常压槽罐车罐体检验与设计要点分析

彭潮章

（广州特种承压设备检测研究院，广东广州 510000）

常压槽罐车罐体检验与设计要点分析

彭潮章

（广州特种承压设备检测研究院，广东广州 510000）

针对液体危险货物罐式车辆（槽罐车）罐体普遍存在使用过程中因装运介质严重腐蚀罐体或因设计单位没有按照标准来设计罐体，致使罐体壁厚减薄严重，导致罐体的强度、刚度达不到安全运输的要求。针对这个问题对槽罐车罐体厚度的设计与计算进行分析与探讨，达到及时发现隐患并处理问题，从而确保车辆的运输安全。

罐体；检验；厚度设计；分析

随着我国经济健康快速增长，城市化进程突飞猛进，危险货物运输行业迅猛发展所引发的安全事故越来越频繁，安全运输问题成为大众关注的主要话题。作为运输行业危险性较大的一类交通运输工具，槽罐车成为了我国大力生产主要的安全隐患之一。槽罐车承担了仅次于管道运输之后的重要位置，它承担着运输大量易燃、可爆危险液体的重要任务。因此，槽罐车的安全质量直接关系到我国多种行业的正常运转，道路交通运输的正常化，特别关系到人民群众的生命和财产安全。因此对槽罐车罐体设计检验、安全把关特别重要。

1 检验目的

槽罐车罐体的检验是对槽罐车罐体总体的安全性能状况进行全面的检验，是为了提前发现槽罐车罐体存在的缺陷问题、从而避免安全隐患的发生、最终达到危险化学品安全运输的目的。

2 检验的主要项目

槽罐车检验主要是检验罐体的筒体、封头、隔仓板、防波板、管路连接、装卸阀门以及其它相关的安全附件。安全附件主要有导静电接地装置、呼吸阀、扶梯、阀门箱、卸料阀门堵盖等。很多罐车制造厂家为了节约材料成本减轻罐体重量导致罐体壁厚设计达不到国家标准 GB18564.1—2006 《道路运输液体危险货物罐式车辆 第一部分：金属常压罐体技术要求》的标准要求，从而致使罐体无法投入使用或后期使用存在着巨大的安全隐患。

3 罐体厚度

3.1 计算厚度

计算厚度即是考虑槽罐车罐体的耐压计算压力，按照GB18564.1—2006给定的计算公式得到的厚度。

3.2 设计厚度

槽罐车的设计厚度是根据罐体的腐蚀裕量和罐体计算的厚度之和或者是装运介质对罐体的腐蚀裕量和最小厚度之和，并通过比较取两者中的较大值。设计厚度一般能够满足罐体的使用年限至少为10a，甚至很多罐体的使用年限能达到15a。

3.3 最小厚度

根据罐体直径的不同、材料的不同、有无加强机构等来确定罐体的最小厚度。

3.4 最小成形厚度

最小成形厚度也就是罐体成形后设计上允许的保证罐体强度、刚度，稳定性及罐体设计寿命的最低厚度。

4 厚度附加量

由于槽罐车筒体和封头在加工制造成形和使用过程中都会有一定的厚度减薄，为了保证槽罐车罐体在整个使用寿命时间内都有足够的强度、刚度、稳定性来确保槽罐车装卸运输的安全，因此在槽罐车罐体厚度设计时都必须考虑厚度的附加量。然而不同的标准对厚度负偏差值规定不同，例如GB18564.1—2006 《道路运输液体危险货物罐式车辆 第一部分：金属常压罐体技术要求》规定：无论金属材料厚度负偏差为何值均不能忽略不计。材料厚度负偏差的数值在不同的材料标准有不同的规定。槽罐车对腐蚀裕量的要求主要是根据装运介质对罐体材料的腐蚀快慢程度来确定腐蚀裕量，进而确定罐车的设计、制造、检验以及运输管理提出不同的安全防护技术要求。若介质对材料无腐蚀作用或有腐蚀衬里、涂层的可不考虑材料的腐蚀裕量。

5 罐体厚度计算分析

运输介质为汽油，罐车的装卸方式为下装下卸式。罐体为卧式铝合金制直筒结构，罐体截面为凸多边形。罐体内部有 5道防波板及3 道隔仓板，罐体容积为 50m3，分为4 个仓。封头、筒体、隔仓板及防波板材质均为5083H111，厚度分别为：封头厚度 6.0mm，筒体厚度 5.5mm，隔仓板厚度 5.5 mm，防波板厚度5.5mm。封头、隔仓板均冲压成碟形，碟形深度为150mm，折边直线段长度为28mm。罐体外形尺寸为12 080mm×2 465mm×2 038mm。

5.1 设计参数的确定

（1）三轴半挂式的槽罐车，装卸方式主要有下装下卸（安全又环保），即用压力泵进料，卸料方式多采用重力底部卸料阀门卸料；

罐体设计代码：LGBF；

（2）运输介质：汽油。汽油的物化特性：GB12268编号1203、类别3；

HG20660 易燃程度：易燃（在空气中爆炸极限 1.3%～6.0%）；

熔点＜ -60℃，沸点70℃ ～200℃；

饱和蒸汽压：0.00732MPa（50℃）；

密度：0.70×103kg/m3（50℃）

（3）主要材质：罐体及封头材质：铝板5083H111（抗拉强度 290 MPa，屈服强度 145 MPa，延伸率大于等于 24%）；车架材质：16Mn（抗拉强度 460～628 MPa，屈服强度 345 MPa，延伸率大于等于22%）。

5.3 罐体壁厚计算

（1）根据罐体外形尺寸选用截面形状如下图1（罐体的截面面积 A=4.14 m2）

图1 罐体横截面形状简图

（2）罐体的当量内直径：

（3）罐体设计压力：p=0.030MPa

（4）罐体设计温度：50℃

（5）罐体计算压力：pc1=p1=2×H×1×103×9.8=0.039 9MPa

式中：p1—— 两倍静态水压力，MPa；H—— 罐体内高尺寸，H 取2.038m。

p2：介质设计温度时的饱和蒸气压（50℃）

p3：等效压力，等于最大充装的质量乘二倍的重力加速度并除以罐体纵向投影面积的商，同时必须与0.035兆帕比较之后取较大值。

罐体计算压力 pC=pC2+pC3=0.164 7MPa ＞ pC1

（6）许用应力：罐体材料设计温度下许用应力[σ]t=147MPa

（7）单位容积充装量：

γt：设计温度下介质密度，t/m3

（8）罐体最大允许充装质量：W=φν×V=0.665×50=33 250 kg

（9）焊接接头系数：φ=0.85

（10）腐蚀裕量：C1=0.5mm

（11）铝板厚度负偏差：C2=0mm

（12）罐体加工减薄量：筒体 C3=0mm，封头 C3=0.3mm

（13）罐体液压试验压力 pt：取 pt=pc=0.164 7MPa

（14）设计计算

罐体厚度计算公式和结果

如果槽罐车装有防止罐体因意外事故导致破坏的保护装置时，标准钢最小厚度 δ0=4.0mm；如果槽罐车装有防止罐体因意外事故导致破坏的保护装置时，筒体、封头的最小厚度δ1=4.615mm，δ最小厚度 =5.0mm

如果槽罐车装有防止罐体因意外事故导致破坏的保护装置时，筒体设计厚度δD

如果槽罐车装有防止罐体因意外事故导致破坏的保护装置时，封头设计厚度δD

如果槽罐车装有防止罐体因意外事故导致破坏的保护装置时，筒体名义厚度 δn（已经考虑加工减薄量）

如果槽罐车装有防止罐体因意外事故导致破坏的保护装置时，封头名义厚度 δn（已经考虑加工减薄量）

由计算式子可知，槽罐车罐体只有采用达标的板材，生产出来的罐体才能达到标准要求，槽罐车的安全性能才能够保证。如果制造加工罐体采用经过国家标准计算选取的板材时，即使槽罐车发生意外事故，罐体也能保持较好的安全性。

δ1=

6 结束语

槽罐车罐体基本设计参数的正确与否对槽罐车的运输安全起到至关重要的作用，为了维护道路交通安全，预防和减少槽罐车意外事故的发生，因此定期对槽罐车罐体的检验特别重要。

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，广东揭阳，助理工程师，主要研究方向为特种承压类设备。