彭潮章

（廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，廣東廣州 510000）

常壓槽罐車罐體檢驗與設(shè)計要點分析

彭潮章

（廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，廣東廣州 510000）

針對液體危險貨物罐式車輛（槽罐車）罐體普遍存在使用過程中因裝運介質(zhì)嚴重腐蝕罐體或因設(shè)計單位沒有按照標準來設(shè)計罐體，致使罐體壁厚減薄嚴重，導致罐體的強度、剛度達不到安全運輸?shù)囊?。針對這個問題對槽罐車罐體厚度的設(shè)計與計算進行分析與探討，達到及時發(fā)現(xiàn)隱患并處理問題，從而確保車輛的運輸安全。

罐體；檢驗；厚度設(shè)計；分析

隨著我國經(jīng)濟健康快速增長，城市化進程突飛猛進，危險貨物運輸行業(yè)迅猛發(fā)展所引發(fā)的安全事故越來越頻繁，安全運輸問題成為大眾關(guān)注的主要話題。作為運輸行業(yè)危險性較大的一類交通運輸工具，槽罐車成為了我國大力生產(chǎn)主要的安全隱患之一。槽罐車承擔了僅次于管道運輸之后的重要位置，它承擔著運輸大量易燃、可爆危險液體的重要任務(wù)。因此，槽罐車的安全質(zhì)量直接關(guān)系到我國多種行業(yè)的正常運轉(zhuǎn)，道路交通運輸?shù)恼；?，特別關(guān)系到人民群眾的生命和財產(chǎn)安全。因此對槽罐車罐體設(shè)計檢驗、安全把關(guān)特別重要。

1 檢驗?zāi)康?/h2>

槽罐車罐體的檢驗是對槽罐車罐體總體的安全性能狀況進行全面的檢驗，是為了提前發(fā)現(xiàn)槽罐車罐體存在的缺陷問題、從而避免安全隱患的發(fā)生、最終達到危險化學品安全運輸?shù)哪康摹?/p>

2 檢驗的主要項目

槽罐車檢驗主要是檢驗罐體的筒體、封頭、隔倉板、防波板、管路連接、裝卸閥門以及其它相關(guān)的安全附件。安全附件主要有導靜電接地裝置、呼吸閥、扶梯、閥門箱、卸料閥門堵蓋等。很多罐車制造廠家為了節(jié)約材料成本減輕罐體重量導致罐體壁厚設(shè)計達不到國家標準 GB18564.1—2006 《道路運輸液體危險貨物罐式車輛 第一部分：金屬常壓罐體技術(shù)要求》的標準要求，從而致使罐體無法投入使用或后期使用存在著巨大的安全隱患。

3 罐體厚度

3.1 計算厚度

計算厚度即是考慮槽罐車罐體的耐壓計算壓力，按照GB18564.1—2006給定的計算公式得到的厚度。

3.2 設(shè)計厚度

槽罐車的設(shè)計厚度是根據(jù)罐體的腐蝕裕量和罐體計算的厚度之和或者是裝運介質(zhì)對罐體的腐蝕裕量和最小厚度之和，并通過比較取兩者中的較大值。設(shè)計厚度一般能夠滿足罐體的使用年限至少為10a，甚至很多罐體的使用年限能達到15a。

3.3 最小厚度

根據(jù)罐體直徑的不同、材料的不同、有無加強機構(gòu)等來確定罐體的最小厚度。

3.4 最小成形厚度

最小成形厚度也就是罐體成形后設(shè)計上允許的保證罐體強度、剛度，穩(wěn)定性及罐體設(shè)計壽命的最低厚度。

4 厚度附加量

由于槽罐車筒體和封頭在加工制造成形和使用過程中都會有一定的厚度減薄，為了保證槽罐車罐體在整個使用壽命時間內(nèi)都有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性來確保槽罐車裝卸運輸?shù)陌踩?，因此在槽罐車罐體厚度設(shè)計時都必須考慮厚度的附加量。然而不同的標準對厚度負偏差值規(guī)定不同，例如GB18564.1—2006 《道路運輸液體危險貨物罐式車輛 第一部分：金屬常壓罐體技術(shù)要求》規(guī)定：無論金屬材料厚度負偏差為何值均不能忽略不計。材料厚度負偏差的數(shù)值在不同的材料標準有不同的規(guī)定。槽罐車對腐蝕裕量的要求主要是根據(jù)裝運介質(zhì)對罐體材料的腐蝕快慢程度來確定腐蝕裕量，進而確定罐車的設(shè)計、制造、檢驗以及運輸管理提出不同的安全防護技術(shù)要求。若介質(zhì)對材料無腐蝕作用或有腐蝕襯里、涂層的可不考慮材料的腐蝕裕量。

5 罐體厚度計算分析

運輸介質(zhì)為汽油，罐車的裝卸方式為下裝下卸式。罐體為臥式鋁合金制直筒結(jié)構(gòu)，罐體截面為凸多邊形。罐體內(nèi)部有 5道防波板及3 道隔倉板，罐體容積為 50m3，分為4 個倉。封頭、筒體、隔倉板及防波板材質(zhì)均為5083H111，厚度分別為：封頭厚度 6.0mm，筒體厚度 5.5mm，隔倉板厚度 5.5 mm，防波板厚度5.5mm。封頭、隔倉板均沖壓成碟形，碟形深度為150mm，折邊直線段長度為28mm。罐體外形尺寸為12 080mm×2 465mm×2 038mm。

5.1 設(shè)計參數(shù)的確定

（1）三軸半掛式的槽罐車，裝卸方式主要有下裝下卸（安全又環(huán)保），即用壓力泵進料，卸料方式多采用重力底部卸料閥門卸料；

罐體設(shè)計代碼：LGBF；

（2）運輸介質(zhì)：汽油。汽油的物化特性：GB12268編號1203、類別3；

HG20660 易燃程度：易燃（在空氣中爆炸極限 1.3%～6.0%）；

熔點＜ -60℃，沸點70℃ ～200℃；

飽和蒸汽壓：0.00732MPa（50℃）；

密度：0.70×103kg/m3（50℃）

（3）主要材質(zhì)：罐體及封頭材質(zhì)：鋁板5083H111（抗拉強度 290 MPa，屈服強度 145 MPa，延伸率大于等于 24%）；車架材質(zhì)：16Mn（抗拉強度 460～628 MPa，屈服強度 345 MPa，延伸率大于等于22%）。

5.3 罐體壁厚計算

（1）根據(jù)罐體外形尺寸選用截面形狀如下圖1（罐體的截面面積 A=4.14 m2）

圖1 罐體橫截面形狀簡圖

（2）罐體的當量內(nèi)直徑：

（3）罐體設(shè)計壓力：p=0.030MPa

（4）罐體設(shè)計溫度：50℃

（5）罐體計算壓力：pc1=p1=2×H×1×103×9.8=0.039 9MPa

式中：p1—— 兩倍靜態(tài)水壓力，MPa；H—— 罐體內(nèi)高尺寸，H 取2.038m。

p2：介質(zhì)設(shè)計溫度時的飽和蒸氣壓（50℃）

p3：等效壓力，等于最大充裝的質(zhì)量乘二倍的重力加速度并除以罐體縱向投影面積的商，同時必須與0.035兆帕比較之后取較大值。

罐體計算壓力 pC=pC2+pC3=0.164 7MPa ＞ pC1

（6）許用應(yīng)力：罐體材料設(shè)計溫度下許用應(yīng)力[σ]t=147MPa

（7）單位容積充裝量：

γt：設(shè)計溫度下介質(zhì)密度，t/m3

（8）罐體最大允許充裝質(zhì)量：W=φν×V=0.665×50=33 250 kg

（9）焊接接頭系數(shù)：φ=0.85

（10）腐蝕裕量：C1=0.5mm

（11）鋁板厚度負偏差：C2=0mm

（12）罐體加工減薄量：筒體 C3=0mm，封頭 C3=0.3mm

（13）罐體液壓試驗壓力 pt：取 pt=pc=0.164 7MPa

（14）設(shè)計計算

罐體厚度計算公式和結(jié)果

如果槽罐車裝有防止罐體因意外事故導致破壞的保護裝置時，標準鋼最小厚度 δ0=4.0mm；如果槽罐車裝有防止罐體因意外事故導致破壞的保護裝置時，筒體、封頭的最小厚度δ1=4.615mm，δ最小厚度 =5.0mm

如果槽罐車裝有防止罐體因意外事故導致破壞的保護裝置時，筒體設(shè)計厚度δD

如果槽罐車裝有防止罐體因意外事故導致破壞的保護裝置時，封頭設(shè)計厚度δD

如果槽罐車裝有防止罐體因意外事故導致破壞的保護裝置時，筒體名義厚度 δn（已經(jīng)考慮加工減薄量）

如果槽罐車裝有防止罐體因意外事故導致破壞的保護裝置時，封頭名義厚度 δn（已經(jīng)考慮加工減薄量）

由計算式子可知，槽罐車罐體只有采用達標的板材，生產(chǎn)出來的罐體才能達到標準要求，槽罐車的安全性能才能夠保證。如果制造加工罐體采用經(jīng)過國家標準計算選取的板材時，即使槽罐車發(fā)生意外事故，罐體也能保持較好的安全性。

δ1=

6 結(jié)束語

槽罐車罐體基本設(shè)計參數(shù)的正確與否對槽罐車的運輸安全起到至關(guān)重要的作用，為了維護道路交通安全，預(yù)防和減少槽罐車意外事故的發(fā)生，因此定期對槽罐車罐體的檢驗特別重要。

Analysis on the Test and Design of Tank Body in Atmospheric Tank

Peng Chao-zhang

In view of the widespread use of liquid dangerous goods tank（tanker）tank in the process of the use of the process of serious damage to the tank or because the design unit is not in accordance with the standard design of the tank，resulting in serious thickness of the tank thickness，resulting in the tank Body strength，stiffness can not meet the requirements of safe transport.In this paper，the design and calculation of tank body thickness are analyzed and discussed.To achieve timely detection of hidden dangers and deal with problems，so as to ensure the safety of vehicle transport.

tank；test；thickness design；analysis

U272.4

A

1003-6490（2017）06-0108-02

20017-05-10

彭潮章（1985—），男，廣東揭陽，助理工程師，主要研究方向為特種承壓類設(shè)備。