与调定的泄压阀压力之间应允许有适当的裕量;这一裕 量用于储罐内液体温度或重力变化或气体或蒸汽空间其他因素引起的应力增加。 5.3.1.4 最大真空分压应大于调定的真空泄压阀开启时的压力。 5.3.2 低于最高液位 所有低于下面所述的最大液位的罐体部分应按下面的重要因素设计,至少是气体压力(或真空分 压) 和气体或罐空间在操作中遇到的最低和最高液位之间的压力在任何规定操作下影响元件的液体静 压头组合的最苛刻条件。 5.3.3 储藏的液体重量 储存的液体重量应假定在 60℉下以每 ft3 的重量计量,但任何情况下最小重量不可低于 48lb/ ft3。 最小重量不可用于仅储存气体或如附录 Q 和 R 中讨论的储存冷冻液体的储罐。 载荷 在设计大型低压储罐时,需考虑下述载荷: a. 5.3 节中规定的内压和由操作引起的真空分压。 b. 从空罐到充满、具有或没有规定的最大气体压力的储罐本体与规定介质的重量。 c. 支撑系统,局部的和全部的,包括预计来自基础条件性质的影响(见附录 C 和 D) 。 d. 附加载荷,如平台和梯子的支架,和气候条件的参数、过量的雪(见附录 E) 。 e. 风载,或规定的,地震载荷(见 5.5.6 节) f. 管道连接引起的载荷。 g. 任何保温和衬里的重量。 5. 4

21

5.5 罐体最大允许应力 15 5.5.1 概述 按照本标准设计和制造储罐的罐体可能存在有较高的局部剪应力和二次弯曲应力, 指定的试验载 荷可能导致某些局部变形。这是允许的,因为正常制造中预计到有一部分合理的局部变形,如果在释 放试验压力时,在反方向会产生塑性变形,变形不是如此严重。在接下来的正常操作中将继续塑性变 形。 5.5.2 名词术语 5.5.2.1 自 5.5.3 节到 5.5.5 节和图 5-1 中共同的有关应力变量的定义如下: t = 罐体壁厚,in R = 罐体半径,in c = 腐蚀裕量,in Sts = 单向拉伸的最大许用应力,lbf/in2. 如表 5-1 所示 lbf/in2 圆筒壁的轴向载荷既不会与环向作用同时拉伸也不会同时 Scs = 最大许用纵向压应力, 压缩(按 5.5.4.2 确定有关的壁厚与半径的比值) Sta = 许用拉应力,lbf/in2 Sta<Sts,因为同时存在垂直于它的压应力 Sca = 许用压应力,lbf/in2 Sca<Scs,因为同时存在垂直于它的压应力或拉应力 Stc = 所考虑点的计算拉应力,lbf/in2 Scc = 所考虑点的计算压应力,lbf/in2 St = 指示拉应力的总体变化,lbf/in2 依据该值使用的上下关系可以是许用值也可以是计算值 Sc = 指示压应力的总体变化,lbf/in2 依据该值使用的上下关系可以是许用值也可以是计算值 N = 拉应力 St 与单向许用拉应力 Sts 的比值。 M = 压应力 Sc 与单向许用压应力 Scs 的比值。(见图 F-1)
见注 1 和 2

对双向拉伸-压缩,压应力同时存在 (lb/in2)

不能外推超过 此线 拉伸应力系数的数值

注释: 1. 2. 3.

任何时候压应力的特定值(t-c)/R 不允许超过 Scs,由曲线 OABC 表示;压应力的值或 N 不允许落到左侧 或此曲线的上方。 见图 F-1 M 和 N 系数的关系。 如果压应力是经向的采用 R=R1;如果是环向的采用 R=R2。

图 5-1 — 拉伸和挤压双轴应力,30,000—38,000psi 屈服应力钢
15

见大型低压储罐的二轴应力准则,由 J.J.Dvorak 和 R.V.McGrath 著,1961 年 6 月在 WRC 公报 69 出版,WRC 地址: 345 East 47th Street, New York 10017。 22

5.5.2.2 罐壁的术语在 3.3 节中定义。除非本标准中另有规定,接管和人孔颈、补强板、法兰和盖板的 应力应不超过储罐壁应用的值。 5.5.3 最大拉应力 5.5.3.1 储罐外壁最大拉应力, 如列在 5.4 节中的任何载荷或任何在规定的操作中预期发生的载荷联合 作用,不应超过按照 5.5.3.2 节和 5.5.3.3 节中确定的应用应力值。 5.5.3.2 如果纵向和环向单位拉力 T1 和 T2 是拉伸的或一个是拉伸的, 另一个为 0, 计算拉应力 Sts 应不 超过表 5-1 中的应用值。 5.5.3.3 如果纵向力 T1 是拉伸力,且同时存在的环向单位力 T2 是压缩力,或如果 T2 是拉伸力,T1 是 压缩力,则计算拉伸应力 Stc 不应超过许用拉伸应力值 Sta,Sta 由表 5-1 中的使用应力值乘上从表 5-1 中压力值(Sc=Scc)和相关比值(t-c)/R 得到的 N 值取得。然而,在压缩的单位压力不超过同时存在 的垂直于该力的单位拉力的 5%场合,设计者可以使用 5.5.3.2 节中的拉应力值,而不必严格按本节的 规定(见 F.1 按照本节要求举例说明许用拉应力值 Sta 的选取) 。无论何时, ta 的值都不可超过表 5-2 ,S 中的拉伸接头系数与表 5-1 中单向拉伸许用应力值的乘积。 5.5.4 最大压应力 5.5.4.1 除在 5.12.4.3 节中规定的压环区域,按列在 5.4 节中确定的任何载荷或任何在操作时预期产生 的同时联合作用的载荷,储罐外壁的最大压应力不应超过按照 5.5.4.2 节到 5.5.4.8 节确定的应力值。 这些规程不适用于筒体上环向应力是压缩的情况下(受外压作用的筒体) 。然而,5.5.4.2 节中计算得 到的 Scs 值,当环向单位压应缩力作用时 R=R1 或当纵向单位压缩力作用时 R=R2,在某种程度上构成 了 5.5.4.3 节、5.5.4.4 节和 5.5.4.5 节中具有双曲率壳体壁规范的基础。 5.5.4.2 如果一个筒壁或其一部分作用于纵向压缩力与既不是拉伸也不是压缩的环向力同时作用,则 计算的压缩力 Scc 不应超过 Scs 值,应用厚度与半径的比值确定 Scs 如下: (t-c)/R<0.00667 时, Scs=1,800,000[(t-c)/R] 0.00667≤(t-c)/R≤0.0175 时, Scs=10,150+277,400[(t-c)/R] (t-c)/R>0.0175 时, Scs=15,000 5.5.4.3 如果纵向和环向单位力 T1 和 T2 都是压力,且在数量上相等,计算压应力 Scc 不可超过 Sca,应 用厚度与半径的比值确定 Sca 如下: (t-c)/R<0.00667 时, Sca=1,000,000[(t-c)/R] 0.00667≤(t-c)/R≤0.0175 时, Sca=5650+154,200[(t-c)/R] (t-c)/R>0.0175 时, Sca=8340 5.5.4.4 如果纵向和环向单位力 T1 和 T2 都是压力,但在数量上不相等,较大和较小的计算压缩应力 值应限制以满足以下要求: (S1+0.8Ss)/Scs≤1.0 1.8Ss/Scs≤1.0 式中 S1 = 较大应力, lbf/in2.. Ss = 小应力 ,lbf/in2. Scs = 最大许用纵向压缩应力, lbf/in2, 5.5.4.2 节对第一个等式中较大单位力和第二个等式中 按 较小单位力采用 R 来确定。
注:在以前的表述中,如果单位力是环向作用的,R=R1;如果力是纵向作用的,R=R2。 23

表 5-1 — 最大单向拉伸许用应力值
规定的最低值 材料标准 (见注 1) 拉伸强度 等级 注解 屈服点强度 拉伸时最大许用拉伸 应力值 Sts 见注 2 和 3

和 和 和

1级 2级





和 和 1级 和 和 C,D 优质钢 C,D 优质钢 无缝 管子

电熔化焊 C级 C级 和 和

和 和

24

表 5-1 — 最大单向拉伸许用应力值(续)
规定的最低值 材料标准 (见注 1) 拉伸强度 等级 注解 锻件 屈服点强度 拉伸时最大许用拉伸 应力值 Sts 见注 2 和 3

铸件和紧固件 用于底脚螺栓
B 用于法兰和受 压件 B 用于结构件和 锚固件 紧固件



抗内压的结构型钢 和 和 和 和 和 和 和 和 和

注: 应符合所有 4.2 节至 4.6 节中规范要求的适当的修改和限制。 除应用注释 4、6、10 和 12 中指定的附加系数或限制情况外,本表中给出材料(除紧固件钢材外)的许用拉 伸应力值应为(a)规定材料最小极限拉伸强度的 30%,或(b)规定最小屈服点的 60%,两者取小值。 3. 除当接头系数已以反映到规定的许用应力值外,参考注 10,或依据 5.5.3.3 节节确定的 N 值小于表 5-2 中给 出的接头系数(且因此使得许用应力的减小量大于相关的接头系数) ,规定的焊缝拉伸应力值应乘以表 5-2 中给出的接头系数 E。 4. 优质结构钢的应力值包括质量系数 0.92。 5. 板厚和管子厚度应不超过 1/4in。 6. 应力值限定于极限拉伸强度仅 55000lbf/in2 的钢。 7. 厚度小于等于 21/2in。 8. 厚度小于等于 11/2in。 9. 熔焊管子的应力值包括焊接接头系数 0.80(见 5.23.3 节) 。仅直缝管可以使用;禁止使用螺旋缝的管子。 10. 铸件的应力值包括质量系数 0.80。 11. 见 5.6.6 节。 12. 按 ASME 锅炉与压力容器规范第Ⅷ卷中的许用应力值乘以本标准的设计应力系数与 ASME 规范第Ⅷ卷的设 计应力系数的比值 0.30/0.25。 1. 2.

25

5.5.4.5 如果纵向单位力 T1 是压缩的,同时存在的力 T2 是拉伸的,除在 5.5.4.6 节中另外提出外,或如 果 T2 是压缩,T1 是拉伸,计算的压应力 Scc 不应超过许用压缩应力 Sca 值。Sca 值是通过图 5-1 中 N 计 S 算值和有关单位压应力的 t/R 值, 读取的对应该点的 Sc 值获得的。 c 值是给定条件下 Sca 值的限制值(见 F-1 按照本节要求举例说明许用压应力值的确定)。 5.5.4.6 当圆筒中由于弯矩作用产生局部轴向压缩屈曲应力是基本载荷,5.5.4.2 节或 5.5.4.3 节提到的 许用纵向压应力 Scs 或 Sca 可以增加 20%。如果由于风(空罐或满罐)或由于地震(空罐)使筒体弯曲, 除高于许用的 20%增量外,弯矩引起的许用屈曲应力可以额外增加 1/3。对满罐或部分充满液体的储 罐以及地震引起的纵向压应力,许用压应力不必限制,对于双向应力在图 5-1 中另外要求。 对于地震设计,满罐通常是最坏的设计情况。对风载而言,具有内压的空罐对由压缩引起的局部 弯曲应力通常是最坏的情况。 5.5.4.7 在 5.5.4 节中前面规定的许用压缩应力是指作用在对接焊结构上的。如果压缩力作用在一条或 多条搭焊形式的主焊接接头上,许用压应力应按照 5.5.4 节确定,但最小压缩应力限制在 5.12.2 和表 5-2(包括注 3)的限制范围内。 5.5.4.8 圆筒体可以校核风的屈曲以决定是否需要按照 5.10.6 中规则添加防风圈。如果在罐顶或罐底 之间的过渡是圆弧形(5.12.3 节) ,那么圆弧高度的 1/3 作为未加强的壳体高度。 5.5.5 最大剪应力 连接人孔和接管以及补强或其他连接到罐壁上附件和作为补强连接的人孔或接管颈的焊缝, 其最 大剪应力不应超过采用的最大许用拉伸应力 Sts 值的 80%,Sts 对各种涉及的材料在表 5-1 中给出。如 此高值的剪应力仅在载荷垂直作用于焊缝方向是允许的,当载荷作用不同时,应降低剪应力。 (见 5.16.8.3 节) 。 5.5.6 风载,地震载荷最大许用应力 与风载或地震载荷联合作用的设计载荷的最大许用应力不可超过允许设计载荷情况下应力值的 133%; 除附录 L 中允许外, 对碳钢应力不可超过规定的最小屈服应力的 80%, 对不锈钢和铝见 Q.3.3.5 节。 5.6 结构件与螺栓的最大许用应力值 5.6.1 根据 5.6.5 节规定,按列在 5.4 节中的载荷或在操作中预期共同作用的载荷对挡板、腹板、桁梁、 主柱和其他框架内外的最大应力不可超过表 5-3 中的许用应力:

S2 4g
式中 S = 任何两连续的孔之间的纵向距离(间距) in , g = 相同两孔间横向距离(标准尺寸) in , 5.6.1.1 对于角钢,在对应支腿孔的标准尺寸应是角钢背面减去厚度之和。 5.6.1.2 在决定塞焊或长孔焊的净横截面时,焊接金属不可考虑为增加的净面积。 5.6.1.3 对于拼接元件,对于拼接元件,考虑的厚度应只是焊缝连接元件厚度或其它方式连接的厚度。 5.6.1.4 除了锻制的环孔杆,用销连接的拉伸元件,横切元件轴线的销孔净截面不能小于 135%;平行 元件轴线的销孔净截面不小于 90%的主体元件的净截面。 横切元件轴线穿过销孔用销连接元件的净宽 度,除非已防止了侧向屈曲,应不超过 8 倍的元件厚度。 5.6.2 承受风载和其它 5.4 节所规定的载荷组合而产生应力的外部构件,或管状、立柱和框架如果根 据表 5-3 规定的单位应力所要求的截面不小于所有其它应用载荷的组合可成比例地大于表 5-3 中的应 力的 25%。对这些元件的连接螺栓或焊缝可相应增加许用单位应力。 5.6.3 螺栓的许用设计应力是预紧螺栓时所知的应力。法兰螺栓的许用设计应力也是在过载或试验所 知时的附加应力。当螺栓用于锚固壳体倾覆时,许用应力见 5.11.2.2 节。 5.7 腐蚀裕量 当储罐壁上或储罐内部或外部的支撑件或对完工储罐要求的拉撑件上预期发生腐蚀,设计计算要 求需要额外的金属厚度,或采用某些满意的方法保护这些表面不受腐蚀,储罐内壁和外壁增加的厚度 可以不相同(见附录 G) 。

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表 5-2 — 最大许用弧焊接头系数
接头型式 对接接头, 双面焊或由买 方认可的其他方式, 将获 得符合 ASME 规范第Ⅷ 卷 UW-35 中要求的内外 焊缝表面上的熔敷焊缝 金属的质量; 保留垫板的 焊缝除外。 除上述外, 单面焊对接接 头带垫板或相当的。 限制条件 无,对所有的双面焊接接头,除高 于液位的顶部外。 基本接头系数 (%) 85 射线照相 最大接头系数 (见注释 1) (%,见注 3) 85 抽样检测 100 充分检测(见注 3)

高于液位的顶部。

70

— 抽样检测 充分检测(见注 3) 抽样检测 充分检测(见注 3) — 抽样检测 充分检测(见注 3) — —

70 85 100 75 85

板间纵向或环向的接头板厚不大于 11/4in;接管连接缝无厚度限制。 高于液位的顶部。

75

70

70 75 85 70 70

单面焊对接接头无垫板。 接管连接焊缝。 双面满角搭接接头 (见注 4) 板间纵向和相当的(见注 5) ,环向 接头板厚不大于 3/8in;这种型式接 头不可用于 5.12.2 节要求对接的纵 向或环向接头。 其它板厚不大于 5/8in 的环向接头。 单面满角搭接接头 (见注 4) 板厚不大于 3/8in 的纵向和环向接 头;这种接头型式不能用于较薄板 厚度超过 1/4in 的 5.12.2 中规定的纵 向或环向接头。 对凸面受压封头连接要求的厚度不 超过 5/8in,只能在接管内侧采用填 角焊缝。 接管与补强板的连接焊。 接管与补强板的连接焊。

70 70

65 35

— —

65 35

封头与接管的单面满角 搭接接头。

35



35

接管连接的角焊缝 塞焊(见 5.24.5 节)

80

(包括在 5.16.8.3 节的强度系数中) —

80

注: 1. 见 5.26 节与 7.15 节中的检测要求。 2. 不管本栏中给出的任何值,具有双曲率表面的板之间的搭焊接头系数,该板有压应力穿过接头,Pg 为负值,或其 它外载荷可以作为一个整体考虑,该压应力应不大于 700lbf/in2。对所有其它的搭焊接头,接头系数必须用于许用 压应力 Sca。全焊透对焊接头系数,其压缩作用于整个连接的板厚上,可以作为一个整体考虑。 3. 所有主对焊接头(见 5.26.3.2 节)应按 7.15.1 节要求进行全部射线照相,且接管与补强板的连接焊缝应按 7.15.2 节要求进行磁粉检测。 4. 厚度限制不适用于基础上均布的支撑平底。 5. 本表的目的,应考虑环向与纵向同样的要求和限制条件,当这种环向焊缝位于(a)球形、碟形或椭圆形上或其它 双曲率的表面上, (b)在锥形或碟形顶盖(或底板)与圆柱筒体的连接处,如 5.12.3 节所考虑的,或(c)在图 F-9 中的过度段或变径段上任意一端的连接处。 6. 所示的角焊缝和塞焊焊缝的接头系数不用于表 5-3 中结构焊缝的许用剪应力值。

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表 5-3 — 结构件的最大许用应力值
结构件 轧制钢,净的截面 较小相交面上的对接焊缝,在焊缝内或焊缝边缘 上(见 5.16.8.3 a) 螺栓和其它螺纹件在螺顶的净面积 非受压件的值(lbf/in2) 拉伸 18000 18000 18000 压缩(见注 1) 18000/[1+(l2/18000r2)] 但不超过 15000 18000Y/[1+(l /18000r )] 但不超过 15000Y 18000 18000 弯曲(见注 2) 18000 18000 10800000/(ld/bt) 27,000
2 2

受压件的值(lbf/in2) 按表 5-1 按表 5-1 按表 5-1

轴向承载的结构圆柱体、结构支撑件和结构次要 件,横截面(最小许用厚度 1/4in.) 轴向承载的管形圆柱体、管形支撑件和管形次要 件,横截面(最小许用厚度 1/4in.) 较小相交面上的对接焊缝,在焊缝内或焊缝边缘 上(压扁) 板式桁架加强件,横截面

18000/[1+(l2/18000r2)] 但不超过 15000 18000Y/[1+(l2/18000r2)] 但不超过 15000Y 15000 15000

轧制型钢、板式桁架和组件端部纤维的拉伸 轧制型钢、板式桁架和组件端部纤维的拉伸 ld/bt 不超过 600 ld/bt 超过 600 销子端部纤维的应力 承受轴向和弯曲载荷的元件应按比例以使得最 大轴向和弯曲组合应力不超过单个轴向载荷的 许用值 对接焊缝由弯曲引起的端部纤维应力应分别不 大于拉伸和压缩的应力值;这种焊缝中的拉应力 应乘以所采用的接头系数 对接焊缝由弯曲引起的端部纤维应力应分别不 大于拉伸和压缩的应力值;这种焊缝中的拉应力 应乘以所采用的接头系数

按表 5-1 同表 5-1 的拉伸值 [(600)(表 5-1 的拉伸值)/(ld/bt)] 20,000

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表 5-3 — 结构件的最大许用应力值(续)
结构件 绞制孔或钻孔中的销子和回转螺栓 非精制螺栓 格形梁和板式桁架,其中 h/t 不大于 60,或其中格子足 够加强,整个格形梁截面 格形梁和板式桁架,其中 h/t 大于 60,或其中格子加强 不够,整个格形梁截面 载荷垂直于焊缝长度的角焊缝,在通过喉部的部分(见 5.16.8.3 节第 b 项) 载荷平行于焊缝长度的角焊缝,在通过喉部的部分(见 5.16.8.3 节第 b 项) 塞焊或长孔槽焊,在焊缝有效结合面上(见 5.24.5 节表 5-2) 最小相交面上的对接焊缝,在焊缝中或焊缝边缘上(见 5.16.8.3 节第 a 项) 非受压件的值(lbf/in2) 剪切(见注 2) 13500 10000 12000 受压件的值(lbf/in.?) 12000 8000 表 5-1 中拉伸值的 2/3

18000[1+(h /7200t2)]

2

(表 5-1 中的拉伸值) 2 / [1+(h /7200t2)] 表 5-1 中拉伸值的 70%

12600

9000

表 5-1 中拉伸值的 50%

11700

表 5-1 中拉伸值的 65%

14400

表 5-1 中拉伸值的 80%

挤压 绞制孔或钻孔中的销子和回转螺栓 载荷仅作用在连接元件螺栓的一端 分布大致均匀,通过连接件厚度的载荷 非精制螺栓 载荷仅作用在连接元件螺栓的一端 分布大致均匀,通过连接件厚度的载荷 16000 20000 0.09×表 5-1 中拉伸值 1.1×表 5-1 中拉伸值 24400 1.33×表 5-1 中拉伸值 1.67×表 5-1 中拉伸值

30000

注: 1. 压应力等式中变量定义如下: l=柱状未拉伸的长度 in;r=相应最小圆柱体的最小回转半径,in;t=管形圆柱体的厚度,in;Y=当 t/R 等于或大于 0.015 时的整数值(1.0) ;当 t/R 值小于 0.15, Y=(2/3)[100(t/r)]{2-(2/3)[(100)t/r]}。 2. 弯曲应力等式中的变量定义如下:l=元件不受支撑的长度 in;对于未充分在外端拉撑以抗移动和回转的悬挂梁,l 应取受压法兰长度的 2 倍;d=构件深度,in.;b=受压法兰的宽度,in;t=受压法兰的厚度,in。 3. 剪切应力等式中的变量定义如下: h=格形梁法兰之间的净距离,in;t=格形加强件的厚度,in。

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5.8 衬里 当在罐壁上包括接管任何元件,连接防腐蚀衬里时,衬里的厚度不包括在筒体所需壁厚的计算中。 5.9 罐壁的设计程序 5.9.1 自由体分析法 自由体分析法是一种确定必须作用在储罐壁上力的大小和方向的设计程序, 在选择的分析高度上, 储罐保持静平衡,高于或低于选择高度的部分作为一个自由体,假设这一部分是从储罐壁上水平切割 出,独立于剩下部分的。 5.9.2 分析法的高度 自由体分析法应用在从底到顶都是连续的储罐上, 其目的是得到存在于在临界高度的储罐壁中的 环向和纵向单位力的数量和性质,在这一高度,所有不同气体压力(或部分真空)和操作时静压头对 设计可能产生控制作用。在给定的储罐高度上对气压和液体压头建立控制条件时,各种分析法可能是 必要的。储罐主体要求的壁厚应 5.10.3 节应用规程中计算得到。 5.9.3 储罐形状和容积 5.9.2 节的分析法规定了储罐容积需要的外形尺寸和实际储罐形状。除球形和圆柱形常见储罐形 状外,最合适形状和尺寸的确定要求考虑到经验和判断的试差法得到的。作为储罐自由体分析法的进 一步初始条件,规定内部拉杆、挡板、腹板或其他受压部件,必须研究这些部件的合理安排和这些部 件在操作中承受的不同气体压力和液位载荷的数值和性质。 (见 5.13 节) 5.9.4 圆柱形储罐的平底 5.9.4.1 一般均匀支撑在圈板、斜坡或水泥板基础上的圆柱形储罐的平底是受压元件,因为基础支撑不 考虑应力。 5.9.4.2 所有的底板最小公称厚度应为 1/4in,不包括买方规定的底板腐蚀裕量。 (见 Q.3.4.7 节对本要 求的例外) 壳体圈板 5.9.4.3 定购的底板应尺寸足够,以便在修磨时,底板 与圈板焊缝外侧至少伸出 1in 宽。 5.9.4.4 除非买方另有规定,所提供和安装搭焊的底板 应与相邻板至少有 1in 的搭接。 罐底三块板的接头互相 之间到筒体壁之间距离不可小于 12in。 5.9.4.5 在下搭焊底板应具有装配接头的外端,并且搭 焊形成平滑支撑圈板。 (见图 5-2) 5.9.4.6 在圈板下厚度大于 3/8in 的底板应采用对接焊, 对接焊缝应使用大于等于 1/8in 厚的背面垫板,或者应 底板 采用双面对接焊。焊缝应通过底板的厚度全部熔透。 对接焊缝至少在圈板的内侧向内延伸 24in。 5.9.5 圈板与底板的角焊缝 图 5-2 — 储罐圈板下搭接焊底板制备的方法 5.9.5.1 对于公称厚度≤1/2in 的圆底板,连接最下层圈 板和底板边缘的角焊缝应在圈板两侧连续焊。每条焊 缝的尺寸不大于 1/2in,不小于两板接头较薄板的公称 圈板 厚度(即,与圈板和底板紧密相连的板厚) ,并且不小 于表 5-4 所示的值。 最大 最小 5.9.5.2 按照 5.9.5.1 要求第一节圈板通过内、 外角焊缝焊 45° 接连接到底板,但当圈板材料规定最小屈服强度大于 36000 lbf/in2 时,每条焊缝至少要有二条焊道。 5.9.5.3 对于公称厚度>1/2in 圈板下的底板,连接焊缝 规定量尺寸,以使角焊缝焊脚或坡口高度加上角焊缝焊 角高度与底板的板厚尺寸相等(见图 5-3) 。 最大 5.9.6 连接的不连续 最小 最小 在经向切向方向上存在不连续点的储罐,例如发生 在圆锥形或碟形顶盖(或底板)与圆筒圈板,或在圆锥 变径段与圆筒圈板连接处的点,接近这些点的储罐部分 图 5-3 — 公称厚度大于 1/2in 底板双面坡口 应按照 5.12.节的规定进行设计。 填角焊缝的详图(见 5.9.5.3)

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表 5-4 — 平底圆筒形储罐圈板与底板填角焊缝
圈板最大厚度 (in) 0.1875 >0.1875-0.75 >0.75-1.25 >1.25-1.50 角焊缝最小尺寸 (in) 3/6 1/4 5/16 3/8

5.10 圈板、顶盖和底部的设计 5.10.1 名词术语 5.10 节中公式用到的变量定义如下: P Pl Pg T1 T2 R1 R2 W = 在特定载荷条件下作用在给定储罐液位下总的表压力 Pl+Pg,lbf/in2 = 储罐中由所考虑液位引起的液体压头表压力, lbf/in2 = 高于液面的气压,lbf/in2 表压。最大气压(不超过 15 lbf/in2 表压)是储罐的公称压力额定值。 除在计算中检查储罐承受真空分压的能力时使用为负值外,Pg 是正值。 = 储罐考虑液位上环向弧的轴向单位力,lbf/in2,当受拉伸时,T1 时正值。 = 储罐考虑液位上轴向弧的环向单位力,lbf/in2,当受拉伸时,T1 时正值(在圆柱形圈板中,环 向单位力是周向力) 。 = 在考虑液位的轴向平面上的储罐筒体圆半径,in。除在 5.10.2.6 节使用外,当 R1 与 R2 在筒体 壁上反向时,是负值。 = 考虑液位下垂直于罐壁的长度,in。从罐壁到其回转轴测量,除在 5.10.2.6 节规定外,R2 通 常是正值。 = 总重量, lb,储罐和其储存介质的总量(也包括所考虑液位之上的重量,如图 5-4 的 b 平面, 或如图 5-4 的 a 平面) ,在此液位上作为自由体计算。严格意义上,总重量宜包括所述储罐部 分所有金属、气体和液体的重量;然而,气体的重量可以忽略不计,相对液体重量,金属的 重量也可忽略不计。 W 与 P 压力同方向作用在自由体水平面上时, 与 P 的值的符号相同; 当 W 当两作用方向相反时,W 值符号与 P 值相反。 = 所有作用在自由体上的内外部拉杆、支撑、挡板、腹板、圆柱支撑,裙座或其他结构件或支 撑垂直方向上的力的总和, lb 当 F 与 P 压力同方向作用在自由体水平面上时,W 与 P 的值 的符号相同;当两作用方向相反时,F 值符号与 P 值的相反。 = 考虑液位上的储罐内部横截面积, in2 = 储罐壁板、顶盖或底板的厚度,包括腐蚀裕量, in = 腐蚀裕量, in = 所考虑应力作用的最薄弱点截面的系数,用小数表示。 (应使用表 5-2 中的值,除对表 5-2 注 释 3 中(a)全焊透对接焊和(b)搭焊接头,E 值可取 1) 。 = 表 5-1 中给定的单向拉伸最大许用应力, lbf/in2

F

At t c E Sts

Sta = 按 5.5.3.3 节确定的许用拉应力, lbf/in2 Sca = 按 5.5.4 节确定的许用压应力, lbf/in2 Stc = 考虑点的的计算拉应力, lbf/in2 Scc = 考虑点的的计算压应力, lbf/in2 5.10.2 单位力计算 5.10.2.1 按 5.9 节规定作为自由体分析法的储罐部分的每一选定的液位上(见图 5-4 典型图)和在该 液位上研究的气体和液体载荷的每种条件,储罐壁环向与轴向上单位力的数值除 5.10.2.6 节、5.11 节

31

和 5.12 16 节规定外,应按以下等式进行计算:

T1 =

R2 W +F (P + ) 2 At T1 ) R1

(1)

T2 = R2 ( P ?

(2)

? R R W+F ? T2 = R 2 ?P(1 ? 2 ) ? 2 ( )? 2R 1 2R 1 A 1 ? ?
注:脚注 16 也适用于等式 1、2 和 3。

(3)

5.10.2.2 拉力 T1 和 T2 是正值;压缩力是负值。 5.10.2.3 自由体分析应对每一圈板水平接头的液位、顶盖、底板和任何曲率明显变化的中间液位高度 上进行。在给定液位的最大总压力(液压头加上气体压力)不一定是此液位的控制条件。在每一液位 上结合许用拉应力和压应力进行充分分析,以确定在该液位将要控制设计的液压头和气体压力(或真 空分压)的联合作用。通常在固定液位高度下操作,但储罐的设计必须满足满罐或空罐的安全要求。 双曲率罐壁的设计需要特别注意。 5.10.2.4 对椭圆顶或椭圆底宜使用精确方法代替近似值 R1 和 R2 进行计算。从顶盖或底板垂直轴线得 到的水平距离 x 点的数值可以通过长度 a 乘以表 5-5 相应的系数得到,水平半轴 a 等于 2 倍的垂直半 轴 b。其他比例的椭圆值按下列公式计算:

b2 a 4 a 2 2 1.5 b 2 (R 2 ) 3 R 1 = 4 [ 2 + (1 ? 2 ) x ] = a b b a4 a4 a2 R 2 = [ 2 + (1 ? 2 ) x 2 ]0.5 b b
5.10.2.5 等式 1 和 2 是通用公式用于任何具有一条垂直回转轴的储罐和由水平截面隔离开罐壁只有一 个圆的自由体储罐(见 5.10.2.6 节) 。对于储罐或常使用的异形隔板储罐,公式 1 和 2 推导出下列在 a-c 项中对不同形式使用的简单公式: a. 球形储罐或球形隔板罐,R1=R2=Rs(储罐或隔板的球形半径),等式 1 和 2 变为下述形式:

T1 =

Rs W +F (p + ) 2 At

(4)

T2 = Rs P ? T1

(5)

T2 =

R1 W+F (P ? ) 2 At

(6)

等式 2、5 和 9 由只受压力 P 且作用在储罐单位面积上的垂直表面的 T1 和 T2 之和推导而得。从技术上修正,宜在力 P 中加上或减去其他垂直表面的力,如金属重量、雪载或保温层的重量。对于通常的设计内压,这些添加的载荷相对 P 值较小,可以另行讨论而不会有明显的错误。承受真空分压载荷而 P 值相对较小时,其他载荷对计算 T2 值和组合的 厚度起到本质上的影响。 等式 3 和 6 仅在无其它垂直与表面的载荷存在,P 是作用在自由体上的力时是正确的。 F.3 节中的例子计算了按照等式 1-5 考虑金属重量、保温层重量和雪载的低真空情况下要求的顶盖厚度。设计宜注明如 果忽略这些载荷,计算厚度比正确值小得多。 在等式 1、4、8 和 10 中,W 值包括了例如金属重量,这些不重要的载荷。顶盖垂直中心线外的点上,等式 18、20 和 22 中厚度计算需要的 T2 值和等式 2、5 和 9 中的 P 值必须考虑增加正常元件重量的载荷以修正得到正确的 T2 值。 32

16

注:见脚注 16 应用于等式 4-6 中的信息。

进一步说,如果球形储罐仅承受气压且如果(W+F)/At 相对 Pg 值可以忽略不计,等式 4 和 5 简 化如下: T1=T2=1/2PgRs b. 锥形顶或锥底的储罐, R1=无穷大 R2=R3/cosα 式中 R3 = 在锥体考虑液位上底边的水平半径。 α = 锥形顶或锥底夹角的一半。 这种情况下的等式 1 和 2 简化如下: (7)

T1 = (

R3 W+F )(P + ) 2 cos a At
PR3 cos a

(8)

T2 =

(9)

注:见脚注 15 应用于等式 8 和 9 中的信息。 回转轴

回转轴

自由体

自由体

考虑的液位

支撑 截面 a 回转轴 自由体

支撑 截面 b

切到此平面拉杆的数量

考虑的液位 拉杆

截面 c

图 5-4 — 对特定形状罐典型的自由体简图

33

c.

对立式储罐的圆筒壁板,R1=无穷大;R2=Rc,圆柱的半径;等式 1 和 2 成为如下:

T1 = (

Rc W +F )( P + ) 2 At

(10)

T2=PRc
注:见脚注 15 应用于等式 10 中的信息。

(11)

进一步说,如果圆筒形储罐仅承受气压或如果(W+F)/At 相对 Pg 值可以忽略不计,等式 10 和 11 简化如下: T1= 1/2PgRc T2= PgRc (12) (13)

5.10.2.6 如果穿过储罐的水平面与储罐的顶部或底部的相交线多于一个圆,那么在这一液位上需隔离 出多于一个自由体,5.10.2.1 节和 5.10.2.5 节中使用的公式值仅适用在筒体连续,且穿过回转轴的中 心自由体上。 (图 5-4 中穿过储罐底部的就是这种类型的一个例子, 视图就是短距离低于内部拉杆的 c 较低端) 。经向和纬向单位力作用在圆形自由体或中心自由体外的部分边缘上必须采用特殊形状自由 体横截面的推导公式进行计算。 本标准不能为所有横截面形状和在这些位置上的载荷条件提供使用公 式;然而,对于直接放在基础上的球形隔板(见 5.11.1 节) ,具有常数环向半径 R1,例如在图 5-4 视 图 c 中的储罐底板的外部分,使用的经向和纬向单位力的公式如下:

T1 = Pg R1 (1 ?

R1 ) 2 R2

(14)

T2 =

1 Pg R1 2

(15)

变量在第 5.10.1 节中定义;然而,在这种情况下,R1 总是正值,当与 R1 方向相反时 R2 是负值。 5.10.3 要求的厚度 5.10.3.1 任何给定液位的储罐壁厚应不小于 5.10.3.2 节至 5.10.3.5 节中所述的方法获得该液位最大值 t。 另外,5.4 节中例举的除内压或可能的真空分压外的载荷在需要的地方应规定增加壁厚。如果在储罐 壁的经向切点上存在不连续点,例如发生在锥形或碟型顶盖(或底板)与圆柱壁板连接处的不连续, 靠近这些点的储罐筒体部分应按照 5.12 节规定进行设计。 5.10.3.2 如果单位力 T1 和 T2 都为正值,指示是位伸对于控制在给定液位上的气压(或真空分压)和 液体静压的共同作用而言,两压力值较大的用于计算此液位上需要的壁厚,如下列等式所示:

t=

T1 T +c 或 t = 2 +c S ts E S ts E

(16)

在这些等式中,Sts 和 E 应用值分别在表 5-1 和表 5-2 中说明。 5.10.3.3 如果单位力T1 是正值,指示是位伸,而T2 是负值,指示是压缩,或如果T1 为负值,T2 为正值, 对于控制在给定液位上的气压(或真空分压)和液体静压的共同作用而言,这种情况下的要求壁厚应 通过假设不同的壁厚直到找一个值为止,这个值使得计算拉应力Stc 和计算压应力Scc 同时分别满足 5.5.3.3 节和 5.5.4.5 节中的要求。壁厚取值需方便由图解法获得,如F-2 17 中的例子。尽管前面已经提 出获得要求壁厚的要求, 但如果在提出的这种情况下的单位压缩力不超过同时存在的垂直与它的单位 拉伸力值的 5%,设计者就可以用 5.10.3.2 节中的方法代替严格遵守本节要求计算得出要求的壁厚。 否则接头系数E值在要求厚度取值时是不考虑的。 除非许用拉应力Sta的值受 5.5.3.3 节中Ests值的控制,

17

见图 F-3,用于做图解法曲线的复印件。 34

表 5-5 — 确定椭圆顶和椭圆底 R1 和 R2 值的系数(见 5.10.24 节)
x/a 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 u=Rt/a 2.000 1.994 1.978 1.950 1.911 1.861 1.801 1.731 1.651 1.562 1.465 1.360 1.247 1.129 1.006 0.879 0.750 0.620 0.492 0.367 0.250 v=R2/a 2.000 1.998 1.993 1.983 1.970 1.953 1.931 1.906 1.876 1.842 1.803 1.759 1.709 1.653 1.591 1.521 1.442 1.354 1.253 1.137 1.000

注:本表中的变量定义如下:x=顶盖或底板上的点到回转轴的水平距离; a=椭圆横截面的水平半轴;R1=ua;R2=va。

5.10.3.4 如果在储罐给定液位的控制载荷条件下,T1 和 T2 都为负值,且数量值相等,该条件下的要求 的壁厚应按等式 17 计算:

t=

T1 T +c = 2 +c S ca S ca

(17)

在等式中,Sca,如 5.5.4.3 节和 5.5.4.6 节所述,具有与相关的厚度与半径比适当的值。搭焊接头 应遵守 5.5.4.6 节和表 5-2(包括注 3)的限制条件。 5.10.3.5 如果在给定液位控制条件下,单位力 T1 和 T2 都为负值但数量上不相等,这种情况下的储罐 要求壁厚应为按列在第 a-f 项中的分步程序计算得到的壁厚值中的最大值,这些壁厚值反映了与计算 中的各个壁厚与半径比的正确关系(见第 2 和 4 步) 。 a. 步骤 1。等式 18 和 19 中的值计算如下:

t=

(T ' + 0.8T '' ) R ' +c 1342

(18)

注:见脚注 15 应用于等式 18 中的信息.

T '' R '' t= +c 1000

(19)

在这两个公式中,T′的值应与同时存在的两个单位力较大者的值相等;T″的值应与同时存在 的两个单位力较小者的值相等。如果较大的单位力是经向时,R′和 R″的值应分别等于 R1 和 R2 的 值;相反,如果较大的单位力是纬向时,R′和 R″的值应分别等于 R2 和 R1 的值。 b. 步骤 2。从步骤 1 中计算得到的两种厚度应减去腐蚀裕量,且在等式 18 或等式 19 中计算厚度用
35

到的 R 值的基础上应对厚度与半径之比(t-c)/R 进行校核。如果两种厚度与半径比都小于 0.00667, 那么按步骤 1 计算的较大的壁厚值作为考虑情况下的要求厚度;否则使用步骤 3 计算得到的值。 c. 步骤 3。如果步骤 2 中的一个或全部厚度与半径比超过 0.00667,厚度应采用下列等式计算得到 的值:

T ' + 0.8T '' t=( )+c 15,000

(20)

t=

T '' +c 8340

(21)

注:见脚注 15 应用于等式 20 中的信息。

d. 步骤 4。从步骤 3 计算得到的两种厚度应减去腐蚀裕量,且应用步骤 1 中定义的 R=R′联系等式 20 计算出的壁厚,以及 R=R″联系等式 21 中计算出的壁厚对厚度半径之比(t-c)/R 进行校核。如果 二种厚度与半径比值都大于 0.0175, 那么步骤 3 中计算得到的壁厚大的值作为考虑情况下的要求厚度; 否则使用步骤 5 计算得到的值。 e. 步骤 5。如果步骤 2 或步骤 4 确定的一个或全部厚度与半径比值落在 0.00667 与 0.0175 之间, , 且用等式 18 或 20 计算相关厚度,这一厚度应满足下述等式:

10,150(t ? c) + 277,400(t ? c) 2 = T '+0.8T ' ' R'
注:见脚注 15 应用于等式 22 中的信息。

(22)

如果使用等式 19 或 21 计算得到的厚度应满足下述等式:

5650(t ? c) + 154,200(t ? c) 2 = T '' R' '

(23)

f. 步骤 6。在依照上述步骤计算得到的厚度值中选出一个最终暂行厚度值(如果在较早的步骤中还 没有取值) 。对 T1 和 T2 的值应计算得到 Scc 的值,且校核此值是否满足 5.5.4.4 节和 5.5.4.6 节中的要 求。如果暂定壁厚不满足这些要求,Scc 厚度值应做出必要的调整以满足这些要求。 5.10.3.6 在 5.10.3.5 节中所述的程序是针对数量不相等的双轴单位压缩力受控的情况。然而在许多情 况下, 暂定壁厚将在其它的设计情况下预先取值, 仅在受外压或真空分压时需要校核。 在这种情况下, 如第 6 步骤所述,设计者仅对 T1 和 T2 的值计算得到 Scc 的值,然后进行校核按步骤 6 的规定确认是 否满足 5.5.4.4 节中的要求。 (见在 F.3 节中举例说明 5.10.3.5 节的应用) 5.10.4 最小允许厚度 5.10.4.1 储罐壁 任何高度上的最小储罐壁厚应取下述壁厚中的最大值: a. 3/16 in 加上腐蚀裕量。 b. 根据 5.10.3 节计算得到的厚度加上腐蚀裕量。 c. 表 5-6 中的公称厚度。公称厚度是指储罐壳体建造时的厚度。规定的厚度基于竖立吊装要求。 5.10.4.2 接管颈 见 5.19.2 节中接管颈的最小厚度。 5.10.5 外压限制 5.10.5.1 依据 5.10 节中的公式和程序计算得到的厚度,其中 Pg 为负值,数量上等于设计储罐的真空 分压值,这一厚度保证表面具有双曲率的储罐的抗失稳性,双曲率表面经向半径 R1 等于或小于 R2 或 者稍大于 R2。我们缺少长球面表面的稳定性数据;公式和程序不是用来评估这种表面或承受外压的 圆柱表面稳定性的。 5.10.5.2 本标准不包括承受真空分压力存放气体或蒸汽圆柱形储罐设计的规定。然而,按照本标准储 存液体设计的立式圆筒形壁板(上部分筒节的壁厚尺寸不小于 5.10.4 节中有关储罐的规定值,且在气 体和液体共同作用时,从顶到底增加厚度)当操作液位从满罐到排空变化在任何阶段,可以安全地承 受气体或蒸汽空间不超过 1 盎司/英寸 2 的真空分压。 真空阀或阀门应在较小的真空分压时调定使其开
36

启以便在空气(或气体)通过阀门在最大规定流量时不会使真空分压超过 1 盎司/英寸 2。 5.10.6 圆筒中间抗风圈 5.10.6.1 未加强壁板的最大高度, ft. 应不超过:

? 100t ? H 1 = 6 ( 100t ) ? ? ? D ?
式中

3

H1 = 中间抗风圈到圈板顶部的垂直距离,对成型封头为中间抗风圈到封头弯曲线加上成型封头 1/3 的高度的垂直距离,ft t = 顶部圈板筒节的厚度,除非另有规定,按订购条件, in D = 储罐公称直径, ft.
注:本公式基于以下因素: a. 设计风速 V,100mph,冲击压力 25.6 lbf/ft2 的设计。地面上的高度或阵风的影响,速度以 10%增加。压力因此增 加到 31 lbf/ ft2。内真空附加压力 5 lbf/ ft2。这些规范得到的压力是高于地面大约 30ft 处,每小时最快 100 英里速度产 生的。当买方规定时,对其它的风速 H1 可能乘以(100/V)2 修改。当买方用设计风压而不是风速时,除已经包含在设 计风压中,宜加上前面所述的系数。 b. 公式是基于理论屈曲模式下在罐壁板中得到的均匀风压,这种模式避免了风载对形状因素的影响。 c. 公式是基于改进过的末端不承载的薄管子承受外压作用的 U.S.Model Basin 公式,承受 a 项中的总压力。 d. 当买方提出其它大于从(a)到(c)中的系数,圈板上的总载荷应相应修正,H1 以 36 lbf/ ft2 的速率降低到修正的 总压力。 e. 注中准则的背景是在 R.V.McGrath, “API 标准 650 储罐壳体的稳定性” ,美国石油协会记录汇编,第Ⅲ卷—炼油, 美国石油协会,纽约,1963,43 卷 pp.458-469 中提出的。

表 5-6 — 储罐半径与公称板厚值
储罐半径(ft) ≤25 >25-60 >60-100 >100 公称板厚(in) 3/16 1/4 5/16 3/8

5.10.6.2 采用顶部筒节的壁厚进行计算,确定未加强壁板的最大高度。下一个换算壁板的高度应计算 如下: a. 改变每一部分壁板的宽度值(W)为转置壁板宽度(Wtr)与顶部壁板厚度间的关系如下:

?t Wtr = w ? 通常 ?t ? 实际
式中

? ? ? ?

5

t通常 = 除另有规定外,顶部壁板筒节的厚度,按订购条件,in

t实际 = 除另有规定外,在计算转换宽度壁板筒节的厚度,按订购条件,in
W = 实际筒节的宽度,ft Wtr = 转换筒节的宽度,ft b. 每一节转换宽度的总和将给出转换筒节的高度。 5.10.6.3 如果转换筒节的高度大于最大高度 H1,就需要设置一个中间抗风圈。 a. 中间抗风圈上下稳定性相同时,后者宜位于转换筒节的中间。实际筒节上抗风圈的位置宜在同一 节筒体上,在转换筒体上的相对位置使用上述的相关厚度。 b. 只要转换筒节未加强部分的高度不高于 H1(见 5.10.6.5),抗风圈可以放在其他位置上。 5.10.6.4 如果转换筒节高度的一半超过最大高度 H1,为降低未加强筒体的高度小于最大高度,应采用 第二个抗风圈。 5.10.6.5 中间抗风圈与筒体连接位置应距离筒体水平焊接接头大于 6in。当初始抗风圈位置在这一距 离内时,抗风圈应设置在焊缝下 6in 的位置,除距离不超过最大未加强的筒体高度外。
37

5.10.6.6 抗风圈需求的最小截面模量,in3,应按下式确定:

Z = 0.0001D 2 H 1
注:本公式基于 100 英里每小时的风速。如果买方规定,可使等式乘上(V/100)2 后的其它的风速。参考 5.10.6.1 节 中叙述设计风速 100 英里每小时下储罐壁板载荷情况的 a 项注释。

5.10.6.7 转换筒体的使用允许中间抗风圈的位置小于依据 5.10.6.1 节中的公式计算得到的高度 H1,如 果抗风圈连接在转换位置上, 转换筒体中间高度的间距转换到实际筒节的高度可以在对最小截面模量 的计算中用 H1 代替。 5.10.6.8 中间抗风圈的截面模量应根据连接件的特性,可以包括高于和低于连接处距离 1.47(Dt)0.5 的 筒节部分,式中 t 为筒体连接处的壁厚。 5.10.6.9 当楼梯公称宽度至少 24in 时,允许中间抗风圈在筒体外最大延伸 6in 而不需对加强件开孔。 对于向外延伸较大的加强板,经买方批准,楼梯宽度应按照加强板外部与楼梯扶手之间最小间距为 18in 进行增加。 如果需要开孔,建造截面的截面模量应大于或等于加强板需要的截面模量。 5.11 直接安放在基础上的底板的特殊考虑 5.11.1 各种形状的底板 储罐底板形状是球形段或球形段与一个或多个异形段组合,或与锥形组合,且整个底板的支撑直 接安放在储罐基础上,应以这样的方法使基础能安全地承受整个储罐的重量而不产生大的移动,计算 作用在底板上的内压 P 和底板单位力 T1 和 T2 时,液压头可以忽略不计。在这些情况下,储罐底板上 的单位力可在各种情况下 P 都与 Pg 相等计算。 5.11.2 带平衡块的平底罐 5.11.2.1 概述 在具有圆柱形圈板和平底板的储罐中,除了超过由平衡结构如水泥环墙、平板基础或其它结构系 统反向作用外,当没有提升力存在时,由于设计风压或地震载荷(如规定)与作用在顶盖下的压力组 合而成的提升力不可超过圈板加上圈板承受的顶盖部分的重量。这需要买方与制造厂同意。其他形状 底板的储罐也应采取相似的预防措施。计算用的所有重量是基于扣除腐蚀裕量的材料的净厚度。 5.11.2.2 平衡结构 平衡结构(基础或支撑系统)应设计成可以抵抗按 5.11.2 节中要求计算得到的提升力,反向压力 的值是设计内压与风压共同作用在壳体和顶盖上的力投影到垂直平面上的分力的 1.25 倍。如果考虑 地震载荷,应使用内设计压力加上地震载荷计算反向作用力。风在和地震载无需同时作用。 5.11.2.3 锚固 锚固和储罐连接的设计应由买方与制造厂达成一致,且应满足下述条件: a. 设计应力应满足表 5-7 中的所有条件; b. 当对锚固件规定有腐蚀裕量时,锚固件和连接件应增加厚度。如果使用螺栓锚固,螺栓公称直径 值不小于 1in 加上至少 1/4in 的腐蚀裕量; c. 应根据良好的工程实际经验设计锚固与筒体的连接; d. 支座的材料和许用应力应选取表 5-1 中允许的值。 注释:在 Q.3.3.5 节、Q.8.1.3 节和表 Q-3 中查出使用载荷条件下不锈钢和铝制锚固的许用应力。 5.11.3 无配重的平底板储罐 无平衡配重平底罐的详细设计应由买方与制造厂达成一致,且应满足下述条件: a. 在所有设计和试验条件下,平底板储罐的底板都应保持不变形。当设计无锚固的平底储罐时,底 板需承受所有的重量和压力,并从筒体到底板传递提升力。提升力从 5.9 节和 5.10 节中的自由体分析 法中获得。在充满和排空两种情况下的储罐(减去规定的腐蚀裕量值)产生的这些力应包括设计风速 产生的提升力。设计值选用这些值中的最大值。 b. 平底储罐的底板作为主结构(例如,格排梁或其他结构件)间的强度元件,传递分布在这些主要 结构件上的压力和液体重力。 c. 当底板是一块弯曲强度板时,底板上不允许采用单面搭焊角焊缝的形式。 d. 对圈板从壳体到底部结构中承受剪切的元件传递提升应作出充分的规定。 e. 应考虑保护所有底部结构不受环境腐蚀. f. 锚固应防风防地震设置,且应按 5.11.2.3 节进行设计。
38

表 5-7 — 提升压力条件下的许用拉应力(见 5.11.2.2 节)
提升压力来源 储罐设计压力 储罐设计压力加风载或地震载荷 储罐试验压力
a

许用拉应力 a(psi) 许用设计应力,Sts (见表 5-1) 1.33 Sts 或最小规定屈服应力值 80%的较小者 1.33 Sts 或最小规定屈服应力值 80%的较小者

注: 在最小净截面或锚固件拉伸应力面积上确定最小拉伸应力值。

5.11.4 附加考虑 除非另有要求,因风的作用可能滑动储罐,应使用最大许用滑动摩擦系数 0.4 乘以作用在储罐底 部的力。 5.12 顶部和底部转角区域和抗风圈的设计 5.12.1 设计限制条件 本章的设计规程包含了除图 5-9 中视图 b 中的形式外的锥形变径段和圆柱形筒体的连接。然而, 如果形成的夹角不是直角的,这种连接应遵守本章的规定。 (见 5.18.3 节过渡连接的设计) 5.12.2 概述 当压力储罐的顶部或底部是锥形的或部分球形的(或近似球形)并且连接到圆筒的圈板上,顶部 或底部的薄膜应力是向筒体里凸的。这种在连接处由周向压缩力引起的拉伸,可能在顶部或底部连接 转角弯曲处,或顶部或底部与筒体的相交连接处受阻,可以在某些情况下增补角钢、方钢或水平布置 梁、 环形圈。 所有转角区域的纵向和环向焊缝, 或在压环区域内抗压缩力的板之间 18 和所有压环角钢、 或抗风圈经向半径方向上的接头应采用对接焊形式。 5.12.3 转角区域 5.12.3.1 如果设置一个弯曲的转角,不可使用抗风圈或其它形式的压缩环与之连接,且在经向方向上 的任何点不允许方向突然改变。另外,切在经向平面中连接处的转角曲线半径值应不小于 6%,最好 不小于圈板直径的 12%。符合 5.12.3.2 节的要求,所有转角各点的厚度应满足 5.10 节的要求。采用转 角半径达到 6%圈板直径这么小,通常要求转角区有较厚的厚度。如果使用较大的转角半径,那么就 可以发现该区域的厚度更合理。 5.12.3.2 设计者宜认识到采用 5.10.2 公式在不同经向弯曲的二个表面处邻近该液位的上下点有一个共同的 经向切点(如在转角区和碟形封头的球面连接处)在计算中会有二个环向单位力。准确的环向单位力将 是这二个计算值的中间值,取决于该区域罐壁的几何形状;设计者可以调整相应的厚度值。 5.12.4 压缩环 5.12.4.1 等式 24-27 中用到的变量定义如下: Wh = 参与抵抗作用在压缩环上的环向力的顶板或底板的宽度,in Wc = 参与圈板相应的宽度,in th = 接近顶板或底板与圈板连接处的顶板或底板的厚度,包括腐蚀裕量,in Tc = 接近顶板或底板与圈板连接处的圆柱圈板相应的厚度, in R2 = 垂直于位于顶部或底部与圈板连接处的顶板或底板,从顶部或底部到储罐回转中心测量的长 度,in Rc = 与储罐顶部或底部连接的圆柱圈板的水平半径,in ,lbf/in T1 = 与圈板连接储罐的顶部或底部周向圆弧上的经向单位力(见 5.10 节) T2 = 顶部或底部周向圆弧环向的相应单位力(见 5.10 节) ,lbf/in ,沿圆柱单元测量, lbf/in T2s = 与顶部或底部连接的的储罐圆柱圈板的环向单位力(见 5.10 节) α = T1 方向与垂直线之间的夹角, (在圆锥表面上,圆锥顶角的一半) Q = 作用在通过压缩环区域垂直横截面上的总环向力,lb. Ac = 压缩环区域不包括所有腐蚀裕量要求金属垂直横截面的净面积,in2 Sts = 表 5-1 中给出的最大允许单向拉应力值,lbf/in2
由于制造原因,如果不经济或不可行去采用对接的纵向或经向接头,在用公式 24 和 25 计算接头距离的两侧,并且 板厚没有超过在表 5-2 提出的对搭接接头的应用限制,只要用该方法的搭接接头在压缩环区域去分担所提供的净横截 面积而抵抗压缩力,就可以采用搭接接头。但是,在此情况下,计算(a)公式 26 的力 Q,(b)水平伸出宽度(见 5.12.5) 和(c)压缩区组合角的中心(见 5.12.5)应制成该板实际参与抵抗压缩力。 39
18

E = 压缩环区域经向接头用小数表示的系数,Q 为正值时表示拉伸(见表 5-2) 。 5.12.4.2 如果没有规定弯曲转角,5.12.2 提及的环向压缩力必须由储罐壁的压缩环区域承受。这一区 域应理解为是连接罐顶或罐底和圈板的区域,包括连接处参与抵抗这些力两边的板宽(见图 5-5) 。无 论何时连接点两边的板厚都不应小于满足 5.10 节中要求的板厚。组成压缩环区域的板宽应按如下公 式计算:

Wh = 0.6 R2 (t h ? c) Wc = 0.6 Rc (t c ? c)

(24) (25)

5.12.4.3 作用在垂直于压缩环横截面上的总环向力的数值应计算如下:

Q = T2Wh + T2 sWc ? T1 Rc sin a
压缩环的有效横截面积应不少于下述之一公式计算的值:

(26)

Ac = Q / 15,000或Q / S ts E

(27)

公式 27 的选用取决于公式 26 19 确定的Q值是正或负。 5.12.5 压缩环区域详图 5.12.5.1 如果力 Q 的值为负,表示为压缩,那么有效压缩环区域的水平投影在经向上的宽度不小于顶 盖或底板与筒体壁连接处高度水平半径的 0.015 倍;如果投影宽度不满足要求,应按本章规定采用适 当的纠正措施。 5.12.5.2 无论按 5.12.4 节确定的环周向力Q的数值是由公式 27 要求的面积未在压缩环区域提供 5.10 要求确定的最小板厚,或当Q是压缩,且水平投影宽度Wh不小 5.12.5.1 节中的规定值时,压缩环区域 应采用下述方法加强: (a)按要求加厚顶板或底板和圈板,提供压缩环区域在较厚板的基础上确定具 有必需的横截面积和宽度 20; (b) 在顶盖或底板与筒体连接处增加角钢、 方钢或水平加强圈, (c) 或; 联合使用这些方法。 这些附加的面积应布置成使组合直角压缩区横截面的质心位于理想的由两个元件 组成直角的水平面内。任何情况下,质心不可超出两个元件相交的直角处 1.5 倍平均厚度的平面。 5.12.5.3 如果使用的角钢、梁或环形桁架可设置在储罐内或储罐外(见图 5-6) ,且横截面的尺寸满足 下述条件: a. 横截面的面积补足公式 27 要求的面积 Ac 与储罐壁压缩环区域提供的横截面之间的不足。 b. 角钢、梁和环形桁架的水平宽度不可小于 0.015 倍的顶盖或底板与筒体连接处高度上的筒体水平 半径 Rc,除当角钢或梁中增加的横截面不大于等式 27 中要求的总面积的一半外, 如果参与顶板或底板 的水平投影宽度 Wh 等于或大于 0.015Rc,或者,连同位于储罐外部的角钢或梁的投影总宽度 Wh 和 增加的角钢或量的水平宽度不小于 0.015Rc,上述这部分要求的宽度可以忽略不计。 c. 当按 5.12.5.8 节的规定必须设置拉撑时,绕水平轴横截面的惯性矩应不小于等式 28 中要求的值。
罐顶

图罐的圆筒形圈板 5-5 — 压缩环区域
由于压缩环区域不连续和其它条件,双轴应力设计准则不考虑应用于公式 26 确定的压缩力。经验表明,公式 27 所 述的 15000lbf/in2 的压缩应力只要满足了 5.12.5 的要求,在这种情况下是允许的。 20 除非单位力 T2 和 T2s 由于增加补偿宽度的影响,板可以是安全的而不予考虑,较厚板的使用不仅要重新计算增加厚 度的 Th 和 Wc,还要计算 Q 和 A;这种情况下压缩环区域的设计成为反复试算的程序。 40
19

压缩环区域

支架 详图 a 详图 b 允许的 详图 c (见注 1) 详图 d







详图 e

详图 f 允许的

详图 f-1

详图 g

(见注 2)

(见注 2)

中性轴

中性轴 详图 h 详图 i

顶(或底)板厚度不超过 1/4in 之处允许的结构 中性轴 中性轴 详图 k 不允许的 注: 1. 2. 3. 当使用另一种压缩环的位置(顶板在压缩环的下面,见详图 f-1)采购方宜考虑使用捻缝以保证角焊缝区域 雨水的排放。 详图 h 和 i 的尺寸 B 不宜超过尺寸 A。 见表 5-2 对于各种可能使用焊接接头有关位置的图示。

详图 j

详图 l

图 5-6 — 允许和不允许使用的压缩环连接结构的详图

41

5.12.5.4 当角钢环的垂直边或环形桁架的立式翻边位于储罐筒体上时,如果厚度不小于筒体板厚,可 以接到筒体圈板上。如果不使用这种结构,储罐上压缩环的角钢边,边缘或翻边靠在罐壁上就应在周 向上与筒体良好接触,且应在顶部和底部边缘采用连续角焊缝连接,除 5.12.5.5 节中规定的除外。在 用图 5-6 详图 a 和 h 中所示的结构件假设角钢或法兰的宽度隔离了焊缝的情况下,只有最接近顶部或 底部的焊缝是有效的,这些焊缝应尺寸合适,足以在压环角钢、梁或桁架上传递总环向力 Q。然而, 无论何时,压环边缘上的焊缝的尺寸应不小于两块焊接板中板薄者的厚度或 1/4in(两者取小值),筒体 和桁架梁之间的角焊缝尺寸,如图 5-6 中详图 d 和 e 中所示的,不低于表 5-8 中的焊缝尺寸。表 5-8 中 零件厚度和焊缝尺寸是包含腐蚀裕量的焊态尺寸;除此之外,参照本部分的其他部分厚度和焊缝尺寸 是扣除腐蚀裕量的尺寸。 5.12.5.5 如果不是为加强或密封防止腐蚀进行连续焊,储罐外部压缩环较低边缘上的连接焊缝可以断 开,如果(a)长度的总和不小于储罐圆周长的一半, (b)焊缝两端未连接的罐壁宽度不超过不包括 腐蚀裕量的筒体厚度的 8 倍, (c)焊缝尺寸按强度需要取定(如果这是一个因素) ,但无论何时都不 应小于表 5-8 中的值。 5.12.5.6 压缩环的突出部分应尽量位于接近顶部或底部与筒体的连接点的位置。 5.12.5.7 如果储罐内或储罐外的压缩环的形状积液,在压缩环长度方向上应开足够多的均布的排液 孔。同样,当储罐充满液体时,储罐内部的压缩环在下方形成积气,在压缩环长度方向上应开足够多 的排气孔。可能时这种排液或排气孔直径应不小于 3/4in。 5.12.5.8 如果经向垂直平面上的突出部分的宽度不超过自身厚度的 16 倍,无外部垂直翻边的压缩环 上的突出部分无需支撑。除此之外,压缩环的水平或近似水平零件应沿着罐壁圆角用支架支撑或用其 它适当的元件牢固地连接到环和罐壁之间,以防侧向(垂直向)屈曲偏离自己的平面。当要求支撑时, 角钢、梁或环形桁架关于水平轴横截面的惯性矩应不小于下式的计算值:

I1 =
式中

1.44Q p Rc2 29,000,000k

= (0.00000005)

QP Rc2 k

(28)

Il = 四阶惯性矩,in4。考虑到具有通过质心(不属于储罐壁)的水平轴线的钢制压环 21 的横截 面,除连接角钢环的竖边或组成储罐的一部分的情况外,应考虑仅横边的惯性矩,在通过 横边质心的水平轴上表示。 Qp = 由压缩环横截面与受压区的比值计算的压缩环角钢、梁或桁架承受的总环向力 Q(见等式 26) 。 Rc = 顶盖或底板连接处的储罐圆筒壁板的水平半径, in k = 常数,邻近的支架或其他支撑间的边所对储罐中心轴的夹角θ得到常数值,从表 5-9 中取 值,其中 n 是圆周上等间距分布的支架或其他支撑的数量。 表 5-8 — 角焊缝的最小尺寸
两连接件较厚的厚度 ≤1/4 >1/4-3/4 >3/4-11/4 >11/4 角焊缝最小尺寸 3/16 1/4 5/16 3/8

5.13 内外结构件的设计 5.13.1 概述 从 5.13.2 节到 5.13.5 节提供了有关的基本要求和原则讨论的限制。显而易见,特殊设计公式不包 括在内。 5.13.2 基本要求 5.13.2.1 无论选用什么形状的储罐,储罐或某些部分选用的形状在某种载荷情况下稍微不同,或无论 什么情况下,形状对储罐壁的设计而言是不可行或不经济的,储罐壁完全承受使用中所有可能的气压 和液压载荷,或者这些载荷的组合。储罐中应设置合适的内拉杆、立柱、腹板,或其他结构件以防止
21

用公式 28 计算的 I1 的值不能用于除钢以外的材料。 42

变形并承受不能直接由罐壁承受的力。 在筒体外可能需要其它的结构件来支撑或部分支撑储罐以及介 质的重量,且按要求提供。所有内外构件都应按照良好的结构工程实践进行设计,使用 5.6 节的应力 值。排列和分布在储罐壁上或储罐内以及与罐壁的连接(在需要连接的情况下)的形式应不引起过大 的局部或二次应力。当这些元件刚性地用焊接连接到罐壁上,连接点元件的应力应限制在罐壁的许用 值内(见附录 D) 。 5.13.2.2 无论何时内部框架构件包括腐蚀裕量(如规定)的公称厚度应不小于 0.17in。 5.13.2.3 如果任何结构件(例如圆节点处的桁架) ,储罐附件或其他内件形成了储罐内部的气袋,应 具备足够的和位置合适的排气孔以便当液位超过这些孔时,这些空间可以自由排空。同样,如果在储 罐排空时, 任何这样的元件、 附件或其他内件的形状会积液, 那么设置足够多的和位置合适的排液口。 这些排液口和排空口的直径不小于 3/4in,应沿构件分布。 5.13.3 简单系统 在某些情况下,作用在结构件上的力是静止确定的;在另一些情况下,这些力是静不定的。常用 于支撑球形储罐的外部立柱是其作用力静止确定的一个例子。如果立柱是立式的,作用在每一个立柱 上的力仅是储罐重量和储藏物的重量之和除上立柱数量的值。如果立柱是倾斜的,每一立柱的公式必 须除以角度的余弦值得到作用在每一立柱上垂直的力的值。 引用其它的例子,仅在储罐内需要设置内框架以支撑顶部重量和可能要附加的载荷(包括外压载 荷,如有) ,这种框架的设计程序或多或少是简单的,仅涉及到一些假设。然而在其它情况下,无论 何时,内部框架作为储罐承载能力的补充,其设计程序是比较复杂的。 5.13.4 复杂系统 5.13.4.1 本标准中的设计原则不包括可能要建造的所有不同形状储罐中内部框架的特殊要求,但设计 指定形状如图 5-4 视图 c 所示储罐的内部框架使用的规程宜提出通用连接方法的示图。在这种内部框 架系统中, 使顶部环形节点下的环形桁架系在底部圆上相应桁架上的拉伸部件中力的大小是通过静力 确定的,为初始分析目的如果这些拉伸部件是立式的,假设用圆柱体代替或如果这些拉伸部件是倾斜 的,就用平截头圆锥来代替。 5.13.4.2 在这些假设的条件下,与圆柱或圆锥连接的顶板上的单位力 T1(经向)的垂直分力直接传递 到圆柱或圆锥上,以至于在这种假定情况下,如果(a) 在圆筒体互相拉撑的情况下,顶盖或壁板两边 上的单位力 T1 的水平分力反向平衡或(b)圆锥互相拉撑的情况下,圆锥上部单位力的水平分力平衡 它们之间的差值,设置上部环形桁架是不必要的。 5.13.4.3 同样地,在圆柱体或圆锥体的较低端,垂直分力之和应与圆柱或圆锥的上的垂直分力相平衡, 且作用在连接处的水平分力必须为零。进一步,沿圆柱体或锥体上部边缘作用的总垂直力必须等于沿 圆柱体或锥体底部边缘作用的总垂直力。换言之,储罐的总体布置必须使预先确定顶盖上部向上的气 压与预先确定顶部之上向下的气压平衡而无不对称弹性应力或应变。 5.13.4.4 如果在圆节点上的水平力未另外平衡,在这些环中必须设置桁架。桁架必须设计成承受在拉 伸或挤压情况下不平衡的力。 5.13.4.5 对于一个拉杆采用一个假设的圆筒或锥体已经满足了静平衡的要求,设计者必须考虑和提供 实际情况下许多近似圆筒或圆锥体的均布的结构件(这些结构件最初是作为拉杆使用的) ,也作为立 (经向) 柱支撑顶盖部分和外载。 必须规定圆环节点上环形桁架的扭矩和垂直力矩, 记住相关的公称 T1 有较小的变化,如果不能完全抵消,顶盖力将大大减小桁架中的扭矩。 表 5-9 — 压缩环拉撑 k 值的决定系数(见 5.12.5.8 节)
n 30 24 20 18 15 12 10 9 8 6 5 4 θ(度) 12 15 18 20 24 30 36 40 45 60 72 90 k 186.6 119.1 82.4 66.6 46.0 29.1 20.0 16.0 12.5 6.7 4.4 2.6 43

5.13.5 内部经向加强 5.13.5.1 当弧形腹板或筋板固定在储罐的圈板上以防止 T1(经向)压缩力使筒体屈曲,在筒体和腹板 或筋板之间的经向力的分布是不定的,如果筒体悬挂部分的基础支撑沿罐体均布,腹板或筋板下的罐 壁不会对基础产生更大的承载强度。这种情况下,在给定高度上筒体和腹板或筋板应承受的总经向力 可以由 5.10.2.1 节中的公式计算得到,为计算假设作为附加壁厚的腹板或筋板的相交面积沿筒体周向 均匀分布。另一方面,因为不包括腹板和筋板中的力 F 的值可从公式 1 取得,且公式 1 计算的经向单 位力假设值可视为作用在考虑高度下筒体和腹板或筋板组成部件上的所有经向力之和除以此高度筒 体的周长得到的值。 5.13.5.2 每英寸储罐周长要求的金属净横截面积(不包括腐蚀裕量)抵抗的作用力可以通过作用在组 合截面上经向单位力的假设值除以许用压缩应力值确定。 这个面积必须在筒体和加强筋板上按比例分 摊,通过试差法计算,在这个方法中(a)在腹板或筋板上有足够的金属,使之在使用中能防止罐壁 垂直方向上的屈曲变形的作用(腹板和筋板也必须按比例并沿储罐的同向设置,以使之能起到作用) , 圆周向设置的腹板或筋板也起这种作用, (b) 筒体壁厚足够大以使筒体壁不仅可承受经向方向上的单 位力,又可承受按以下等式计算得到的整个环向方向上的单位力 T2: T2=R2(P-T1/R1) 在本公式中,T1 是筒体承受的假设由筒体实际承受的经向单位力,可以从乘以作用于通过筒体横 截面积与公式中水平组合横截面积比值的组合横截面上环向单位力的假设值得到。 上述等式用到的其 他变量的定义见 5.10.1 节,抗 T2 力的厚度应满足 5.10.3 节中关于此力的所有要求。 5.13.5.3 实际上在筒体组合截面和腹板或筋板上力的均布是不可能存在。 然而, 如果遵守在第 5.13.5.1 节和 5.13.5.2 节中力均布的假设原则,且考虑腹板或筋板上载荷偏心,可得到安全的设计。 (新设计 应通过应变片测试的证明) 5.13.5.4 在储罐设计并布置有基础和支撑的情况下(其基础和支撑使得悬挂的储罐部分和储藏物的重 量完全传递到腹板或筋板上,再传递到基础上) ,每块腹板或筋板上的垂直载荷是确定的。储罐中的 应力系统与完全由环形桁架支撑的大型水平管架中的应力系统相似。在后一种情况下,设计应力与 5.13.5.2 允许的相容,在此范围内筒体板的厚度由作用在环向的力控制。 5.14 筒体上开孔的形状、位置和最大尺寸 5.14.1 在本章、5.16、5.17 和 5.18 节中用到的术语开孔是指在筒体上装接管、人孔或其他连接件的开 孔(不是钻孔连接) 。除了当连接的壁延伸通过罐壁并用足够的焊缝在罐壁厚度内连接以达到在罐壁 厚度内连接壁厚截面的强度(即该区域的强度等于两倍的接管壁厚与罐壁厚的乘积) ,该位置为了加 强连接而要求焊接的情况除外。在后一种情况下,当连接件以这种方式连接到储罐壁上,开孔是指图 中连接件的内表面和连接件伸入的筒体壁之间相交部分的构成的假想线。 5.14.2 在所有情况下,关于开孔的要求应理解为在腐蚀条件下应用的尺寸。除另行规定外,开孔尺寸 通常是指,如果储罐壁是弧形的,沿储罐壁弧上的弦长量取的值;然而,当弦长与储罐壁圆弧长的差 值超过 2%,尺寸就应沿储罐壁的弧长量取。 5.14.3 本章的原则也适用于在靠近平底的圆柱形壳体上;作为一种选择方法,插入板或加强板,也可 以延伸到筒体与底板之间的 90°接头,去应力的要求不适用于与底板或环板的焊缝。 5.14.4 符合本规程建造的所有储罐筒体、顶盖或底板上的人孔、接管连接件或其他连接件应是圆形、 椭圆形 22、或长圆形的 23。在使用椭圆形或长圆形连接件的位置上,长边尺寸不可超过短边尺寸的两 倍,尺寸沿储罐外表面量取;如果连接件在储罐上不相等的经向和环向应力区域内,那么,长边尺寸 取较大应力方向上的尺寸值。 5.14.5 除按 5.14.3 节中要求外,储罐上每一个开孔应位于使得开孔补强板 24 的外边缘与储罐壁弧线上 任何明显不连续线的之间的距离不小于 6in(例如在节点平面内两点间的连接,碟形或圆锥形顶盖或 底板与筒体的连接、或顶盖或底板与筒体的连接、或顶盖或底板上转角处与罐体其它部分的连接) , 或(如果这个值较大)开孔壁公称厚度(包括腐蚀裕量)的 8 倍。不允许开孔连接件与诸如连接在储 罐上支撑储罐或储罐上承受的重要载荷的支耳、立柱、裙座或其他连接件之类的连接件距离太近而超
22 23

轴线不垂直于储罐壁的管子或接管与筒体相交的开孔视为椭圆形开孔。 长圆形是两条平行的直边与另两半圆组成的形状。 24 术语补强边缘是指连接补强板和储罐焊缝最外边缘。在无补强板的开孔情况下,这一术语是指接管或其它从筒体延 伸出的连接件的颈部。 44

过上述距离中较大值。当两个相邻的开孔单独补强时,两补强板边缘之间的距离值不能小于上述距离 之中的大值(见 5.17 节) 。 5.14.6 除强制要求连接件设置在直接放置在基础上的储罐底板下部的情况外, 每一个开孔的位置都应 使得任何连接件和补强板或准备制造的连接件和补强板在储罐内外都可方便的进行检验和返修。 5.14.7 除任何开孔内直径(腐蚀后)不可超过开孔所在的储罐的最小半径的 1.5 倍 25 外(除 5.18 所考 虑外) ,补强的开孔尺寸可以选用符合 5.14.5 节以及 5.14.6 节要求的位置上的任何尺寸 26。 5.14.8 应特别考虑大开孔(见 5.16.7 节和 5.18 节) 。对于具有需要车间去应力的连接件的大开孔(见 5.25.1 节)而言,运输空间以及影响可以运输的最大组件尺寸可以控制使用的开孔尺寸。 检查孔 每个储罐上应设置至少两个人孔,通过人孔可进入储罐内进行检验和返修。任何时候人孔内直径 都不可小于 20in。所有人孔都可通过平台和楼梯、或其它适当的设施到达。 5.15 5.16 单孔补强 5.16.1 概述 本节的要求在图 5-7 和图 5-8 进行了说明。接管盖板上的开孔补强要求见 5.21.1.2 节、5.21.1.3 节 5.21.2.7 节和 5.21.2.8 节。 5.16.2 基本要求 除 5.16.2.1 节和 5.16.2.2 中不包括的情况外,所有按照这些规程建造的储罐上的开孔和所有焊接 在储罐上的接管颈部分支出的连接件 27 的开孔应进行充分加强。 5.16.2.1 除下述条件的结构中固有的开孔外,储罐上单孔不需要补强: a. 储罐壁厚小于或等于 3/8in 的储罐上焊接连接的管子尺寸等于或小于 3in。 b. 储罐壁厚大于 3/8in 的储罐上焊接连接的管子尺寸等于或小于 2in。 c. 螺纹连接口尺寸不大于 2in 的管子尺寸。 5.16.2.2 承受外压的储罐开孔补强仅需要 5.16.5 值的 50%,在 5.16.5 节中的 t 值是在外压条件下确定 的。 5.16.2.3 充分补强的要求不可理解为要求在接管颈或其它按本规程允许环绕开孔必需的有效补强金 属的地方设置特殊的补强板。需要补强的量、有效补强金属的限制尺寸和需要连接补强的焊接强度在 第 5.16.3 节中定义。补强应按指定量进行,且补强的分布和连接到罐壁应使所有潜在破坏的路径通过 开孔向经向或环向延伸的要求得到满足。 5.16.2.4 垂直于主应力方向的板中需要使用最大补强量,主应力穿过连接件中心线与储罐的相交点上 的开孔;对于长圆形开孔,在通过两半圆边各自的中心线的板之间,开孔平行边沿整个长度上应进行 同样的补强。然而,考虑到通过开孔可能产生的破坏,这些平面可能不是受控的截面,因为以筒体上 的拉伸破坏和焊缝连接处的剪切或拉伸破坏共同作用的形式,破坏可能会沿另一条路径发生(对于圆 柱形筒体,平行于但不在上述的平面内) 。 5.16.3 补强区的尺寸和形状 5.16.3.1 给定开孔横截面的补强面积应理解为垂直于储罐表面通过所考虑截面在有效的范围内对开 孔补强有效的金属部分。对于直的元件表面,例如圆柱体和圆锥体,补强面积的形状是图 5-7 中线 GH、HK、GJ 和 JK 围成的长方形;然而,对于在往两个方向弯曲的表面上,GH 和 JK 线应沿储罐表 面的轮廓线的方向。 5.16.3.2 补强面积的最大长度不应大于沿储罐外表面量取的每一开孔轴线之间的如下限制距离: a. 等于腐蚀后开孔的直径距离; 对于非圆形开孔,用等于相应的开孔尺寸距离代替开孔直径。 b. 等于腐蚀后开孔的半径加上接管壁厚和筒体壁厚的值的距离,所有取腐蚀后的尺寸;对于非圆形 开孔,等于用相应半个弦长的距离代替开孔半径。 5.16.3.3 补强面积的最大宽度,其值从储罐内表面或外表面直径方向上量取,或从两个方向量取,该 值应不超过下述两种距离中较大值的距离值: a. 等于 2.5 倍罐壁公称壁厚减去腐蚀裕量的值的距离。
25 26

虽然没有说明最小尺寸,但依据这些规程推荐使用不小于 3/4in 的管子。 任何给定方向上长圆形或椭圆形开孔的尺寸,考虑此方向上的储罐弧形半径,应符合这一要求。 27 本章的设计规程未提及接管颈上的分支连接件的开孔,但应理解应用在这种开孔形式上的要求。为此,术语储罐壁 应指的是分支连接的主接管的颈部,术语接管壁是指分支连接件的壁。 45

b. 等于 2.5 倍公称接管壁厚减去腐蚀裕量加上罐内或外附加补强板的厚度,如果考虑储罐内腐蚀, 内补强板应减去腐蚀裕量。 5.16.3.4 如果两个或多于两个相邻的开孔计算得到的补强面积重叠,开孔应按 5.17 节规定进行补强。 5.16.4 补强金属 5.16.4.1 符合 5.16.7 节要求,5.16.4.2 节和 5.16.4.3 节中补强区域范围内的金属可考虑作为补强。 5.16.4.2 当开孔全在实心板上时,对 100%接头系数储罐壁金属厚度超过 5.10 的要求这一部分可视为 具有补强作用, 或当任何开孔元件通过位于近似经向或环向 28 作为开孔要求的计算有补强要求的横截 面时,储罐中超过应用设计接头系数的要求的这一部分可视为具有补强作用。无论何时都不包括含腐 蚀裕量的金属。如果愿意,可以任意决定增加壁厚使得超过要求补强的壁厚的附加金属可替代另加补 强板进行补强。

采用较小值

采用较大值

tr trn e1 e2 e3 A1 A2 A3 A4

= 无缝壁(或实心板)要求的厚度;如果开孔经过平行于所考虑横截面方向的焊接接头,应给出一个 tr 与规 定系数 100%之间的差异值(如有) 。 = 接管颈要求的厚度;接管颈中的纵向接头系数(如有)的许用值。 = 多余的壁厚,如果在实心板上开孔。 = 多余的壁厚,如果在开孔经过焊接接头系数小于 100%,且平行于所考虑横截面方向的焊接接头。 = 用作补强开孔的接管颈有效的壁厚。 = 用作补强有效的储罐壁多余厚度的面积。 = 用作补强有效的接管颈多余厚度的面积。 = 用作补强有效的焊缝横截面积。 = 用作补强增加材料的横截面积。

注:见 5.16.5.1 和图 5-8 对其它变量的定义。

图 5-7 — 单个开孔的补强

28

如果开孔部分穿过一个接头,接头的方向大致垂直于所考虑的横截面,在计算横截面时可以忽略这一焊缝,但在沿 平行于这个接头的横截面补强要求计算中,必须计入这个接头(见 5.16.5 节) 。 46

背面衬垫,如采用,可以在焊后除去

截面 a

截面 b

截面 c

截面 d

t1 或 t2 不小于 0.7tmin 或 1/4in

截面 e-1

截面 e-2

截面 f

图 5-8 第 1 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式

47

截面 g

截面 h

截面 i

焊至补强板上 焊至壳体上

截面 j

截面 k

截面 l

截面 m

截面 n

截面 o-1

图 5-8 第 2 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式

48

但不大于 1/4in

至少

截面 o-2

截面 o-3

截面 o-4

截面 p

截面 q

截面 r

另一种连接方法是满足的

截面 s-1

截面 s-2a

截面 t-1

截面 t-2a

截面 u-1

截面 u-2a

图 5-8 第 3 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式

49

管子尺寸,最大



截面 u-3

截面 va
最小 3tn 但不需超过 11/2″

切线

封头凸面受压单面填角搭接焊缝 截面 u-3

图 5-8 第 4 部分 — 焊接的接管和其它连接可接受的型式
图 5-8 注: tw = 包括腐蚀裕量的储罐公称壁厚, in tn = 包括腐蚀裕量的接管颈的最小公称壁厚, in tp = 公称补强板厚,如果补强板在腐蚀的环境中,包括腐蚀裕量, in c = 腐蚀裕量, in tmin = 3/4in 或通过填角焊缝或坡口焊缝连接件减去腐蚀裕量的厚度,两者取小值, in t1 或 t2 = 不小于 1/4in 或 0.7 tmin 两者较小的值,t1 和 t2 的总和应不小于 1.25tmin 的值 in t3 = 1/4in 或 0.7( tn-c)两者较小的值(内直角焊缝可以通过进一步减小接管壁从罐壁内伸的长度来限制) t4 = 不小于 0.5 tmin 的值 = 不小于 0.7 tmin 的值 t5 th = 封头公称厚度, in 注: 1. 图中所指的焊缝尺寸根据罐外壁预期没有腐蚀的假设得出的。 如果外部存在腐蚀, 那么外部焊缝尺寸应相应增加。 2. 暴露的边缘应轻打磨成至少半径为 1/8in 的圆角或倒角 45°,宽度至少 5/32in。 a 小于等于 3in 的管子,见 5.16.9.2 节中的豁免条件。

5.16.4.3 符合 5.16.8 节要求的所有连接在储罐上的其它金属可视为具有补强作用,包括焊缝金属部分 和扣除腐蚀及满足接管自身最小厚度和强度要求后可作为补强的接管有效厚度。 (见 5.19 节) 5.16.5 要求的补强 5.16.5.1 通过开孔在 5.16.3 限定的补强区域内在任何截面要求的补强总横截面积应不小于下式计算的 值: Ar=(d+2c)(t-c)(E′) 式中 Ar = 所考虑截面规定的补强面积,in2 d = 扣除腐蚀裕量前在所考虑截面开孔的内净尺寸(见 5.14.1 节) c = 考虑部分的腐蚀裕量
50

t = 开孔位于承受垂直作用在所考虑横截面单位力储罐特定区域按 5.10 要求的厚度, in E′ 等于主接头系数 E 值的系数,主接头是沿具有开孔的储罐筒体板的边缘,开孔基本与所考 = 虑横截面平行,开孔在实心板上或仅穿过一条完全垂直于该横截面的接头;开孔的任何部 分穿过一条基本平行于所考虑横截面的接头,该值为 1.00(E 值见表 5-2) 。E′当不是整 数时,用小数表示。 5.16.5.2 经向和环向两个方向的横截面必须考虑补强的要求,特别在非圆形开孔上,两个方向上的最 大尺寸具有明显的差异。 (见 5.16.2 节) 5.16.5.3 在 5.16.5.1 节中假设所有作为补强的材料上的极限拉伸强度不低于储罐材料规定的极限最小 拉伸强度。如果某些部分(例如接管颈,如用管子建造的)或所有补强材料不符合这一假设,应提供 附加的补强材料以充分补偿较低的极限拉伸强度;无论何时,补强材料的拉伸强度高于要补强罐壁材 料抗拉强度的不能补贴补强材料(译校注:指补强材料的拉伸强度若大于罐壁材料,取罐壁材料的强 度) 。 5.16.6 补强的分布 补强应分布使得如 5.16.2 节中提到的, 在每一个潜在破坏路径的平面上进行补强的强度至少等于 垂直于同一平面的总载荷的值,如果在储罐壁中还有多余的金属,这一载荷由扣除储罐需要的净壁厚 的金属所承受。只要补强的面积在该平面内,补强强度通过补强材料的横截面积乘以补强材料的最大 许用单位应力值(这个值不超过储罐筒体材料的许用单位应力值)计算得到。另外,补强的截面应有 理想的形状,以使补强边缘应力集中的程度尽可能低的方式焊接补强板。 5.16.7 大开孔补强板的分布 5.16.7.1 上述有关开孔补强的规则主要用于不大于下述尺寸的开孔: a. 对曲边半径小于等于 30in 的表面,开孔内半径(宽度或长度)应不大于开孔位于的表面上的半 径值,任何情况下,也不可超过 20in。 b. 对曲边最小半径大于 30in 的表面,开孔内半径(宽度或长度)应不大于开孔位于的表面上的半 径值的 2/3,任何情况下,也不可超过 40in 5.16.7.2 开孔大于上述尺寸,但仍在 5.14.7 节规定的范围内的开孔应特殊考虑;除在 5.18 节中另外规 定外,补强应满足所有上述要求。另外,特别注意补强的主体部位应尽可能靠近开孔边缘,从储罐开 孔壁厚处为补强的最厚处逐渐过渡的外廓形状。在可能的情况下,大约要求补强的 2/3 应设置在开孔 每边上的尺寸 d(在 5.16.5 中定义的)的 1/4 的距离内。 5.16.7.3 角焊缝可打磨成凹形,储罐或接管颈沿开孔边缘的内角应倒圆以减少应力集中。有时在储罐 上接管开孔的位置插入一块较厚的筒节会更优化得到补强作用。然而,在这样做时,应考虑这做法是 否会产生有害约束而影响相邻的板。 使用的这些和其它措施的程度取决于特殊应用和预期操作工况的 苛刻程度。极端的条件下,可以采用验证试验。 5.16.8 焊缝要求的强度 5.16.8.1 补强件应采用在开孔中心线利用补强要求的全部强度并足以保护在平面内(在此称为临界平 面)可能失效的方法连接,平面失效即由于储罐壁的强度失效(补强连接剪切和拉伸失效见 5.16.2.4 节)造成开孔中心线的一些偏移。在这个端部,焊缝和用作补强连接的其它零部件应适当地位于使应 力能传递到补强板上的位置,只有位于临界平面上(即开孔中心线相对平面的侧面上)连接的部分方 可计入补强。同样,临界平面上补强板两个零件连接的强度应至少等于连接零件要求的抗拉强度(见 F.5 举例说明补强计算)
注:虽然在大多数情况下,临界平面位置可以通过分析得到,但这不是本章确定分析的重点;本章提出的要求目的是 为满足如果(a)临界平面假设位于本注释第 1 项或第 2 项中规定的位置上,且(b)足够的焊缝和其它连接使得在平 面(即,开孔中心线相对平面的侧面)上传递与开孔中心线的补强连接件要求的强度。连接焊缝应沿开孔和补强件外 周连续焊,沿着该部分材料尺寸不能减小,在计算中不作为有效连接。补强的尺寸是沿计算得到的不作为有效连接的 部分量取的。假设按本注释第 a 项要求定位的临界面应考虑储罐壁上的双轴应力以及下述开孔形状: 1. 对于球面上或其它形状(主轴应力不小于另一轴上的应力值的 75%)的表面上的开孔,临界平面的方向是垂直于 储罐壁中补强板研究的应力方向;对于圆形或椭圆形开孔,临界平面是经过开孔中心的;对于长圆形开孔,如果 要分析的是开孔横向截面,临界平面应通过其中一个半圆端的中心,如果要分析的是该方向上的截面,临界面应 与长边的中心线重合。 2. 对于在圆柱形或圆锥形表面上以及其它形状(主轴应力不小于另一轴上的应力值的 75%)的表面上的开孔,临界 面平行于第 1 项中同类形状开孔的平面,但位于此平面与开孔之间距离一半的位置上(见附录 F) 。

5.16.8.2 连接补强板的焊缝强度,应为焊缝中可能破坏形式的抗剪切或抗拉伸强度。当考虑剪切或拉 伸应力时,应控制较小强度的计算。符合 5.24 节的连接焊缝强度可以包括塞焊的强度。当接管延伸 通过罐壁在罐壁厚度内用焊缝连接(足以承受剪切强度的焊缝可以不要求与罐壁全焊透)腐蚀后的接
51

管壁可以包括补强连接件的抗剪强度。有些连接焊缝可能位于 5.16.3 节定义的补强面积范围之外;虽 然不作为补强用,如果在其它方面合格,其焊接要求也不能比所计算的连接焊低。圆弧形角焊缝的长 度根据内部尺寸确定。 5.16.8.3 除应符合本标准的连接焊规定外,还应满足下述要求: a. 对接焊缝系接头数应符合 5.23 节的要求(除非连接焊缝本身可以并进行了适当的射线照相,其 它不进行任何射线照相的情况除外) 。在可行的情况下,对接焊缝的强度应在受剪区进行计算,而在 拉伸区应采用下列应力值乘以接头系数: 1. 载荷方向垂直于焊缝时,表 5-1 中板材或锻钢的拉伸或剪切应力值或 5.5.5 节的规定。 2. 载荷方向平行于焊缝时, 5-1 中板材或锻钢的拉伸或剪切应力值的 75%或 5.5.5 节的规定。 表 3. 对于沿开孔垂直和平行载荷组合作用的,表 5-1 中板材或锻钢的拉伸或剪切应力值的 87.5% 或 5.5.5 节的规定。 b. 角焊缝强度值由焊缝喉部最小横截面的面积乘以下述组合系数确定的应用许用应力值计算得到 (焊缝金属剪切强度的 80%;大约 85%的系数;100%垂直载荷,75%平行载荷或垂直与平行共同作 用的载荷 87.5%) : 1. 当载荷垂直于焊缝时,表 5-1 中板材或锻钢的拉应力值的 70%。 2. 当载荷平行于焊缝时,表 5-1 中板材或锻钢的拉应力值的 50%。 3. 对于沿开孔垂直和平行载荷组合作用的,表 5-1 中板材或锻钢的拉应力值的 60% 5.16.9 连接焊缝的最小尺寸 5.16.9.1 5.16.8 节中的补充要求,补强板连接焊缝的尺寸应符合下述要求: a. 除腐蚀裕量外,当两块连接件最薄的厚度小于等于 3/4in 时,焊缝尺寸不小于图 5-8 中的要求。 b. 除腐蚀裕量外,当两块连接件的厚度都大于 3/4in 时,焊缝尺寸 tmin,不小于图 5-8 中 3/4in 的要 求。 5.16.9.2 如图 5-8 中视图 s-2、t-2、u-2 和 v 中所示的不超过 3in 管子可以用焊缝连接,豁免尺寸要求 而不按 5.16.8 节的要求。 5.16.9.3 对图 5-8 中视图 u-3 中的管配件连接, 坡口焊缝深度 t5 应不小于 Sch160 的管子壁厚 (见 ASME B36.10M) 5.16.10 补强板上的信号孔 除位于直接安放在坡面 29 上的储罐底板下的接管和带补强板的接管, 补强区域太窄不能满足下述 要求的情况外, 一个厚度的补强板和鞍形翻边或连接到储罐外人孔或接管的整体补强板应至少设置一 个最大实际直径值为 3/8in的信号孔,应攻丝为预先充入压缩空气,并用肥皂膜试验,以检查罐内外 接管和补强板连接焊缝的可靠性。储罐操作中这些信号孔应开放。补强板、鞍形翻边临近储罐壁垫板 的表面应打磨光滑确保即使补强板与储罐焊接牢固时,试验压力也可作用在整个接管上。 5.17 多孔补强 5.17.1 当两个或多个相邻接管发生下述任一情况时,开孔应联合补强,补强强度应等于按在 5.16 节 中要求的单孔补强的联合强度: a. 任何两个相邻开孔中心线之间的距离小于两者平均直径的 2 倍使要求的补强区域重合。 b. 任何两开孔之间的间距使得如果单独补强,补强板角焊缝(见脚注 22)或插入焊缝的外边缘或 趾部间的距离(1)在任何点小于 6in,或如果此距离较大, (2)沿使较厚补强板的角焊缝公称厚度的 30 8 倍或内插连接中插入对接焊缝 的公称厚度的 8 倍。任何情况下,所考虑横截面部分不能应用在多 于一个的开孔上,即,大于 1 倍的组合面积应进行评估。形成联合补强的外部边界的弯曲截面应采用 直线连接,大半径反向曲线与弯曲截面相切,或者这二个元件的组合;任何时候,在此中不能有“重 复进入角” 。 5.17.2 当两个或多个相邻开孔联合补强时, 任何两个开孔中心线之间的最小距离应至少是它们平均距 离的 1.5 倍,两孔间的补强面积应至少等于两孔在所考虑横截面上要求总面积的 50%。 5.17.3 当 5.17.2 节中考虑的两相邻开孔中心间距小于它们平均距离的 11/3 倍,两孔间的金属不具有补 强的作用。 5.17.4 任意排布的近距离的开孔可按假设开孔直径封闭了所有这种开孔的方式进行补强。
29 30

即使在这种情况下,也宜设置信号孔,在底板就位还没有在罐的坡面上安置时宜对连接焊缝进行试验。 在焊接相邻壳体接头之前,周边焊缝已经进行了去应力处理,只要下述情况的间距不小于 21/2 倍的壳体壁厚,对纵 向或经向接头间距可减至 6in,对环向或纬向接头可减小至 3in。 52

5.18 底部、顶部中心位置圆形大开孔的设计 5.18.1 概述 如果从开孔或变径段伸出的颈部,顶部或底部的开孔周围的区域,以及顶部或底部与的颈部之间 的过渡段的设计满足 5.10 节要求和本章的附加要求, 5-9 中的位于顶部或底部储罐的回转轴中心与 图 连接圆筒颈部轴线重合位置上的大开孔和变径段无尺寸限制,且不必按照 5.16 节的要求进行补强。 对于过渡段,大端与筒体连接处区域的设计应满足 5.12 节的要求。绕圆锥过渡段的大端的区域应使 用与 5.12 节要求相似的设计程序,这一端联接到顶部或底部的水平端来代替与筒体相联接。 5.18.2 术语 等式 29-32 中用到的变量定义如下: Q = 作用在顶部、底部或过渡端与从开孔一端中伸出的颈部之间连接处的竖直横截面上的总周 向力,lb Ac = 扣除腐蚀裕量后,抗 Q 力要求的金属竖直横截面上的有效面积,in2 R2 = 从开孔伸出的颈部,在连接处垂直于顶部、底部或过渡段,从储罐竖直回转轴到顶部、底 部或过渡段的表面之间量取的长度, in Rn = 在从顶部、底部或过渡段连接处的开孔中伸出的圆柱形颈部的水平半径,in T1 = 圆柱形颈部与顶部、底部或过渡段连接处环向弧上的经向单位力(见 5.10 节) ,lbf/ in T2 = 在顶盖、底部或过渡段经向弧(如果顶盖或底板是双曲线)或沿锥体元件的每个单位长度 (如果表面是锥形截面)相应的环向单位力(见 5.10 节) ,lbf/ in T2n = 在顶部、 底部或过渡段连接处的圆柱形颈部中的周向单位力 (见 5.10 节) 沿颈部测量, , lbf/ in α = T1 与竖直方向的夹角(在圆锥形表面中是圆锥顶角的一半) Sts = 单向拉伸的最大许应应力,lbf/ in2,如表 5-1 所给的值 E = 所考虑开孔截面最小的接头系数,用小数表示(见表 5-2) Wh = 参与抗周向力 Q 的顶部、底部或过渡段的板的宽度,in Wn = 参与颈部板的相应宽度,in Th = 包括腐蚀裕量,顶部、底部或过渡段具有从开孔颈部伸出的接头附近的板厚,in tn = 包括腐蚀裕量,圆柱形颈部在 tn 所述接头处的板厚,in

见 5.18.3 该 区域的设计

顶盖 视图 a

见 见 5.18.3 该区 见 5.18.3 该 域的设计 区域的设计

见 和

视图 b

视图 c

图 5-9 — 大型顶盖开孔和锥壳过渡段

储罐中心线

53

5.18.3 转角半径 5.18.3.1 顶部、底部或过渡段与伸出开孔的颈部连接处的转角半径应不小于开孔直径的 6%,且在此 位置上要求的厚度应按照 5.10 节的要求进行计算。使用如 6%筒体壁直径的转角半径通常要求转角区 域特别厚。如果使用更大的转角半径,这一区域的厚度要求将更合理。 5.18.3.2 当在此位置上不使用转角半径时,连接处没有转角的应力情况与在锥形或碟形顶盖与圆柱形 筒体的连接处的应力情况截然相反,因为在这种情况下,顶盖、底板或过渡段中的经向单位力 T1 的 水平分力在从开孔伸出的颈部上向外拉,且增大了作用在连接点的周向拉应力。在这种情况下,储罐 壁和在连接处及附近的开孔的颈部应设计成能承受在开孔每侧上的总周向载荷 Q,用下式计算: Q=T2wh+T2nwn+T1Rnsin α 5.18.4 横截面积 抗周向力需要的金属总横截面积如下式所示: Ac=Q/StsE (30) (29)

提供该区域有效板宽和抗开孔每侧的力 Q 应采用下列公式计算:

wh = 0.6 R2 (t h ? c) wn = 0.6 Rn (t n ? c)

(31) (32)

5.19 接管颈及与储罐的连接 5.19.1 概述 5.19.1.1 管连接、手孔或人孔使用的接管可是用管子、管接头、锻钢、铸钢、板卷或其它符合 4.1、 4.2.2、4.3 或 4.5 节要求的材料制成。 5.19.1.2 接管可与罐壁成为整体的或为另外的接管壁或带有带板的接管;或,涉及到本规程所述的限 制时,接管可以通过螺纹、熔化焊接、支承在储罐内壁、安放式或螺栓的连接方式直接连接在储罐壁 或其它的接管或接管盖板上。 5.19.1.3 所有储罐壁上接管或其它接管的开孔应按照 5.16 或 5.17 节的要求进行补强。接管盖板上的 开孔仅按照 5.21.1.2、5.21.1.35.21.2.7 和 5.21.2.8 节中的要求进行补强。 5.19.1.4 接管与储罐可以选用图 5-8 中的任一方式进行连接,或如果接管和它的连接件在任何情况下 都满足 5.16 节的要求,可采用符合其它合理设计原则的方法进行连接。 5.19.2 接管颈部最小厚度 接管颈的厚度应采用 5.4 节中的载荷、5.5 节中的许用应力值进行计算,且还应加上腐蚀裕量。 接管颈部的最小厚度应至少等于这样得到的厚度值;无论何时,不计腐蚀裕量的接管颈部有效厚度应 不小于下列厚度的小值: a. 邻近接管的储罐壁不计腐蚀裕量的有效厚度,不考虑任何开孔补强用的金属厚度。 b. 标准重量管的厚度。 (见 ASME B36.10M) 5.19.3 接管外伸端部 5.19.3.1 接管的端部可以是法兰连接、焊接坡口或螺纹连接,对螺纹连接除非在 5.20.4 中允许并符合 其要求,否则不能使用螺纹端。 5.19.3.2 当接管在其整个厚度上焊接了螺栓连接的法兰时,法兰在背部与接管角焊缝连接。角焊缝的 高度应至少是接管壁厚,不包括腐蚀裕量的 0.25 倍。除对相对厚的接管,角焊缝的高度应不小于标 准重量管或加强管的厚度的 0.25 倍,取最接近于和小于接管壁的厚度。这种角焊缝可加工成相同尺 寸的半径,但任何时候不能小于 3/16in。 5.19.3.3 当接管颈部 (不是全部厚度上) 焊接了螺栓连接的法兰时, 应按照 5.20 节中的要求以及 ASME 标准第 VⅢ卷附录 2 中图 4-4 的要求进行设计和连接。 5.20 螺栓连接的法兰连接件 5.20.1 符合 ASME B16.5,150 磅级法兰要求的螺栓连接法兰用于连接外部管,以及与其他法兰的连 接。如果制造厂的制造满足检验师要求,通过直接或比较计算,这种法兰可以用熔化焊接制造,焊接 法兰的强度应与其将取代的法兰的强度相同。
54

5.20.2 不满足 5.20.21 节要求螺栓连接外部管路法兰的设计压力应符合 ASME 规范第 VⅢ卷附录 2 的 要求,至少 50lbf/in2 表压,为获得 Sf 和 Sn 的值,使用本规范表 5-1 中的许用设计应力 Sf 和 Sn(代替 ASME 规范第 VⅢ卷规定的许用设计应力值) h、Sr 和 St 的值的限定范围如下: ,S Sh = 法兰盘纵向应力, 不大于 1.5 倍 Sf, ASME 规范第 VⅢ卷附录 2 图 4-4 的 、 、 除 (7)(8)(8a) 、 (8b)和(9)中法兰除外,Sh 的值应不超过 1.5Sf 或 1.5Sn 两者较小的值。 Sr = 法兰经向应力,不大于 Sf 的值。 St = 法兰切向应力,不大于 Sf 的值。 (Sh+Sr)/2 不应大于 Sf 的值,且(Sh+St)/2 也不应大于 Sf 的值。螺栓的设计应力值应不超过表 5-1 中的值,本规范根据螺纹根部的面积计算。 5.20.3 除外部管路连接外,螺栓连接的法兰应符合 ASME B16.5,150 磅级的要求或除了应按至少 15 lbf/in2 表压或作用在罐壁和连接液位的总压力 P(取较大值)设计外,应按照 5.20.2 节中的要求进行 设计。 5.20.4 平焊法兰可以采用储罐周向焊缝许用的任何方式焊到接管端部; 连接应符合采用的周向焊缝的 要求。 5.20.5 不超过 12 in 管尺寸且工作压力小于等于 50lbf/ in2 表压或 4 in 管尺寸, 且工作压力高于 50lbf/ in2 表压的法兰如果全螺纹啮合的数量符合或超过 ASME B1.20.1 的要求, 可以通过螺纹连接在接管端部。 5.20.6 螺栓和螺柱的直径至少为 1/2in。如果使用更小的螺栓,应采用合金材料的螺栓。 5.21 盖板 5.21.1 平盖板和盲法兰 5.21.1.1 无支撑平盖板和盲法兰的厚度应通过任一下列方法取值,但厚度不可小于 1/2in 加上腐蚀裕 量的值: a. 当如图 5-10 中 b 和 c 视图中螺栓连接时,应使用符合 ASME B16.5 标准要求的具有适当的温度 压力额定值和本标准或其相当的标准中的直径的盲法兰。 b. 对于 ASME B16.5 标准未包括的尺寸和设计, 钢制平盖板或盲法兰要求的厚度应使用不同的 C 值 按下述等式计算:

CP s (t ? c) 2 t=d + c或P = s Cd 2
式中

(33)

t = 要求的最小厚度, in d = 图 5-10 中所指的直径,in C = 对于图 5-10,视图 a 中刚性固定或螺栓连接到法兰上的板,为 0.25(在本规程中这适用于 任何材料的垫片) = 对于图 5-10,视图 d、e 或 f 所示的采用机械固定位置的插入接管中的板,C 值为 0.30,如 果所有抗压力产生剪切、 拉伸或挤压破坏的定位部件是基于安全系数至少为 4 进行设计的, 且接管壁中的螺纹接头应至少与同直径的标准管子的强度相同。 = 对于螺栓连接到法兰上的板,C 值为 0.30+(1.40WhG/HG),如图 5-10,视图 b 和 c 所示的 在压力与作为螺栓连接法兰的板同一侧的位置上,螺栓的设置会使板弯曲变形。 W = 法兰上的螺栓设计载荷。 lb[见 ASME 规范第 VIII 卷附录 2 的 2.5 (e)] hG = 螺栓中心圆直径到 G 的经向距离,in H = 总流体静压力,lbs, 定义见 ASME 规范第Ⅷ卷附录 2 中第 2.3 节。 G = 垫片载荷作用处的直径,in, 定义见 ASME 规范第Ⅷ卷附录 2 中第 2.3 节。 P = 至少等于作用在盖板位于储罐的位置上总压力,或应为 15 lbf/in2 表压,两者取大值的设计 表压力,lbf/in2 S = 最大许用应力值,表 5-1 中给出的 Sts 值,lbf/in2 c = 腐蚀裕量,in

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视图 a

视图 b

螺纹环 压力

视图 c

视图 d

挡圈

视图 e

视图 f

注:上面各图仅为示意图,其他符合 5.12 要求的设计也是可接受的。

图 5-10 — 平封头和盖板可接受的型式 5.21.1.2 如果开孔边缘距板中心的距离小于图 5-10 中 d 值的 1/4, 平盖板上开设小于等于 2in 管子尺寸 的孔允许不进行补强而不增加板厚。当不满足这种情况时,板厚应增加腐蚀后需要的实心板的厚度的 40%。实心板的厚度应扣除腐蚀裕量后由等式 33 计算得到。 5.21.2.3 盖板上可以开不超过图 5-10 中 50%尺寸 d 的开孔,如果这些开孔按照 5.16 节的要求补强, 平盖板形状变为半径为直径 d 值的球形。然而,盖板上补强应补偿不超过 50%的开孔去掉的盖板的金 属。当盖板上开孔最大直径大于图 5-10 中尺寸 d 的 50%,那么盖板应按本标准 5.20 节和 ASME 规范 第Ⅷ卷附录 2 中螺栓连接法兰的规程进行设计。 5.21.2 球碟形盖板 5.21.2.1 本部分和图 5-11 中用到的变量定义如下: t = 包含腐蚀裕量的,成型后的最小要求厚度,in tf = 包含腐蚀裕量的法兰厚度,in A = 法兰外直径,in B = 法兰内直径,in C = 螺栓圆直径,in D = 盖板直边部分的内直径,in L = 内球形或球冠的半径,in R = 内转角半径,in P = 设计压力,lbf/in2 表压(其值至少应等于作用在储罐盖板液位上的总压力,或 15 lbf/in2 表 压,两者取大值) s = 最大许用应力值, 表 5-1 中给出的 Sts 值,lbf/in2 Mo = 按松式法兰确定的总力矩(见 ASME 规范第Ⅷ卷附录 2 中第 2.6 节)除对于图 5-10,视图 d 中的盖板类型,力矩 Hrhr 应包括在内(加或减)的情况外。 Hr = 球形部分上薄膜应力经向分力,=HDcotβ1。 Hr = 沿法兰环质心的力 Hr 的力臂, lb.
56

5.21.2.2 准球形封头中蝶形的半径 L 应不超过封头直边段的外径, 且转角半径 r 应不小于外直径的 6% (见图 5-11 中视图 a) 。 5.21.2.3 在椭圆封头中,封头内侧深减去直边高度的值应不小于封头直边内直径的 1/4(见图 5-11 中 视图 a) 。 5.21.2.4 半球形盖板封头不需要完整的直边,但在使用了直边的地方,直边与封头的球状碟形部分之 间的连接伸出封头与盖板法兰背面的焊缝不超过 1/2in,除非直边的厚度至少等于同直径的无缝圆柱 形筒体的厚度。 5.21.2.5 法兰连接凹面受压的并符合图 5-11 中例举的各种类型的圆环形盖板的厚度应按照下述要求 进行设计,但不可小于 1/2in 加上腐蚀裕量的值: a. 对于图 5-11 中视图 a 的类型的盖板,板厚 t 应采用下述等式计算得到: 对于准球形封头,

t = (0.885PL / s ) + c
对于 2:1 椭圆形封头,

(34)

t = ( PD / 2s) + c
对于半球形封头,

(35)

t = ( PD / 4s) + c

(36)

盖板法兰的厚度和这些类型盖板的螺栓连接应至少满足 ASME 规范第Ⅷ卷附录 2 中图 4-4 中的要 求,且应按照 5.20.2 节的规定进行设计。 b. 对于图 5-11 视图 c 中的类型的盖板,板和法兰的厚度应使用下列等式进行计算: 对于盖板的厚度,

t = (5PL / 6s ) + c
对于使用环形垫片的法兰厚度,

(37)

tf =

Mo A+ B [ ] s B( A ? B)

(38)

对于使用宽面垫片的法兰厚度,

t f = 0.6

P B ( A + B )(C ? B ) [ ] s A? B

(39)

(假设球形部件中的薄膜应力的经向分力是作用在法兰上的) c. 对于图 5-11 视图 b 中的类型的盖板,使用环形垫片板的厚度应使用下列等式进行计算:

t = Q[1 + 1 +

7.5M o ]+c PQBL

(40)

使用宽面垫片的法兰厚度采用下列等式进行计算:

t = Q[1 + 1 +
式中

3(C ? B ) B ]+c QL

(41)

? ? ? ? P L 1 ? Q = ( )( ) ? s 4 ? ? C ? B ?? ?1 + 6? C + B ? ? ?? ? ?
57

任何时候,板厚都不应小于下述等式计算得到的值: t = (5PL/6s)+c d. 对于图 5-11 视图 d 中的类型的盖板,盖板的厚度应使用下述等式进行计算: t = (5PL/6s)+c (此情况下系数 5/6 包括了环向焊缝系数 E=0.8 的许用值)
最好至少 2t 焊缝边缘不能与 转角搭接 不小于 2t,任何情 况下不小于 1/2″

(42)

转角半径 垫片

转角半径 垫片

松式法兰型式

整体法兰型式 视图 a(见注 1)

环形垫片

视图 b

HP 作用点 全焊透焊缝

质心 最小 采用任何 适当型式 的垫片

表示焊接的; 焊缝二侧打 磨光滑

环形垫片

视图 c 注: 1. 椭圆和半球形封头也可用于上述的盖板。 2. 不论什么情况,碟形的球面半径 L 应大于盖板螺栓法兰的内径(尺寸 B) 。

视图 d

图 5-11 — 带螺检法兰的球碟形钢板封头盖 法兰厚度由下述等式计算得到:

t f = F [1 + 1 +
式中

J ]+ c F2

(43)

F=

PB 4 L2 ? B 2 8s ( A ? B)

J =(

M o ( A + B) )[ ] sB ( A ? B)

注: 因为 Hrhr 的值可以从松式法兰的力矩中加上或减去,当内压为 0 时,法兰环中的力矩可以是法兰设计的临界载 荷(见 5.20.2 节) 。 58

5.21.2.6 带螺栓连接的法兰凸面受压的且符合图 5-11 中类型的圆形盖板的厚度应按照 5.21.2.5 节中的 要求设计,除盖板厚度 t 计算中使用的压力 P 应不小于 1.67Pv 的情况外,其中 Pv 定义如下: Pv = 在操作中作用于板凸面上的最大不平衡压力,lbf/in2 ,然而,如果压力的值小于等于 15 lbf/in2,Pv 的值应为 15 lbf/in2 或大于最大可能不平衡压力 25%,两者取较小值。 最小厚度计算应加上腐蚀裕量或 1/2in 加上腐蚀裕量,两者取较大值。 此外,如果本部分前面就确定的板的有效厚度 t-c 小于或等于 0.01 倍盖板法兰的内直径,对等式 44 要求的厚度应进行校核计算。板厚不应小于下列等式计算得到的值:

t=
式中

4 Lc Pv 5350

+c

(44)

Lc = 碟形(准球形)和半球形封头球冠部分内半径 in;或者 2:1 的椭圆封头中值为 0.9D,其 中 D 是封头的内直径, in 5.21.2.7 如果开孔连接处与盖板法兰球形段的角焊缝不相碰,碟形盖板的球形部分上可以开小于等于 2in 管子尺寸的开孔而不需增加这部分的厚度。 5.21.2.8 如果这些开孔按照 5.16 节或 5.17 节的要求进行了补强,在碟形盖板的球形部分上可以开大 于等于 2in 管子尺寸的孔。 5.22 许用的接头形式 5.22.1 定义 5.22.1.1 从 5.22.1.2 节至 5.22.1.6 节的内容包括了本标准许用的熔化焊接头。 (见表 5-2 中接头的限制 条件) 5.22.1.2 有关焊缝接头的术语应在 ASME 标准第Ⅸ卷和下述中定义: a. 角接头是两个元件位于 0°(对焊)和 90°(直角接头)相交平面范围内的接头。 b. 除通过有半圆端的加长孔而制成的之外, 长槽焊与塞焊相同。 角焊缝的孔不宜按塞焊或槽焊制造。 5.22.1.3 应通过铲除、打磨或碳刨的方式准备双面焊的反面以确保在反面第一层熔敷金属前有光泽的 金属表面。这种操作可保证全焊透和盖面金属正确地熔合。
注:本章前面的要求不适用于任何通过其它方法获得的正确的熔合和全焊透的焊接工艺,以及避免在焊缝根部出现不 可接受缺陷的焊接工艺。

5.22.1.4 如果不除去单面焊接头的垫板,所有安放垫板的端部(包括 T 形接头)应全焊透连接起来。 除非当接头要射线照相,垫板的存在会干扰射线的穿透,焊缝完工后不需除去垫板。 5.22.1.5 双面或单面搭焊接头的角焊缝应填满,尺寸应等于接头的较薄板尺寸。重叠的表面应不小于 较薄板的厚度的 4 倍,最小尺寸 1in。 5.22.1.6 当变径段的环向接头规定全焊透焊缝时,小于等于 30°的焊缝应满足这一要求。所有其它对 接焊焊缝的要求均适用。 5.22.2 焊缝尺寸 5.22.2.1 坡口焊缝 坡口焊缝的尺寸由接头深度确定,如果有留根,由倒角深度加上根部深度得到。 5.22.2.2 填角焊缝 5.22.3 对于等边角焊缝,角焊缝形成的最大等腰直角三角形的边长决定焊缝的尺寸。对于不等边角焊 缝,在角焊缝横截面内角焊缝形成最大直角三角形的边长决定焊缝的尺寸。 5.22.4 填角焊缝的喉部 角焊缝的喉部是从角焊缝根部到表面上的最短距离。对于凸形角焊缝,在角焊缝横截面内角焊缝 形成直角三角形的斜边是考虑的表面。 5.22.5 凸面受压的封头 密封人孔用的凸面受压的封头与人孔颈部的连接可使用单面满角焊缝搭焊的接头而不按照图 5-8 视图 w 以及表 5-2 中的限制条件进行塞焊。 5.23 焊接接头系数 5.23.1 概述 焊接接头系数是设计计算中或相关焊接结构的强度计算中使用的接头系数。 接头系数是基于焊缝
59

中可以存在规程中允许范围内的缺陷或焊缝的质量可以略低于母材的质量的假设得到的。表 5-2 中给 出了许用的接头系数的值,其中系数用为百分比形式表示;但在计算中系数用小数表示的。 对于对接接头或满角焊缝搭焊的接头,假设接头系数是在接头工作强度和实心板的工作强度之 间。 对于在 5.16.8.3 节第 b 项给出的角焊缝、塞焊以及其它连接接头,假设接头系数在计算面积中的 工作强度和实心金属上相同面积的工作强度之间。 5.23.2 最大接头系数 表 5-2 中给出了用电弧焊接工艺制造的储罐及储罐部件的设计中允许的最大接头系数及这些各种 接头使用的限制。 5.23.3 焊接管的接头系数 表 5-1 中给出的焊接管的许用单位拉应力的值反映了该材料中的纵向焊缝的接头系数为 0.8。不 可进一步减小这些接头上的接头系数。 储罐的低压操作条件下可由圆柱形壳体公式计算得到管子材料的厚度,这个值不是很重要;承受 管路应变的环向接头,包括即使是中等温度的影响可能是控制的因素。这种环向接头的接头系数可从 表 5-2 取得,但是,对焊接管表 5-1 的许用应力值采用了这些系数,按本节所述,许用应力值已经反 映了 0.8 的接头系数。 5.24 塞焊和槽焊 5.24.1 在结构连接件和开孔周边的补强板上可以采用塞焊和槽焊,与其他型式的焊缝一起采用。它们 的尺寸和宽度应可以承受作用在焊缝上的载荷,但无论什么情况下,都不可超过通过焊缝传递的载荷 的 30%。 5.24.2 在厚度小于等于 2in 的板上的塞焊孔的直径和槽焊孔的宽度应不小于 3/4in; 对于厚度大于 1/2in 的板,这种孔的直径或宽度应不小于开孔板的厚度加上 1/4in 的值。 5.24.3 除在 5.24.2 节中规定的情况外,开孔的直径或宽度应不大于开孔板的厚度加上 1/4in 的值,然 而,任何时候,尺寸都不需大于 21/4in。 5.24.4 当开孔板厚度小于等于 5/16in 时,塞焊和槽焊的孔中应完全填满焊接金属。对于更厚的板,孔 中填装金属的深度至少为板厚的一半或孔的直径或宽度的 1/3 倍取较大的值,但任何情况下,孔的填 充深度不可小于 5/16in。角焊缝的孔不使用槽焊和塞焊的焊接形式。 5.24.5 应将塞焊缝上直径等于 1/4in (小于磨损面上的孔的直径)的环形区域作为有效剪切面积。槽 焊半圆边上的有效剪切面积在可比较的基础上计算得到, 且半圆端中心之间的有效面积应是中心间距 离和宽度的乘积,宽度取 1/4in,小于磨损面长的槽宽度。 5.25 应力消除 31 5.25.1 定义 消应力热处理是将结构或结构上的一部分均匀加热到低于临界温度的范围以下释放大部分残余 应力,随后再均匀冷却的热处理过程。 5.25.2 现场消应力 在建造好符合本标准要求的储罐后,通常不进行现场加热消应力处理,因为在消应力处理要求的 温度下,储罐的尺寸和重量不能得到足够的支撑。当储罐不允许进行现场消应力处理时,现场焊接工 艺应采用(a)经验或实验已证明是安全的焊接工艺, (b)将减少焊缝或邻近焊缝中产生裂缝主要原 因之一的封闭的残余应力。 5.25.3 壁厚 (D+50) 在任何接管或其它焊接连接件处公称壁厚大于 11/4in 32 的储罐部分和在焊接点处厚度超过 /120 的接管颈部焊后应加热进行消应力处理。加热消应力要求中不考虑 5.12 节中定义的压缩环的厚 度(例子见图 5-6) 。在这个公式中,小于 20in 的直径值应假设为 20in。当在建造完成后,焊接组件 中不可使用加热消应力处理时,所有这种装配件,特别是绕开孔的装配件和支撑连接件,应在工厂中 制作,并且在运输前进行加热消应力处理。 5.25.4 角焊缝连接件
31

任何消应力的要求的使用和每种情况下的相应的规程应得到买方和制造厂的一致同意。如果是焊接工艺的一部分, 而且又得到买方的批准(见 6.7 和 6.19)可以采用锤击。 32 对于 P-1 和 P-12B 第 2 组的材料,只要焊接保持预热温度 200℉,壁厚 11/4in 的厚度可增加到 11/2in。 60

当焊缝尺寸为: (a)平面上的焊缝或圆柱、圆锥形表上的环向焊缝尺寸不大于 1/2in。 (b)圆柱 或圆锥形表面上的焊缝或双曲率表面上的焊缝尺寸不大于 3/8in, 5.25.3 中的要求不适用于小接管或支 耳连接件。 5.26 射线照相 5.26.1 定义 射线照相是通过电磁辐射工艺, 例如 X 射线或伽马射线穿过物体, 在感光胶片上得到物体完好程 度的记录。 5.26.2 壁厚 对所有的双面对接接头其较薄板厚度超过 11/4in 以及承受的拉伸应力值大于 0.1 倍规定的最低材 料的抗拉强度要求进行 100%射线照相检测。 5.26.3 接头系数 5.26.3.1 如果符合 5.26.3.2 节和 5.26.3.3 节所述的条件, 设计计算中可使用表 5-2 中用于储罐焊缝 100% 射线照相允许增大的接头系数值。 5.26.3.2 除在不需要使用对接焊缝形式的接管、人孔和支撑连接件外的主焊缝(储罐壁上所有纵向或 周向焊缝或双曲率壁上经向和纬向焊缝)应采用对接焊缝的形式。 5.26.3.3 按照 7.15 节所述,所有 5.26.3.2 节所述的对接接头的全长应进行射线照相,下列情况除外: a. 当储罐部件不需要 100%射线照相检测时(见 5.26.2 节) 。在这情况下,圆柱形或圆锥形表面上的 环向焊缝与纵向焊缝相交部分每边的 3in 距离内需要准备进行射线照相检测。所有球形、准球形、或 椭圆形或其它双曲率形状上的焊缝应考虑为纵焊缝。同样,如果邻近的纵向焊缝进行了射线照相,应 对无折边的锥形或碟形顶盖或底板与圆柱形筒体之间的连接处以及图 5-9 中所示的过渡端任一边连接 的无折边环向接头进行射线照相检测, b. 当接管颈部的对接接头不要求 100%射线照相检测时(见 5.26.2 节) 。这个规定适用于其制造,但 不是与筒体连接的必要形式。 5.26.4 例外 整体均匀支撑(例如,水泥板或压紧的砂)储罐底板上或仅压缩应力控制其设计厚度的底板上不 强制要求进行抽样射线或充分射线照相检测。 5.27 齐平型壳体连接 5.27.1 具有圆柱形筒体的平底板储罐 5.27.1.1 这种结构的低压储罐可以在壳体的较低边缘上进行齐平型连接。在 5.27.1.2 节到 5.27.1.4 节 中的条件下,这些连接应与底板齐平。 5.27.1.2 储罐中气体、蒸汽空间的设计压力应不超过 2lbf/in2。 5.27.1.3 设计和试验的内压力、风载和地震载荷产生在筒体上提升应计算其作用力,如 5.11.2 的注, 这种方式将在圆筒形圈板和平底接头不会产生提升力。 5.27.1.4 齐平型连接的圆柱形筒体开孔顶部的纵向或环向薄膜应力应不超过开孔的最低筒节环向设 计应力值的 1/10。 5.27.2 尺寸和详图 5.27.2.1 连接的尺寸和详图应符合表 5-10、图 5-12 以及本章规定的规程。 5.27.2.2 圆柱形筒体上最大齐平型连接开孔的宽度应不大于 36in。 5.27.2.3 圆柱形筒体上开孔的最大高度 h 应不大于 12in。 5.27.2.4 清理孔组件中的筒体板厚至少应与最低一节筒节相邻筒体板的厚度相等。 5.27.2.5 圈板上补强板的厚度应与齐平型连接组件的圈板厚相等。 5.27.2.6 组件中底部过渡板的厚度 ta 最小应为 1/2in 或当规定时为底部环板的厚度。 5.27.3 消除应力 加强的连接件应完整地预组装到筒体板上。完整的组件包括含有连接件的筒体板,应在温度 1100℉ ~1200℉之间每英寸筒体板厚 td 保温 1 小时进行消除应力热处理。 5.27.4 补强 5.27.4.1 齐平型筒体连接件的补强应符合 5.27.4.2 节至 5.27.4.6 节规程的要求。

61

表 5-10 — 齐平型壳体连接的尺寸(英寸制)

150 磅级公称 法兰尺寸

开孔高度 h

开孔宽度 b

圈板上补强板弧 的宽度 W

开孔上部角接 半径 r1

圈板上补强板 下部角接半径 r2

5.27.4.2 连接顶部上的补强横截面积应不小于下述等式计算得到的值: K1ht/2 式中 K1 = 面积系数,图 5-13 给出其值 h = 离开孔的最大垂直高度,in t = 所在连接件筒节的厚度,不包括腐蚀裕量,in 5.27.4.3 筒体的补强平面应在开孔底部上 L 高度范围内。L 应不超过 1.5h,除对于小孔,L 减去 h 的 值应不小于 6in 外。这一例外使得高度 L 大于 1.5h,补强板中仅高度为 1.5h 的部分考虑为有效的。
注:L=筒体补强板的高度,in

5.27.4.4 需要的补强板可使用下述任一种形式或联合使用: a. 筒体补强板; b. 组件中筒体板厚大于最低一节筒节中相邻板的厚度; c. 长度等于补强板厚度的颈部板的部位。 5.27.4.5 在开孔中心线上的储罐底部补强板的宽度应为 1in 加上齐平型连接组件中的筒体板与筒体补 强板联合的厚度。底部补强板的厚度 tb, (单位 in)应计算如下:

tb =
式中

h2 b + H 14,000 280

h = 距开孔的最大垂直高度,in b = 距开孔的水平宽度,in H = 储罐的高度,ft 底部补强板的最小厚度 tb 应对 H=48 为 5/8in;对 H=56 为 11/16in;对 H=64 为 3/4in。 5.27.4.6 接管过渡件和接管颈的厚度 tn 最小值应为 5/8in。外载作用于连接件时可能要求 tn 大于 5/8in。 5.27.5 材料要求 齐平型壳体连接组件中的所有材料应符合第 4 章的要求。组件中的筒体板材、筒体补强板、连接 在筒体上的接管颈、过渡段、和底部补强板应符合 4.2.5 节中不同金属厚度在最低设计金属温度下的 冲击试验要求。螺栓连接的法兰和连接在法兰上的接管颈部上的缺口韧性值的评价应基于 4.3.5.3 节 和图 4-2 中的控制厚度获得。此外,齐平型壳体连接和筒体补强板中的屈服强度和拉伸强度应等于或 大于最低一节筒节板材的屈服强度和拉伸强度。 5.27.6 过渡连接 在壳体中的齐平型连接件和圆形接管法兰之间的接管过渡应考虑以符合本标准要求的方法进行 设计。在规程未包括的所有设计和建造的详细要求,制造厂应提供与本规程所提供的原则同样安全的 设计与建造的细节。

62

齐平型连接件的壳体板=td

最低壳体筒 节的壳体板 =td

见图 5-12 C-C 视图续

补强板=td

在补强板约中间高度 位置开设一个 1/4″ 的信号孔

全焊透焊缝 底部加强板 按要求开缺口以提供 齐平接头

弧长尺寸

底板

全填满角焊缝 底部过渡板, 最小弧长 尺寸 W+60″

底部加强板

对接焊

过渡到圆形法兰的接管 截面 对接焊 (见注) 连接件的 中心线

截面

注: 1. 与最大 1/2in 板连接的较薄板厚度。

图 5-12-第 1 部分 — 齐平型筒体连接

63

当 td>11/2″ 圆角 全焊透焊缝 底部过渡板

(见注 1) 圆

底部加强板

接管过渡

接管法兰和壳体开 孔的中心线 底板 另一种对接 焊详图

(见注 2) 典型的连接口 b=h 的详图 圆角 当 全焊透焊缝

底部过渡板

背面清根 的焊缝 底部加强板

全焊透焊缝 (见注 1)

接管中心线

接管过渡

圆角 底板

接管颈 (见 5.2.7.4.6)

法兰按表 5-10 典型的连接口 b>h 的详图 截面 C-C

注: 1. 与最大 1/2in 板连接的较薄板厚度。 2. 法兰尺寸 11/2~24in 的应符合 ASME B16.5,尺寸大于 24in 的应符合 ASME B16.47。

图 5-12-第 2 部分 — 齐平型筒体连接

64

系数 用于确定齐平型连接口最小补强的面积系数。 罐的高度,ft 罐的内径,ft

图 5-13 — 齐平型连接口的设计系数

5.27.7 锚固 在使用了锚固装置用以抵抗筒体的提升力的场合,对储罐提供要求的锚固时,锚固装置应分布位 于靠近沿开孔补强板的每侧。 5.27.8 筒体或管路允许的移动量 应对由作用在连接管路上的最小推力和筒体连接的力矩产生的自由移动提出要求。 应设定罐底板对筒 体由于温度和应力影响引起的膨胀(同管道的热和弹性移动一样)的约束导致对筒体连接处回转的许 用量。在双壁罐中,任何保温或其它材料应不能拘束筒体连接件增加的移动量,筒体连接件的回转见 图 5-14。 5.27.9 基础 齐平型连接口区域的基础是用于支撑连接件的底部补强板。 直接安放在水泥圈座上的储罐的基础 均匀支撑底部补强板(与储罐筒体下的其余底板相同) 。在齐平型连接口下支撑底部补强板的不同方 式见图 5-14。 5.27.10 接管间距 齐平型连接口可以安装使用普通补强板。然而,当使用这种结构时,接管中心线间的最小距离应 不小于 1.5(b1+b2+2.5)in 或 2ft,两者取大值的值。不同公称法兰规格的尺寸 b1 和 b2 可在表 5-10 中第 3 栏查得。不使用同一补强板的相邻齐平型连接口补强板边缘的距离至少为 36in。 5.27.11 焊缝检测 所有接管颈和过渡部分的纵向对接焊缝(如有) ,以及与筒体壁最近颈部上的第一条环向对接焊 缝,不包括焊在法兰上的颈部,应进行 100%射线照相检测。接管焊接到储罐壁上和补强板的焊缝, 以及筒体与底板连接的补强板焊缝应在全长上使用磁粉检测。磁粉检测应对根部焊道、在焊接过程中 每 1/2in 厚以及完工焊缝上进行。

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壳体内半径 壳体弹性位移后 的位置 壳体半径

壳体弯曲后的高 度随罐的半径和 厚度而变化 连接口初始中心线 过渡板 补强板 壳体弹性位移后连 接口的中心线 底板

回转角

见详图 a 和 b 壳体内径 缺口适合于底部补强板 壳体在开孔中 心线的内侧

壳体在开孔中 心线的内侧

W+12″min,除了由 基础的曲率限制 (见详图 b)

详图 a 环墙上缺口的详图

详图 b

图 5-14 — 筒体连接口的回转

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第6章 — 制 造
6.1 概述 本章包括了按本标准规程设计的建造大型焊接储罐必须考虑的制造实践的详细要求。 6.2 工作技能 6.2.1 所有制造 API 规范 620 储罐的工作应按照本标准的要求以及买方询价单或订单上的另外规定。 不管是否买方放弃检验,在每一方面,所有的工作技能和完工的产品都应是优良的,且经制造厂的检 验师认真检验。 6.2.2 当材料需要进行矫直时,应在展开或成型前,经过压制或其它无害的方法处理。不允许加热或 锤击,除非材料在校直时加热到锻造的温度。 6.3 板切割 6.3.1 钢板、封头边缘和其它部件,通过如机加工、剪切和打磨的机械方法或由气体或电弧切割得到 形状和尺寸。 在气割或电弧切割后, 在制造使用前, 应通过机械方法去除熔化金属的熔渣和有害变色。 6.3.2 储罐壁上不是被焊缝熔化的开孔边缘宜采用机加工得到。如果开孔是通过手工熔化切割,那么 留下的非焊接孔的边缘应进行机加工或打磨光滑(见图 5-8 非焊接暴露边缘的光洁度) 。 6.4 筒体和顶盖及底板的成型 所有筒体用板(如果进行弯曲)和顶盖及底板的成型不可使用削弱材料机械性能的工艺。 6.5 尺寸公差 6.5.1 概述 薄膜应力大于储罐操作条件下 1/3 设计应力值的储罐壁应符合 6.5.2 到 6.5.6 节中所述的公差要求。 为制造出合格的储罐,由制造厂决定测量的次数和频率。不包括含保温层,且不与设计液体相接触的 双壁储罐的外壁(见附录 Q 和 R) 。通过制造厂与买方之间的协议,可以取消这些公差或使用修正值。 6.5.2 垂直度 6.5.2.1 对于圆柱形筒体,筒体顶部相对于筒体底部的垂直度偏差不应超过储罐总高的 1/200。 6.5.2.2 每块采用的碳钢和合金钢壳体板的垂直度不可超过 ASTM A6 或 ASTM A 20 中规定的不平度 和波浪度的许用偏差。对于不锈钢,采用 ASTM A 480 的要求。对铝制板,采用 ASNI H35.2 节表 5.13 中给出的平面度公差值。 6.5.3 圆度 6.5.3.1 对于圆柱形筒体,大型低压储罐上水平圆横截面应足够圆,圆柱形筒体上任何截面的最大直 径与最小直径之间的差值(内直径或外直径测量)除了从平底储罐底部角焊缝上方 1ft 处量取的半径 值的修正值不超过表 6-1 中的公差值外,应不大于平均直径值的 1%或 12in,两者取较小的值。 6.5.3.2 成型的顶部或底部的边缘或圆柱端应足够圆,最大直径与最小直径之间的差值应不大于公称 直径值的 1%。 6.5.4 局部偏差 理论形状的局部偏差,例如焊缝不连续和扁平点,应限制如下: a. 使用 36in 长的水平板,竖直焊缝的峰值应不大于 1/2in。对于铝制壳体,此值可增大到 1in(见附 录 Q) 。 表 6-1 — 不同直径范围与对应的半径公差值
直径范围(ft) <40 40 到<150 150 到<250 ≥250 半径公差值(in) ±1/2 ±3/4 ±1 ±11/4

b. 使用 36in 长的竖直板,水平接头的弯曲值应不大于 1/2in。对于铝制壳体,此值可增大到 1in(见 附录 Q) 。
67

c. 竖直平面上的扁平点应不超过 6.5.2.2 节中板的平面度和波浪度的要求。 6.5.5 装配附件 所有的支耳、支座、接管、人孔结构、开孔补强板和其它部件,应装配合适且与连接的表面形状 相配。 6.5.6 基础 6.5.6.1 为满足 6.5 节中的公差值, 为了储罐竖直必须提供一个水平基础。 基础宜具有足够承载的能力, 以保持基础的水平度。 6.5.6.2 水泥环墙基础顶部在任何 30ft 周长上的水平度偏差在±1/8in 内,全周长上水平度偏差在± 1/4in 内。无水泥环墙时,这种设计形状的基础水平度偏差在±1/2in 内。 6.5.6.3 对于水泥平基础,储罐经向上从外到中心,基础的第一英尺高(或圆环的宽度)应符合水泥 环墙的要求。基础其余部分应在设计形状的±1/2in 内。 6.5.7 测量 当买方与制造厂一致要求测量时,应在水压试验前进行测量。局部偏差的测量应在建造时进行。 当测量长度需要做这些修正时,应采用经温度、下垂和风校正的钢卷尺测量。应在板的表面上而不是 焊缝上进行偏差测量。 6.5.8 双曲率顶板、底板和筒体 对于双曲率顶板、底板和筒体,公差如下:表面不可向外偏离设计形状大于 1.25%D,向内偏离 形状大于 5/8%D,其中 D 为顶部(或底部)的公称内径。应垂直于设计形状测量偏差值,且偏差值 不可突变,但允许在所有方向上连接平面平滑过渡。对于转角处,D 值是转角处半径值的 2 倍。 6.6 焊接详细要求 6.6.1 概述 6.6.1.1 按照这些规程制造的储罐和储罐部件应按 6.6.2 节中定义的焊接工艺进行焊接。可以按 6.7 节 和 6.8 节经评定合格的焊工和焊接操作按照所述的焊接工艺用手工焊、半自动焊或自动焊进行焊接。 6.6.1.2 不使用机械压力或吹风进行熔化焊接。 6.6.1.3 按 6.19 节要求可以使用锤击。 6.6.1.4 可以使用列在 4.3 节中所列牌号的允许有纵向接头的管材。 6.6.2 焊接方法 储罐与结构连接件可以采用适当的设备进行保护金属弧焊、气体金属弧焊、气体保护钨极弧焊、 氧焊、药心弧焊、埋弧焊、电渣焊、或电气焊工艺进行焊接。氧焊、电渣焊、或电气焊工艺的使用应 取得买方与制造厂的一致同意。当材料需进行冲击试验时,不允许使用氧焊。可以采用按照 ASME 锅炉和压力容器规范第Ⅸ卷中所述工艺的手工焊、半自动焊或自动焊。焊接应采用使母材完全熔化的 方法。 6.7 焊接工艺评定 6.7.1 按照 ASME 规范第Ⅸ卷中的最新实践的每一份焊接工艺 (WPS) 都应进行评定。 当需要进行 4.2.5 节要求的冲击试验时,或相应附录要求冲击试验时,焊缝金属和热影响区域应进行试验,且应使用 ASME 规范第Ⅸ卷中的补加重要变素。此外,热处理条件以及使用或省略经细晶化处理的母材金属应 作为补加重要变素。 6.7.2 ASME 规范第Ⅸ卷表 QW-422 中未列出的碳钢材料应视为组号为 P-NO.1 的材料,按照下述最小 规定的拉伸强度分的组号为: a. <70kips/in2 (组 1) b. ≥ 70kips/in?.但≤80kips/in2 (组 2) c. >80kips/in2 (组 3) 6.7.3 焊接工艺(WPS)评定要求的试验应由制造厂进行。 6.7.4 每种情况下工艺中的消应力要求宜通过买方和制造厂的一致同意。 如果作为焊接工艺的一部分, 且由买方许可,可以进行锤击。 6.8 焊工评定 6.8.1 所有手工焊焊工和自动焊焊接操作者应通过制造厂所进行的考试或制造厂按照 ASME 规范第Ⅸ 卷所述的焊工评定的要求。一家厂所进行的考试不能评定焊工或焊接操作工为任何其它制造厂工作。 6.8.2 厂家应为每一为焊工或焊接操作者指定识别号、识别字母或符号。除所有顶板焊缝上的搭焊焊
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缝和法兰与颈部的焊缝不需要焊工标识外, 焊工或焊接操作者应在所有储罐上临近完工焊缝和沿焊缝 不大于 3ft 的间距上用机械或手工打上识别标志;另一种方法,可由制造厂记录每条焊缝施焊的焊工、 筒体开孔焊缝的焊工,而不用打标记。如果保留了这一纪录,记录应保留到试验完毕以后,且应可供 检验师查阅。 6.8.3 制造厂应保留雇用焊工的纪录,写明日期和试验结果、以及每一个识别标志。纪录由制造厂确 认,并可提交给检验师。 6.9 板的装配 6.9.1 在焊接操作中,相焊接的板应精确的装配和定位。如果要符合 6.9.1.1 至 6.9.1.4 的要求,可以使 用定位焊保持板边缘成一直线。 6.9.1.1 要手工焊对接接头的定位焊缝在焊接前应去掉。 6.9.1.2 要采用重新熔化定位焊缝自动焊工艺的对接接头中的定位焊焊缝应彻底清除焊渣,并进行检 测确保无缺陷。 6.9.1.3 搭焊和角焊接头中的定位焊缝如果无缺陷且随后的焊缝将该定位焊缝全部熔化,则可以不去 除该定位焊缝。 6.9.1.4 定位焊缝不管是否去除或留下, 应采用按照 ASME 规范第 IX 卷角焊缝和对接焊缝评定合格的 工艺。保留的定位焊缝应由符合 ASME 规范第Ⅸ卷要求的经评定合格的焊工完成,且应目视检测缺 陷;如果焊缝发现有缺陷,应去除这些焊缝。 6.9.2 在板的装配过程中,经制造厂和买方同意,除非买方有规定,从反面一侧邻近共有横向接头的 相邻焊接接头不需错列布置。当规定时,交错间隔距离至少是较厚板的厚度的 5 倍。 6.10 待焊表面的清理 6.10.1 在焊接操作前,待焊表面或要施焊的焊缝金属表面应彻底清除锈皮、焊渣、油脂和其它会降低 焊缝金属质量的氧化物。火焰切割产生的轻氧化膜不认为是有害的。 6.10.2 在多焊道焊接上,每一层的焊缝金属在下一层焊接前应清理焊渣和其它沉积物。 6.10.3 双面对焊接头的背面由铲磨、打磨、或熔化的方式获得,确保在背面第一道熔敷金属焊接前焊 道保持金属的光泽。这一操作应确保最后的焊缝全焊透和正确熔合。但是用熔化的方式时,应特别注 意防止焊接区域被外部物质,特别是碳污染。
注:本章的工艺要求不适用于由其它方式获得的适当的熔合和全焊透效果的焊接工艺,避免在焊缝的基体表面有不可 接受的缺陷。

6.10.4 待焊的铸钢表面应首先用机加工或铲磨的方法去除铸钢表面垢皮,露出金属的光泽。 6.11 焊接的气候条件 (a)当待焊表面因雨雪或冰而湿润,(b)当下雨、下雪或(c)风力强劲时,除非焊工和工件有适当 的保持,否则不可施焊。当母材温度低于 0℉时,不可以施焊。当母材温度在 0℉-32℉之间时,包括, 或厚度为 11/4in 时,焊接起始处母材 3in 内应加热到手感温和。 6.12 焊缝加强高 6.12.1 对接焊缝全长上应全焊透,金属完全熔化,且无咬边、重叠或突变的凸起或沟壑。为确保完全 填满焊接坡口使得焊接金属的表面不低于连接板的表面,焊接金属在板两侧起到加强的作用。板两边 加强的厚度不超过表 6-2 中的厚度值,但除加强高超过许用厚度或在 7.15.1 节中要求的情况外,加强 高不必去除掉。 6.12.2 当使用垫板(不去掉)进行单面对接焊时(见表 5-2) ,加强高的要求仅适用于有垫板的反面一 侧。 板表面焊缝的结合 焊缝边缘应光滑结合而无尖角。纵向或经向最大许用咬边量为 1/64in,周向或环向对接接头的最 大许用咬边量为 1/32in。 6.13 6.14 b. 主焊缝的对准 应特别注意所有板边缘的装配在公差偏移量内对接,如下: 对小于等于 1/4in 的板,偏移量为 1/16in
69

c. 6.15

对大于 1/4in 的板,偏移量为板厚的 25%或 1/8in 两者取小值的值。

焊缝缺陷的返修 应通过铲除、熔化或机加工的方法去除焊缝中的缺陷以在所有边上得到光泽的金属。经过检验师 的批准,产生的凹坑可由焊接金属填补然后重新试验。 不等厚板的装配 对于储罐筒体、顶部、或底部的板厚超过 1/2in 的板,如果两块对焊的板的厚度差大于 1/8in,那 么应在较厚的板上从至少两块板表面偏差量的 4 倍的距离开始削薄,使得连接处的边缘厚度大致相 同。削薄边要求的长度可以包括焊缝的宽度(见图 6-1) 。 6.16 表 6-2 — 焊缝加强高的最大厚度
最大加强高(in) 板厚(in) ≤1/2 >1/2 到 1 >1 竖直接头(in) 3/32 1/8 3/16 水平接头(in) 1/8 3/16 1/4

封板的装配 对于最后焊缝的合拢,应使用附加宽度和长度的板(不是窄板或填充杆) 33。在组装前,采用封 板的组装和建议的方法应经过检验师的批准。检验师应确保封板满足所有采用的要求。 6.18 消除应力热处理 6.18.1 通常这种型式的储罐无法想象可进行整体去应力热处理。当 5.25 节要求时,竖立前储罐应分段 进行消应力处理。 6.18.2 在从制造厂运输前, 5.25 节要求消应力的储罐部件应在封闭炉内进行消应力处理。 6.18.2.1 按 在 节到 6.18.2.5 节中概括了采用的规程。 6.18.2.1 储罐部件放进炉膛时,炉膛温度应不超过 600℉。 6.18.2.2 超过 600℉的加热速率应不超过 400℉/h 除以加热筒体板最大金属厚度(in)的值。但无论什 么情况下,都不可大于 400℉/h。 6.18.2.3 在加热过程中,储罐部件上每 15ft 间距之间的加热的温度变化应不超过 250℉,且保温温度 不超过 150℉。每英寸金属壁厚(进行热处理的储罐壁板最大金属厚度)在最低 1100℉(除 6.18.2.5 允许外)下应保温 1 小时。在加热或保温期间应控制炉膛气氛以避免使加热的材料表面产生氧化。炉 膛应设计成防止火焰直接喷射到材料。 6.18.2.4 超过 600℉的温度下,在封闭炉内或冷却室内进行冷却,速率不大于 500℉/h 除以筒体板最 大金属厚度(in)的值;无论什么情况下,都不可大于 500℉/h。低于等于 600℉的温度下,可在静止 空气中冷却。 6.18.2.5 当在 1100℉的温度下,不可能进行消应力处理时,允许按表 6-3 的要求在较低的温度下保持 一段较长时间进行消应力处理。 6.17

这种的间隙可要求去除相近的零件以得到合适的宽度。宜充分考虑进行射线照相、磁粉的检测方法以及消应力热处 理或锤击这些焊缝。 70

33

半球形 焊缝 (见注 1) 削边可以 在内侧或 外侧

视图 a 优先采用 (中心线对齐) 注: 1. 要求的削边长度 l 可以包括焊缝的宽度。

视图 b 允许的

视图 c 优先采用

2. 所有情况下, l 不能小于四倍相邻板的增厚宽度。

图 6-1 — 不等厚板的对接焊接

表 6-3 — 消应力温度和保温时间
金属温度(℉) 1100 1050 1000 950 900(最小) 注:对于中间温度,加热时间应通过直线内插法得到。 保持时间(小时/in 厚度) 1 2 3 5 10

6.19 现场焊缝时锤击 6.19.1 按本规程制造的储罐, 因尺寸太大而不能在车间内完成组装和焊接的储罐可以分段运输到现场 焊接。现场组装的焊缝可以要求按 5.25 节中规定的焊接工艺,且在现场焊缝上按附录 I 所述可以采用 机械锤击。 6.19.2 焊缝锤击不能考虑为与加热消应力是等效的,也不可代替 5.25 节强制要求的加热消应力处理。

71

第 7 章 — 检验、检测和试验
7.1 检查员的职责 7.1.1 检验师 34 应确保按本标准建造的储罐使用的所有材料各方面都符合规范中的要求。可以见证钢 厂试验或检查制造厂提供的钢厂试验报告。 7.1.2 按本标准建造的储罐应按照下述内容进行检验和试验。检验师应仔细跟踪每台储罐的制造和试 验,并确保储罐的制造与试验符合本标准关于设计、制造和试验的要求。 7.2 检查员的资格 7.2.1 按本标准建造的储罐的检查员应具有不少于 5 年在设计、制造、维护和/或返修的经验,或在建 造、维护和/或返修不同类形非受火压力容器和/或储罐负责监督的经验,包括在建造或监督容器或储 罐熔化焊接制造方面至少 1 年的经验。 满意地完成买方或买方委托机构认可的适当培训课程的可以由 3 年来代替 5 年的经验。然而要求超过 6 个月的熔化焊接工作经验不能由培训来代替。 7.2.2 检验师应由买方雇佣,或常规检验组织雇佣。检查员是买方委托的代表。 7.2.3 制造厂也应提供检验以确保在证书与制造厂(见 8.3)报告签字前所有的要求得到满足。 7.3 检验师的便利 检验师应被许可在设备制造过程中可以自由进入进行设备制造的车间和制造储罐用材料的材料 生产厂的有关车间。 7.4 检验师使用的设施 制造厂应提供检验师所有试验和检验合理的设施,且应事先规定同意通知允许在制造过程中,检 查员见证所有的设备和材料的试验, 包括在实验室所有要使用材料的试验和在竖立现场的所有水压和 气压试验。 7.5 返修的批准 在缺陷返修前后,应取得经过检验师的批准。不满足要求的有缺陷的材料应拒收。 (见 6.16 节关 于焊缝缺陷的返修) 。 7.6 材料的检验 要承受压力载荷零件的钢板和其它材料应在用于储罐之前进行检验, 尤其要对所有切割边缘予以 特别注意,以保证材料没有严重的分层和其它缺陷。 7.7 钢板的钢印 在使用钢厂打钢印的钢板前,检验师应检查钢印。在展开和切割的板中,应保留至少一套原始材 料认别标志,如果可能,这一标志在完工后的储罐上可以看到。如果板上的认别标志要去掉,那么储 罐制造厂应精确移植一套标记到完工的储罐可以看到地方, 或在完工的储罐上使用编号标志确保在制 造中每一块材料有标识并且在完工的储罐上有随后的标识。后一种标记应明显与钢板厂的标记相区 别。 检验师不必见证标记移植, 但对标记移植的正确性是满意的。 应注意不要打印记太深而损坏板材。 为防止板厚小于 1/4in 的板上的早期裂纹,钢厂印记应不能以打钢印的方式移植。 7.8 材料厚度的测量 所有材料应测量厚度以决定厚度值是否符合要求。 7.9 制造中暴露面的检验 7.9.1 在制造中暴露的板、开孔以及配件的边缘应进行仔细检验以确保缺陷未被覆盖,并确信工作完 成良好。 7.9.2 较小缺陷的返修方法和返修范围只有经过检验师批准后才可以返修。有较多不满足返修条件缺 陷的材料应予拒收。

34

这里所述的和本标准其它地方所述的检验师指独立的,在 7.2 节中阐明的已经过评定的合格人员。 72

组件的表面检验 组装之前,除非工厂检验师已经检查合格外,应对所有部件的筒体板或型钢、顶盖以及底板的厚 度、缺陷修复和任何焊接接头的完整性进行检验。 7.10 7.11 组件尺寸的检验 所有成型板和弯曲的部件应检查符合需要的尺寸和横截面。对于不常规的返修,检验师应保存一 份采用足够间隔测量的构成一份满意的测量记录。 7.12 化学成份和力学性能数据的检查 检验师应检查钢厂提交的材料质量证明书中板材的炉号、化学成份分析和力学性能,并确保在制 造造厂的报告中可以得到这份报告的复印件(见 8.3) 。 7.13 制造厂完工储罐要求的数据报告 如果买方订单上要求,制造厂商应提供一份有标志的钢板布置图复印件(或一份单独的简图) , 表明带有每块板识别号和炉批号的所有板的位置。这些标志由检验师检查。制造厂的报告中应附有一 份复印件。 7.14 消除应力操作的检验 检验师应检查所有加热消除应力的操作,且应保证温度读数精确,程序符合规程采用的要求。

7.15 检测方法和验收准则 7.15.1 射线照相方法 7.15.1.1 除本章的修正外,射线照相检测方法应符合 ASME 规范第Ⅴ卷第 2 章中的要求。ASME 规范 第Ⅴ卷中的 T-285 要求仅用作指导。射线照相的最终验收应基于像质计(IQI) (渗透计)和指定孔或 线的影像指示能力。 射线照相位置上加强高的表面应为与板齐平或具有不超过表 7-1 中列的值的弓形。 表 7-1 — 射线检测接头处焊缝最大加强高厚度
板厚(in) ≤1/2 >1/2-1 >1 加强高最大厚度(in) 1/16 3/32 1/8

7.15.1.2 任何焊缝返修之前,进行射线照相应提交检验师批准。 7.15.1.3 焊缝射线照相的接受应由 ASME 规范第Ⅷ卷的 UW-51(b)的标准判断。 7.15.1.4 射线照相显示不可接受的焊缝部分应进行返修,按照 7.15.1.1 节的要求重新射线照相。其验 收标准按 7.15.1.3 确定。 7.15.1.5 产品完成后,除非买方和制造厂达成一致,底片应为买方所拥有。 7.15.1.6 按本章要求进行射线照相的检测和评片人员,应由制造厂按 ASNT SNT-TC-1A(包括相应的 补充要求)所概括的对Ⅱ级、Ⅲ级人员进行评定和出具证书。如果由Ⅱ级、Ⅲ级人员准备的书面验收 /拒收程序中有规定,Ⅰ级人员也可以使用。书面程序应包含 ASME 规范第Ⅴ卷第 2 章的要求。此外, 所有Ⅰ级人员受Ⅱ级、Ⅲ级人员的直接监督。 7.15.2 磁粉检测 7.15.2.1 当规定采用磁粉检测,应符合 ASME 规范第Ⅴ卷第 7 章的要求。 7.15.2.2 磁粉检测应按照符合 ASME 规范第Ⅴ卷第Ⅰ章,T-150 的要求的书面程序进行。 7.15.2.3 制造厂应决定磁粉检测人员符合下述要求: a. 具有在不小于 12in 的距离内读出 Jaeger 2 型标准图的视力(必要时可以矫正视力) ,并能区别和 分辨所有颜色间的差异。检测人员应每年被检查一次,以保证符合这些要求。 b. 检测人员具有做磁粉检测方法的技术能力,包括检测、分析和评定结果。然而,由多种操作组成 的检测方法中,检测人员只需考核一种或几种操作。 7.15.2.4 验收标准、缺陷的清除和返修应符合 ASME 规范第Ⅷ卷,附录 6 第 6-3、6-4 和 6-5 的要求。 7.15.3 超声波检测方法 7.15.3.1 当规定采用超声波检测时,应按照 ASME 规范第Ⅴ卷第 5 章的要求。验收标准为制造厂与买 方之间商议制订。
73

7.15.3.2 超声波检测应按照制造厂符合 ASME 规范第Ⅴ卷要求进行认证的书面程序进行。 7.15.3.3 按本章要求进行超声波的检测人员, 应由制造厂按 ASNT SNT-TC-1A (包括相应的补充要求) 所概括的对Ⅱ级、Ⅲ级人员进行评定和出具证书。如果由Ⅱ级、Ⅲ级人员准备的书面验收/拒收程序 中有规定,Ⅰ级人员也可以使用。书面程序应包含 ASME 规范第Ⅴ卷第 2 章的要求。此外,所有Ⅰ 级人员受Ⅱ级、Ⅲ级人员的直接监督。 7.15.4 液体渗透检测方法 7.15.4.1 当规定采用液体渗透检测方法时,应按照 ASME 规范第Ⅴ卷第 6 章的要求。 7.15.4.2 液体渗透检测方法应按照制造厂符合 ASME 规范第Ⅴ卷要求进行认证的书面程序进行。 7.15.4.3 制造厂应决定并规定液体渗透检测人员符合下述要求: a. 具有在不小于 12in 的距离内读出 Jaeger 2 型标准图的视力(必要时可以矫正视力) ,并能区别和 分辨所有颜色间的差异。检查员应每年被检查一次,以保证符合这些要求。 b. 检测人员具有做液体渗透检测方法的技术能力,包括检测、分析和评定结果。然而,由多种操作 组成的检查方法中,检测人员只需考核一种或几种操作。 7.15.4.4 验收标准、缺陷的清除和返修应符合 ASME 规范第Ⅷ卷,附录 8 第 8-3、8-4 和 8-5 的要求。 7.15.5 目视检测 7.15.5.1 所有焊缝按照 7.15.5.2 节和 7.15.5.3 节进行目视检测。 7.15.5.2 如果目视测检测显示以下结果焊缝应为合格: a. 焊缝上无弧坑裂纹或其它表面破裂; b. 周向或环向上对接接头咬边量以及纵向或经向上对接接头咬边量不超过 6.13 节中的限制值。对 于接管、人孔或清理孔连接焊缝的最大许用咬边量不超过 1/64in。 c. 焊缝表面规则的气孔每 4in 长不超过一组(一个或多个) ,每组气孔的最大直径不大于 3/32in。 d. 存在于焊接金属与母材之间的接头应全熔化和要求的全焊透。 7.15.5.3 不满足 7.15.5.2 节中目视检测要求的焊缝在水压试验前,应作如下返修: a. 按 6.16 节要求返修缺陷。 b. 如果厚度小于最小设计和水压试验要求厚度,则要求重新焊接。大于最小厚度的区域内的所有缺 陷应平滑过渡,至少应达到 4:1 的斜度。 c. 返修后的焊缝应目视检测检验缺陷。 7.15.6 抽样射线照相检测法 7.15.6.1 当在抽样检测处射线照相时,应使用符合实际的 7.15.1.1 节中的程序。在强制使用完全射线 照相处,抽样射线照相不认为相当于重新检测。 7.15.6.2 抽样射线照相在焊缝长度上应不小于 6in,且应符合 7.15.1.3 节中的要求。在焊缝交点处进行 抽样射线照相,交叉部分每个方向上至少 3in 距离内进行射线照相,水平焊缝上最小射线照相长度为 6in, 竖直焊缝上最小射线照相长度为 3in。 7.15.6.3 当要求时,在第 7.17.4 节中所述的重新射线照相应符合 7.15.1.3 节的验收标准,除非买方事 先要求,储罐在检验师验收合格后,可以不进行抽样射线照相。 7.16 焊缝检验
注:附录 P 总结了检测方法的要求,并提供了验收标准,检测者评定和要求的程序。附录 P 不可单独用于本文中的检 验要求。第 1 章到第 9 章中列出的、附录 Q 和 R 中的规定要求在任何情况下都应遵守。

7.16.1 对接焊缝 储罐筒体板之间连接要求全焊透、全熔合。焊缝质量的检验应通过 7.1.5.1 节以及 7.17 节中的射 线照相方法和 7.15.5 节中的目视检测法来完成。 另外, 买方的检验师可以目视检测所有对接焊的裂纹、 电弧击伤、过度咬边、表面气孔、不完全熔合及其他缺陷。目视检测验收和返修的准则见 7.15.5 节的 规定。 7.16.2 角焊缝 角焊缝应进行目视检测检查。目视检测验收和返修的准则见 7.15.5 节的规定。 7.16.3 永久和暂时的连接焊缝 永久和暂时的连接焊缝应进行目视检测和磁粉检测(或根据买方意见,采用液体渗透检测) 。参 考 7.15.2.7 节、7.15.4 节或 7.15.5 节相应的检测准则。 7.16.4 去应力处理后焊缝的检查 去应力处理后,在储罐水压试验前,接管、人孔和清理孔的连接焊缝应进行目视检测和磁粉检测 (或根据买方意见,采用液体渗透检测)参考 7.15.2 节、7.15.4 节或 7.15.5 节相应的检测和返修准则。
74

7.16.5 职责 制造厂应负责进行射线照相和任何必要的返修工作;然而,如果买方检验师要求超过 7.17 节的 数量进行射线照相,或要求焊缝超过 100ft 铲开 1 条角焊缝,而未发现缺陷,这额外的检测和相关工 作应由买方负责。 7.17 射线照相要求 7.17.1 应用 7.17.1.1 应用这些规程储罐壁上的按 5.26 节强制要求进行完全射线照相的对接接头应按下述章节要 求的规程在全长上进行射线照相。5.26.2 节不强制要求进行完全射线照相的对接接头,如果 5.26.3 节 强制要求这种程序应进行同样的检查。 7.17.1.2 如果因为焊缝的位置和结构,最终(或封闭)焊缝上不可能采用射线照相法,如果在焊缝被 检验师验收的阶段上使用替代规程,且证明该接头无缺陷,可使用磁粉检测法代替射线照相法。任何 情况下,这种例外都不可解释为由于

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