Расчет толщины стенки резервуара

Сначала определяется уровень максимального взлива нефтепродукта в резервуаре с учетом температурного расширения нефтепродукта:

	(1.9)

Далее вычисляется расстояние от поверхности жидкости при максимальном уровне взлива до нижней кромки рассчитываемого пояса:

	(1.10)
где i – номер рассчитываемого пояса.

Расчет полного давления на пояса резервуара с учетом как гидростатического, так и избыточного давления:

(1.11)

где и - коэффициенты надежности по нагрузке, равные 1,1 и 1,2 соответственно;

– то же что и в формуле (1.4);

g – ускорение свободного падения;

P_изб – избыточное давление в газовом пространстве резервуара, примем равным 2000 Па.

Предварительный выбор толщин поясов производится с помощью расчета на эксплуатационные нагрузки и нагрузки от гидроиспытаний.

Расчетная минимальная толщина стенки при эксплуатации:

(1.12)

где P_i – гидростатическое давление в расчетном поясе, Па;

r – радиус резеруара, м;

γ_с - коэффициент условия работы для листовых конструкций, равен 0,7 для первого пояса и 0,8 для остальных поясов.

- расчетное сопротивление материала конструкции, Па;

Минимальная расчетная толщина стенки резервуара в каждом поясе для условий гидравлических испытаний:

(1.13)

где – плотность воды, используемой для гидроиспытаний, примем 1000кг/м³;

γ_c – 0,9 для всех поясов резервуара при гидравлических испытаниях.

Наименьшая толщина каждого пояса стенки резервуара выбирается из сортаментного ряда таким образом, чтобы разность толщины стенки и минусового допуска на прокат была не меньше максимума из трех величин:

(1.14)

где - минимальная конструктивно необходимая толщина стенки РВС для резервуаров диаметром менее 16 м, эта величина равна 4 мм;

- припуск на коррозию;

- минусовой допуск на прокат листовых конструкций, равен 0,45 мм.

Припуск на коррозию составляет 2,5 мм, так как срок службы проектируемого РВС 25 лет, при коррозии не более 0,1 мм/г.

Минусовой допуск на прокат выбран, исходя из того, что толщина прокатного листа находится в районе от 1500 до 2000 мм и толщина каждого листа также находится в районе от 5-10 мм.

Таблица 1.4 – Расчетные минимальные толщины поясов

№ пояса	tc+с, мм	tд, мм	tk, мм	tр, мм	tр , мм (сортамент)
	3,0	0,4		4,5	4,5
	3,5	0,9		4,5	4,5
	4,0	1,4		4,5	4,5
	4,5	1,9		4,9
	5,0	2,4		5,5	5,5
	5,5	2,9		6,0
	6,0	3,4		6,5
	7,9	4,5		8,3	8,5

 

Кольцевые усилия в каждом поясе:

(1.15)

где – то же, что и в формуле (1.13);

Расчётная предельная несущая способность:

(1.16)

где – то же, что и в формуле (1.13);

– расчетная толщина i-того пояса.

 

Таблица 1.5 – Предельная несущая способность поясов

№ пояса	N, кПа∙м	Nпред, кПа∙м

Как видно из таблицы 1.5 – для всех поясов резервуара выполняется условие:

Расчет стенки на прочность

Проверочный расчет на прочность для каждого пояса стенки резервуара:

(1.17)

где - меридиональное напряжение (напряжение вдоль образующей);

- кольцевое напряжение.

- меридиональное напряжение с учетом коэффициентов надежности по нагрузки и коэффициентов для основного сочетания нагрузок вычисляется для нижней точки пояса по формуле:

(1.18)

где - вес металлоконструкции выше расчетной точки;

- собственный вес покрытия, площадок, ограждения и стац. оборудования;

- вес утеплителя выше расчетной точки;

- показатель снеговой нагрузки для данной местности, равен 1800 Па;

- избыточное давление в резервуаре, примем равным 2000 Па;

- толщина i-ого слоя (с вычетом надбавки на коррозии и допуск).

Вес металлоконструкции вычислим по формуле:

(1.19)

где ρ_М – плотность стали, для 09Г2С она равна 7850 т/м³;

– высота стенки выше рассматриваемого уровня;

- коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса

металлоконструкций, принимаемый равным 1,05;

– номинальная толщина i-го пояса стенки.

Вес стенки определяется для каждого пояса, результаты в таблице 1.6.

Таблица 1.6 – Вес стенки для каждого пояса

Пояс	GM
	1179,4
	2358,8
	3538,2
	6239,5
	9701,6
	13924,7
	21571,9
	33784,6

 

Собственный вес покрытия, площадок ограждения и стационарного

оборудования:

	(1.20)

где – нормативное значение распределенной нагрузки от веса покрытия, площадок ограждения и стационарного оборудования, приближенно может быть определено по обобщенным показателям [21] в зависимости от объма резервуара, принимаем равным 0,31.

– кольцевое напряжение вычисляется для нижней точки каждого пояса по формуле:

(1.21)

где - плотность нефтепродукта, кг/м³;

- высота столба жидкости, м;

- радиус резервуара, м;

- толщина рассчитываемой стенки, м;

- избыточное давление паров нефтепродукта, Па.

Для цилиндрической оболочки должно выполняться следующее условие:

(1.22)

где - коэффициент надежности по назначению, равен 1,05;

- тоже, что и в формуле (1.12);

- тоже, что и в формуле (1.12).

Все полученные величины сведем в таблицу 1.7.

 

 

Таблица 1.7 – Проверка стенки на прочность

№ пояса	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа
	0,79	55,6	190,5	55,2
	0,80	115,4	190,5	115,0
	0,82	175,1	190,5	174,7
	0,65	177,6	190,5	177,2
	0,55	179,0	190,5	178,8
	0,49	180,0	190,5	179,8
	0,41	158,5	190,5	158,2
	0,35	132,3	143,3	132,1

Как видно из таблицы 7, для всех поясов проверка стенки на прочность прошла успешно в каждом поясе, и корректировки толщины не требуется.