球罐作为储存烃类最多的一种大型压力容器,在化工行业中广泛应用,其特点是直径和容积很大,很多时候需要在低温下储存,如乙烯、丙烯等球罐,设计低温可达到-45℃,甚至有个别设计院对乙烯球罐的设计温度降低到-67℃,当然目前国内对乙烯球罐主流的设计低温还是按-45℃设计的,本文以一台3000m3乙烯球罐为例,简要估算并对比一下设计温度取-45/-67℃,对乙烯球罐选材、设计及材料、制造成本的影响。
根据GB/T12337-2014《钢制球形储罐》标准对于材质使用温度下限的要求,该乙烯球罐设计只能选用09MnNiDR低合金钢(使用温度下限为-70℃);而设计温度若为-45℃时,则可采用07MnNiMoDR低合金高强度钢(使用温度下限为-50℃)。对于3000m3的球罐应采用分析设计以减小壁厚达到节约材料成本的目的,07MnNiMoDR是一种高强度钢,设计应力强度比09MnNiDR高很多,采用分析设计时07MnNiMoDR设计应力强度为254Mpa,而09MnNiDR设计应力强度为179Mpa(需说明,此处179Mpa是标准中36~50mm厚时的设计应力强度,对于采用09MnNiDR设计的乙烯球罐厚度会>50mm,甚至超60mm,设计应力强度在标准中已无法查询,但可以确定的是设计应力强度会进一步降低)。因而,当设计温度修改为-67℃采用09MnNiDR进行分析设计的乙烯球罐壁厚会增加很多,材料成本会大大增加。
上述价格对比仅考虑球壳板部分,未考虑支柱、平台等其余附件重量,若同时考虑这些重量,并考虑09MnNiDR材料和安装成本的增加,单台3000m3乙烯球罐采用09MnNiDR和07MnNiMoDR的最终制造价格差会更大。而采用分析设计比常规设计可节约很多成本。
注1:本文内容中重点是让大家简单直观的看到选用09MnNiDR和07MnNiMoDR两种材质对球罐设计和制造成本的影响;采用分析设计和常规设计对球罐设计和制造成本的影响;
注2:本文内容中壁厚、重量、价格均为虚构,本文静止转载,或用于其它任何商业用途,如出现责任、利益纠 纷和法律纠 纷,本公 众号概不负责。