QB∕T 5379-2019 用于存储水以及处理市政、工农业污水、污泥的螺栓连接的搪瓷钢板储罐设计规范.pdf
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1、ICS 25.220.50;23.020.10 j 分类号A29jJ83 H 中华人民共和国轻工行业标准QB/T 5379-2019 用于存储水以及处理市政、工农业污水、污泥的螺栓连接的搪瓷钢板储罐设计规范The design specification of bolted vitreous and porcelain enamelIed steel tanks for the storage water or treatment of municipal or industrial effluents and sludges Oso 28765:2016,Vitreous and porce
2、lain enamels-Design ofholted steel tanks for the storage or treatment of water or municipal or industrial etl1uents and sludges,MOD)2019-08-02发布2020-01-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布QB厅5379-2019 目IJ 本标准按GBtT1.1一2009给出的规则起草。本标准使用重新起草法修改采用ISO28765:2016(轴瓷和搪瓷用于水或者市政或工业污水和污泥的存储或处理的螺栓连接钢罐的设计。本标准与ISO28765:2016相比,除编
3、辑性修改外主要技术差异如下:-J悔标准名称修改为用于存储水以及处理市政、工农业污水、污泥的螺栓连接的搪瓷钢板储罐设计规范);一一删除了ISO28765:2016的前言,增加了本标准的前言:一一对于ISO28765:2016规范性引用的国际文件,用适用的我国文件代替:一一调整了文本结构,与ISO28765:2016的结构对应表见附录A.本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国日用玻璃搪瓷标准化中心归口。本标准起草单位:北京盈和瑞环境科技股份有限公司、东华大学、国家眼镜玻璃搪瓷质量监督检验中心、石家庄市沼阳沼气设备有限责任公司、北京西拓联合环境工程有限公司。本标准主要起草人:徐晓健、周建华、张国
4、爵、张伟、孙梦军、胡万通、吴嘉许、戴琦。本标准为首次发布。QBff 5379-2019 用于存储水以及处理市政、工农业污水、污泥的螺栓连接的搪瓷钢板储罐设计规范1 范围本标准规定了螺栓连接的搪瓷钢板储罐的术语和定义、设计资料要求、原材料、荷载、设计、搪涂层、运输、安装和消毒程序。同时对储罐、附属设备安装及基础的设计方法进行规定。本标准适用于存储水或用于处理市政、工业、农业产生的污水、污泥的搪瓷钢板拼装储罐。该储罐使用螺栓连接搪瓷钢板拼装而成。其主要包括:a)罐体为圆柱形且平面对称:b)罐体的直径同罐体高度比值在0.1至10的范围内:c)罐体直径应不超过100m,罐体高度应不超过50m:d)罐内
5、存储物料具有液体特性,即物料对罐壁的摩擦力可以忽略不计:存储的物料可以是水以及来自市政、工业、农业产生的污水、污泥等:e)罐体内部液面以上的工作压力不应超过4kPa,液面以上的内部局部负压不应超过0.5kPa;f)罐壁应与水平面保持垂直垂直度应符合GB50461中对罐体垂直度的要求:当高度H二 30m,垂直度为目1000:当H30m,垂直度为H/I000且偏差不大于50mm,罐体垂直度检测结果应扣除罐体结构造成的垂直误差)g)罐壁与罐底交汇处应保持平整,罐体底面中心位置应与罐体底面周边位置存在一定量的高差,以用于完全清空罐内的内含物;h)罐体在注液过程中受到的惯性和冲击负荷可以忽略不计:i)罐
6、壁基材的厚度应3mm;j)组成罐体的搪瓷钢板基材应采用可双面搪怪的专用热轧碳钢;k)罐体使用期间,罐壁温度应保持在-50.C+100.C范围内。本标准同时也对罐体安装过程中的检验与维护工作进行规定。本标准不包含防火内容。本标准不适用于地下式搪瓷钢极储罐的设计。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GBrr 228.1金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法(GBrr228.1-2010,ISO 6892-1:2009,MOD)GBrr 709 热轧钢板和钢带的尺寸
7、、外形、重量及允许偏差GBrr 2828.1 计数抽样检验程序第1部分:按接受质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GBrr 3098.1 紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱(GB厅3098.1-2000,ISO 898-1:2009,MOD)GBrr 3098.4紧固件机械性能螺母细牙螺纹(GBrr3098.4-2000,ISO 898-6:1994,IDT)QBff 5379一2019GBrr 4956磁性基体上非磁性覆盖层覆盖层厚度测量磁性法(GB厅4956-2003,ISO 2178:1982,IDT)GBrr 9989.1 搪瓷耐化学侵蚀的测定第1部分t室温下耐酸侵蚀的测定(GB厅998
8、9.1-2015,ISO28706-1:2008,IDT)GBrr 9989.2搪瓷耐化学侵蚀的测定第2部分:耐沸腾酸、沸腾中性液体及其蒸气化学侵蚀的测定(GB厅9989.2-2015,ISO 28706-2:2008,IDT)GBrr 9989.3 搪瓷耐化学侵蚀的测定第3部分z用六角形容器进行耐碱溶搜侵蚀的测定(GB厅9989.3-2015,ISO 28706-3:2008,IDT)GBrr 9989.4搪瓷耐化学侵蚀的测定第4部分:用圆柱形容器进行耐碱溶液侵蚀的测定(GB厅9989.4-2015,ISO 28706-4:2008,IDT)GBrr 14683 硅酣建筑密封胶GB 5001
9、0 混凝土结构设计规范GB 50011 建筑抗震设计规范GB 50461 石油化工静设备安装工程施工质量JGJ 145 混凝土结构后锚固技术规程SH!f 3528 石油化工钢制储罐地基与基础施工及验收规范ISO 8289-2000轴瓷和搪瓷检查和定位缺陷的低电压试验(Vi位已ousand porcelain enamels-Low voltage test for detecting and locating defi巳cts)EN 1993-1-6 欧洲规范3钢结构设计第1-6部分:罐体结构的强度和稳定性(Eurocode3-Design of steel structures-Part 1
10、-6:Streng也andStability ofShell Structures)EN 1993-4-1 欧洲规范3钢建筑设计第4-1部分z筒仓(Eurocode3-Design of steel structures-Part4-1:Silos)EN 1993-4-2欧洲规范3钢结构设计第4-2部分:罐体(Eurocode3-Design of steel structures-Part 4-2:Tanks)EN 14430:2004轴瓷和搪瓷高电压试验(Vitre。因andporcelain enamels-High voltage test)EN 15771 轴瓷和搪瓷莫氏硬度法测定表
11、面耐刻划硬度(Vitreousand porcelain enamels-Detennination of surface scratch hardness according to the Mohs scale)ANSI/AWWA DI03 工厂用用于储水的加工涂覆的螺栓连接的碳钢储罐(Factory-CoatedBolted Carbon Steel Tanks岛rWater Storage)3 术语和定义3.1 3.2 3.3 2 下列术语和定义适用于本文件。螺栓连接的搪瓷铜板储罐boltedvitreous and porcelain enamelled steel tanks 采用搪
12、瓷钢板通过螺栓连接拼装而成的圆柱形储罐。自由空间freeboard 搪瓷钢板储罐设计的最大垂直高度同设计最高液位之间形成的空间。顶部箍筋topof the stirrups 起到对壳体顶部加固作用的环形件。3.4 3.5 中间箍筋middle of the 起到对壳体中间加固1)名称I 2)相3)存的操作b)环境条件1)风力;2)地震;3)降雪;4)结冰:5)温度范围:c)罐体的用途和、d)e)1)注入和2)1)2)f)邻近的QBff 5379-2019 4.2 设计方提供的设计方应a)存储液体或混合液的b)存储液体或混合液的相对c)设计中采用的最不利环境条件,包括:设计风速、设计操作温度范围
13、、设计雪荷载和地震区及地震系数:d)设计中应使用最不利因素组合进行计算:e)关于变更使用的指引;3 QBff 5379一2019f)在设计过程中设计方采用的所有相关数据。4.3 设计适用标准本标准中未提及且点的实际情况对适用协商确定的适用a)静水荷载:b)风荷载:c)地震荷载d)流体e)雪荷载:f)雨荷载:g)荷载因素h)钢板i)螺栓j)稳定的基础设计5 材料5.1 钢顿5.1.1 基本要求制作搪瓷钢板储罐使用的钢板或钢带应使用用前应做涂搪试验。涂搪后的钢材力5.1.2 钢板规格尺寸钢板尺寸、外形5.1.3 铜板外观5.1.3.1 钢板和5.1.3.2 钢板和5.1.3.3 钢板和度。屈服强度
14、s二三5.2 瓷轴根据不同的用途和5.3 螺栓、螺母和锚螺栓机械性能应符合GB厅螺母机械性能应符合GB厅3098.4锚固螺栓应符合JGJI45中规定的混凝土结构后锚固技术规程要求。螺栓、螺母以及锚固螺栓的型号应根据设计计算结果选择。5.4 基础钢筋储罐基础中的钢筋应符合GB50010的要求。4 计方和使用方根据建设地批次的钢材使中第8章的要求。QB店5379-20195.5 密封胶搪资钢板连接部位密封过程应使用中性硅酣密封胶,其性能应符合GB厅14683的要求。罐体作饮用水储罐使用,接触饮用水的密封胶应根据适合于建设地点的相应标准要求进行选用。6荷载6.1 总则罐体设计过程中应考虑、罐体、罐体
15、附属物及支撑结构等产生的荷载,且荷载计算过程应选取最不利因素组合作为计算基础。6.2 罐内荷载6.2.1 总则罐体设计过程中应考虑罐内存储的液体产生的荷载。计算罐体内部液体引起的荷载时应考虑以下因素:a)罐体内部存储液体的密度:b)罐体的几何形状:c)罐内液体最大存储高度。罐体内部存储的液体,应提供可靠的密度测量数据。6.2.2 自由空间罐内自由空间应满足工艺设计要求或使用方需求。当罐体设计考虑到地震因素时,罐体内的自由空间高度最大为1.22mo设计方和使用方应根据此值确定罐体的最高液位。6.2.3 静水压强在液体深度为He时,作用在罐壁上的静水压强凡,使用公式(I)计算z凡=H.xx g x
16、 10)+.(1)式中:Pu一一静水压强,单位为千帕(kPa);Hc一一掖体深度,单位为米(m)一一-储液的密度,单位为千克每立方米(kg/m3);g-一重力加速度取值9.81N/kg);Ph一一液面上方气体压强,单位为干帕(kPa)。6.2.4轴向罐璧应力单位面积罐体的轴向罐壁应力,计算时应考虑以下因素:a)罐体静荷载:b)外加荷载:c)由风力作用下的倾覆力矩产生的轴向拉力和压缩力;d)由地震活动产生的轴向拉力和压缩力。6.2.5 注液和排放罐体设计过程中应考虑液体注入和排放所产生的荷载。这些影响至少应包括以下内容:a)液体注入口位置一一拄入的液体流动过程产生的对罐壁的冲击力;b)液体排放一
17、一液体排放口快速关闭,产生水锤效应风险:c)疲劳一一频繁注液和排放操作所产生的荷载:5 QBrr 5379一2019d)注液和排放过程产生的压力、局部负压:e)排气:f)温度的急剧变化。6.3 罐体结构罐体结构静荷载计算应包含所有结构性部件和永久配件的总重量。6.4顶盖罐体设计应考虑顶盖对罐壁产生的应力。这些应力可能包括但不限于:a)由结构性顶盖组件传导的平面和径向分布式应力:b)由顶盖结构形式而导致的平面和径向集中式应力:c)由于外加顶盖荷载的不规则分布而引起的不均匀应力:d)由基础的不均匀沉降引起的顶盖感应应力。6.5 设备荷载6.5.1 总则罐体总荷载计算中应考虑附属设备的影响。附属设备
18、的荷载应考虑静态荷载和动态荷载-6.5.2 静态荷载设备静态荷载应包含设备的重量、固定设备的装置重量和存储于设备内部的液体质量的总和。6.5.3 动态荷载应严格测定各种设备的动态荷载,可能包括但不限于:a)安装在罐体上的设备转动或部件移动所产生的启动和运转应力:b)因工艺要求,需要在罐体上安装设备或附属装置,这些设各的运行会对罐体产生一定的力(例如:搅拌过程中罐内液体的强迫运动对罐壁的冲击:罐顶搅拌轴转动带来的对罐顶的影响等)。6.6 通道由通道设备(如走道和平台等所产生的荷载应按照通道类型进行计量:a)只用作清洁和维修用途的通道,其超负荷荷载应取值不小于0.75kN/m2;b)用于操作程序所
19、需的通道,其超负荷荷载应取值不小于3.0kN/m2。当顶盖配有栏杆时,栏杆以内的区域应按可进入区域进行设计。6.7 环境条件6.7.1 总则环境荷载应根据罐体的设计寿命进行设计。6.7.2 地震地震产生的荷载,设计过程应考虑以下因素za)水平加速度:b)垂直加速度:c)溶液的晃动:d)锚固方法:e)动态地面响应。6.7.3风力风速和风压应由工地现场的适用标准来进行测定。6.7.4降雪降雪产生的荷载应由建设地点的适用标准来进行测定。6 QB厅5379-20196.7.5 结冰顶盖结冰产生的荷载应由建设地点的适用标准来进行测定。6.7.6 附件罐体设计应考虑由附属物件如梯子、平台、阀门、机械装直等
20、)所产生的应力,7 设计7.1 总体设计钢罐的设计应考虑使用的极限状态,根据最不利因素组合进行设计.7.2 罐体7.2.1 荷载系数表l中为设计需要考虑的荷载系数。表1荷载分项系数基本荷载情况最大荷载系数y静荷载1.4 液体荷载1.4 外加荷载1.6 风荷载1.4 地震荷载1.4 与地震荷载和液体荷载结合的风荷载1.2 与风荷载和液体荷载结合的地震荷载1.2 稳定性1.7 a地震活动不用考虑测试条件.7.2.2 罐璧7.2.2.1 总则罐壁应能够承受最不利因素的荷载组合。罐壁应能够抗击连接到地基产生的力和力矩。本标准中,存储液体产生的罐壁摩擦力相对较小,可以忽略不计。7.2.2.2 环向力用于
21、确定钢板厚度和垂直螺栓连接配直的环向力应考虑流体静压力以及地震活动引起的流体动压力。7.2.2.3 静态环向力用公式(2)计算z式中:孔=EXE-MUUMUU-HH-.(2)曰u2 FH一一静态环向力,单位为千牛每米(kN/m);Pn一一静水压强,单位为千帕(kPa)D一一罐体直径,单位为米(m)。7 QBff 5379一20197.2.2.4 罐壁厚度当净拉伸应力起控制作用的情况下,罐壁厚度由罐内包含物所引起的应力计算,可由公式(3)得出:t=4.9xH,xDxSxP xl0-l.(3)fix(S-dt)式中ztg一一罐壁厚度,单位为毫米(mm)凡一一液体从顶部最高液位到壳体某层钢板底部的设
22、计高度,单位为米(m);D一一罐体直径,单位为米(m);S一一螺栓间距,单位为毫米(mm)一一储液密度,单位为千克每立方米(kg/m3);另一一容许拉伸应力,单位为兆帕(阳a)d一一-螺栓孔直径,单位为毫米(mm)。7.2.2.5 容许压缩应力每个环状面铜板在风荷载或者地震荷载糯合恒荷载作用下的容许压缩应力,由公式(4)计算:(2 _ _ _ t,1 _(2 _ _ _ t,1 fs=103 xlIxll00 x一Ix12-1一Ix1100 x川豆103.(4)3 l r)1 3 l r)1 式中:Is一一容许压缩应力,单位为兆帕(MPa)马一一罐壁厚度,单位为毫米(mm);r一一罐体半径,单
23、位为毫米(mm)。7.2.2.6 抗震设计应依照GB50011、ANSIIAWWA-DI03选择合适方法进行设计,设计过程应考虑以下因素za)流体环向力;b)外壳轴向压缩力:c)横向和纵向的锚固力;d)地面剖面动态响应。7.2.2.7 螺栓连接件螺栓连接的设计至少应该考虑以下因素:a)螺栓通过任意顺序连接的净截面产生的拉应力:b)连接铜板上的承载压力:c)螺栓承载压力:d)螺栓剪应力。在螺栓节点设计中,当垫片或者密封胶的压缩厚度不超过1.6mm时,垫片和密封胶的作用可以忽略。螺栓最小间距应按照下面方法确定:螺栓的中心到中心之间的距离不应少于2d.d为螺栓的直径,单位为mmo螺栓的中心到边缘或者
24、接缝的距离不应小于1.5do任何情况下中心到中心或者边缘到中心的距离应按公式(5)进行计算:L22 P-HH-HH-HH-.(5)0.6xReL Xtj 式中:8 QBff 5379一2019L一一中心到中心或者边缘到中心的距离,单位为毫米(mm)P一一由螺栓传递的力,单位为千牛(kN);ReL一一掂瓷钢板的屈服强度,单位为兆帕(阳a)与-一薄钢板或钢带在节点连接处的厚度,单位为毫米(mm)。当多组螺栓列被使用,有效净截面区域可以采用总面积的85%。螺栓连接的净截面的拉伸应力不应超过公式(6)计算的较小值:3xfr xd h=0.6xReL x(1-0.9xfr+一一一=-)0.6x ReL.
25、(6)S 或者:兀=O.4x儿.(7)式中:五一一容许拉伸应力,单位为兆帕(MPa);ReL一一搪瓷钢板或钢带的屈服强度,单位为兆帕(MPa)fr一一由螺栓或螺栓考虑截面传递的力,由截面组件的拉力划分。如果r小于0.2.可忽略:d一一螺栓的直径,单位为毫米Cmm)S一一螺栓间距,单位为毫米(mm)Rm一一搪瓷钢板或钢带的抗拉强度,单位为兆帕(MPa)。螺栓孔在dXt面积上的容许应力不应超过1.35RpO.20 螺栓剪力的恒荷载和活荷载不应超过公式(8)确定的值:三0.25xRo.(8)式中:!s一一受影响区域的容许剪力,拉伸应力截面或毛截面,单位为兆帕CMPa)凡。-一最小螺栓拉伸强度,单位为
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