4. Расчет корпусов надземных резервуаров на изгиб

Горизонтальные цилиндрические надземные резервуары при воздей­ствии поперечных нагрузок (гидростатическое давление жидкости, ве­тер, обледенение и др.) рассчитывают как балку кольцевого сечения, если выполняется неравенство , и как цилиндрическую обо­лочку, если .

Проверку прочности корпуса резервуара на изгиб при наличии гид­ростатического и внутреннего избыточного давлений определяют по формулам (22.34) - (22.37). Так как для оболочки корпуса характерно плоское напряженное состояние, то должно выполняться следующее ус­ловие:

(22.45)

где = 0,9 - коэффициент увеличения надежности сосудов для взрывопожароопасных продуктов; =1 – коэффициент прочности сварных соединений встык, выполненных автоматической сваркой с подваркой корня шва (другие швы в таких резервуарах не допускаются); .

Опорную диафрагму резервуара рекомендуется принимать в виде кольца жесткости, подкрепленного треугольником, из уголков. Наиболь­шие усилия в элементах опорной диафрагмы возникают при полном за­полнении резервуара. Их значения можно определить по приведенным на рис. 22.20 эпюрам М_к и N в элементах опорной диафрагмы при раз­личных углах охвата резервуара седловидной опорой.

Для получения расчетного момента в кольцевой опоре следует зна­чения эпюры М_к (рис. 22.20) умножить на выражение а для получения продольного усилия в элементах опоры значения эпю­ры N умножить на .

Прочность опорного кольца проверяют по напряжениям на внутрен­ней полке кольцевого уголка по формуле

, (22.46)

где - момент сопротивления кольцевого опорного ребра.

Необходимо отметить, что растягивающие напряжения определяют­ся от положительных значений, а сжимающие - от отрицательных зна­чений N и М_к.

§ 5. Сферические резервуары

1. Особенности конструктивных форм

Сферические резервуары предназначены для хранения сжиженных газов под высоким избыточным внутренним давлением (до 250 кПа). Объем их колеблется от 600 до 4000 м³. В отечественной практике получили распространение сфериче­ские резервуары вместимостью 600 и 2000 м³ (рис. 2.24).

Рис. 2.24. Сферический резервуар. Общий вид

Сферические резервуары более сложны в изготовлении, чем цилинд­рические, при этом трудоемкость их изготовления определяется преж­де всего принятой схемой раскроя сферы, которая принимается парал­лельно-меридиональной, экваториально-меридиональной или меридиональной (рис. 2.25).

Рис. 2. 25. Раскрой оболочки сферических резервуаров

а – меридиональный; б – экваториально-меридиональный; в – параллельно-меридиональный

Лепестки для сферических резервуаров изготовляют горячей штам­повкой или холодной вальцовкой. При холодной вальцовке плоской, вы­резанной по шаблону, веретенообразной заготовке толщиной до 36 мм придают двоякую кривизну на многовалковых или шаровых вальцах. При этом обеспечивается меридиональный однопоясной раскрой (рис. 2.25, а).

При изготовлении лепестков горячей или холодной штамповкой наи­более распространенными являются параллельно-меридиональный и ме­ридионально-экваториальный раскрой (рис. 2.25, б и в). Размеры лепест­ков выбирают так, чтобы их можно было перевозить от завода по желез­ной дороге в специальных контейнерах с целью сохранения формы, приданной лепесткам. Сначала лепестки соединяются на прихватках и образуют сферу. Затем их сваривают автоматами с помощью специаль­ных вращателей, которые позволяют выполнять сварные швы в нижнем положении. Все швы подвергают повышенным методам контроля ка­чества.

Сферические резервуары опираются на кольцевую опору или на си­стему стоек, выполняемых из труб или двутавров, причем опирание на стойки более целесообразно, так как обеспечивает большую свободу температурных деформаций. Стойки приваривают к оболочке и соединяют между собой связями, обеспечивающими их пространственную жест­кость. Число лепестков в экваториальном сече­нии должно быть кратным числу опорных стоек, их ширина увязывается с размерами стандартных листов, а длина - с периметром оболочки ( ) с учетом припусков на обработку.

Для сферических резервуаров следует применять марки сталей или алюминиевых сплавов с учетом габаритов резервуаров, температуры хранимого продукта и температуры, характерной для района строитель­ства.