
随着油库扩容的要求,多年来国内外的浮顶卡阻沉顶事故多次发生,造成巨大经济损失,成为急待解决的课题。根据多年的设计经验,通过剖析国内外浮顶油罐结构,提出了避免浮顶卡阻沉顶事故的措施。
1) 浮顶载荷分析
浮顶油罐的浮顶所受载荷较为复杂,除介质引起的浮力外,还有风、雨、操作条件、自身结构,尤其是导向管(或导油管)及导向筒的结构对浮顶倾斜时是否卡阻影响颇大,现就各主要因素对浮顶的影响分述于下。
取决于浮顶及附件质量、刮蜡板、密封机构对罐壁摩擦力的大小及方向以及导向筒对导向管、量油管摩擦力的大小及方向。但当隔舱破坏漏油、浮顶积水、风力作用及浮顶受导向管(或量油管)卡阻时,其浸没深度就会发生深度不同的变化,造成浮顶倾斜。
2)风力作用
狂风对浮顶产生附加弯矩,并使浮顶向最大风向漂移。当狂风吹过罐上方时,风力线密度发生变化,并改变方向,与罐顶呈α角俯冲到浮顶上,并在消防挡板挡雨板处受阻最大。俯冲力T可分解成与浮顶垂直的T2(略去浮顶的排水坡度)和平行浮顶的T1.在俯冲力的尾端,即狂风初始进入地带,由于风力线突变,根据空气动力学原理,将产生一定的真空度,相当对浮顶产生一向上的吸力T3,这样一来,T2和T3形成了对浮顶中心的倾覆力矩,T1对消防挡板产生一推力,使浮顶向最大风向漂移,并产生对浮顶的倾覆力矩M,其方向与前一力矩叠加。且风力为忽大忽小的动载荷。
3)暴雨冲击力作用
暴雨无风时,对浮顶的冲击力是均匀向下的,仅影响浮顶的浸没深度,但当暴雨伴随狂风时,就会使雨线偏斜。雨线对浮顶的冲击力可分解成与浮顶垂直的力及与罐顶平行的力,而其力作用在消防挡板和挡雨板上,由于雨线在风力作用下对浮顶形成一入射角,浮顶左方一部分不受雨线作用,因而造成浮顶偏载,所以对浮顶中心形成倾覆力矩,并与前一力矩叠加。
4)不均匀积水对浮顶的作用力
当暴雨使浮顶积水不能从中央排水管排尽时,将造成一定深度的积水,因浮顶倾斜,在最大风力方向一侧积水较深,又产生一与前相同方向的浮顶倾覆力矩。
