Оценка напряженно-деформированного состояния стального цилиндрического резервуара с учетом эксплуатационных нагрузок

С. М. Мансурова, Р. Р. Тляшева, А. В. Ивакин, Г. А. Шайзаков, А. С. Байрамгулов

Аннотация


Современные нормативные документы (в частности, ГОСТ Р 52910-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стольные для нефти и нефтепродуктов») не устанавливают предельного срока службы резервуаров. Основанием для демонтажа резервуара являются лишь результаты диагностического обследования – приборного и расчетного (например, определение напряженно-деформированного состояния (НДС) резервуара и его конструкций). В процессе эксплуатации резервуары подвергаются комплексу воздействий статических, малоцикловых, снеговых и ветровых нагрузок, температур и агрессивных рабочих сред, также образуются несовершенства геометрической формы, что приводит к существенному уменьшению несущей способности конструкции, снижению эксплуатационной надежности и сокращению долговечности резервуарных конструкций. Методы численного моделирования, в отличие от стандартных методов расчета на прочность и устойчивость, позволяют на этапе разработки геометрической модели создать адекватную конечно – элементную модель. В статье описан анализ напряженно-деформированного состояния резервуара с учетом эксплуатационных нагрузок при помощи ПК ABAQUS. На основании анализа НДС при помощи моделирования методом конечных элементов на примере резервуара вертикального стального было показано, что напряжения в обечайке распределяются неравномерно, образуя локальные повышенные напряженные зоны, которые при утонении стенки значительно возрастают. Зоны концентрации напряжений, располагающиеся непосредственно в местах сопряжения обечайки и штуцера, а также в области сварного шва первого и второго поясов, не учитываются при расчете по стандартным методикам. Учитывая, что данный объект периодически работает в режиме заполнения и опорожнения, металл обечайки испытывает знакопеременные нагружения, которые в локальных областях в процессе эксплуатации могут достигать малоцикловой области.

Ключевые слова


finite element model.;numerical experiment;stress;stress-strain state;tank;конечно–элементная модель.;напряжение;напряженно-деформированное состояние;резервуар;численный эксперимент

Полный текст:

PDF

Литература


1 ГОСТ Р 52910–2008. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2008. 56 c.

2 Повышение безопасности РВС, длительно эксплуатируемых в условиях низких температур / Шерстобитова Р.Т. [и др.] Уфа: УГНТУ, 2008. 131 c.

3 РД 153–112–017–97. Инструкция по диагностике и оценке остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров, Уфа: 1997.100 с.

4 Рд 08–95–95. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов, М.: Госгортехнадзор России, 1995. 39 с.

5 Технический паспорт вертикального цилиндрического стального резервуара РВС – 10000 №47.: Уфа: Нефтезаводпроект, 1981. 35 с.

6 Методика определения напряженно – деформированного состояния стального цилиндрического резервуара /Кузеев И.Р. [и др.] // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2013. №4. С. 339–347. URL: http://www.ogbus.ru/authors/Kuzeev/Kuzeev_8.pdf




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-1-329-344

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.