玻璃钢罐支撑管与罐壁局部分离或脱落问题探讨.docx

玻璃钢罐支撑管与罐壁局部分离或脱落问题探讨 摘要：玻璃钢罐收油槽置于罐体中间上部，由连接罐壁与中心筒的玻璃钢支撑油田某项目中玻璃钢罐出现支撑管与罐壁局部分离或脱落现象本文结合力学分析计算以及现场情况，对产生原因进行探讨关键词：玻璃钢罐；收油槽支撑管；力学分析；现象分析油田某项目中，两座1000m3玻璃钢罐（A、B）对称布置，收油槽放置于罐体中间上部，收油槽底部由8根玻璃钢管支撑连接罐壁与中心筒A罐罐壁发现渗漏清罐后，发现A罐罐内2根收油槽支撑管与罐壁局部分离；B罐罐内1根收油槽支撑管从与罐壁连接处脱落一、1000 m3玻璃钢混凝沉降罐收油槽的设计1000m3玻璃钢混凝沉降罐，罐体直径11500mm，高度10000mm两座玻璃钢罐A、B方位对称布置，罐内结构形式一致收油槽呈环形结构，放置于罐体中间，收油槽外侧板直径5000mm，收油槽内侧板直径4400mm，距罐底8800mm高，8根均布的支撑管（Φ161x5.5玻璃钢管）支撑在收油槽底部，每根支撑管长5243mm，支撑管两端分别与中心筒和罐壁粘接连接二、计算与分析1、收油槽支撑管的力学模型收油槽支撑管两端固定在中心筒与罐壁之间，收油槽中心距离中心筒外壁a=1838mm，距离罐内壁b=3405mm，支撑总长l=5243mm。

收油槽支撑管的力学模型如下图所示2、工况受力分析收油槽重量为165kg，充水后总重1495kg支撑管共8根沿圆周均布，单根支撑管重量为28.2kg，单根支撑管充水后总重为122kg1. 工况1：罐内液位在支撑管以下，收油操作正常，收油槽及支撑管内无介质存留，为设计正常运行工况工况2：罐内液位降至支撑管以下，收油槽及支撑管充满介质，为最危险工况单根支撑管受集中力计算结果见下表:中心筒处拉应力σA（MPa）罐壁处拉应力σB（MPa）收油槽处拉应力σC（MPa）罐壁处剪应力τA（MPa）最大挠度（mm）工况13.72.02.60.053.3工况223.212.516.30.3220.9第一危险点在支撑管与中心筒连接处，应力值为σA；第二危险点在支撑管与收油槽连接处，应力值为σC；第三危险点在支撑管与罐壁连接处，应力值为σB3、结论分析（1）对于支撑管，所受拉伸应力均小于50MPa（新大企标规定的最小轴向拉伸强度）2）对于支撑管与罐体连接处，按照《纤维增强塑料用液体不饱和聚胺树脂》（GB/T 8237-2005）规定，玻璃钢用液体不饱和聚胺树脂浇铸体（仅由加入引发剂（或再加促进剂）的树脂体系固化所得到的产物）技术要求中弯曲强度最低为80MPa，远远大于计算结果。

3）按照《耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器》（HG/T 3983-2007）规定，缠绕玻璃钢制品的轴向拉伸强度为65MPa，大于拉伸应力计算值玻璃钢缠绕体层间剪切应力标准规范中未规定，但经咨询相关院校，层间剪切应力的实验数据一般在十几兆帕左右，远大于剪切应力计算值经过上述计算与分析，最危险工况不会出现支撑管破坏，支撑管与罐壁不会产生局部分离或脱落，罐壁也不会产生破坏三、类似工程实例对比1、2000m3玻璃钢混凝沉降罐油田另一项目中2000m3玻璃钢混凝沉降罐改造中，设有同样的收油槽及支撑结构，罐体直径15000mm，罐壁高度12460mm，收油槽外侧板直径6300mm，内侧板直径5700mm，8根均布的支撑管（Φ161x5.5玻璃钢管）支撑在收油槽底部，每根支撑管长6990mm，支撑管两端分别与中心筒和罐壁粘接连接2013年底投产，运行温度65℃受力计算结果如下中心筒处拉应力σA（MPa）罐壁处拉应力σB（MPa）收油槽处拉应力σC（MPa）罐壁处剪应力τA（MPa）最大挠度（mm）27.915.419.90.345.5以上计算应力值大于埕东1000m3罐收油槽支撑管投产至今运行良好，未发现异常。

2、700m3玻璃钢罐油田另一项目700m3玻璃钢玻璃钢罐，设有同样的收油槽及支撑结构，罐体直径10000mm，罐壁高度10500mm，收油槽外侧板直径4000mm，内侧板直径3400mm，8根均布的支撑管（Φ161x5.5玻璃钢管）支撑在收油槽底部，每根支撑管长4592mm，支撑管两端分别与中心筒和罐壁粘接连接2014年6月份投产，设计温度80℃，温度高于1000 m3玻璃钢罐，投产至今未发现异常四、现象分析1、按照设计要求，罐内收油槽8个支撑结构形式一样，受力一致从现场情况看，罐内仅个别支撑管出现与罐壁局部分离或脱落的情况，而其他支撑管未发现类似现象，因此说明了该问题不属于设计结构原因带来的问题2、A、B两个玻璃钢罐，设计图纸中结构型式相同，但根据现场反馈和观察到的情况，支撑管与罐壁分离形式不同：A罐中有2根收油槽支撑管与罐壁局部分离，而B罐只发现1根收油槽支撑管从罐壁脱落说明两个罐的施工存在差异3、A罐体外表面出现几十处渗漏，渗漏点分布广泛，渗漏处主要为水渍支撑管与罐壁局部分离以外的地方也有多处渗漏，见下图（三角为支撑位置，圆圈为渗漏点位置）而Ｂ罐渗漏点只有个别几处，其中一处明显的渗漏点位于两收油槽支撑中间上方位置。

由此判断罐体渗漏与支撑管和罐壁处分离或脱落无直接关系五、结论通过上述计算和现场情况分析，及相似罐比对结果，收油槽支撑管的设计受力指标满足规范要求，支撑管与罐壁局部分离或脱落不是设计带来的问题，支撑管与罐壁局部分离或脱落与罐体出现渗漏无直接关系，罐体出现渗漏、支撑管与罐壁局部分离或脱落是由于施工差异引起的六、关于1000m3玻璃钢混凝沉降罐维修的建议1、由于玻璃钢罐的结构形式，无法从外壁确定罐内的实际渗漏点位置建议由专业机构按照标准要求进行渗漏检测，确定罐内壁渗漏点的准确位置对罐体按标准进行修复2、罐体维修完毕后，须按照标准要求进行充水试验参考文献[1] HG/T 3983-2007耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器.[2] GB/T 8237-2005纤维增强塑料用液体不饱和聚胺树脂.-全文完-。