К вопросу о методике расчета остаточного ресурса резервуаров с трещиноподобными дефектами

Г. Х. Самигуллин, А. А. Герасименко

Аннотация


В настоящее время значительная часть стальных вертикальных резервуаров близка к исчерпанию ресурса, либо полностью его выработала, поэтому оценка остаточного ресурса резервуаров после длительных сроков эксплуатации является актуальным вопросом. Для расчета остаточного ресурса резервуаров авторами предлагается методика, которая учитывает вышеуказанные недостатки. На первом этапе прогнозирования остаточного ресурса необходимо провести расчет геометрии конструкции. При этом при моделировании необходимо учесть, что резервуар во время эксплуатации подвергается воздействию различного рода нагрузок (собственный вес элементов конструкции; избыточное внутреннее давление; гидростатическое давление хранимого продукта; снеговые нагрузки; температурные воздействия; ветровые нагрузки и т.д., которые могут изменяться по времени.) Для такого сочетания условий эксплуатационного нагружения при определении НДС РВС задача решается в трехмерной постановке с привлечением метода конечных элементов (МКЭ). В данной статье приведен обзор методик прогнозирования остаточного ресурса резервуаров с трещиноподобными дефектами, а также предлагается новый подход к расчету числа циклов до разрушения резервуаров. Разработанная авторами методика включает в себя моделирование геометрии конструкции с трещиной с приложением реальных эксплуатационных нагрузок, расчет коэффициента интенсивности напряжений и остаточной долговечности на стадии роста трещины для конкретного резервуара.

Ключевые слова


crack-like defects;residual life assessment;the stress intensity factor;vertical steel tank;вертикальной стальной резервуар;коэффициент интенсивности напряжений;оценка остаточного ресурса;трещиноподобные дефекты

Полный текст:

PDF

Литература


1. Болотин В.В. Ресурс машин и конструкций М.: Машиностроение, 1990. 447 с.

2. Семин Е.Е., Тарасенко А.А. Использование программных комплексов при оценке технического состояния и проектирование ремонтов вертикальных стальных резервуаров// Трубопроводный транспорт. Теория и практика. 2006. №4(6) С. 85-87.

3. СА-03-008-08. Резервуары вертикальные стальные сварные для нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и анализ безопасности: (Методические указания). Введ. 2009-05-19.1-е изд. М.: Российская ассоциация экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности (Ассоциация Ростехэкспертиза), 2009. 288 с.

4. Правила технической диагностики резервуаров: РД-16.01-60.30.00- КТН-063-1-05. Введ. 2005-12-15. М., 2005.// diagnostika.ru.

5. Стандарт организации СТО-03-001-06 «Экспертиза промышленной безопасности стальных вертикальных сварных резервуаров для нефти и нефтепродуктов». Введ 19.05,2006. М.: Изд-во «Корина-офсет», 2007. 242 с.

6. РД-23.020.00.-КТН-296-07 Руководство по оценке технического состояния резервуаров ОАО «АК «Транснефть». Введ. 2007-11-02. М, 2007. Ч.1. 135 с.

7. Нагинаев К. Е. Прогнозирование разрушения конструкционных сталей: автореф. дисс… канд. физ.-мат. наук. СПб, 2012. 20 с.

8. Бирилло И.Н., Шкулов С.А., Аленников С.Г. Механические свойства металла стенок трубопроводов в зонах наличия трещиноподобных дефектов// Транспорт и подземное хранение газа: науч.-техн. сб. 2008. №1 С. 69-75.

9. Зимонин Е.А. Влияние сжимающей части цикла знакопеременного нагружения на усталостную долговечность элементов металлических конструкций: автореф. дисс…канд. техн. наук. Челябинск, 2010. 18 с.

10. Морозов Е.М. Расчет на прочность при наличии трещин // Прочность материалов конструкций. Киев: Наукова думка, 1975 С. 323-333.

11. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. 272 с.

12. Зайнуллин Р.С., Постников В.В. Несущая способность сварных сосудов с острыми поверхностными дефектами при малоцикловом нагружении// Сварочное производство. 1982. №7. С 8-10.

13. Зайнуллин Р.С., Морозов Е.М., Александров А.А. Критерии безопасного разрушения элемнтов трубопроводных систем. М.: Наука , 2005. 316 с.

14. Зайнуллин Р.С., Морозов Е.М. Безопасное развитие трещин в элементах оболочечных конструкций / Под ред. А.Г. Гумерова. СПб.: Недра, 2005. 168 с.

15. Зайнуллин Р.С. Несущая способность сварных сосудов с острыми поверхностными дефектами при малоцикловом нагружении// Сварочное производство. 1981. №3. С. 5-7.

16. Когаев В.П., Махутов Н.А., Гусенков А.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: справочник. М.: Машиностроение, 1985. 224 с.

17. РД 153-112-017-97 Инструкция по диагностике и оценке остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров разработана АО «Нефтемонтаждиагностика». Введ. 1997-07-01. М., 1997. 31 с.

18. Нагаев Р.З. Комплексная система обеспечения безопасности эксплуатации резервуарных парков: автореф. дисс…канд. техн. наук. Уфа, 2008. 24 с.

19. Влияние дефектов на режимы и сроки безопасной эксплуатации трубопроводов и резервуаров/ Нагаев Р.З. и др. // Нефтегазовое дело. 2003. С 298-304.

20. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1987. Ч.1 346 с.

21. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность. В 2ч./ Н.А. Махутов. Новосибирск: Наука, 2005. – Ч.2. Обоснование ресурса и безопасности. 610 с.

22. Трубопроводный транспорт нефти: учебник для вузов/ С.М.Вайншток [и др.]; Под ред. С. М. Вайншток. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2004. - Т. 2. 621 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.