Научная статья на тему 'Сравнение прочностных характеристик понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров'

Сравнение прочностных характеристик понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
853
202
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РЕЗЕРВУАР / TANK / ПОНТОН / АЛЮМИНИЙ / ALUMINUM / НЕФТЕПРОДУКТ / ВНУТРЕННИЕ УСИЛИЯ / INTERNAL FORCES / КОНСТРУКТИВНАЯ СХЕМА / CONSTRUCTIVE SCHEME / СИЛОВЫЕ ПРОФИЛИ / ОПОРНОЕ КОЛЬЦО / SUPPORT RING / FLOATING COVERING / PETROLEUM / GIRDERS

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Якшибаев И. Н.

Сокращение потерь от испарения при хранении нефти и нефтепродуктов в цилиндрических вертикальных стальных резервуарах достигается применением плавающих покрытий понтонов. В статье освещается апробация различных конструктивных схем несущего каркаса понтонов из алюминиевых сплавов. За основу взят алюминиевый понтон поплавкового типа традиционной конструкции с параллельным расположением несущих балок каркаса. Предложено конструктивное решение с расположением несущих балок радиально. Поставлена задача выявить, какой тип конструктивной схемы более надежен в эксплуатационных условиях работы плавающего покрытия. Методика оценки надежности покрытий заключается в сравнении прочностных характеристик. В качестве исходных данных для проектирования принят понтон для резервуара объемом 5000 м3 и диаметром 22,8 м. Заданы и рассчитаны нагрузки на плавающее покрытие, наибольшие по значению выбраны для расчета на прочность.Произведён пошаговый расчёт несущих балок, определены значения внутренних усилий в силовых профилях, после сравнительного анализа результатов, выбран тип конструкции каркаса для дальнейшего конструирования. На основании комплекса расчётов проведено сравнение прочностных характеристик понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров. Для несущего каркаса понтона предложена конструктивная схема радиального типа.

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

COMPARISON OF STRENGTH CHARACTERISTICS OF ALUMINUM ALLOYS COVERINGS OF DIFFERENT SUPPORTING STRUCTURES FOR VERTICAL STEEL TANKS

Loss reduction from evaporation during storage of crude oil and petroleum products in the vertical cylindrical steel tanks, is achieved by using floating cover sheets floating covering. the article highlights the approbation of different structural schemes of main framing floating coverings made of aluminum alloys. An aluminum floating covering of traditional design is taken as a basis, with parallel arrangement of frame principal beams, a constructive solution is proposed to the radial location of principal beams. the most important task is to identify what type of structural scheme is the most reliable under the operating conditions of the floating cover sheet. Methods of cover sheets reliability evaluation consist in comparing the strength characteristics. As the basis of design we take tank floating covering with volume of 5,000 m 3 and diameter of 22,8 m. Materials, section of girders, the thickness of sheet flooring is given equally to both types of the design schemes.Loads on floating cover sheet are set and calculated, the largest by value are chosen for strength calculation.Step-by-step calculation of principal beams is performed, the values of the internal forces in load-carrying profiles are defined, structure construction type is chosen for further designing after comparative analysis of the results. then, with the aim of effect definition of principal structure on floating covering elements, support ring and sheet flooring are calculated, where grades and geometry parameters of estimated elements of floating cover sheet are chosen. the comparison of strength characteristics of floating coverings of aluminum alloys of different bearing constructions for vertical steel tanks is made on the basis of designing and complex of calculations. the above has become the basis to take construction scheme of a radial type as main for bearing floating covering structure.

Текст научной работы на тему «Сравнение прочностных характеристик понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров»

УДК 622.692.23

Сравнение прочностных характеристик

понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров

и.Н. ЯкШиБАЕВ, аспирант кафедры «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Уфимский государственный нефтяной технический университет

(450062, Россия, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1)

E-mail: [email protected]

Сокращение потерь от испарения при хранении нефти и нефтепродуктов в цилиндрических вертикальных стальных резервуарах достигается применением плавающих покрытий - понтонов. В статье освещается апробация различных конструктивных схем несущего каркаса понтонов из алюминиевых сплавов. За основу взят алюминиевый понтон поплавкового типа традиционной конструкции с параллельным расположением несущих балок каркаса. Предложено конструктивное решение с расположением несущих балок радиально. Поставлена задача выявить, какой тип конструктивной схемы более надежен в эксплуатационных условиях работы плавающего покрытия. Методика оценки надежности покрытий заключается в сравнении прочностных характеристик. В качестве исходных данных для проектирования принят понтон для резервуара объемом 5000 м3 и диаметром 22,8 м. Заданы и рассчитаны нагрузки на плавающее покрытие, наибольшие по значению выбраны для расчета на прочность.

Произведён пошаговый расчёт несущих балок, определены значения внутренних усилий в силовых профилях, после сравнительного анализа результатов, выбран тип конструкции каркаса для дальнейшего конструирования. На основании комплекса расчётов проведено сравнение прочностных характеристик понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров. Для несущего каркаса понтона предложена конструктивная схема радиального типа.

Ключевые слова: резервуар, понтон, алюминий, нефтепродукт, внутренние усилия, конструктивная схема, силовые профили, опорное кольцо.

выбор типа резервуара проводится в зависимости от продукта хранения, от классификации нефти и нефтепродуктов по температуре вспышки и давлению насыщенных паров при температуре хранения. Для хранения нефти, бензина, авиакеросина, реактивного топлива широко применяют резервуары с понтоном — плавающим покрытием, находящимся внутри резервуара на поверхности жидкости, предназначенным для сокращения потерь от испарения при хранении нефти и нефтепродуктов.

Понтоны из алюминиевых сплавов являются средством сокращения потерь от испарения на вертикальных стальных резервуарах со стационарным покрытием. Это в свою очередь способствует отсутствию постоянно действующих нагрузок на поверхность понтона. Однако требования условий эксплуатации, требования промышленной безопасности предъявляют жесткие требования к конструкции понтона. Конструкция понтона должна обеспечивать работоспособность по всей высоте резервуара без перекосов и вращения, так же понтон должен быть рассчитан таким образом, чтобы в состоянии на плаву или на опорных стойках безопасно удер-

живать, по крайней мере, двух рядом стоящих человек (обслуживающий персонал), перемещающихся в любом направлении. При эксплуатации понтон не должен разрушаться, не допустим и налив продукта хранения на поверхность понтона [1].

Тип резервуара (с понтоном или без понтона) определяется на этапе составления задания на проектирование, как правило, заказчиком. Необходимо отметить, что алюминиевый понтон позволяет производить монтаж, как на возводимом резервуаре, так и на эксплуатируемых сооружениях, что неоспоримо является значимым достоинством данной конструкции. Резервуары с понтоном должны эксплуатироваться без внутреннего давления и вакуума [2].

Рассмотрим резервуар вертикальный стальной со стационарной крышей и понтоном поплавкового типа с герметичным настилом.

При проектировании алюминиевых конструкций необходимо выбирать конструктивные схемы, а также сечения элементов и марки деформируемых алюминиевых сплавов, технического алюминия (условно названных «алюминий»), обеспечивающие прочность и устойчивость конструкций [3].

С целью совершенствования геометрии конструкции, предложим конструктивную схему понтона поплавкового типа, с радиальным расположением силовых профилей (рис. 1). Каркас понтона состоит из периферийной юбки, 24 несущих балок, которые сопряжены шарнирно в центре понтона опорным кольцом, поплавки расположены вдоль несущих балок и по периметру плавающего покрытия. Понтон имеет 28 опорных стоек и дополнительное оборудование. Для изготовления понтонов следует применять коррозионно-стойкие материалы. Основной материал понтона — алюминиевые сплавы. Выбираем алюминий марки АД31Т.

Произведем расчёт основных конструкций каркаса понтона на прочность, с целью выявления несущей способности понтона. На основе конструктивных, технологических, нормативных требований задаём предварительную схему плавающего покрытия и геометрические размеры основных элементов.

Основой для составления исходных данных для проектирования примем понтон для резервуара типа РВС объёмом 5000 м3 и диаметром 22,8 м. Примем диаметр понтона для РВС 22,4 м, массу — 2050 кг. Конструкция каркаса понтона представляет собой безраспорно-балочную систему, она состоит из отдельных пространственных несущих балок (силовых профилей). В середине понтона располагается кольцо, к которому примыкают несущие балки. Поплавки расположены соосно силовым профилям и крепятся к несущему каркасу хомутами. На несущие балки укладывается настил понтона внахлест толщиной 0,6 мм. Опорные стойки — высотой 1800 мм. Высота стоек понтона принята исходя из необходимости проведения работ по обслуживанию резервуара и его оборудования. Согласно п. 3.9.11 ПБ 03-605-03 понтон обеспечивается фиксированными либо регулируемыми опорами. Нижнее рабочее положение определяется минимальной высотой, при которой конструкции понтона оказываются выше различных устройств, находящихся на стенке или днище резервуара и препятствующих опусканию понтона [4].

При расчёте элементов конструкции понтона (несущих балок, настила) основными нагрузками является собственный вес, реакция опоры, создаваемая вертикальными стойками. Одновременно рассмотрим воздействие продукта хранения при наливе на поверхность понтона при крене. Необходимо учитывать большую площадь зеркала нефтепродукта, вследствие чего, элементы плавающего покрытия весьма чувствительны к возможным перегрузкам и неравномерному распределению нагрузки.

Рассмотрим и сравним действующие на понтон усилия, выберем наибольшую по значению нагрузку для расчета на прочность.

На силовые профили оказывает воздействие собственный вес настила из алюминиевых сплавов:

где т — масса понтона, 2050 кг (исходные данные);

g — ускорение свободного падения.

F1 = 2050 кг ■ 9,8 м/с2=20090 Н = 20,09 кН

Собственный вес понтона оказывает воздействие на 28 вертикальных стоек, на которые опирается плавающее покрытие во время ремонта и других технологических операций. Рассчитаем реакцию опоры стойки, создаваемую усилием от собственного веса:

F2 = mg/n,

(2)

где m — масса понтона, 2050 кг (исходные данные); g — ускорение свободного падения, 9,8 м/с2; n — количество стоек, 28 единиц.

F2 = mg/n = (2050 кг-9,8 м/с2)/28 = 717,5 Н = 0,72 кН.

Рассмотрим нагрузку от налива нефтепродукта на поверхность понтона.

При крене плавающего покрытия в резервуаре (рис. 2) происходит налив нефтепродукта на поверхность настила. Продукт хранения принимает клиновидную форму, ограниченную в нижней плоскости настилом понтона и с боковой плоскости стенками резервуара, что определяет его полукруглое очертание.

При плотности нефтепродукта рн= 700 кг/м3 и высоте налива с = 0,01 м, усилие создаваемое продуктом хранения равно 0,07 кН/м2 [5].

Рассчитаем нагрузку на понтон от налива нефтепродукта:

F3 = P(nR2)/2, (3)

где Р — усилие создаваемое продуктом хранения, 0,07 кН/м2; (яй2)/2 — площадь пятна разлива продукта хранения:

F3 = 0,07 кН/м2-(я-11,42)/2 = 14,28 кН.

По результатам расчёта нагрузок, наибольшей по величине является нагрузка от собственного веса F1=20,09 кН. Нагрузка от реакции опор не существен-

Периферийное кольцо("юбка")

Опорное кольцо

Рис. 1. Конструктивные элементы плавающего покрытия

F1= mg,

(1)

Рис. 2. Условное положение понтона при крене

Рис. 3. Конструктивная схема понтона поплавкового типа: А — традиционная, Б — радиальная

на и является противодействующей для нагрузок на покрытие. При расчёте на прочность используем расчётные значения нагрузок от собственного веса и от налива нефтепродукта на поверхность понтона при крене, предопределив два варианта разлива продукта хранения: на половину и на всю поверхность настила.

Для конструирования элементов несущего каркаса понтона рассмотрим два варианта компоновки — нормальный тип и радиальный тип балочной компоновки, и выберем наиболее рациональный для обеспечения прочности и надёжности конструкции. Для силовых профилей предварительно примем балки швеллерного сечения 30 мм х 50 мм с толщиной стенки 3 мм.

Первый вариант, традиционный — с параллельным расположением несущих балок, принятый пролёт, расстояние между силовыми профилями а=1,0 м. Второй вариант, радиальный — с радиальным расположением несущих балок (рис. 3).

Масса настила в соответствие с его толщиной:

qn =

(4)

Определим расчётную погонную нагрузку на бал-

ку:

q=К gfg+ F{ifg) -a,

(5)

на три несущих элемента — два силовых профиля и часть периферийной юбки. Рассмотрим данный сектор, как треугольный, пренебрегая радиусом кривизны периферийной юбки, получаем равнобедренный треугольник с высотой Л=11,4 м. На основании первой теоремы Паппа-Гульдина, центр тяжести настила, ограниченного сектором, будет располагаться на расстоянии h/3, от края понтона, т.е. 3,8 м. По свойству подобия треугольников, используя значение координаты центра тяжести, найдем среднее расстояние между балками а2:

2 (7)

а2 = ^(2 пЯ/24),

3

а2 = 2(2 • 3,14 • 11,4 /24) = 1,98 м .

где qн — нормативная нагрузка от собственного веса настила; рал — плотность алюминия, рал=2700 кг/м3; 1п — толщина настила, tn= 6 мм = 0,006 м; g — ускорение свободного падения, g = 10 Н/м:

qн = 2700-0,006-10 = 162 Н/м = 0,16 кН/м.

Вычислим расчетную погонную нагрузку для традиционного понтона, с учетом разлива на половину понтона, нагрузку воспринимают 10 силовых профилей, наибольшая длина которого 22,8 м:

(0,16 ■ 1,05 + 17,19-1,20) -1 а. = - = 1,67 кН / м .

1 12

Вычислим расчётную погонную нагрузку для понтона радиальной структуры несущих элементов. С учётом работы всех несущих элементов силовые профили одинаковой длины 11,4 м:

(0,16 -1,05 + 17,19 -1,20) -1,98

а. = - = 1,65 кН / м .

1 24

Расчётная поперечная сила на опоре (традиционная конструкция):

а1 1,67 • 22,8 =^т=--—=-= 19,04 кН .

2

2

где у^ — коэффициент надёжности по нагрузке для веса конструкции, у^ =1,05; ур — коэффициент надежности по нагрузке для равномерно распределенных нагрузок, ур=1,20; аг — расстояние между балками, понтона традиционной конструкции; а2 — среднее расстояние между балками, понтона радиальной конструкции.

При расчёте нагрузки от собственного веса и от разлива продукта хранения (рн), рассматриваем наиболее загруженную половину понтона:

Рн=(Р1+ А (6)

рн = (00,2 + 4,8) /2 = 7,9 кН, Настил понтона радиальной структуры силовых профилей, опирается на 24 балки и периферийную юбку, следовательно, каждый сектор опирается

Расчётная поперечная сила на опоре (радиальная конструкция):

ql 1,65 11,4

Qmax ' = 9,41 КН .

2 2

Расчётный изгибающий момент (традиционная конструкция):

2 2 а1 1,67 • 22 ,82

М = -—=-= 108,52 кН • м.

х 8 8

Расчётный изгибающий момент (радиальная конструкция):

2 2 а1 1,65 • 11,4 2

Мтах =—= -= 26,80 кН • м .

8 8

Проведём сравнение расчётных внутренних усилий в системах традиционного и радиального типа

конструкции, выразим разницу значений в процентном отношении:

Q ТРпх = 19,04 кН > QРАД = 9,41 кН ;

~ тпх ' ~ тпх ' '

19,04 - 9,41

А п = —!-!--100% = 50,58%;

П 19,04

МТР = 108,52 кН • м > М РАД = 26,80 кН • м;

тпх 1 тпх >

108,52 - 26,80 А М =---— • 100 % = 75 ,30 %.

М 108,52

При разливе нефтепродукта на половину понтона внутренние усилия, возникающие в силовых профилях, значительно меньше в понтоне радиальной конструкции.

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

Проведём расчёт внутренних усилий при наливе продукта хранения на всю площадь понтона.

Нагрузка от собственного веса и от разлива продукта хранения по всей площади понтона:

Рис. 4. Усилия опорного кольца от действия нагрузок

Ц

Рис. 5. Расчётная схема листового настила

Рн = ^ (8)

Рн1 = 20,09 +14, 28 = 34,37 кН.

Вычислим расчётную погонную нагрузку для традиционного понтона:

(0,16 ■ 1,05 + 34,37 ■ 1,20) -1

Ч 1 = -

1 24

= 1,73 кН / м .

Вычислим расчётную погонную нагрузку для понтона радиальной структуры несущих элементов:

(0,16 -1,05+34,37 • 1,20) -1,98

?1 =

= 3,43 кН/м.

24

Расчётная поперечная сила на опоре (традиционная конструкция):

ТР ql 1,73 • 22,8 Я = у = 2 = 19,72 кН .

Расчётная поперечная сила на опоре (радиальная конструкция):

РАД а1 3,43 • 11,4 в^ =-=~--= 19,55 кН.

2

2

Расчётный изгибающий момент (традиционная конструкция):

М

2 2 ТР д1 1,73 • 22,82

8

8

= 112,42 кН• м.

Расчётный изгибающий момент (радиальная конструкция):

2 2 ГАд д! 3,43 • 11,42 МРАД = -—= -= 55,72 кН • м.

8

8

Проведём сравнение расчётных внутренних усилий в системах традиционного и радиального типа конструкции, выразим разницу значений в процентном отношении:

Я= 19,72 кН > Я™ = 19,55 кН ;

А я =

19,72 - 19,55

19,72

-• 100% = 0,86%;

М Ц = II2,42 кН • м > М 2 = 55,72 кН • м;

а м =

112,42 - 55,72

112,42

• 100% = 50,44%.

При одинаковой нагрузке на понтоны различных конструкций, результаты расчета свидетельствуют о том, что внутренние усилия в понтоне радиальной конструкции меньше, чем в понтоне традиционного исполнения. На основании результатов расчёта, дальнейшее конструирование производим для понтона радиальной конструкции.

Проведём расчёт опорного кольца понтона, фиксирующего силовые профили. Кольцо является ответственным несущим элементом, принимая во внимание его работу на сжатие и растяжение, так как силовые профили расположены в одной диаметральной плоскости, при необходимости, кольцо можно усилить внутренними распорками (рис. 4).

При равномерном расположении несущих балок, действие их на кольцо можно привести к равномерно распределённой нагрузке:

F

Р =

2 к Я

(9)

F — нагрузка от собственного веса и от разлива продукта хранения по всей площади понтона, рассчитана

по формуле (6), 34,37 кН; г — радиус опорного кольца, предварительно примем 0,5 м;

Тогда растягивающее усилие в кольце от силовых профилей:

Nк = рг (10)

Nк = 10,95 кН . 0,5 м = 5,48 кН =0,548 Н.

Необходимо проверить кольцо на прочность:

о = Nк / Ак < Е (11)

Е — расчётное сопротивление (растяжение, сжатие, изгиб), термически упрочняемого алюминия марки АД31Т, 55 Н/мм2 = 5500 Н/см2 [3]; Ак — площадь сечения кольца, швеллер 8П ГОСТ 8240-89, 8,98 см2:

0,548 Н

о=-= 0,061 Н /см2 < 5500 Н /см2;

8,98 см2

Условие прочности выполняется.

Далее произведём расчёт плоского листового настила (рис. 5), состоящего из алюминиевых листов толщиной 0,6 мм, ширина полосы 1600 мм.

Определим отношение пролета настила к его толщине по приближенной формуле А.Л. Телояна:

I

4 п,

15

72 Е

1 +

п 4 Р сС1 -V 2)

(12)

где I — пролёт балок; t — толщина настила; п0 — пре дельное отношение прогиба к пролету п0 = [1Д]=200 Е — модуль упругости алюминия, Е=0,69105 МПа V — коэффициент Пуассона стали, V = 0,32-0,35 р0 — нагрузка на настил, усилие создаваемое продуктом хранения, 0,07 кН/м2.

Принимаем для настила алюминий марки АД31Т (Е=2,06105 МПа, V = 0,3).

Конструкция понтона состоит из 24 основных балок каркаса, на которые опирается настил. Найдем максимальный пролет между несущими балками для данной конструктивной схемы между несущими балками:

I =

(п • Б

понтона

)

I =

(П • ° п

24

(3,14 • 22,4м)

24

24

= 2,93 м.

При расчёте необходимо учесть, что настил опирается на 24 сектора по три несущих элемента, два силовых профиля и периферийное кольцо.

Конструкция понтона состоит из 24 основных балок каркаса, на которые опирается настил, найдем максимальный пролет для данной конструктивной схемы между несущими балками:

I 4 • 200

15

72 • 0,69 • 1011 Па

1 +■

2004• 70 Па • (1 - 0,352)

= 2749,30 .

При толщине настила t = 6 мм, 1=2749,300,006 = м = 16,49 м, примем 1=2,0 м. Определим силу, растягивающую настил:

Н = у

п

4

I

ЕГ

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

1 -V

(14)

где у1р — коэффициент надёжности по нагрузке, уср = 1,2.

По результатам расчёта принимаем алюминиевый настил со следующими характеристиками: ~\2

3,14

Н =1,2-

1

200

2,06 -1011 Н / м2 • 0,006 м

1-0,35

2

■= 92314,69 Н/м.

(13)

лист из алюминиевых сплавов марки АД31Т ГОСТ 21631-76*, толщина tn= 6 мм, шириной 1=2 м. Ленты настила укладываются внахлест, фиксируются прижимными профилями и болтами с шагом 100-150 мм.

Выводы

Результаты сравнительного анализа двух типов несущих каркасов алюминиевых понтонов на основе расчёта на прочность удостоверяют, что рассмотренные, конструктивные схемы имеют существенные отличия в работе.

Расчёт внутренних усилий, возникающих в несущих элементах, понтонов различной конструкции, показал, что при одинаковой нагрузке на плавающее покрытие, значения усилий разные.

При нагрузке на половину понтона, от попадания нефтепродукта на настил, поперечная сила в несущих балках понтона радиальной конструкции на 50,58% меньше, по сравнению с понтоном традиционного исполнения, а значение момента меньше на 75,44%.

При нагрузке на всю поверхность понтона, от нефтепродукта в случае потопления, момент в несущих балках понтона радиальной конструкции на 50,44% меньше, по сравнению с понтоном традиционного исполнения, значение поперечной силы в этом случае не имеет значительных различий, в силу того, что нагрузку в конструкциях обоих типов воспринимают все элементы каркаса.

Учитывая фактор влияния внутреннего усилия момента в несущих балках, как более существенного, сравнение и анализ результатов несущих элементов, свидетельствуют о более рациональной работе конструкции понтона радиального типа, при соизмеримых затратах на монтаж данных конструкций и одинаковой материалоемкости. О несущественной разнице затрат на материалы свидетельствуют произведенные в работе расчеты плоского листового настила и опорного кольца, фиксирующего силовые профили в понтоне радиальной конструктивной схемы. Наличие дополнительного элемента связи несущих балок, компенсируется возможностью уменьшения сечений силовых профилей на 30-40%, на основании уменьшения вну-

2

4

I

тренних усилий более чем на 50%, что неоспоримо является преимуществом предложенного понтона с радиальной конструкцией.

Сравнение прочностных характеристик понтонов из алюминиевых сплавов различных несущих конструкций для вертикальных стальных резервуаров на основе расчёта на прочность позволяет обоснованно совершенствовать плавающие покрытия путем определения оптимальных сечений несущих элементов, конструктивных схем с учётом оценки экономической целесообразности вносимых изменений в конструкцию [6,7]. Работа в этом направлении способствует появлению новых технологических и конструктивных решений в сфере резервуаростроения и в производстве понтонов из алюминиевых сплавов.

список литературы

1. ГОСТ Р 52910-2008. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2008. — 52 с.

2. ПБ 03-605-03. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. — М.: НТЦ Промышленная безопасность, 2003. — 176 с.

3. СП 128.13330.2012. Свод правил. Алюминиевые конструкции. — М.: Минрегион России 2012. — 91 с.

4. Мустафин Ф.М, Жданов РА., Каравайченко М.Г. и др. Резервуары для нефти и нефтепродуктов: Т 1. Конструкции и оборудование. — СПб.: Недра, 2010. — 480 с.

5. Якшибаев И.Н., Лукьянова И.Э. Линейный расчет математической модели РВСП-5000 в интегрированной системе прочностного анализа и проектирования конструкций SCAD Office // Нефтегазовое дело. — 2013. — № 5. — С. 325-340. Адрес доступа: http://www.ogbus.ru/ authors/YakshibaevIN/YakshibaevIN_1.pdf.

6. Волчков АР, Старчевой И.С. Понтоны для резервуаров вертикальных стальных // Обеспечение промышленной безопасности при эксплуатации резервуаров и резервуарных парков: материалы консультационно-методического семинара. — Уфа: изд-во УГНТУ, 2011. — С. 109-120.

7. Веревкин С.И., Ржавский Е.Л. Повышение надежности резервуаров, газгольдеров и их оборудования. — М.: Недра, 1980. — 284 с.

comparison of strength characteristics of aluminum alloys coverings of different supporting structures for vertical steel tanks

Yakshibaev I.N., Graduate Student

Ufa State Petroleum Technological University (1, Kosmonavtov str., Ufa, 450062, Russian Federation)

E-mail: [email protected] ABSTRACT

Loss reduction from evaporation during storage of crude oil and petroleum products in the vertical cylindrical steel tanks, is achieved by using floating cover sheets - floating covering. The article highlights the approbation of different structural schemes of main framing floating coverings made of aluminum alloys. An aluminum floating covering of traditional design is taken as a basis, with parallel arrangement of frame principal beams, a constructive solution is proposed to the radial location of principal beams. The most important task is to identify what type of structural scheme is the most reliable under the operating conditions of the floating cover sheet. Methods of cover sheets reliability evaluation consist in comparing the strength characteristics. As the basis of design we take tank floating covering with volume of 5,000 m3 and diameter of 22,8 m. Materials, section of girders, the thickness of sheet flooring is given equally to both types of the design schemes.

Loads on floating cover sheet are set and calculated, the largest by value are chosen for strength calculation.

step-by-step calculation of principal beams is performed, the values of the internal forces in load-carrying profiles are defined, structure construction type is chosen for further designing after comparative analysis of the results. Then, with the aim of effect definition of principal structure on floating covering elements, support ring and sheet flooring are calculated, where grades and geometry parameters of estimated elements of floating cover sheet are chosen. The comparison of strength characteristics of floating coverings of aluminum alloys of different bearing constructions for vertical steel tanks is made on the basis of designing and complex of calculations. The above has become the basis to take construction scheme of a radial type as main for bearing floating covering structure.

Keywords: tank, floating covering, aluminum, petroleum, internal forces, constructive scheme, girders, support ring. REFERENCES

1. State Standard GOST R 52910-2008. Rezervuary vertikal'nye tsilindricheskie stal'nye dlya nefti i nefteproduktov. Obshhie tekhnicheskie usloviya. Moscow: Standartinform Publ., 2008. 52 p. [In Russian]

2. Safety Regulations PB 03-605-03. Pravila ustrojstva vertikal'nykh tsilindricheskikh stal'nykh rezervuarov dlya nefti i nefteproduktov. Moscow: Promyshlennaya bezopasnost' Publ., 2003. 176 p. [In Russian]

3. Set of Rules SP 128.13330.2012. Svodpravil. Alyuminievye konstruktsii. Moscow: Minregion Rossii Publ., 2012. 91 p. [In Russian]

4. Mustafin F.M., Zhdanov R.A., Karavaychenko M.G. et al. Rezervuary dlya nefti i nefteproduktov: tom 1. Konstruktsii i oborudovanie. Sankt-Petrsburg: Nedra Publ., 2010. 480 p. [In Russian]

5. Yakshibaev I.N., Luk'yanova I.E. Neftegazovoe delo — Oil and Gas Business. 2013. No. 5. pp. 325-340. Available at: http://www. ogbus.ru/authors/YakshibaevIN/YakshibaevIN_1.pdf [In Russian]

6. Volchkov A.R., Starchevoj I.S. Pontony dlya rezervuarov vertikal'nykh stal'nykh. Obespechenie promyshlennoj bezopasnosti pri ehkspluatatsii rezervuarov i rezervuarnykhparkov: materialy konsul'tatsionno-metodicheskogo seminara. Ufa: UGNTU Publ., 2011. pp. 109120. [In Russian]

7. Verevkin S.I., Rzhavskij E.L. Povyshenie nadezhnosti rezervuarov, gazgol'derov i ikh oborudovaniya. Moscow: Nedra Publ., 1980. 284 p. [In Russian]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.