Методи монтажу вертикальних сталевих резервуарів
Сторінки роботи
зміст роботи
2 МЕТОДИ МОНТАЖУ РВС.
РОЗРАХУНОК СТІНКИ РВС
Найбільш поширеним типом резервуарів для зберігання нафти та нафтопродуктів є вертикальні сталеві циліндричні резервуари. За обсягом типові резервуари регламентуються нормальним рядом: 100; 200; 300; 400; 500; 700; 1000; 2000; 3000; 5000; 10000; 20000; 30000 та 50000 м 3 .
Усі резервуари даного ряду (за винятком у деяких випадках резервуари об'ємом 50000 м 3 ) будують індустріальним методом з рулонних заготовок. Резервуари об'ємом 50000 м 3 споруджують як з рулонних заготовок, так і полистовим способом.
Отже, монтаж вертикальних, сталевих резервуарів можна проводити двома способами: монтаж вертикальних, сталевих резервуарів із рулонних заготовок та монтаж вертикальних, сталевих резервуарів полистовим способом, розглянемо докладніше кожен.
Монтаж резервуарів із рулонних заготовок.
Стінка та днище резервуару збираються на заводі у вигляді плоских полотнищ великих розмірів, зварюють автоматичним зварюванням і згортають у зручні за габаритами для перевезення рулони. На монтажі залізні полотнища розгортають до проектного радіусу резервуара. Перевезені рулони розвантажують із транспортних засобів та піднімають, щоб вони зайняли проектне положення за допомогою самохідного крана або А – образної стріли. Потім роблять "розпушування" рулону (контрольоване збільшення діаметра рулону, внаслідок ослаблення утримуючого каната). Наступним етапом є розгортання рулону та встановленням його в проектне положення, важливо відзначити те, що одночасно з розгортанням рулону роблять і монтаж покриття.
Головною особливістю цього способу є те, що днище та стінка резервуара виготовляються на заводі та згортаються в рулон (для зручності транспортування). Перевага даного методу, це його швидкість і невелика трудомісткість.
Монтаж резервуара полистовим способом.
На даний час цим способом споруджуються резервуари переважно великого об'єму (50000 м 3 ), тому що основна труднощі при спорудженні резервуарів подібного об'єму полягає в тому, що за розрахунком для них потрібна товщина стінки (в нижніх поясах) 28-35 мм. , в той час як рулонування піддаються товщині не більше 16-18 мм.
Полистовим способом споруджуються лише стеки резервуара, а днище споруджують із рулонних заготовок. Листи для монтажу стінки надходять вальцьованими за проектним радіусом. Стінку споруджують за допомогою крана на краю днища за наміченою ризиком (перший пояс), решта поясів монтується в стик за допомогою клинових замків або П – образними скобами. При спорудженні резервуарів шляхом полистовой складання особливу увагу приділяється контролю форми.
Слід зазначити, що застосування полистового монтажу стінки збільшує обсяг монтажних та зварювальних робіт на майданчику і, отже, трудомісткість будівництва.
РОЗРАХУНОК СТІНКИ РВС
2.1 Методика розрахунку
У сталевих вертикальних резервуарах основними розрахунковими елементами є корпус та покриття. Днище, що лежить на піщаному підставі, відчуває незначну напругу. Товщина його визначається умовами зварювання та опором корозії під дією ґрунтової вологи. Незалежно від розмірів резервуара мінімальну товщину листів днища приймають 5 мм. Розрахунок корпусу резервуара роблять за допустимим напругам і за граничним станом. Його можна виконатиспрощеним методом, без урахування згинальних моментів, з безмоментної теорії. У цьому випадку за розрахунковою схемою (рисунок 1) умову рівноваги кільця висотою на глибині отримуємо за формулою:
, (1)
де - Кільцеві зусилля, що розтягують Н/м 2 ; - гідростатичний тиск на глибині Н/м 2 ; - радіус корпусу резервуара в м; - Щільність рідини в кг/м 3 ; - відстань від верху корпусу резервуара до низу розрахункового пояса м; - прискорення сили тяжіння м/с 2 .
З рівняння (1) отримаємо
. (2)
Кільцеві напруги можна визначити за формулою
. (3)
З формули (3) можна визначити за напругою, що допускається, товщину стінки корпусу резервуара на будь-якому рівні:
, (4)
де - допустима напруга в Н/м 2 .
Малюнок 1 – Розрахункова схема резервуару
За нормами Держгіртехнагляду для Ст. 3 = Н/м 2 (1600 кгс/см 2). Найбільша напруга в кожному поясі буде не внизу, де гідростатичний тиск максимальний, а вищий за нижню кромку на 300 мм. Це пояснюється тим, що нижня кромка пояса приварена до днища або пояса нижче.
З урахуванням приварювання нижньої кромки поясів до днища розрахункова формула (4) набуде вигляду
(5)
Товщина листів від пояса до пояса (від нижнього до верхнього) зменшується, тому епюра товщини корпусу резервуара має ступінчастий вигляд.
Розрахунок корпусу вертикального циліндричного резервуара за граничним станом виконують з дотриманням наступної нерівності:
, (6)
де – розрахункове зусилля; - розрахункова (гранична) несуча здатність стінки корпусу резервуара,
;
, (7)
де - розрахунковий тиск у корпусі резервуара в Н/м 2 ; - Коефіцієнт умови роботи; - Коефіцієнт перевантаження; - Розрахунковий опір в Н/м 2 ; для тарозмірності та значення колишні.
Формулу (7) можна записати так:
, (8)
де - розрахунковий опір зварного шва Н/м 2 .
2.2 Приклад розрахунку
Розрахувати корпус сталевого вертикального резервуару ємністю 5000 м 3 (за граничним станом) зі з'єднанням поясів встик.
Вихідні дані для розрахунку: радіус резервуара м; надлишковий тиск Н/м 2 або 200 кгс/см 2 ; щільність нафтопродукту кг/м3; висота резервуара м. Розрахунковий опір зварного шва для контролю зварних швів підвищеним способом Н/м 2 або 2100 кгс/см 2 для контролю звичайним способом або 1800 кгс/см 2 (таблиця 24, [3] ).
По НиТУ 121 – 55 приймаємо коефіцієнт умов роботи рівним, коефіцієнт навантаження для гідростатичного тиску рідини рівним 1,1 та надмірного тиску газів і вакууму 1,2.
Розрахунковий тиск у кожному поясі визначають за формулою (7):
.
Перемноживши розрахункові опори і коефіцієнт умов роботи, отримаємо умови напруженого стану в зварних швах:
Отримані з розрахунку дані зводимо до таблиці 3.