Sicherheitsbewertung von doppelwandigen Rohöltanks basierend auf dem API 650-Standard

Doppelwandige Rohöltanks basierend auf dem API 650-Standard verwenden ein Verbundstrukturdesign aus Innen- und Außentank. Der Innentank besteht aus niedriglegiertem Stahl Q345R (Streckgrenze ≥ 345 MPa), der Außentank verwendet eine Korrosionsschutzschicht aus Kohlenstoffstahl und die Wandstärke ist als Gradient mit variablem Querschnitt verteilt (30 mm am Boden bis 8 mm oben). Der Doppelwandspalt ist mit einem 0,5 m breiten ringförmigen Inspektionskanal ausgestattet, der mit Glasfaser-Dehnungssensoren zur Echtzeitüberwachung der Strukturverformung ausgestattet ist. Das seismische Design erfüllt die Anforderungen der Erdbebenintensität der Stärke 8. Elastische Verbindungsknoten ermöglichen eine Winkelverschiebung von ±15°. Das Schwimmdach verwendet eine doppelwandige Aluminiumlegierungsstruktur, die mit einem dreifachen Dichtungssystem ausgestattet ist, und die Verdunstungsverluste werden unter 0,1 % gehalten.

Der Schwerpunkt der Sicherheitsbewertung liegt auf der Überprüfung von drei Kernindikatoren: 1) Überprüfung der Anschlusslast, Berechnung des Einflusses der Schub- und Zugkräfte der Rohrleitung auf die Spannung an der Öffnung der Tankwand gemäß API 650 Anhang P, um sicherzustellen, dass die lokale Spannung 85 % des zulässigen Werts nicht überschreitet; 2) Windlaststabilität, Überprüfung durch Finite-Elemente-Analyse, dass das kritische Knickmoment Mw ≤ 0,6 Mcr ist, wenn der Windringabstand ≤ 3 m beträgt; 3) Wirksamkeit der Leckageüberwachung, die Sensorempfindlichkeit des ringförmigen Inspektionskanals muss eine Risserkennungsgenauigkeit von 0,1 mm und eine Reaktionszeit von ≤ 30 Sekunden erreichen. Das kathodische Schutzsystem des Außentanks verwendet Magnesiumanoden (Schutzstromdichte 10 mA/m²) in Kombination mit einer dreilagigen HDPE-Dichtungsbahn (Permeationskoeffizient < 1×10^-12 cm/s) für einen doppelten Leckageschutz.

Dieses Design realisiert ein Lebenszyklusmanagement durch eine digitale Betriebs- und Wartungsplattform, die Spannungsüberwachung, Korrosionsratenprognose und Notabschaltfunktionen integriert, mit einer Genauigkeit der Fehlervorwarnung von 92 %. In der Bauphase wird eine modulare Vorfertigungstechnologie eingesetzt, und die Fehlerrate der Schweißnähte nach der Phased-Array-Prüfung liegt unter 0,8 %, was den Stahlverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen einwandigen Tanks um 15 % reduziert. Die Betriebs- und Wartungskosten werden um 20 % gesenkt, und die umfassende Sicherheitsleistung entspricht den Doppelstandards API 650 und GB 50341.