Научная статья на тему 'Многослойная конструкция днища резервуара типа «Сэндвич» с несущим и теплоизолирующим промежуточным слоем'

Многослойная конструкция днища резервуара типа «Сэндвич» с несущим и теплоизолирующим промежуточным слоем Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
441
55
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
резервуар вертикальный стальной / двойное днище / многослойная конструкция днища типа «сэндвич» с промежуточным несущим слоем из пеностекла / напряженнодеформированное состояние / система обнаружения утечек / vertical steel tank / double bottom / layered design of the bottom of the sandwich with the intermediate base layer of foamed glass / the stress-strain state / the leak detection system

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — П А. Комаров, М Р. Терегулов, А А. Гашенко, Ю А. Багдасарова

Рассматривается днище резервуара в виде многослойной конструкции типа «сэндвич»1. Представлена конструкция днища, являющаяся элементом резервуара, которая способна воспринять часть нагрузок на основание. Рассмотрен опыт зарубежного применения аналогичных конструкций. Приведены сравнительные расчеты прогиба сегмента многослойной конструкции и типового однослойного днища аналитическим методом и методом конечного элемента. Согласно полученным результатам, данное конструктивное исполнение днища резервуара позволит увеличить эксплуатационные качества, повысить надежность и экологическую безопасность резервуарных конструкций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — П А. Комаров, М Р. Терегулов, А А. Гашенко, Ю А. Багдасарова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TANK BOTTOM IN A FORM OF MULTILAYERED SANDWICH STRUCTURES WITH COMPETENT AND THERMAL INSULATING LAYER

The authors considers the tank bottom arranged in a form of multi-layered sandwich structure. He presents the structure of this bottom, being the tank element and able to take a part of loads on the foundation. He also presents the foreign experience of similar structures. The authors give review the comparative calculations of analytical method and finite element method for the deviation of multi-layered and standard bottoms. The results of calculations shows that the tank bottom in a form of multi-layered sandwich structure permits increase reliability and environmental safety of the tank structures.

Текст научной работы на тему «Многослойная конструкция днища резервуара типа «Сэндвич» с несущим и теплоизолирующим промежуточным слоем»

УДК 621.642

МНОГОСЛОЙНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДНИЩА РЕЗЕРВУАРА ТИПА «СЭНДВИЧ» С НЕСУЩИМ И ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИМ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ СЛОЕМ

П.А. КОМАРОВ, гл. специалист отдела по проектированию резервуарных парков Филиал «Самарагипротрубопровод» АО «Гипротрубопровод» (Россия, 443020, г. Самара, ул. Ленинская, д. 25а). E-mail: [email protected]

М.Р. ТЕРЕГУЛОВ, инженер 2-й категории отдела по проектированию резервуарных парков, ст. преподаватель кафедры трубопроводного транспорта Филиал «Самарагипротрубопровод» АО «Гипротрубопровод» (Россия, 443020, г. Самара, ул. Ленинская, д. 25а).

Самарский государственный технический университет (Россия, 443100, г. Самара, ул. Ново-Садовая, д. 10, уч. кор. 9). E-mail: [email protected] А.А. ГАШЕНКО, к.т.н., доцент кафедры трубопроводного транспорта Ю.А. БАГДАСАРОВА, к.п.н., доцент кафедры трубопроводного транспорта Самарский государственный технический университет (Россия, 443100, г. Самара, ул. Ново-Садовая, д. 10, уч. кор. 9). E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

Рассматривается днище резервуара в виде многослойной конструкции типа «сэндвич»1. Представлена конструкция днища, являющаяся элементом резервуара, которая способна воспринять часть нагрузок на основание. Рассмотрен опыт зарубежного применения аналогичных конструкций. Приведены сравнительные расчеты прогиба сегмента многослойной конструкции и типового однослойного днища аналитическим методом и методом конечного элемента. Согласно полученным результатам, данное конструктивное исполнение днища резервуара позволит увеличить эксплуатационные качества, повысить надежность и экологическую безопасность резервуарных конструкций.

Ключевые слова: резервуар вертикальный стальной, двойное днище, многослойная конструкция днища типа «сэндвич» с промежуточным несущим слоем из пеностекла, напряженно-деформированное состояние, система обнаружения утечек.

Из анализа аварийности резервуарных конструкций низкого давления известно, что доминирующей причиной аварий являются неравномерные осадки и местные просадки грунтового основания и песчаной подушки резервуаров [1], данные причины приводят к возникновению целого ряда дефектов настила центральной части днища резервуара.

В частности, в большинстве резервуаров со сроком эксплуатации 20 и более лет из-за неравномерной просадки песчаной подушки возникает дефект, который обозначается в отчетах технической диагностики резервуаров как непроектный уклон днища, включающий в себя многообразие локальных просадок настила центральной части днища, вмятин2, хлопунов3 и ям, которые в комплексе приводят к следующим негативным явлениям:

- возникновение концентраторов напряжений;

- увеличение скорости коррозии;

- развитие усталостных трещин в конструкциях;

- возникновение участков застойных зон подтоварной воды и парафинистых отложений;

- снижение эффективности применения средств размыва донных отложений;

- усложнение работ по зачистке днища перед проведением полной технической диагностики.

Можно выделить основные факторы, обеспечивающие надежность и долговечность днищ резервуаров:

- качество основания и фундамента;

- оптимальный выбор конструкций днища;

- качество материалов и строительно-монтажных работ;

- соответствие условий эксплуатации проектным требованиям.

В мировом резервуаростроении (особенно в США и Европе) отчетливо прослеживается тенденция использования двуслойных конструкций днищ. В отечественной практике это направление пока не нашло своего развития, и в базовых проектах резервуаров приняты однослойные конструкции. Однако продвижение районов нефтедобычи в регионы с суровыми климатическими условиями и ужесточение требований к экологической и промышленной безопасности неизбежно приведут к использованию многослойных днищ и в отечественной практике.

Зарубежные фирмы, эксплуатирующие резервуарные парки, используют резервуары с двойным днищем для достижения следующих целей:

- повышение экологической безопасности;

- возможность локализации и контроля утечек, резервирования при нарушении прочности;

- теплоизоляция.

1 Конструкция типа «сэндвич» - строительная конструкция, имеющая многослойную структуру, состоящую из двух листов жесткого материала и слоя утеплителя между ними

2 Вмятина - локальная деформация поверхности конструкции резервуара (классификация дефектов по РД -23.020.00- КТН -271-10).

3 Хлопун - вмятина или выпучина, теряющая устойчивость (переходящая из вмятины в выпучину и наоборот) под действием нагрузок, вызванных эксплуатацией резервуара (классификация дефектов по РД-23.020.00-КТН-271-10).

Американским нефтяным институтом в 1993 году было разработано и принято Приложение 1 «Обнаружение утечек под резервуаром и защита подстилающего слоя» к стандарту АНИ 650 «Сварные стальные резервуары для хранения нефти», регламентирующее нормы эксплуатации резервуаров с двойным днищем и порядок определения утечек, а также нормы их проектного уклона. Тем самым данное приложение предписывает необходимость создания дополнительного барьера в виде второго днища с устройством системы обнаружения утечек [2, 3].

В 2009 году ассоциацией «Ростехэкспертиза» был разработан стандарт СТО-СА-02-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов», Приложение П.19.2 которого рассматривает варианты конструктивного исполнения двойных днищ резервуаров [2].

Построенные и эксплуатируемые за рубежом резервуары, как правило, имеют следующую конструкцию двойного днища: расстояние между первым (внутренним) и вторым (наружным) днищами около 10 мм, в пространстве между днищами поддерживается вакуум и располагается каркасная конструкция в виде решетки или арматурной сетки. Контроль утечек осуществляется измерением вакуума, локализация мест утечек - радиальным расположением опорных элементов между листами днища, теплоизоляция обеспечивается за счет вакуумирования.

В зарубежной практике применения двуслойных конструкций можно рассмотреть следующие примеры: строительство 10 резервуаров на НПЗ в Понка-Сити; сооружение 10 резервуаров емкостью от 12,5 тыс. до 24 тыс. м3 компанией Conoco Inc. (США) в 1992 году. Все резервуары имеют двойные днища, и все они оснащены системами катодной защиты. В пространстве между днищами каждого резервуара размещены датчики, выявляющие утечки, возникающие в верхнем днище резервуара [3]. В качестве контроля утечек, наряду с измерением вакуума, предлагаются конструкции двойных днищ с установкой датчиков с пористым сердечником из диэлектрика, диэлектрическая проницаемость которого меняется при соприкосновении кабеля с жидкостью [3, 4], также рассматривается заполнение полости двуслойной конструкции ингибитором коррозии, по уровню которого делается заключение о его герметичности [2].

В практике применения двойных конструкций днищ можно выделить две страны бывшего Советского Союза. На Украине в 2003 году был реализован проект резервуара объемом 75 тыс. м3 на ЛПДС «Броды» украинского участка нефтепровода «Дружба». Проект был разработан ОАО «УкрНИИпроектстальконструкция» им. В.Н. Шимановского и включал в себя конструкцию резервуара объемом 75 тыс. м3 с двойной металлической стенкой, двойным вакуумным днищем и плавающим покрытием. В 1999 году в Белоруссии была осуществлена модернизация резервуарного парка ЛПДС «Мозырь» белорусского участка нефтепровода «Дружба» со строительством двух двустенных резервуаров с плавающей крышей и двойным вакуумным днищем объемом по 75 тыс. м3. В августе 2012 года на той же станции были сданы в эксплуатацию два вертикальных стальных двустенных резервуара с плавающей крышей, двойным днищем и системой контроля герметичности днища вместимостью 50 тыс. м3.

Рис. 1. Секторная панель (на примере РВСП(К)-50 тыс. м3): 1 - верхние секторные настилы многослойного днища, 2 -трубы системы обнаружения утечек

В качестве альтернативы зарубежным конструкциям резервуаров с двойным днищем, особенно для резервуаров большой вместимости, предлагается конструкция днища типа «сэндвич» с жестким заполнителем из пеностекла. Днище типа «сэндвич» представляет собой многослойную конструкцию, разделенную ребрами жесткости на секторные панели, не сообщающиеся между собой (рис. 1). По периферии верхний слой сварен с окраеч-ными листами, опирающимися на ростверк в виде железобетонного кольца. Толщина верхнего и нижнего слоев панели принимается одинаковой.

Материал верхнего и нижнего слоев панели - сталь -обладает изотропностью. Материал заполнителя - жесткий (пеностекло) и также изотропен. В качестве ребер жесткости используется сортовой прокат в виде швеллера.

Нижний слой днища собирается из рулонных заготовок, верхний слой - полистовым монтажом по верхним полкам ребер жесткости с последующей проваркой кромок встык сплошным швом. Крепление ребер жесткости к нижнему слою - сварное. Для возможности просачивания жидкости к периферии в поперечных ребрах жесткости предусмотрены отверстия (рис. 2).

Обнаружение утечек многослойного днища может происходить двумя способами.

В первом варианте - за счет уклона днища от центра к периферии - предполагается постепенное и естественное движение жидкости от места течи к периферийной части сектора многослойной конструкции. Выход жидкости наружу осуществляется через трубы, проложенные в теле железобетонного кольца. Регистрация наличия утечек производится визуальным способом (рис. 3).

Рис. 2. Поперечный разрез днища типа «сэндвич»: 1 - заполнитель из пеностекла, 2 - верхний слой днища, 3 - нижний слой днища, 4 - ребра жесткости, 5 - отверстия для просачивания жидкости

Рис. 3. Продольный разрез места сопряжения днища с фундаментным кольцом:

1 - верхний и нижний слои днища, 2 - заполнитель из пеностекла, 3 - ребро жесткости, 4 - стенка резервуара, 5 - окрайка днища резервуара, 6 - кольцевой фундамент, 7 - отмостка резервуара, 8 - труба системы обнаружения утечек, 9 - вариант исполнения с установкой приборов для регистрации изменения давления

I

Рис. 4. Модель пластины с просадкой диаметром 1,5 м: 1 - круглая пластина, 2 - песчаная подушка, 3 - просадка

Рис. 5. Схема к расчету изгиба тонкостенной симметрично нагруженной круглой пластины: а - начальная схема; б - деформированная схема

Второй вариант предусматривает герметизацию сектора многослойной конструкции и создание внутри сектора вакуумметрического давления, значения которого легко фиксируются. Для этого на концах труб, проложенных в железобетонном фундаменте, производится установка вакуумме-трических приборов (см. рис. 3). Падение давления, отмеченное приборами, будет обозначать разгерметизацию сектора, а следовательно, возможную утечку жидкости.

Регистрация наличия утечек осуществляется как местным, так и дистанционным способом.

Для оценки несущей способности конструкции под воздействием нагрузки рассмотрим модель пластины, уложенной на песчаной подушке, которая имеет смоделированную просадку диаметром 1,5 м, радиусом 2,73 м и глубиной 0,1 м (рис. 4), в численной постановке в в/к ДЫБУБ).

Для сравнения приведены аналитический и численный расчеты однослойной и многослойной конструкций днища резервуара. В отличие от аналитического расчета в численном расчете реализована контактная задача, максимально приближенная к реальным условиям: песчаная подушка-днище. Тогда как в аналитическом расчете рассматривается круглая пластина без контакта с поверхностью, закрепленная или шарнирно-опертая по контуру.

Для аналитического решения задачи определения величины прогиба многослойной и однослойной конструкции днища рассмотрен изгиб тонкостенной симметрично нагруженной круглой пластины (рис. 5) [10].

Так как прогиб пластины w и угол поворота нормали и являются функциями только радиуса г, то для случая максимального прогиба (при г = 0) угол поворота и должен быть равен нулю (и = 0). Граничные условия модели, представленной на рис. 6, включают два варианта контура заделки.

Рис. 6. Схема граничных условий закрепления и приложения нагрузки: а - шарнирно-опертый контур; б - защемленный контур

Максимальный прогиб пластины, достигаемый при г = 0 для каждого случая закрепления пластины, определится по следующим формулам [10]. Для шарнирно-опертого контура:

5 + ц ц -Н4

тах 1 + ц 64 -Пп

Для защемленного контура:

ц - Н4

64 - Л

(1)

(2)

где ц - равномерно распределенная нагрузка (Нвзл = 11 м, ржид = 900 кг/м3), Н - радиус пластины (Н = 0,75 м), ц - коэффициент Пуассона (сталь: ц = 0,3; пеностекло: ц = 0,22 [14], с.167), Лпл - жесткость пластины, определяется для двух вариантов исполнения пластины: однослойная пластина:

П - Е - Ь3 ( )

Лпл - 12-(1-ц2); (3)

Многослойная пластина (верхний и нижний слои - сталь, заполнитель - пеностекло):

Ппп - 2--

Е - Л3

Е - Л 3

*~п п

12 - (1-ц2) 12 - (1-цп2

(4)

где Л - толщина одного из внешних слоев панели (Л = 6 мм), толщина заполнителя (Лп = 100 мм); Е - модуль Юнга (упругости) внешнего слоя (Е = 201 000 МПа), заполнителя (Е =1391,6 МПа [14]).

Результаты аналитических расчетов для однослойной и многослойной конструкций панели сведены в табл. 1.

Рассмотрим численное решение при помощи метода конечного элемента (МКЭ) в нелинейной постановке для однослойной и многослойной моделей конструкции.

При моделировании обоих вариантов конструкций была реализована объемная контактная задача: панель - песчаная подушка.

В конечно-элементную (КЭ) модель многослойной конструкции были включены: песчаная подушка из уплотненного песка средней крупности с модулем деформации Е = 45 МПа [8], верхний и нижний настилы

Таблица 1

Значения прогиба панели при различных вариантах граничных условий

Максимальный прогиб панели (при диаметре пластины 1,5 м) Однослойная пластина Многослойная пластина

шарнирно-опертый контур защемленный контур шарнирно-опертый контур защемленный контур

»mar мм1, 490,2 120,2 15,07 3,69

I

Рис. 7. Моделирование местной просадки песчаной подушки Рис. 8. Геометрическая модель сектора днища

моделировались из стали толщиной 6 мм, нелинейная зависимость ст(в), которая задавалась по закону Прандтля, с пределом текучести <Т = 240 МПа [7]. Промежуточный слой выполнен из пеностекла с модулем Юнга (упругости) Е = 1391,6 МПа [14]). В расчете рассматривается совместная работа внешних слоев (сталь) и заполнителя (пеностекло), крепление которого к внешним слоям осуществляется посредством клеевого состава на основе жидкого стекла.

Конечно-элементная модель однослойной конструкции представляет собой аналогичный контакт с песчаной подушкой настила из листового проката с той же нелинейной зависимостью и характеристиками стали.

Граничные условия включали в себя следующие закрепления:

- нижняя часть опорного слоя песчаной подушки закреплена по всем степеням свободы;

- по периметру многослойной/однослойной конструкции расчетный сектор днища закреплен в горизонтальном направлении.

Нагрузка задавалась давлением столба жидкости выстой Нвзл = 11 м и плотностью ржид = 900 кг/м3.

Местная просадка песчаной подушки под рассматриваемым сектором многослойного/однослойного днища выполнена в соответствии с рис. 4 и представлена в КЭ виде на рис. 7.

Геометрическая модель сектора панели (вид сверху, рис. 8) выполнена с перекрытием просадочной зоны

Рис. 9. Модель сектора днища с граничными условиями: а - многослойная конструкция; б - однослойная конструкция

грунта, кромки сектора панели закреплены в горизонтальном направлении (рис. 9).

Конечно-элементные модели сектора многослойной и однослойной панелей с приложением граничных условий представлены на рис. 9.

Сравнительные результаты расчета многослойной и однослойной конструкций панелей представлены на рис. 10-12 (для наглядности изополя перемещений и напряжений представлены в масштабированном виде).

Результаты полученных аналитических и численных расчетов прогиба для однослойной и многослойной конструкций панели сведены в табл. 2.

Сравнение результатов, приведенных аналитических и численных решений подтверждает правильность численного решения.

Аналитическое решение в отличие от численного не предполагает контакты с песчаной подушкой.

Рис. 10. Распределение линейных перемещений листового проката по оси У, м: а - многослойная конструкция; б - однослойная конструкция

Рис. 11. Распределение эквивалентных напряжений листового проката, МПа: а - многослойная конструкция; б - однослойная конструкция

I

Рис. 12. Распределение линейных перемещений и эквивалентных напряжений промежуточного слоя из пеностекла: а - линейные перемещения, м; б - эквивалентные напряжения, МПа

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ANSYS MAY 10 2015

В16.0 14:51:08

Ц^ MODAL SOLUTION

^Г DMX 001262 W SMM =-.001262 " SMX =-.387E-03 h.0012621

Таблица 2

Значения прогиба панели при различных вариантах методов решения

Аналитическое решение Численное решение

Максимальный прогиб панели (при диаметре просадки 1,5 м) Однослойная пластина Многослойная пластина Однослойная панель Многослойная панель

шарнирно-опертый контур защемленный контур шарнирно-опертый контур защемленный контур контактная поверхность панель-песчаная подушка

мм 490,2 120,2 15,07 3,69 64,69 1,26

Таким образом, для наиболее приближенных условий эксплуатации, реализованных в численном методе решения, при воздействии равномерно распределенной нагрузки на модель сектора панели с просадкой максимальный прогиб многослойной конструкции составляет 1,26 мм (рис. 10а). При аналогичных условиях прогиб однослойной конструкции составляет 64,69 мм. Однослойная конструкция днища практически полностью принимает форму просадки, происходит образование застойной зоны (рис. 10б). Максимальная величина прогиба промежуточного несущего слоя из пеностекла составляет 1,26 мм (рис. 12а), аналогично величине прогиба внешних слоев из стали.

Максимальные эквивалентные напряжения, возникающие во внешних слоях панели, составляют 16,49 МПа (рис. 11а), в однослойном днище (достигают предела текучести стали ~240 МПа) - 239,79 МПа (рис. 11б). Максимальные эквивалентные напряжения промежуточного несущего слоя из пеностекла (меньше предела прочности на изгиб ~1,06 МПа [14]) - 0,48 МПа (рис. 12б).

Выводы

Очевидно, многослойная конструкция днища, представленная в работе, обладает большей изгибной жесткостью по сравнению с типовым однослойным днищем. В работе

установлено, что такие дефекты, как просадка песчаной подушки диаметром 1,5 м и глубиной 100 мм, практически не оказывают воздействия на многослойную конструкцию днища.

Предложенный вариант конструкции днища возможно оснастить различными способами обнаружения и локализации утечек.

С точки зрения эксплуатационных качеств наличие многослойной конструкции днища совместно с системой обнаружения утечек позволяет эксплуатировать резервуары в рамках существующей системы планово-предупредительных ремонтов резервуаров, а также оперативно диагностировать и устранять появление течи.

Таким образом, эксплуатация многослойной конструкции днища позволит многократно снизить появление следующих дефектов:

- непроектный уклон днища;

- вмятины,хлопуны;

- концентраторы напряжений;

- усталостные трещины;

- застойные зоны подтоварной воды и парафинистых отложений и, следовательно, повысить надежность, экологическую безопасность и ресурс конструкции днища.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горелов А.С. Неоднородные грунтовые основания и их влияние на работу вертикальных стальных резервуаров. СПб: ООО «Недра», 2009. - 220 с.

2. СТО-СА-03-002-2009. Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. М.: Ростехэкспертиза, 2009. 216 с.

3. Rials R., Hagen T. Leak-detection method ensures integrity of double-bottom storage tanks // Oil and Gas J. 1994. 92, N 46, С. 74-77, 80. Eng.

4. Muller S. Einrichtung zur Langzeit-Leckuberwachung an doppelwandigen GefaSSsystemen, insbesondere doppelwandigen Tankboden. Пат. 4322859 ФРГ, МПК 6 B 65 D 90/50. N 4322859.3; Заявл. 8.7.93; Опубл. 12.1.95.

5. Патент США № 5269172 МПК 5 G 01 M 3/20. Processes and apparatus for the prevention, detection and/or repair of leaks or avenues for leaks from above-ground storage tanks / Daigle E. L., Watson I. C. The Dow Chemical Co. Опубл.: 14.12.1993.

6. А.С. SU № 1761925 Резервуар для хранения жидкости. Обладатель: Институт электросварки им. Патона. Опубл.: 15.09.92.

7. ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных конструкций. Технические условия.

8. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*.

9. Б.К. Демидович. Пеностекло. Минск: Наука и техника, 1975. 248 с.

10. Саргесян А.Е., Демченко А.Т., Дворянчиков Н.В., Джинчвелашвили Г.А. Строительная механика. Основы теории с примерами расчетов: учеб / под. ред. А.Е. Саргасяна. 2-е изд., испр. и доп. М.: Высш. шк., 2000. 416 с.

TANK BOTTOM IN A FORM OF MULTILAYERED SANDWICH STRUCTURES WITH COMPETENT AND THERMAL INSULATING LAYER

KOMAROV P.A., Chief Specialist of the Design Department of Tank Farms

Branch «Samaraagiprotruboprovod» Giprotruboprovod, JSC (25 A, Leninskaya St., 443020, Samara, Russia). E-mail: [email protected]

TEREGULOV M.R., Engineer of the 2nd category of the Design Department of Tank Farms. Senior Lecturer, Department of Pipeline Transport.

Branch «Samaraagiprotruboprovod» Giprotruboprovod, JSC (25 A, Leninskaya St., 443020, Samara, Russia). Samara State Technical University (10, Novo-Sadovaya St., 443100, Samara, Russia). E-mail: [email protected]

GASHENKO A.A., Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof., Department of Pipeline Transport BAGDASAROVA YU.A., Cand. Sci. (Ped.), Assoc. Prof., Department of Pipeline Transport Samara State Technical University (10, Novo-Sadovaya St., 443100, Samara, Russia). E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

ABSTRACT

The authors considers the tank bottom arranged in a form of multi-layered sandwich structure. He presents the structure of this bottom, being the tank element and able to take a part of loads on the foundation. He also presents the foreign experience of similar structures. The authors give review the comparative calculations of analytical method and finite element method for the deviation of multi-layered and standard bottoms. The results of calculations shows that the tank bottom in a form of multi-layered sandwich structure permits increase reliability and environmental safety of the tank structures.

Keywords: vertical steel tank, double bottom, layered design of the bottom of the sandwich with the intermediate base layer of foamed glass, the stress-strain state, the leak detection system.

REFERENCES

1. Gorelov A.S. Neodnorodnyye gruntovyye osnovaniya i ikh vliyaniye na rabotu vertikal'nykh stal'nykh rezervuarov [Inhomogeneous soil bases and their influence on the operation of vertical steel tanks]. Saint Petersburg, Nedra Publ., 2009. 220 p.

2. ST0-SA-03-002-2009. Pravila proyektirovaniya, izgotovleniya i montazha vertikal'nykh tsilindricheskikh stal'nykh rezervuarov dlya nefti i nefteproduktov [ST0-CA-03-002-2009. Rules for the design, manufacture and installation of vertical cylindrical steel tanks for oil and petroleum products]. Moscow, Rostekhekspertiza Publ., 2009. 216 p.

3. Rials R., Hagen T. Leak-detection method ensures integrity of double-bottom storage tanks. Oil and Gas J., 1994, vol. 92, no. 46, pp. 74-77, 80.

4. Muller S. Einrichtung zur Langzeit-Leckuberwachung an doppelwandigen GefaSSsystemen, insbesondere doppelwandigen Tankboden [Device for long-term leakage monitoring in double-walled Ge-barrel systems, in particular double-walled tank bottom]. Patent FRG, no. 4322859.3, 1995.

5. Daigle E. L., Watson I. C. The Dow Chemical Co. Processes and apparatus for the prevention, detection and/or repair of leaks or avenues for leaks from above-ground storage tanks. Patent USA, no. 5269172 MPK 5 G 01 M 3/20, 1993.

6. Rezervuar dlya khraneniyazhidkosti [Liquid Storage Tank]. Patent USSR, no. 1761925, 1992.

7. GOST 27772-88. Prokat dlya stroitel'nykh stal'nykh konstruktsiy. Tekhnicheskiye usloviya [State Standard 27772-88. Rolled steel for construction steel structures. Technical conditions].

8. SP 22.13330.2011 Osnovaniyazdaniyisooruzheniy. Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP2.02.01-83* [SP 22.13330.2011 Foundations of buildings and structures. Updated version of SN&P 2.02.01-83 *].

9. Demidovich B.K. Penosteklo [Foamglass]. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1975. 248 p.

10. Sargesyan A.Ye., Demchenko A.T., Dvoryanchikov N.V., Dzhinchvelashvili G.A. Stroitel'naya mekhanika. Osnovy teorii s primerami raschetov [Structural mechanics. Fundamentals of the theory with examples of calculations]. Moscow, Vysshaya Shkola Publ., 2000. 416 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.