含缺陷球罐的應(yīng)力評價(jià)及容限分析

陳善武，吳新偉

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院， 湖南 長沙 410117）

近年來，我國先后發(fā)生了汶川、雅安等一系列大地震，對該地區(qū)的化工設(shè)備造成了嚴(yán)重影響。球形儲罐廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)中，地震不僅導(dǎo)致其使用功能喪失，而且會導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)及環(huán)境污染等災(zāi)難性后果。這些破壞所導(dǎo)致的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過儲罐本身和儲液的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，國內(nèi)外科研工作者對球罐結(jié)構(gòu)抗震和震后修復(fù)的工作做大量工作[1-11]，但對球罐的震后評價(jià)做得不多[12]，且由于汶川地震后，全國的抗震設(shè)防烈度均做了大量調(diào)整，其中成都的部分轄區(qū)地震加速度由0.05g提升到0.1g[13]。本文以某地震后含缺陷球罐進(jìn)行精細(xì)建模，校核其是否滿足現(xiàn)有抗震規(guī)范。

1 球罐的基本參數(shù)及缺陷描述

該球罐為5000m3常溫天然氣儲罐，球罐為1997年法國原裝進(jìn)口球罐，至今已服役17年。其主體材質(zhì)為ASTM A537Cl，支柱、底板、拉桿等其他附件材質(zhì)為S235JR-NF EN10025，球罐的內(nèi)徑為21220mm，壁厚為29mm，設(shè)計(jì)壓力為1.2MPa。球罐為赤道正切式支撐結(jié)構(gòu)，在球罐赤道處均勻分布著11根φ1000×8薄壁支柱，支柱高程為12615mm。在兩相鄰支柱之間設(shè)有交叉拉桿，拉桿長為9975mm，直徑為40mm。

球罐的缺陷主要包括球罐支柱沉降，支柱垂直度變化以及球罐中心與支柱擬合中心變化。其中支柱沉降是指支柱自服役以來，歷年的累計(jì)沉降量，其詳細(xì)參數(shù)表1：

支柱垂直度變化主要是用來描述支柱的整體傾斜狀況和支柱的橢圓度變化情況。通過激光掃描儀對支柱高程逐步掃描來記錄支柱的垂直度變化，具體描述參數(shù)主要包括徑向支柱垂直度變化和周向垂直度變化，如圖1所示?！?br>