钢制焊接石油储罐APISTANDARD6505-6

173附录M—提高温度下储罐的操作要求M.1范围M.1.1本附录对昀高操作温度超过90℃(200℉)，但不超过260℃(500℉)的API650标准储罐规定了附加要求。M.1.2下列情况，操作温度不得高于90℃(200℉)：a.敞顶罐（参见3.9）。b.浮顶罐（参见附录C）。c.螺栓紧固的门板（参见A.10和A.11）。d.结构支撑型铝拱顶（参见G.1.1和下面的注释）。e.铝制内浮顶（参见H.3.2和下面的注释）。f.塑料制内浮顶（参见H.3.4）。注：如果符合下列要求，买方可以对上述d和e款允许有例外。a.按照ANSI/ASMEB96.1《焊接铝金属储罐》确定降低铝合金许用应力，评估合金潜在的剥落。b.提高温度情况下评估垫圈和密封的适用性。M.1.3符合附录H的内浮顶罐，在操作温度高于90℃(200℉)时可以使用，但要受本附录相应要求的限制。必须考虑液体的蒸汽压力。密封装置，特别是那些纤维织物和非金属材料必须与操作温度相适应。M.1.4符合附录F的小的内压储罐，在操作温度高于90℃(200℉)时可以使用，但要符合M.3.6、M.3.7和M.3.8的要求。M.1.5车间组装的、符合附录J的储罐，在操作温度高于90℃(200℉)时可以使用，但要符合本附录的相应要求。M.1.6铭牌应在8.1.1的要求基础上增加“M”字样，表明罐是根据本附录制造的。另外，在图8-1所示铭牌中的空白处应标注昀高操作温度。●M.2热影响本附录不提供详细的规定以限制载荷和热影响引起的应变，如不同的热膨胀和热循环可能会存在于某些在提高温度下操作的储罐中。对可能存在巨大热影响的场合，本附录的意图是买方应确定这种热影响。制造厂应按买方的要求提供详图（要得到买方的认可）。该详图的强度和用途应与本标准中的对没有这类热影响规定的详图相当。对操作温度高于90℃(200℉)的情况，要特别考虑以下的热影响：a.罐底和罐壁较低部分之间的温差。这种温差可能来源于装罐、加热或冷却的方法和顺序，内部循环的程度和对基础的热损失以及从罐壁至大气的热损失。这种温差，可以通过增加管线的柔性、改善罐底与罐壁的接头以及增加环形板或罐底异形板的厚度，来补偿罐底与罐壁接头处增加的回转（参见M.4.2）。b.通过充液和加热法可以限制底板的热膨胀量。在这种情况下，除了在a款中建议的细则外，还要改善罐底的焊接。c.如罐壁和罐顶或梯子之间、罐壁和补强板之间、罐顶或罐壁与罐顶支撑件之间以及不连续保温的地方，存在温差或温度梯度。d.不论储存的液体是否允许固化后再加热使之液化，包括对支柱、梁和椽的影响。也应考虑在某些部件可能的固体堵塞，和排气系统的堵塞。e.罐的设计寿命期间预计的温度循环次数和大小。M.3应力和板厚的修正M.3.1操作温度不超过90℃(200℉)的罐，计算罐壁厚度用的3.6.2（表3-2）规定的许用应力，不需修正。M.3.2操作温度高于90℃(200℉)的罐，应按如下方法修正3.6.2规定的许用应力：许用应力应该是2/3的材料昀小规定屈服强度乘以表M-1给出的适当的降低系数，或是表3-2中给出的钢材设计应力数值，取二者中较小值。M.3.3在A.4.1计算罐壁厚度的公式中，145Mpa(21,000lbf/in2)的许用应力应乘以M-1中所给出的适当的降低系数。174M.3.43.7.7对于齐平型清扫孔的要求和3.7.8对齐平型罐壁连接件的要求应作修正。罐底补强板、螺栓紧固法兰和盖板的厚度应乘以205Mpa(30000psi)与材料在昀高操作温度下的屈服强度的比值（如果比值大于1.0）。表M-1屈服强度的降低系数昀小规定屈服强度温度＜310Mpa≥310至＜380Mpa≥380Mpa(℃)(℉)（＜45,000lbf/in2＝（≥45,000至＜55,000lbf/in2）(≥55,000lbf/in2)912010.910.880.921503000.880.810.872004000.850.750.832605000.800.700.79注：对于中间值采用线性内插法。M.3.53.10.3规定的结构许用应力（包括根据弹性模量而定的许用应力）应乘以昀高操作温度下材料的屈服强度与205Mpa(30,000psi)的比值（如果比值小于1.0）。（屈服强度的降低系数参见表M-1）。M.3.6F.4.1和F.5二个公式中数据1.1（30800）值，应乘以昀高操作温度下材料的屈服强度与205Mpa(30000psi)的比值（如果比值小于1.0）。（屈服强度的降低系数见表M-1）。M.3.7F.7.2中规定的许用应力，应乘以昀高操作温度下材料的屈服强度与188Mpa(27,300psi)的比值（如果比值小于1.0）。（屈服强度的降低系数见表M-1）。M.3.8如果锚固件是保温的，表F-1所规定的许用应力应乘以昀高操作温度下材料的屈服强度与205Mpa(30,000psi)的比值（如果比值小于1.0）。（屈服强度的降低系数参见表M-1）。M.4罐底M.4.1直径超过30m(100ft)的储罐，应具有对焊的环形罐底板（参见3.1.5.6）。●M.4.2以下提供的简单方法推荐作为在罐底和昀底层罐壁之间预计有很大温差的提高温度的储罐的实用设计条例。此方法不打算强制使用。因考虑到可以使用其它的分析方法以及有的操作条件不需要做这样的评价。提高温度储罐的罐底与罐壁的连接处可用下面给出的公式、规程和下列未包括的情况对液体静压头和温度循环进行评价。（参见下面注释中的条件a和b，不包括进行此种分析的储罐。）注：如果满足下面两个条件之一的准则，则不需要进行循环设计寿命评价。a.设计温差T≤220℃（400℉），K≤2.0且C≤0.5。b.除偶尔（大约一年一次）冷却到环境温度外，罐内通常保持加热后的液头，（ft），大于或等于0.3（Dt）0.5；T≤260℃（500℉），K≤4.0。（关于应力公式的发展、设计寿命准则、系数C和B的背景资料参见G.G.Karcher“提高温度的储罐罐壁与罐底连接处的应力。”）16国际单位制：44.23107.9⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×=KSN（如果N大于或等于1300，罐壁与罐底连接处的循环次数不是控制因数）式中N=用于评价罐设计寿命的设计液位和温度循环次数（通常小于1300）。这种设计方法包括一个保守的安全系数，不需要监控实际的使用温度和液体静压头循环次数；K=在罐壁与罐底内侧角焊缝焊脚处底板的应力集中系数。=4.0，罐壁与罐底角焊缝和搭接焊的罐底板。=2.0，对焊环形板，此处罐壁与罐底的角焊缝已进行100%的磁粉检测（参见6.2）。磁粉16G.G.Karcher“提高温度的储罐罐壁与罐底连接处的应力。”1981年活动-炼油部，卷60，美国石油学会Washington,D.C.,1981,pp.154-159。175检测应在根部焊道、焊接过程中焊缝熔敷金属每增加13mm以及完工的焊缝上进行。磁粉检测应在静水压试验之前进行。⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡−−+×=G)Dt(tBS8.4DCTt2.26)Dt(HG58ttD028.0S5.12by5.15.05.025.0b2=发生在罐壁-罐底连接焊缝处环形板中的昀大应力的二分之一，Mpa。H及CT必须足够大以使S为正值。S值为负时，表明载荷状态不能充分满足这个公式的假设条件。应特别说明，当采用关于S的公式时，必须满足下面的不等式：5.125.15.05.0)(8.42.26)(58DttBSGDCTtDtHGby⎥⎦⎤⎢⎣⎡−+当采用关于S的公式时，罐壁厚度t必须大于或等于环形板的厚度tb。T=昀低环境温度与罐的昀高操作温度之差，℃；Sy=罐的昀高操作温度下，底板的规定昀小屈服强度，Mpa；D=罐的公称直径，m；H=在满液位和低液位时的充液高度差值，m；G=液体的比重；t=底层罐壁的公称厚度，mm；tb=环形底板的公称厚度，mm；C=罐壁与罐底连接处对自由热膨胀所引起的径向约束系数，（Cmax=1.0,Cmin=0.25）；C的实际设计值应考虑罐的操作和加热过程及对地基的热传递（参见脚注16）；=0.85，如果买方没有规定系数C；B=基础系数（见脚注16）；=2.0，对于在土基础上的罐；=4.0，对设置在带有混凝土环墙的土基础上的罐美国通用单位制：44.26104.1⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛×=KSN（如果N大于或等于1300，罐壁与罐底连接处的循环次数不是控制因数）式中N=用于评价罐设计寿命的设计液位和温度循环次数（通常小于1300）。这种设计方法包括一个保守的安全系数，不需要监控实际的使用温度和液体静压头循环次数；K=在罐壁与罐底内侧角焊缝焊脚处底板的应力集中系数。=4.0，对罐壁与罐底的角焊缝和搭接焊罐底板。=2.0，对焊环形板，此处罐壁与罐底的角焊缝已进行100%的磁粉检测（参见6.2）。磁粉检测应在根部焊道、焊接过程中焊缝熔敷金属每增加13mm以及完工的焊缝上进行。磁粉检测应在静水压试验之前进行。⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡−−+×=GDttBSDCTtDtHGttDSbyb5.125.15.05.025.02)(436)(3.6033.0=发生在罐壁-罐底连接焊缝处环形板中的昀大应力的二分之一，lbf/ft2。H及CT必须足够大以使S为正值。S值为负时，表明载荷状态不能充分满足这个公式的假设条件。应特别说明，当采用关于S的公式时，必须满足下面的不等式：5.125.15.05.0)(436)(3.6DttBSGDCTtDtHGby⎥⎦⎤⎢⎣⎡−+176当采用关于S的公式时，罐壁厚度t必须大于或等于环形板的厚度tb。T=昀低环境温度与罐的昀高操作温度之差，℉；Sy=罐的昀高操作温度下，底板的规定昀小屈服强度，lbf/in2；D=罐的公称直径，ft；H=在满液位和低液位时的充液高度差值，ft；G=液体的比重；t=底层罐壁的公称厚度，in；tb=环形底板的公称厚度，in；C=罐壁与罐底连接处对自由热膨胀所引起的径向约束系数，（Cmax=1.0,Cmin=0.25）；C的实际设计值应考虑罐的操作和加热过程及对地基的热传递（参见脚注16）；B=基础系数（参见脚注16）；=0.85，如果买方没有规定系数C；=2.0，对于在土基础上的罐；=4.0，对设置在带有混凝土环墙的土基础上的罐M.5自支撑罐顶M.5.13.10.5和3.10.6中适用于自支撑罐顶的要求应作修正。操作温度高于90℃(200℉)时，按3.10.5和3.10.6的规定计算的罐顶板昀小厚度应乘以199,000Mpa(28,800,000psi)与昀高操作温度下材料的弹性模量的比值来增加厚度。M.5.2应用表M-2确定材料在昀高操作温度下的弹性模量。M.6抗风圈在3.9.7.1中，计算不加强罐壁昀大高度的公式中，其昀大高度(H1)应乘以昀高操作温度下材料的弹性模量与199,000Kpa(28,800,000psi)的比值（当比值小于1.0时）来减小高度。（弹性模量数值参见表M-2）。表M-2昀高操作温度下的弹性模量昀大操作温度弹性模量℃℉Mpalbf/ft290200199,00028,800,000150300195,00028,300,000260500188,00027,300,000注：中间数值采用线性内插法确定。177附录N—与本标准所列规范不一致的新材料的使用N.1概述与本标准所列材料标准不完全一致的新的或未使用过的钢板、无缝钢管或焊接钢管，在N.2所规定的条件下，可用于本标准所包含的储罐的建造。N.2条件●N.2.1如果每一炉批号材料或每批热处理材料的正式试验记录可提交，且证明材料的化学成分或机械性能在本标准所列允许的范围之内，材料是可用的。如果本标准所列规范的试验要求比任何其它规范或材料正式试验记录更严格时，则这些试验应该按照本标准所列材料标准中更严格的要求执行，并将结果提交给买方认可。N.2.2如果正式试验记录不能提交，或全部材料不能由清楚的标记或符号按照记录确切地划分，则采用下列要求：a.每块钢板应按指定材料标准的要求进行化学成分分析及物理性能试验，并进行如下的修正：在所有的校核分