Горизонтальные цилиндрические резервуары для нефти и нефтепродуктов. Пример расчета опорного кольца жесткости с диафрагмой в виде треугольника

ГЛАВА  IV

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

4.1. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Горизонтальный резервуар состоит из корпуса (стенки), двух днищ, опорных диафрагм, промежуточных колец жесткости, опор (рис. 4.1).

Рис. 4,1. Горизонтальный резервуар с плоскими днищами:

I- стенка; 2 - днище; 3 - опорная диафрагма 4— промежуточное колыго жесткости; 5 —опора; 6 - лаз; 7 - заземление

Стенка резервуара выполняется из нескольких листовых обечаек. Каждая обечайка изготавливается из листовой или рулонной стали. Ширину листов принимают в пределах 1500...2000 мм. Листы и обечайки соединяются между собой сварными стыковыми швами, за исключением монтажных стыков, которые могут свариваться внахлестку.

Для повышения жесткости стенки ее укрепляют опорными и промежуточными кольцами жесткости. Опорные кольца жесткости имеют дополнительную, чаше всегс треугольную диафрагму. Днище резервуара конструируют плоским при избыточном давлении до 40 кПа и коническим - до 70 кПа. Плоское днище может быть безреберным и ребристым. Для обеспечения жесткости при транспортировке и монтаже, восприятия вакуума и ветровой нагрузки стенку резервуара усиливают кольцами жесткости из прокатных уголков, свальцованных на перо и приваренных пером к стенке. Промежуточные кольца жесткости обязательно следует ставить при Ht£ 200 (г - радиус сечения стенки, t- толщина стенки резервуара).

Ре ком ендуемая толщина стенки рассматриваемого горизонтального цилиндрического резервуара повышенного давления принимается равной 4 или 5 мм в зависимости от объема и избыточного давления в резервуаре. В типовых резервуарах величина радиуса сечения колеблется в пределах от ],0 м до ],62ы(у=25-.ЛО0ы\

104

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Ддн рзссматрнваемасх} гшга резервуаров при (=4 или Sмм величина, rftвсегда больше 200. Поэтому необходимы промежуточные кольца жесткости, которые располагают через 1,5-И ,8 м в зависимости от ширины листов, применяемых для стенки. В качестве промежуточных колец жесткости рекомендуется применять неравно полочные горячекатаные уголки по ГОСТ8510-&6*(Ц93):

-при V- 25.,. 50 м³ - номер уголка В/5 (Z80x50x5);

-  при V= 75,.. 100 м³ - номер уголка 9/5,6 (Z 90x56x6).

Надземные резервуары опираются на две седло видные опоры, расположенные на расстоянии 0,586 1_Р друг от друга, или на две опоры стоечного типа. Угол охвата седловидной опоры изменяется от 60 до 120°. Корпус резервуара оборудуется штуцерами для загрузки, забора и вентиляции, горловиной с лазом и крышкой для осмотра, очистки и ремонта резервуара, а яякже наружной лестницей и заземлением.

4.2. НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СТЕНКИ И ДНИЩ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Элементы горизонтального цилиндрического резервуара подвергаются воздействию нагрузок:

-  гидростатическое давление жидкости; -избыточное давление паров жидкости;

-  вакуум;

-  собственный вес;

-  ветровая нагрузка;

-  гололед.

Нагрузка в виде гидростатического давления зависит от плотности хранимой жидкости и глубины отсчета от ее поверхности, т.е.

где у^ = 1.1;

р_ж - плотность жидкости;

h - глубина отсчета от поверхности жидкости.

Величина избыточного давления задается где Y/i = 1Д Расчетная величина вакуума принимается равной где /^^

Численные исследования тонкостенных резервуаров, проведенные автором, показали следующее: нормальные напряжения в стенке резервуара

105

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

от собственного веса не превышают 0,05 кШсм², от ветровой нагрузки (для I района) не более 0,2 кН/см² Гололедная нагрузка также вызывает малые значения нормальных напряжений, Поэтому в дальнейшем исключены из рассмотрения нагрузки от собственного веса, ветра и гололеда.

Стенка горизонтального цилиндрического резервуара представляет собой замкнутую цилиндрическую оболочку средней длины (0,5 <lfr< 10), свободно опирающуюся на две опоры. Такие оболочки рассчитывают на основе полумоментной теории В.З, Власова (изгибающие моменты вдоль образующих оболочки не учитывают, а в кольцевом направлении учитывают) и предположений В. В. Новожилова [13]:

1)  пренебрегают касательным перемещением в выражении поперечной изгибной деформации;

2)  исключают из дифференциального уравнения равновесия элемента оболочки член_т содержащий поперечную силу Q_it

С учетом указанных допущений в сечениях стенки горизонтального резервуара учитывают следующие усилия (рис. 4.2):

/Vl - продольное (вдоль образующей) нормальное;

N₂ - кольцевое нормальное; Мг - кольцевой изгибающий момент;

Г-касательное. При   определении   продольного нормального усилия JV, от собственного веса резервуара, гидростатического давления жидкости при полном заполнении резервуара, сейсмических воздействий цилиндрическую замкнутую оболочку (стенку) можно заменить балкой кольцевого сечения при любых соотношениях геометрических параметров резервуара. Во всех остальных случаях стенку резервуара следует рассматривать