大型油品储罐进出口管线柔性设计
摘要：分析了大型储罐进出口管线柔性设计的必要性，介绍了金属软管和波纹补偿器的结构形式和功能，以及在设备选型时应考虑的因素，并提出了存在的问题，储罐前的柔性安装应注意这一点。作为近年来最重要的储罐设备，随着国内石油和成品油储罐建设规模的不断增加，其设计和施工技术也在迅速提高。石油装置储罐的钢材消耗量和大型储罐的占地面积均低于小容量储罐，可有效节约投资和建设用地。因此，储罐建设的总趋势是大规模的。
关键词：油品储罐；进出口；管线；柔性设计 1 储罐进出口设置柔性连接必要性
储罐安装和施工后，应进行充水沉降研究，以确定基础沉降是否在设计的可接受范围内。基础埋设稳固后，即可安装工艺管线。然而，当使用储罐时，基础将继续下沉，尤其是大型储罐的基础。不均匀沉积现象更严重，更难控制。当储罐基础的不均匀放置达到一定程度时，会在罐体与进出口管道之间产生二次应力，导致管道弯曲变形。此外，根据相关数据，当地震烈度大于或等于7度时，地质较软，储罐会相应翘曲这种动态翘曲运动将增加储罐地震的破坏程度，并在储罐底部造成过度应力。在进出口管线的下，会对罐底和罐壁造成额外的损坏。因此，在工程设计中，应尽可能采取措施，确保管道与罐壁之间的柔性连接，避免刚性连接。
2 金属软管与波纹补偿器结构及特点 1.
金属软管主要由波纹管、网套和接头组成，具有抗冲击、弯曲和应力吸收功能。
2. 波纹管
波纹管是金属软管的主体，起着柔性作用。它是一种带有横向波纹的圆柱形薄壁涂层，它可以在轴向应力或压力下延长或缩短。如果对其施加产生弯矩的横向力，可以沿轴向平面获得适当的位移，具有很强的耐腐蚀性和良好的温度稳定性。
1. 网套
网套起到加固和屏蔽的作用。由不锈钢丝或轧制钢带按规定参数编织而成。它是安装在压力管道中的承压轴承的主要部件。因此，金属软管具有较高的承载能力。根据管道中的压力和编织的应用位置，可以选择一层或多层不锈钢丝或钢带。
1.
波纹金属软管两端的接头
接头的功能是将网套和气囊作为一个整体连接起来。同时，连接器是将金属软管连接到金属软管或其他管件和设备上的部件。连接材料通常与网状波纹管和外壳相同，主要为不锈钢。接头的结构形式一般分为三类：螺旋式、法兰式和快速式。对于大型储罐，通常使用法兰式接头。
3 波纹补偿器
波纹管膨胀节又称出流节，主要由波纹管、端管、支架、法兰、管道等附件组成，可吸收管道、管道和容器因热膨胀和冷缩引起的尺寸变化，或补偿管道的轴向、横向和角向位移，电线和集装箱。
与波纹补偿器表面的金属软管相比，波纹补偿器没有金属丝或金属套管制成的网套，但配有拉杆、铰链、加强环等固定装置，同时波纹管内还有两个位移的衬筒，通过外边缘正确固定在左右法兰上，由导向筒、导向筒导向环板、套筒和套筒环板组成的膨胀环设置在嵌件内筒中间的空位上。
4 安装要求及应注意的问题
[1]
4．1 安装方式
金属软管和波纹补偿器通常安装在储罐前面的阀门和管道之间的连接处，其后面还应安装一个控制阀，以在储罐和管道之间形成软连接，便于维护和更换金属软管。
金属软管和补偿器主要吸收系统产生的横向位移，而系统产生的轴向位移必须由管道系统吸收。 目前常用的安装方式主要有L型和Z型，两种安装方式示意图如图1所示。从图1可以看出，Z型安装管道系统的轴向位移可以被管道系统本身吸收，从而降低波纹管和罐壁的轴向应力，提高管道系统的稳定性。L形安装管道产生的轴向应力会作用在波纹管和罐壁上，对设备造成一定的损坏。
轴向热胀量按下式计算： Δl＝Lα1 Δt
Δl 为管道热胀量，cm；L 为固定支架间距，m； α1 为管道用钢材的线膨胀系数，cm／（m ·℃）；Δt
为管道安装温度和工作温度的温差
[3]
[2]
，℃。
1.
L 型（b） Z 型
图
1储罐罐前安装方式示图
例如，在储油设施中，安装在罐前的管道罐壁出口到主管道的距离为30m，罐前管道安装的温度与工作温度之间温差约为30℃，钢 材 的 线 膨 胀 系 数 为0.00125cm／（m ·℃）则这段管线 的热胀量 为 1．125cm 补偿量较小。 因为从储罐出口到储罐前方封头的距离相对较近（通常仅超过10米），且管道安装和运行之间的温差较小。所以目前，我装的储罐大多仍采用L型安装方式，这种方式具有整体整洁美观、减少管道安装长度的优点。
[4]
4．2 安装中应注意问题 1.
安装金属软管和波纹补偿器时，应在自由状态下直线安装。 2.
起吊过程中不得采用起吊损坏产品的方法。
（3）如果在设计中没有特别注意，禁止用金属软管和波纹管膨胀节的变形方法来调整管道安装的偏差，也不应使用法兰和螺钉的强制拧紧方法来消除安装的偏差。用力拉、压或弯曲会导致金属软管网套从网上脱落。压缩安装后，在介质运输过程中，装置将产生垂直于波纹管的力，导致波纹管显著上下摆动，从而损坏疲劳波纹管。波纹管可以被机械硬压缩压碎。刚性安装违反了安装金属软管和波纹补偿器的基本原则，在安装过程中应避免。
（4）应注意保护波纹管,防止其受到冲击、划伤、焊接液飞溅和其他原因造成的损坏。
（5）支架或支架不能安装在金属软管和波纹管补偿器上。 5 结语
详细分析了储罐进出口管线柔性连接的必要性和方式，金属软管和波纹补偿器的结构、特点及安装注意事项。据信，金属软管或波纹补偿器的选择可根据储罐进出口管道的管径确定。当管道直径为DN150mm时，应设置金属软管；当管道直径大于DN400mm时，应设置双膨胀波纹拉杆。在选择设备时，应综合考虑抗震加固强度、场地类型、工艺布置、工作温度、传输介质、气候条件、管径和最大位移补偿等因素，使设备既能满足柔性管件的侧向位移，又能满足，以及各种因素引起的轴向位移。
参考文献：
[6]
[5]
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［2］SY／T
4073—94.储罐抗震用金属软管和波纹补偿器选用标准［S］．
［3］GB
50341—2003.立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范［S］． 81—94.平焊钢法兰［S］． 83—94.平焊环松套法兰［S］．
］．北京：石油工业出版社.1997．
［4］JB
［5］JB
［6］李征西．油品储运设计手册［M
作者简介：刘雪娇（1990.09）性别：女；民族：汉；籍贯：辽宁省、抚顺市；职称：工程师；学历：本科；研究方向：油气储运工程。
