国内储存容器未来发展的一大趋势—覆土罐，只欠东风了！

覆土式钢制储存容器（本文简称为覆土罐）单罐容积可达3000m3，是一种可以替代球罐的储存设备，其整个罐体埋藏于沙土之中，具有安全性高、占地面积少、承载能力大等特点。其覆土层可隔绝阳光对罐体的曝晒，缓解了环境因素对罐内储存介质的影响，同时还可以缩短相邻罐体之间的安全距离，减少罐区的占地面积。覆土罐因具有安全节能环保等特性，在欧美等国已有广泛应用，且在国内的外资项目建设中也已开始引进和应用了，如巴斯夫的广东湛江一体化项目中，很多储存容器采用的就是覆土罐，但因国内无标准规范，目前覆土罐的设计只能采用国外标准EEMUA Publication 190设计。

针对这一问题，中国特种设备安全与节能促进会从2021年开始启动覆土式储存容器系列团体标准的制订工作，该系列标准共有以下四项：

【1】覆土式钢制储存容器通用要求

【2】覆土式钢制储存容器检验规范

【3】覆土式钢制储存容器的腐蚀防护要求

【4】覆土式钢制储存容器设计规范

目前，以上四项标准系列均已发布了征求意见稿。感兴趣的朋友可在公众号对话框中发送消息“覆土罐”三个字可自动获得四项标准征求意见稿的下载链接。

相信随着这一系列标准的正式发布，覆土罐在国内项目上的推广和应用会越来越广泛。其中，第四项标准为《覆土式钢制储存容器设计规范》，该标准规定了覆土罐的适用范围、总则、结构、材料、载荷、设计计算和制造、检验与验收的要求，将会是覆土罐设计的主要标准依据。本文摘自该征求意见稿，对覆土罐做一个简单的介绍。

（一）覆土罐的基本结构

典型覆土罐相关元件名称及结构简图如下图所示：

（二）覆土罐设计需考虑的载荷

覆土罐设计应考虑以下载荷，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安全裕量，以保证具有足够的强度、刚度、稳定性等：

a) 容器自重；

b) 介质自重；

c) 设计内压及液柱静压力，当液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计；

d) 充水重量；

e) 试验时压力；

f) 设计真空度；

g) 覆土载荷；

h) 不均匀基础载荷或支座反力；

i) 作用于覆罐本体的轴向摩擦力；

j) 地震载荷；

k) 蒸汽云爆炸载荷；

i) 覆土上部检修载荷；

m) 覆土上部的雪载荷；

需要时，还应考虑下列载荷：

n) 来自管道的外部载荷，温度和压力急剧波动的冲击载荷、流体冲击引起的反力等；

o) 在运输或吊装时的作用力。

上述列举的覆土罐需要考虑的载荷，与常规地上容器对比，可知：覆土罐重点还需要考虑覆土载荷、不均匀基础载荷、作用于罐体本体的轴向摩擦力、蒸汽云爆炸载荷、覆土上部检修载荷和雪载荷。

（三）覆土罐设计需考虑的载荷组合工况

需要考虑的载荷增加了很多，那么需要考虑和计算的载荷组合工况相应的也会很多，如下表共列出了七种设计工况，每种设计工况需要对应的考虑各种载荷的组合：

如上表中正常操作工况时，需要考虑和计算的载荷有：

设备自重+操作介质重量+设计内压+液柱静压+覆土载荷+外部活载+轴向载荷+基础反力+地震载荷+雪载荷+爆炸冲击载荷，其计算要比常规容器繁琐和复杂得多。

（四）覆土罐应力分析的要求

标准征求意见稿中给出了覆土罐常规计算的详细方法和解析，同时也给出了采用应力分析时需要满足的一些要求。

1. 对于局部应力分析的要求，如下所示：

以上要求，与GB/T150基本相同，采用局部应力分析时，设计应力强度按常规设计部分选值，制造、检验和验收要求按JB4732分析设计标准的相关规定。

2. 对于整体应力分析的要求，如下所示：

对于整体应力分析，有以下几点明确要求：

a) 明确了数值模拟时需要进行网格无关性验证；

b) 明确了计算筒体弯矩时可采用壳单元建模，但前提需进行两种单元的小模型计算结果的对比，同样网格密度下应力偏差需控制在5%以内；

c) 明确了特征值屈曲分析仅能作为参考，最终需以非线性屈曲分析计算为准；

d) 明确了可进行极限分析或弹塑性分析；

e) 明确了对最大应变的要求应不大于5%。

以上是本文对覆土罐的简单介绍，感兴趣的朋友可详细查看《覆土式钢制储存容器设计规范》标准征求意见稿。

文章来源：ANSYS分析设计人