
- •Інженерні споруди конспект лекцій
- •1. Резервуари
- •1.1. Основні відомості
- •1.2. Циліндричні залізобетонні резервуари
- •1.3. Основні положення розрахунку циліндричних залізобетонних резервуарів
- •1.4. Прямокутні залізобетонні резервуари
- •1.5. Основні положення розрахунку прямокутних залізобетонних резервуарів
- •1.6. Основні поняття про металеві листові конструкції
- •1.7. Металеві резервуари для води
- •1.8. Металеві резервуари для нафтопродуктів
- •1.8.1. Вертикальні циліндричні металеві резервуари низького тиску
- •1.8.2. Металеві резервуари підвищеного тиску
- •1.9. Газгольдери
1.8. Металеві резервуари для нафтопродуктів
Типи і схеми резервуарів. Резервуари для нафтопродуктів у більшості випадків мають вигляд циліндричних місткостей з плоскими днищами, які через піщану основу опираються на грунт (рис. 1.10, а). Застосовуються також циліндричні резервуари зі сферичним днищем (рис. 1.10, б), краплеподібні резервуари з просторовим або плоским днищами (рис. 1.10, б, г), кулясті та горизонтальні циліндричні резервуари (рис. 1.10, д, е).
Рис. 1.10. Схеми резервуарів для нафтопродуктів: а – з плоским днищем; б – зі сферичним днищем; в, г – краплеподібні з просторовим або плоским днищем; д, е – кулясті та горизонтальні циліндричні
Для зберігання нафти і нафтопродуктів з низькою пружністю парів застосовують наземні вертикальні циліндричні резервуари низького тиску (до 2,0 кН/м2).
Світлі нафтопродукти та інші рідини з високою пружністю парів зберігаються в резервуарах підвищеного тиску (до 70...200 кН/м2 – для легких рідин і до 60...1800 кН/м2 – для зріджених газів). Резервуари підвищеного тиску мають криволінійні обриси елементів, які плавно з’єднуються між собою. Існують також резервуари спеціальних конструкцій з понтонами і з плаваючою покрівлею.
1.8.1. Вертикальні циліндричні металеві резервуари низького тиску
На практиці часто застосовують типові резервуари низького тиску місткістю від 100 до 20 000 м3. Конструкція вертикального циліндричного резервуара складається з днища, корпуса та покриття.
Днище
резервуара встановлюється на піщану
подушку висотою 200...350 мм над поверхнею
землі. Товщина днища приймається
конструктивно:
при діаметрі резервуара
,
при
і
при
.
Корпус резервуара під дією гідростатичного тиску рідини розтягується, і товщина його листів визначається розрахунком, але за умовою зварювання не повинна бути меншою 4 мм. Листи товщиною 6 мм і більше зварюються встик, а при меншій товщині зварювання виконують внакладку, причому зовнішній шов приймають суцільним, а внутрішній – уривчастим довжиною 100 мм і з просвітом 300 мм. У випадку зберігання сильноагресивних продуктів (наприклад, сірчаної нафти) обидва кільцеві шви доцільно виконувати суцільними.
Покрівля резервуара опирається на корпус та центральний стояк, товщину її листів приймають 2,5...3,0 мм.
Останнім часом резервуари будують зі застосуванням виготовлених на заводах листових рулонів полотнищ днища і корпуса; при монтажі їх розгортають, рихтують і з’єднують.
Для
резервуарів місткістю до 10 000 м3
оптимальне відношення висоти до
діаметра резервуара
перебуває
в межах 1/2–1/5. Сталеві листи для резервуарів
мають єдиний розмір – 15006000
мм, а тому для обчислення висоти Н
беруть до уваги кратність ширини листа.
Корпус резервуара розраховують як циліндричну оболонку, навантажену внутрішнім гідростатичним і збитковим тиском.
Напруження на розтяг у стінці:
,
(1.37)
де
–
гідростатичний тиск за законом трикутника
на глибині
від поверхні рідини;
– коефіцієнт надійності щодо навантаження;
– питома вага рідини;
– заданий збитковий тиск середовища
з коефіцієнтом надійності щодо
навантаження
;
– радіус резервуара;
– товщина стінки резервуара;
– коефіцієнт умови роботи корпуса.
Товщина листів кожного поясу корпуса резервуара визначається з формули (1.37) за умови повного заповнення рідиною, причому відстань х приймають від верху корпуса до нижнього краю поясу.
Товщина днища цього типу резервуара має незначні напруження, тому товщину його листів приймають конструктивно.
У місці з’єднання-защемлення корпуса з днищем виникає згинальний момент, який обчислюють за формулою
,
кНсм/см
(1.38)
де Н – висота резервуара.
Виступ днища приймають рівним 50 мм для того, щоб не збільшувати жорсткості з’єднання стінки з днищем. У місці з’єднання днища зі стінкою резервуара міцність зварних швів перевіряють за формулою
,
(1.39)
де
– момент опору 1 см двох кутових швів.
Товщину шва приймають не менше
і не менше 4 мм. Якщо міцність з’єднання
забезпечена, не потрібно перевіряти
міцність корпуса на згин.
Покрівлю резервуара розраховують на такі навантаження:
а)
власна маса металевих конструкцій
0,2...0,4 кН/м2
з коефіцієнтом надійності щодо
навантаження
;
б) термоізоляція 0,45 кН/м2, ;
в) сніг відповідно до району будівництва;
г) вакуум 0,25 кН/м2.
Окрім цього, покрівлю перевіряють на зворотну дію навантаження від збиткового тиску 2,0 кН/м2 і пасивного тиску вітру. У даному разі вважають, що сніг і термоізоляція відсутні. Прольоти і поперечні ребра покрівельних щитів розраховують як однопролітні балки, а листову обшивку – як тонкі пластини.