CC BY
4
В таблице 1 приведены результаты работы - рассчитанные значения коэффициента в для стенок ванн с соотношением сторон Ь/И от 0,5 до 3,0.
Таблица 1
№ п/п Ь/И в № п/п Ь/И в
1 0,5 0,0372 9 1,5 0,0215
2 0,6 0,0363 10 1,6 0,0198
3 0,7 0,0352 11 1,8 0,0169
4 0,8 0,0344 12 2,0 0,0145
5 1,0 0,0308 13 2,2 0,0125
6 1,2 0,0271 14 2,5 0,0102
7 1,3 0,0248 15 3,0 0,00765
8 1,4 0,0233
Значения коэффициента в, приведенные в таблице, могут быть использованы при ЭПБ для расчета максимального напряжения при фактической толщине стенки или минимально допускаемой толщины стенки, а также при проектировании ванн.
Использованные источники:
1. С.П. Тимошенко, С. Войновский-Кригер "Пластики и оболочки", М., "Физматгиз", 1963.
2. РД 03-421-01 "Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов".
Четвертухин Н.В.
Ларионов М.В.
Чернобров А. Р.
Журавлев М.Д.
Широнин Е.В ООО «НПК Изотермик» РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ
ЕМКОСТИ
Подземная емкость раньше являлась котлом вагона-цистерны модель 65 грузоподъемностью 67 тонн, предназначенной для перевозки нефтепродуктов.
Котел цистерны состоит из цилиндрической обечайки, сваренной из продольных листов (нижнего, толщиной 11 мм и боковых и верхних 8 мм.) и двух днищ эллиптической формы толщиной 10мм. Налив нефтепродуктов осуществлялся через люк диаметром 570 мм, расположенный в верхней половине центральной части котла. Рядом с люком находится предохранительный клапан, отрегулированный на избыточное давление 1,5 кг/см2 и пониженное давление 0,3 см2 .Основные элементы котла люк, крышка люка, предохранительный клапан, сливной прибор изготовлены из
двухслойной стали с плакирующим слоем из нержавейки. Для использования в качестве подземной емкости котел был модернизирован по чертежам альбома 14268-11,12,17-КМ, разработанным ООО «Геострой -Проект», г. Егорьевск Московской области. Люк, предохранительный клапан, сливной прибор были вырезаны и заварены внахлест листовым прокатом марки С245 по ГОСТ 27772-88 толщиной 8 мм. Вместо них были вварены колодцы 800 мм и 400 мм, два штуцера диаметром 108 мм входа дренажа и перелива, штуцер дыхательного клапана 57x3,5 мм, штуцер пропарки 57x3,5 мм и штуцер метрштока 45x2,5. Опирание подземной емкости происходит на 2 ложемента с углом охвата обечайки 120°С, кроме того емкость зафиксирована на ложементах стальной полосой. Сами ложементы устанавливаются на бетонный фундамент и крепятся к нему анкерными болтами. По результатам поверочных расчетов подземная емкость была усилена изнутри ребрами жесткости (рис.1), в соответствии с чертежами серии 14268-11,12,17-КМ. Противокоррозионное покрытие согласно Проекту предусмотрено - в 1 слой стеклоткани с мастикой, в соответствии с СП 28.13330. 2012. Для предотвращения загрязнения окружающей среды вокруг дренажной емкости по дну котлована выстилается геомембрана.
Рис. 1
Цель расчета - определить возможность использования цистерны в качестве дренажного горизонтального подземного резервуара.
Основной нагрузкой для подземного резервуара является внешнее
давление грунта.
Расчет резервуара - цилиндрической обечайки и эллиптического днища на действие внешнего давления проводим согласно ГОСТ Р 528572007 [1, 2].
Давление хранимого продукта согласно [3] не учитываем, т.к. оно оказывает разгружающее воздействие. (Расчетный случай: резервуар без продукта должен выдерживать давление грунта).
Расчетные формулы ГОСТ Р 52857.2-2007 [2] приведены для случая действия внешнего давления, постоянного как по длине, так и по окружности оболочки. Для приведения давления грунта к эвивалентному равномерному внешнему давлению пользуемся методикой [3]. Согласно [3] расчет подземного резервуара ведется на среднее давление, эквивалентное давлению грунта, которое рассчитывается по формулам
рср = 0,7(рг + рв); Рв =7f То H+0.15 Dn)
Рг =Yf То H + 0,5Dn )• tg2 (45 °
Обозначения в формулах: рср - среднее давление грунта; рв □ интенсивность вертикального давления грунта; рг □ интенсивность горизонтального (бокового давления грунта); yf=1,3 - коэффициент надежности по нагрузке от давления грунта; уО = 1,8 т/мЗ □ удельный вес грунта; Н - высота засыпки до верха резервуара; ф =30о □ угол внутреннего трения грунта; Dn - наружный диаметр резервуара;
к = 2,4 - коэффициент запаса устойчивости по ГОСТ Р 52857.1-2007.
Минимально допускаемую толщину стенки формулам п. 5.3.2 ГОСТ Р 52857.2-2007
10-2D/ р L\0,4 1,2 pD (10-5ED) '
рассчитываем по
tmin = шах {1,06-
В \10-5ED/
^0,067
2 [a]-pj
где В=таХ{1;0А7{^)'
Здесь р - расчетное давление (в данном случае - среднее давление грунта);
Ь - длина обечайки; Е - модуль упругости стали.
Минимально допускаемую толщину эллиптического днища рассчитываем по методике п. 6.3.2 ГОСТ Р 52857.2-2007. Толщину днища определяем по формуле
t дн = max
K э R 161 \
nvp
10 5 E
1,2 pR
2M
Коэффициент Кэ определяем по формуле
1 + (2,4 + 8х)х
«э =
1 + (3,0 + 10х)х
где параметр х и необходимые для его вычисления параметры определяем по формулам (47), (52) ГОСТ Р 52857.2-2007.
Исходные данные и результаты расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1
№ п/п Исходные данные:
1 Диаметр резервуара R, мм: 2220
2 Длина обечайки, мм 9490
3 Фактическая минимальная толщина обечайки t, мм 8,0
4 Средняя толщина обечайки, мм 8,2
5 Фактическая минимальная толщина днищ, мм 10,1
6 Средняя толщина днищ, мм 10,4
7 Коэффициент надежности по нагрузке от давления грунта f: 1,3
8 Удельный вес грунта ув , т/м3 : 1,8
9 Угол внутреннего трения грунта, 30о
10 Расчетная температура, оС 20о
11 Допускаемое напряжение для Ст3 при 20оС, кгс/см2 1540
Результаты расчета
При высоте засыпки до верха резервуара Н, м 0,5
1 Среднее давление грунта рср, кгс/см2 0,224
2 Минимально допускаемая толщина стенки цилиндр. оболочки, мм *) 6,85
3 Минимально допускаемая толщина эллиптических днищ, мм *) 2,12
При высоте засыпки до верха резервуара Н, м 0,85
4 Среднее давление грунта рср, кгс/см2 0,30
5 Минимально допускаемая толщина стенки цилиндр. оболочки, мм 7,7
Минимально допускаемая толщина эллиптических днищ, мм 2,5
*) В данном случае согласно ГОСТ Р 52857-2007 толщина элементов резервуара определяется из расчета на устойчивость, который устанавливает минимальные требования к средней толщине элементов резервуара. (Пример: при высоте засыпки 0,8 м средняя толщина обечайки должна быть не менее 7,7 мм). Локальные участки с толщиной меньше, чем минимально допускаемая по расчету на устойчивость, в местах изолированных коррозионных язв практически не снижают прочность и устойчивость конструкции и могут не приниматься во внимание.
Заключение
1. Цистерна может быть использована в качестве подземной дренажной емкости при условии, что высота засыпки над верхней образующей не превысит 0,85 м.
Использованные источники:
1. ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
2. ГОСТ Р 52857.2-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек.
3. Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЦНИИПСК им. Мельникова, М., Изд-во "АСТ", 1998.
Четвертухин Н.В.
Ларионов М.В.
Чернобров А. Р.
Журавлев М.Д.
Широнин Е.В.
ООО «НПК Изотермик» РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДОПУСТИМОСТИ ДЕФЕКТОВ ФОРМЫ КРОВЛИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА СУГ
Рассматриваемая конструкция представляет собой изотермический резервуар (ИР) для хранения сжиженного изобутана вместимостью 10000 т. Резервуар двустенной конструкции - внутренний резервуар, в котором непосредственно хранится сжиженный газ, и внешний резервуар, служащий ограждающей конструкцией для теплоизоляции. И внутренний, и наружный резервуары имеют стационарные сферические купольные крыши. Геометрические параметры ИР: внутренний диаметр 30,3 м, высота внутренней стенки 23,35 м. Строительство данного ИР было начато в 80 -х годах прошлого века, выполнено на 80-90%, но не завершено по финансовым причинам.
В 2014 году была проведена экспертиза промышленной безопасности ИР с целью определения пригодности конструкций ИР к продолжению и завершению строительства.
В ходе ЭПБ были выявлены два вида дефектов сопряжения цилиндрической стенки внутреннего резервуара с купольной сферической крышей, не отмеченные в монтажной документации 80-х годов:
1) подгиб верхней кромки листа верхнего пояса стенки на 100 мм наружу;
2) подгиб нижней кромки листа тора внутрь, что привело к «нависанию» тора над стенкой на 150 мм (рис. 1).
Общая протяженность дефектных участков - более 15 м.
По проекту плавное сопряжения цилиндрической стенки со
