III. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Расчет стенки резервуара на прочность

1. Минимальная толщина листов стенки резервуаров РВС и РВСП для условий эксплуатации рассчитывается по формуле:

, (3.1)

минимальная толщина стенки резервуаров РВСПК для условий эксплуатации рассчитывается по формуле:

, (3.2)

где	n 1	–	коэффициент надежности по нагрузке гидростатического давления n 1 = 1,05;
	ρh	–	плотность нефти, табл. 3;
	g	–	ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2;
	Hmax доп	–	максимально допустимый уровень взлива нефти в резервуаре, м;
	x	–	расстояние от днища до расчетного уровня, м;
	n 2	–	коэффициент надежности по нагрузке избыточного давления и вакуума, n2 = 1,2;
	Pи	–	нормативная величина избыточного давления, Па, принимается по табл. 3.1;
	R	–	радиус стенки резервуара, м;
	jc	–	коэффициент условий работы, jc = 0,7 для нижнего пояса, jc = 0,8 для остальных поясов;
	Ry	–	расчетное сопротивление материала пояса стенки по пределу текучести, Па.

Таблица 3.1

Значение рабочего избыточного давления и вакуума в газовом пространстве резервуаров

Тип резервуара	Рабочее давление, кПа (мм вод. ст.)
избыточное	вакуум
РВС	2,0 (200)	0,25 (25)
РВСП	0,2 (20)	0,2 (20)
РВСПК

 

2. Расчетное сопротивление материала стенки резервуаров по пределу текучести, определяется по формуле:

, (3.3)

где		–	нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла стенки, равное минимальному значению предела текучести, принимаемому по государственным стандартам и техническим условиям на листовой прокат;
	γм	–	коэффициент надежности по материалу, γм = 1,025;
	γн	–	коэффициент надежности по назначению, для резервуаров объемом по строительному номиналу 10000 м3 и более – γн = 1,15, объемом по строительному номиналу менее 10000 м3 – γн = 1,1.

 

Значение минимальной толщины стенки для условий эксплуатации увеличивается на величину минусового допуска на прокат и округляется до ближайшего значения из сортаментного ряда листового проката. Полученное значение сравнивается с минимальной конструктивной толщиной стенки δ_кс, определяемой по таблице 3.2.

Таблица 3.2

Минимальная конструктивно необходимая толщина

Диаметр резервуара D, м	Менее 25	От 25 до 35	35 и более
минимальная конструктивно необходимая толщина δкс, мм

 

В качестве номинальной толщины δ_ном каждого пояса стенки выбирается значение большее из двух величин, округление до ближайшего значения из сортаментного ряда листового проката.

, (3.4)

где	Ci	–	припуск на коррозию (5% от δе);
	Δ	–	фактическое значение минусового допуска на толщину листа, Δ = 0,2 мм;
	δкс	–	минимальная конструктивно необходимая толщина стенки.

 

Решение

 

Исходные данные:

- РВСПК 30000 м³;

- кол-во поясов n = 9;

- высота резервуара H = 17,91 м;

- диаметр резервуара D = 45,6 м;

- плотность жидкости (нефти) 850 кг/м³;

- предел текучести стали 324 МПа.

 

1. По формуле (3.3) определим расчетное сопротивление материала стенки резервуара по пределу текучести

МПа.

 

2. По формуле (3.2) определим минимальную толщину стенки резервуара для условий эксплуатации по формуле

 

Для 1-го пояса:

м. = 17,652 мм.

 

Для 2-го пояса:

м. = 13,639 мм.

 

Для 3-го пояса:

м. = 11,83 мм.

 

Для 4-го пояса:

м. = 10,02 мм.

 

Для 5-го пояса:

м. = 8,21 мм.

 

Для 6-го пояса:

м. = 6,41 мм.

 

 

Для 7-го пояса:

м. = 4,6 мм.

 

Для 8-го пояса:

м. = 2,8 мм.

 

Для 9-го пояса:

м. = 0,99 мм.

 

3. По формуле (3.4) определим номинальную толщину стенки резервуара:

 

Для 1-го пояса: ~ 19 мм.

 

Для 2-го пояса: ~ 15 мм.

Для 3-го пояса: ~ 13 мм.

Для 4-го пояса: ~ 11 мм.

Для последующих поясов (с 5-го – по 9-й) принимаем толщину стенки 11 мм.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4