石化行业储罐中多储存易挥发、易燃易爆等物质,当这些物质遇到点火源并达到爆炸极限后就会引发火灾爆炸,造成巨大的安全隐患和经济损失。基于固定顶储罐意外超压容易导致罐体整体失效破坏的缺陷,储罐通常被设计成弱顶结构,其优势在于意外超压下罐顶位置掀开,避免了罐体整体报废的风险。但该起事故的弱顶储罐发生罐底提离,罐体报废,并没有按照人们的预期在罐顶位置掀开。鉴于弱顶储罐的发展历史较短,相关研究成果有限。弱顶储罐是否存在缺陷,还有待进一步研究。因此研究弱顶储罐的安全性具有十分重要的现实意义。本文的主要内容及结论如下:(1)以典型储罐爆炸事故为背景,进行事故树分析。找出导致储罐爆炸的46种故障模式,并通过事故树结构重要度的排序,得到:阀门密封失效、法兰密封失效、罐体破损和误操作引起的罐内介质泄漏是导致储罐爆炸的主要影响因素。(2)超压工况下弱顶储罐破坏位置的影响因素为:超压形式和储液高度。物理超压下,表现为罐顶破裂;燃爆超压下,与储液高度有关。当储液高度不低于最高液位的1/2时,表现为罐顶破裂;当储液高度低于最高液位的1/2时,表现为罐底破裂。(3)采用TNT当量法,对5000m~3粗苯储罐在不同液位状态下的蒸气云爆炸后果定量分析,储液高度分别是最高液位的1/2、2/3、3/4、4/5、5/6。分别计算蒸气云爆炸导致罐顶破裂和罐底破裂后的各级损伤半径的大小。结果表明:与罐底破裂相比,罐顶破裂造成的损失更接近各级损伤半径的最小值。(4)依据GB50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计标准》设计弱顶储罐。采用TNT当量法,计算内爆载荷下,不同液位的储罐薄弱位置处冲击波超压值的相对大小。结果表明:当储液高度接近最高液位的3/4时,超压值最大。