本文主要参考文献:李世玉.压力容器设计工程师培训教程——容器建造技术[M].北京:新华出版社,
由于储罐(主要指罐壁)在正常操作条件下主要承受的是液柱静压的作用,多数储罐液位是长周期、缓慢变化的(事故罐等一些个例除外)。正常工况下罐内气相空间压力波动不大,环境温度变化对罐内的影响也并不剧烈。
储罐的最高液位一般控制在罐壁高度的0.9倍左右,这主要是考虑以下几个因素:给介质因温度升高等原因而出现体积膨胀(或液面波动)留出裕量,保证火灾工况下消防泡沫要求的覆盖高度,保证地震晃动波高不会冲击罐顶等。
综合考虑以上这些因素及国内外长期使用经验,储罐标准GB中碳钢和低合金钢储罐用钢板的许用应力仅是取设计温度下ReL(屈服强度)的2/3,而没有将常温Rm(抗拉强度)作为许用应力的控制因素,这点与压力容器标准GB/T显著不同。温度对低碳钢ReL和Rm的影响如下图所示,此图截自郑津洋的《过程设备设计》。
不过,高合金钢许用应力的确定,GB和GB/T一样。
文献以室温下16mm厚的QR为例,在GB中其许用应力为MPa,远高于GB/T.2中的MPa,前者是后者的1.22倍。由此可见,储罐罐壁中的应力水平是比较高的,纵使是储罐上部直通大气的“常压”储罐,其罐壁在液柱静压的作用下仍会产生很高的应力。
另外,除了罐顶及其与罐壁的连接等以外,像罐底板焊接、罐体的抗风稳定性、底圈壁板与罐底板的T形接头等等,与上部气相空间的压力大小或有无,关系并不大。
所以说,如果NB/T.1“常压”容器的要求可以比GB/T压力容器低一些,但“常压”储罐在设计、施工上的要求宜与其他“带压”储罐一样,万万不可轻视。