Tiêu chuẩn API 650
Theo API 650, việc tính toán độ dày vỏ bể chứa dựa trên các công thức cụ thể xem xét ứng suất thiết kế, đường kính bể, chiều cao chất lỏng, tính chất vật liệu, phụ cấp ăn mòn và áp suất thủy tĩnh. Tiêu chuẩn cung cấp hai phương pháp tính toán độ dày vỏ: Phương pháp một chân (áp dụng cho các bể có đường kính lên đến 61 m) và Phương pháp điểm thiết kế thay đổi (được khuyến nghị cho các bể lớn hơn). Các phương pháp này liên quan đến các tính toán lặp đi lặp lại để xác định độ dày tối thiểu cần thiết cho các lớp vỏ, đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc dưới tải trọng vận hành.
Đối với tấm đáy và vòng dưới (tấm hình khuyên), API 650 quy định các tính toán độ dày tính đến mức chất lỏng tối đa, trọng lượng của chất lỏng được lưu trữ và các điều kiện môi trường như nhiệt độ. Độ dày tấm hình khuyên được thiết kế dựa trên tải trọng mà nó phải hỗ trợ và được cố định vào vỏ bể để mang lại sự ổn định và truyền tải. Điều này đảm bảo đáy bể có thể chịu được trọng lượng của đồ đạc một cách an toàn và chống lại sự lún hoặc biến dạng.
Về hiệu ứng địa chấn, API 650 yêu cầu thiết kế neo để ngăn chặn sự nâng lên hoặc trượt trong các sự kiện địa chấn. Phụ lục P của API 650 cung cấp các quy trình để đánh giá tải trọng bên ngoài, bao gồm cả lực địa chấn, trên vỏ xe tăng, đặc biệt là đối với các bể có đường kính lớn hơn 36 m. Phụ lục này giúp các kỹ sư đánh giá khả năng chấp nhận của các lực và mômen xuyên tâm gây ra bởi hoạt động địa chấn và tải trọng đường ống bên ngoài, đảm bảo an toàn kết cấu của bể trong điều kiện động đất.
Đối với các điểm hàn, API 650 yêu cầu quy trình hàn nghiêm ngặt và trình độ chuyên môn đối với thợ hàn và phương pháp hàn. Các kỹ thuật kiểm tra không phá hủy (NDT) như kiểm tra bức xạ, siêu âm, hạt từ tính và chất xâm nhập chất lỏng được yêu cầu kiểm tra chất lượng mối hàn. Kiểm tra mối hàn đảm bảo rằng các mối nối đáp ứng các tiêu chí về độ bền và độ dẻo dai cần thiết, đặc biệt là xem xét nhiệt độ kim loại thiết kế tối thiểu (MDMT) của vật liệu và các yêu cầu thử nghiệm va đập để ngăn ngừa gãy giòn.
Tóm lại:
| Khía cạnh | Yêu cầu API 650 |
|---|---|
| Độ dày vỏ | Được tính toán bằng phương pháp One Foot hoặc Variable Design Point; Công thức lặp đi lặp lại dựa trên ứng suất thiết kế, đường kính, chiều cao chất lỏng, phụ cấp ăn mòn |
| Vòng dưới (Tấm hình khuyên) | Độ dày được thiết kế để hỗ trợ tải trọng và điều kiện môi trường; Cố định vào vỏ để ổn định |
| Hiệu ứng địa chấn | Thiết kế neo để ngăn chặn sự nâng cao; Phụ lục P cung cấp đánh giá tải trọng địa chấn cho các bể chứa lớn |
| Kiểm tra hàn | Quy trình hàn đủ điều kiện; NDT bắt buộc (chụp X quang, siêu âm, v.v.); Kiểm tra va đập để có độ dẻo dai |
Những yêu cầu này đảm bảo các bể chứa bằng thép hàn an toàn, bền và tuân thủ các ứng suất vận hành và môi trường theo tiêu chuẩn API 650.
Bạn có biết rằng những bồn chứa khổng lồ mà chúng ta thấy trong các nhà máy dầu, nhà máy nước hay thậm chí nhà máy hóa chất không phải được xây dựng ngẫu nhiên, chúng được thiết kế và thi công theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt để đảm bảo an toàn và chất lượng. Tiêu chuẩn quan trọng nhất trong số này là thông số kỹ thuật API 650, một tài liệu kỹ thuật do Viện Dầu khí Hoa Kỳ ban hành. Viện Dầu khí Hoa Kỳ chuyên thiết kế và sản xuất các bồn chứa kim loại hàn nổi trên mặt đất được sử dụng để lưu trữ các chất lỏng như nhiên liệu, dầu, nước và hóa chất. Các thông số kỹ thuật này được coi là tham chiếu toàn cầu và được sử dụng trong hầu hết các dự án lớn trên thế giới vì việc áp dụng chúng giúp giảm thiểu nguy cơ nổ hoặc sập đổ do lỗi thiết kế hoặc sản xuất.
Tiêu chuẩn API 650 xác định chính xác loại vật liệu được phép sử dụng trong chế tạo bồn chứa, chẳng hạn như thép cacbon hoặc thép không gỉ. Tiêu chuẩn này cũng đặt ra các quy tắc chi tiết về cách hàn các tấm lại với nhau để đảm bảo khả năng chịu áp suất và nhiệt tuyệt vời, và cách tính độ dày của các tấm dựa trên kích thước, chiều cao của bồn chứa và loại chất lỏng có sẵn. Bên trong bồn chứa, áp suất phát sinh từ bồn chứa, thậm chí cả gió và động đất mà bồn chứa có thể phải chịu đều được tính đến trong các tính toán. Tiêu chuẩn này nêu rõ sự cần thiết phải tiến hành các thử nghiệm nghiêm ngặt như siêu âm hoặc chụp X-quang để kiểm tra chất lượng mối hàn, cũng như thử nghiệm áp suất thủy tĩnh trước khi vận hành thực tế.
Một trong những ưu điểm nổi bật của tiêu chuẩn này là các bồn chứa được thiết kế để hoạt động ở áp suất thấp, gần với áp suất không khí, lý tưởng cho việc lưu trữ chất lỏng an toàn mà không cần hệ thống kiểm soát áp suất phức tạp, vì tiêu chuẩn này được sử dụng trong hầu hết các dự án dầu khí, nhờ sự cân bằng tuyệt vời giữa an toàn và chi phí.
Khi bạn nhìn thấy các bồn chứa có chiều cao trên 10 hoặc 15 mét và đường kính lớn hơn 30 mét, hãy nhớ rằng mỗi bộ phận của nó đều được thiết kế với các tính toán chính xác dựa trên API 650. Bất kỳ sai sót nhỏ nào cũng có thể dẫn đến thảm họa môi trường hoặc con người, vì vậy chúng tôi gửi thông điệp này đến tất cả các kỹ sư, sinh viên kỹ thuật hoặc người theo dõi. Những người quan tâm đến lĩnh vực năng lượng hoặc cơ sở hạ tầng nên nắm rõ thông số kỹ thuật này và tìm hiểu các nguyên tắc của nó, bởi vì việc hiểu rõ nó sẽ mang lại cho bạn cái nhìn chuyên nghiệp thực sự trong lĩnh vực này.
Mẹo: Nếu bạn muốn trở thành một kỹ sư có khả năng giám sát hoặc thi công bồn chứa, bạn cần tìm hiểu chi tiết về quy tắc này và hiểu cách tính độ dày, cách cố định vòng đệm đáy, cách xử lý hiệu ứng động đất và cách kiểm tra các điểm hàn theo các tiêu chuẩn chất lượng hiện đại. Đây là một khoa học tích hợp và được gọi là API 650.
Chia sẻ
Ý kiến bạn đọc (0)