- •«Дальневосточный федеральный университет»
- •Выпускная квалификационная работа
- •Г. Владивосток
- •Введение
- •Проектирование резервуара
- •Исходные данные
- •1.2 Выбор материала конструкции
- •1.3 Расчет оптимальных габаритов резервуара
- •1.4 Расчет толщины стенки резервуара
- •1.4.1 Расчет стенки на прочность
- •1.4.2 Проверка стенки на прочность при гидроиспытаниях
- •1.5 Определение нагрузок, действующих на резервуар
- •1.6 Расчет на устойчивость
- •1.7 Конструкция и расчет покрытия резервуара
- •1.7.1 Расчет настила
- •1.7.2 Расчет поперечных ребер щита
- •1.7.3 Расчет радиальных ребер щита
- •1.8 Расчет колец жесткости
- •1.9 Конструкция и расчет днища
- •1.10 Расчет сопряжения стенки с днищем
- •(79) 1.11 Подбор эксплуатационного оборудования
- •Анализ существующих методов поверки резервуаров
- •Поверка резервуаров объемным методом
- •2.2 Поверка резервуаров геометрическим методом
- •3 Разработка программы поверки резервуаров с использованием технологии лазерного сканирования
- •Принцип работы трехмерных сканеров
- •Методика поверки резервуаров с использованием технологии трехмерного лазерного сканирования
- •3.3 Имитация данных сканирования в среде разработки matlab
- •Программа обработки результатов 3d сканирования
- •3.4.1 Вычисление объема слоев модели
- •Результаты тестирования программы обработки данных сканирования
- •Безопасность жизнедеятельности
- •4.1 Безопасная эксплуатация резервуара
- •4.2 Безопасная эксплуатация оборудования комплекса поверки
- •4.2.1 Безопасность при работе с механическими узлами
- •Экономическая часть
- •Заключение
- •Список литературы
1.4 Расчет толщины стенки резервуара
Сначала определяется уровень максимального взлива нефтепродукта в резервуаре с учетом температурного расширения нефтепродукта:
|
(1.9) |
|
|
Далее вычисляется расстояние от поверхности жидкости при максимальном уровне взлива до нижней кромки рассчитываемого пояса:
|
(1.10) |
где i – номер рассчитываемого пояса. |
|
|
|
Расчет полного давления на пояса резервуара с учетом как гидростатического, так и избыточного давления:
|
(1.11) |
где
и
- коэффициенты надежности по нагрузке,
равные 1,1 и 1,2 соответственно;
– то
же что и в формуле (1.4);
g – ускорение свободного падения;
Pизб – избыточное давление в газовом пространстве резервуара, примем равным 2000 Па.
Предварительный выбор толщин поясов производится с помощью расчета на эксплуатационные нагрузки и нагрузки от гидроиспытаний.
Расчетная минимальная толщина стенки при эксплуатации:
|
(1.12) |
где Pi – гидростатическое давление в расчетном поясе, Па;
r – радиус резеруара, м;
γс - коэффициент условия работы для листовых конструкций, равен 0,7 для первого пояса и 0,8 для остальных поясов.
-
расчетное сопротивление материала
конструкции, Па;
Минимальная расчетная толщина стенки резервуара в каждом поясе для условий гидравлических испытаний:
|
(1.13) |
где
– плотность воды, используемой для
гидроиспытаний, примем 1000кг/м3;
γc – 0,9 для всех поясов резервуара при гидравлических испытаниях.
Наименьшая толщина каждого пояса стенки резервуара выбирается из сортаментного ряда таким образом, чтобы разность толщины стенки и минусового допуска на прокат была не меньше максимума из трех величин:
|
(1.14) |
где
минимальная конструктивно необходимая
толщина стенки РВС для резервуаров
диаметром менее 16 м, эта величина равна
4 мм;
припуск
на коррозию;
минусовой
допуск на прокат листовых конструкций,
равен 0,45 мм.
Припуск на коррозию составляет 2,5 мм, так как срок службы проектируемого РВС 25 лет, при коррозии не более 0,1 мм/г.
Минусовой допуск на прокат выбран, исходя из того, что толщина прокатного листа находится в районе от 1500 до 2000 мм и толщина каждого листа также находится в районе от 5-10 мм.
Таблица 1.4 – Расчетные минимальные толщины поясов
№ пояса |
tc+с, мм |
tд, мм |
tk, мм |
tр, мм |
tр , мм (сортамент) |
8 |
3,0 |
0,4 |
4 |
4,5 |
4,5 |
7 |
3,5 |
0,9 |
4 |
4,5 |
4,5 |
6 |
4,0 |
1,4 |
4 |
4,5 |
4,5 |
5 |
4,5 |
1,9 |
4 |
4,9 |
5 |
4 |
5,0 |
2,4 |
4 |
5,5 |
5,5 |
3 |
5,5 |
2,9 |
4 |
6,0 |
6 |
2 |
6,0 |
3,4 |
4 |
6,5 |
7 |
1 |
7,9 |
4,5 |
4 |
8,3 |
8,5 |
Кольцевые усилия в каждом поясе:
|
(1.15) |
где
– то же, что и в формуле (1.13);
Расчётная предельная несущая способность:
|
(1.16) |
где
– то же, что и в формуле (1.13);
– расчетная
толщина i-того пояса.
Таблица 1.5 – Предельная несущая способность поясов
№ пояса |
N, кПа∙м |
Nпред, кПа∙м |
8 |
93 |
900 |
7 |
195 |
900 |
6 |
297 |
900 |
5 |
399 |
1000 |
4 |
500 |
1100 |
3 |
602 |
1200 |
2 |
704 |
1400 |
1 |
806 |
1279 |
Как видно из таблицы 1.5 – для всех поясов резервуара выполняется условие:
