大型儲罐的基礎(chǔ)由于場地和地基處理的不同，通常會發(fā)生沉降；同時(shí)，由于地震和風(fēng)的作用，以及管道支架基礎(chǔ)和儲罐基礎(chǔ)的處理不同，在管道和儲罐之間一般會發(fā)生位移差，且由于管道和儲罐的自振頻率不同，就會在儲罐的接管處產(chǎn)生較大的應(yīng)力，同時(shí)，由于位移載荷的作用，在連接的法蘭處會有較大的力和力矩的作用而使法蘭的密封失效；鑒于上述原因，依據(jù)SY/T4073-94(儲罐抗震用金屬軟管和波紋補(bǔ)償器選用標(biāo)準(zhǔn))，對大型儲罐及連接管道抗震設(shè)計(jì)中柔性連接方案進(jìn)行了認(rèn)真詳細(xì)的研討和方案比較，選擇了安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)型較高的方案。

1、柔性連接管件形式的選擇

大型儲罐抗震柔性連接一般有兩種形式：即大拉桿型波紋補(bǔ)償器和金屬軟管，我們經(jīng)過研究并與制造商交流，并參考了國外先進(jìn)工程公司的設(shè)計(jì)原則和理念，在研究了以往的設(shè)計(jì)和發(fā)生過的事故后認(rèn)為：大拉桿型波紋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)制造有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)、疲勞壽命的計(jì)算科學(xué)、自振頻率的計(jì)算準(zhǔn)確，在運(yùn)行過程中由于內(nèi)壓產(chǎn)生的盲板力全部由其自身的拉桿承受，不會對與其相連接的設(shè)備（儲罐）產(chǎn)生更大的作用力，因而可以保證儲罐的管口受力在規(guī)范允許的范圍內(nèi)；法蘭的受力在允許的范圍內(nèi)（法蘭不會發(fā)生密封失效）；通過控制波紋管的單層厚度和層數(shù)來控制其自振頻率和剛度及補(bǔ)償量，以滿足相關(guān)規(guī)范的要求；而金屬軟管的相關(guān)計(jì)算是模糊的，更沒有自振頻率和疲勞壽命的計(jì)算，其使用壽命未知，由于內(nèi)壓的作用，其管體本身會伸長（15％），因而盲板力必然會作用到儲罐的管口上，會引起設(shè)備接管處的局部應(yīng)力超標(biāo)、法蘭泄漏，尤其是當(dāng)管徑大于等于DN400的管道，潛在的風(fēng)險(xiǎn)更大，基于上述考慮，我們對大口徑管道選擇大拉桿型波紋補(bǔ)償器作為防沉降和抗震柔性連接件。

2、材料選擇和安全性分析

考慮到原油中硫的含量較高，且罐區(qū)設(shè)置在海邊，空氣中氯離子的含量也很高，而常規(guī)金屬軟管和波紋補(bǔ)償器制造用的奧氏體不銹鋼不能耐受上述兩種物質(zhì)的腐蝕，故我們在設(shè)計(jì)中考慮使用耐腐蝕的Inconel625和s31254smo材料；

我們對所有的儲罐和輸油管道采用有限元方法進(jìn)行了詳細(xì)的應(yīng)力分析和評定（包括地震載荷分析），提出了滿足各種工況的設(shè)計(jì)選型參數(shù)，經(jīng)對滿足上述參數(shù)設(shè)計(jì)的補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)計(jì)算，我們認(rèn)為：在使用Inconel625和s31254smo材料、且采用大拉桿型波紋補(bǔ)償器作為柔性連接管件的前提下，產(chǎn)品可以安全使用20年；

3、經(jīng)濟(jì)性比較

除了安全性的考慮之外，經(jīng)濟(jì)性是設(shè)計(jì)方案必須考慮的重要內(nèi)容，任何只考慮一方面的設(shè)計(jì)思想均不可取。

由于金屬軟管全程都是不銹鋼，且其金屬網(wǎng)套亦為不銹鋼編織，因而，即使是采用普通奧氏體不銹鋼材料制造，其成本也很高，而大拉桿型波紋補(bǔ)償器的波紋部分較短（約500mm長），相對制造成本較低，經(jīng)過詢價(jià)和以往工程經(jīng)驗(yàn)，即使是采用耐腐蝕的材料，大拉桿型波紋補(bǔ)償器（DN800）單臺價(jià)格也比普通奧氏體不銹鋼金屬軟管單根價(jià)格低20％左右。經(jīng)綜合比選，考慮安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，在大型儲罐抗震連接用柔性件選用大拉桿型波紋補(bǔ)償器是最優(yōu)方案。