Краткая характеристика строительных конструкций

Стр 1 из 2Следующая ⇒

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра строительных конструкций

Курсовой проект на тему:

«Расчёт стенки резервуара для хранения светлых нефтепродуктов»

Магистрант:

гр.М.С.зк 5/06 ________________________

Д.И.Калошина

Руководитель проекта:

к.т.н., доцент ________________________ И.А. Ямбаев

Н. Новгород -2017

Содержание

1. Краткая характеристика строительных конструкций. 2

2. Техническое Заключение о состоянии строительных конструкций резервуара. 3

2.1. Металл крыши резервуара. 3

2.2. Металл стенки резервуара. 4

2.3. Металл днища резервуара. 5

2.4. Основание и отмостка резервуара. 6

2.5. Сварные швы.. 6

2.6. Планово-высотная съёмка резервуара. 7

2.7. Элементы металлической гарнитуры.. 8

(лестницы, ограждение, молниезащита) 8

2.8 Результаты анализа технической документации. 8

3. Нормативная литература. 9

Приложение А. Чертежи. 10

Приложение Б. Расчёт стенки резервуара на прочность и устойчивость. 14

Краткая характеристика строительных конструкций

Резервуар №23 входит в резервуарный парк Нижегородской нефтебазы ООО «ЛУКОЙЛ-Волганефтепродукт» по хранению светлых нефтепродуктов. По конструктивному решению резервуар №23 является вертикальным сварным цилиндрическим резервуаром объемом 100 м³ с плоским днищем и конической стропильной крышей.

Металлические конструкции резервуара изготовлены по чертежам ЦНИИПроектстальконструкция (типовой проект 704-I-49, альбомы I и IV). Монтаж строительных конструкций резервуара выполнен в 1981 г. 2 Горьковским МУ треста «Волгонефтехиммонтаж», СМУ-1 тр. №5 «Нефтезаводстрой», УМ-1 тр. «Строймеханизация».

Основные геометрические параметры резервуара №23 по результатам натурного обследования:

- высота резервуара от днища до верхней кромки стенки – 5950 мм;

- наружный диаметр резервуара по 1-му поясу – 4750 мм.

Предельная высота залива продукта составляет 5644 мм.

Опирание резервуара производится на песчаную подушку. Откосы подушки укреплены бетонной отмосткой.

Покрытие резервуара выполнено сборным, состоящим из несущих элементов покрытия и листового настила. Опирание несущих конструкций покрытия выполнено на обвязочный уголок корпуса резервуара.

Согласно проектным данным типового проекта, а также натурным замерам конструктивные элементы резервуара имеют следующую толщину:

- кровля резервуара – 2, 5 мм;

- днище резервуара – 4, 0 мм;

- стенка резервуара – 4, 0 мм.

Для безопасности и удобства обслуживания оборудования на кровле предусмотрены переходные площадки и ограждение с выходом на лестничную эстакаду, выполненную по типу трехмаршевой лестницы

Для обеспечения требований молниезащиты на крыше резервуара установлен 1 молниеприемник. Заземляющий контур состоит из 2-х молниеотводов, выполненных из полосовой стали.

Основные обмерные чертежи резервуара и фотографии (общего вида, технического состояния и повреждений) представлены соответственно в Приложениях П.1 и П.2.

В соответствии с п.1.4 [6] обследуемый резервуар относится к III классу. По п.7.5 [7] оценка внутренних дефектов сварных швов для резервуаров III класса должна соответствовать 6 классу с объемом контроля вертикальных швов в поясах стенки: 1 и 2 – 10%; 3 – 5%.

Техническое Заключение о состоянии строительных конструкций резервуара

В процессе настоящего обследования выполнены:

-обмерные работы с подготовкой соответствующих чертежей (см. Приложение 1), на основании которых дана краткая характеристика основных строительных конструкций резервуаров;

- 100% визуальный осмотр стенки, крыши и днища резервуара и сравнение его результатов с данными эксплуатационной документации и требованиями РД 08-95-95. Фотографические материалы визуального осмотра приведены в Приложении 2. Результаты визуально-измертиельного контроля приведены в Приложении 7;

- толщинометрия крыши, стенки и днища резервуара. Материалы выполненных обследований по диагностике приведены в Приложении 3;

- диагностики сварных швов и околошовной зоны методом остаточной магнитной памяти металла. Материалы диагностики приведены в Приложении 4;

- дефектоскопия горизонтальных и вертикальных сварных швов стенки. Материалы выполненных обследований по диагностике приведены в Приложении 5;

- планово-высотная съёмка стенки и днища; материалы приведены в Приложении 6;

- проверочные расчеты конструкций стенки резервуара; материалы приведены в Приложении 8;

- оценка отбраковочных толщин и остаточного ресурса стальных конструкций резервуара; материалы приведены в Приложениях 9, 10;

Техническое диагностирование строительных конструкций резервуара проведено в соответствии с требованиями РД 22-01-97 [6], РД 08-95-95 [1] в объеме п.1.14 [1] полного технического обследования с наружной стороны и внутренней стороны с выведением резервуара из эксплуатации, его зачисткой и дегазацией.

По результатам технического диагностирования стальных строительных конструкций резервуар №23 допускается к дальнейшей эксплуатации на полный налив равный 5644 от уровня дна.

При этом необходимо выполнить в установленные сроки предлагаемые рекомендации по ремонту.

Металл крыши резервуара

2.1.1 Визуальный осмотр технического состояния основного металла настила крыши показал следующее:

- имеет место поверхностный коррозионный износ до 8, 0% проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии);

- на локальных участках имеет место язвенная коррозия глубиной до 0, 2мм;

- трещин в металле настила крыши не установлено;

- задиров в металле настила крыши не установлено;

- прожогов и оплавлений не установлено;

- вырывов и расслоений не установлено.

2.1.2. Проведенная средствами ультразвуковой диагностики толщинометрия листов крыши показала, что имеет место коррозионный износ листов, находящийся в пределах 8% от проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии, материалы которой приведены в разделе 3.7 настоящего отчета о НИР).

2.1.3. Сравнение минимальных толщин крыши с отбраковочной показывает на возможность дальнейшей эксплуатации крыши резервуара на небольшой период. При этом принятый период дальнейшей эксплуатации составил – 2 года (при расчетном периоде 2 года). Необходимо выполнить ремонт крыши.

Выводы и рекомендации:

Принимая во внимание, что за отбраковочную толщину металла крыши принимается 8% коррозионный износ листов (п.2.15.17 ИТН-93 «Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств» [12]), допускается дальнейшая безопасная эксплуатация элементов крыши на нормативные нагрузки на срок 2 года. Необходимо выполнить ремонт крыши.

Соответствует требованиям РД 08-95-95 при условии выполнения антикоррозионного покрытие металла настила крыши.

Металл стенки резервуара

2.2.1. По результатам 100% визуально-измерительного контроля технического состояния стенки резервуара на наличие вмятин установлено:

- имеет место поверхностный коррозионный износ на глубину до 12, 0% проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии);

- на локальных участках имеет место язвенная коррозия глубиной до 0, 5 мм;

- трещин в металле стенки не установлено;

- задиров в металле стенки не установлено;

- имеют место локальные набрызги и поры основного металла;

2.2.2. Проведенная средствами ультразвуковой диагностики толщинометрия стенки показала, что имеет место коррозионный износ стенки, находящийся в пределах до 12% от проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии, материалы которой приведены в разделе 3.7 настоящего отчета о НИР).

Максимальные отклонения толщины стенки относительно проектной величины составляют:

для 1-го пояса – 9, 8% (фактическая толщина 3, 61 мм при базовой толщине по проекту 4мм);

- для 2-го пояса – 10, 0% (фактическая толщина 3, 60 мм при базовой толщине по проекту 4мм);

- для 3-го пояса – 8, 5% (фактическая толщина 3, 66 мм при базовой толщине по проекту 4мм);

- для 4-го пояса – 12, 00% (фактическая толщина 3, 52мм при базовой толщине по проекту 4мм);

Таким образом, максимальная скорость коррозии для поясов стенки резервуара составила:

для 1-го пояса – 0, 016 мм/год;

для 2-го пояса – 0, 016 мм/год;

для 3-го пояса – 0, 014 мм/год;

для 4-го пояса – 0, 019 мм/год.

Результаты толщинометрии стенки показывают, что коррозионный процесс (см. скорость коррозии ) металла стенки протекает равномерно. При этом фактические скорости коррозионного процесса (максимальная скорость коррозии 0, 019 мм/год) указывают на слабую агрессивность хранимого продукта.

2.2.3. Сравнение минимальных фактических толщин стенки с отбраковочной толщиной для каждого из поясов показало следующие результаты:

для 1-го пояса – не менее 10 лет (при расчетном периоде 98 лет);

для 2-го пояса – не менее 10 лет (при расчетном периоде 137 лет);

для 3-го пояса – не менее 10 лет (при расчетном периоде 147 лет).

Таким образом, по результатам оценки остаточного ресурса металла стенки резервуара и отбраковочной толщины допускается дальнейшая безопасная эксплуатация стенки на полные значения нормативных нагрузок.

2.2.5. Проверочный расчет стенки резервуара №23 на прочность показал, на достаточную несущую способность стенки резервуара по первому предельному состоянию [4] при высоте налива нефтепродуктом равной 5644 мм от уровня дна.

Проверочный расчет стенки резервуара №23 на устойчивость показал на запас надежности по сравнению с предельными нормативными значениями [4].

Результаты проверочных расчетов приведены в Приложении 8 настоящего отчета о НИР.

Выводы и рекомендации:

Стенка резервуара отвечает требованиям ИТН-93 [Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств], РД 09-102-95 [Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору].

Дальнейшая безопасная эксплуатация стенки резервуара №23 (согласно проведенным расчётам) допускается.

Металл днища резервуара

2.3.1. Визуальный осмотр технического состояния основного металла днища показал следующее:

- имеет место поверхностный коррозионный износ до 20, 0% проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии);

- на локальных участках имеет место язвенная коррозия глубиной до 0, 8 мм;

- трещин в металле днища не установлено;

- задиров в металле днища не установлено;

- прожогов и оплавлений не установлено;

- вырывов и расслоений не установлено.

2.3.2. Проведенная средствами ультразвуковой диагностики толщинометрия листов днища показала, что имеет место коррозионный износ листов по сравнению с базовой проектной толщиной, достигающий 20%.

Результаты толщинометрии днища показывают, что коррозионный процесс (см. скорость коррозии V мм/год) металла протекает равномерно.

При этом фактические скорости коррозионного процесса (максимальная скорость коррозии 0, 02 мм/год) указывают на слабую агрессивность хранимого продукта.

2.3.3. Сравнение минимальных толщин днища с отбраковочной показывает на возможность дальнейшей эксплуатации днища резервуара с учетом остаточного ресурса. При этом принятый период дальнейшей эксплуатации составил – не менее 10 лет (при расчетном периоде 35 лет).

Выводы и рекомендации:

Принимая во внимание, что за отбраковочную толщину металла днища принимается 20% коррозионный износ листов (п.2.15.17 ИТН-93 «Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств» [12]), допускается дальнейшая безопасная эксплуатация элементов днища на нормативные нагрузки без ограничений на срок не менее 10 лет.

Сварные швы

2.5.1. УЗ-контроль сварных швов (п.3.6.5 [1]) прибором УИУ серии «Сканер» выполнен на 12 участках по результатам экспресс-диагностики методом остаточной магнитной памяти металла. Общая длина проверенных участков сварных швов составляет 3794 мм, а именно: длина участка сканирования уторного шва составляет 782 мм при общей длине шва 14930 мм (»5, 23%); длина участка сканирования сварных швов соединения 1-го и 2-го поясов составляет 2456 мм при общей длине шва 14930 мм (»16, 45%); длина участка сканирования сварных швов вертикального соединения поясных листов (обечаек) 1-го пояса составляет 2098 мм при общей длине швов 8940 мм (»23, 47%.). Протоколы ультразвуковой дефектоскопии сварных швов приведены в Приложении 2 к Заключению ЭПБ.

Выводы и рекомендации:

Горизонтальный сварной шов, соединяющий листы 1-ого и 2-ого пояса удовлетворяет требованиям ГОСТ 23055-88 по характеру выявленных дефектов и допускается к дальнейшей эксплуатации.

Вертикальные сварные швы, соединяющие листы 2-ого пояса удовлетворяет требованиям ГОСТ 23055-88 по характеру выявленных дефектов и допускается к дальнейшей эксплуатации.

Приложение 1. Расчёт стенки резервуара на прочность и устойчивость

Формула для определения минимальной толщины стенки каждого горизонтального пояса вертикального резервуара для условий эксплуатации:

(1)

где коэффициент надёжности по нагрузке гидростатического давления;

коэффициент надёжности по нагрузке от избыточного давления и вакуума;

плотность нефти или нефтепродукта, 980 кг/м³;

радиус стенки резервуара, м;

максимальный уровень взлива нефти в резервуаре, 5, 64 м;

расстояние от днища до расчётного уровня, м;

, – нормативная величина избыточного давления;

коэффициент условий работы, для нижнего пояса, остальных поясов;

расчётное сопротивление стали для пояса стенки по пределу текучести, Па.

Расчётное сопротивление материала стенки резервуаров по пределу текучести определяется по формуле:

(2)

нормативное сопротивления растяжению (сжатию) металла стенки, равное минимальному значению предела текучести, принимаемому по государственным стандартам и техническим условиям на листовой прокат;

- коэффициенты надёжности по материалу;

- коэффициент надёжности по назначению, для резервуаров объёмом по строительному номиналу 10 000 м³и более объёмом по строитель-ному номиналу менее 10 000 м³

Вычисление предварительной толщ. стенки для каждого пояса резервуара

Для вычисления используем формулу (1), в которой, начиная со второго пояса, единственным изменяемым параметром при переходе от нижнего пояса к верхнему является координата нижней точки каждого пояса:

Основные геометрические размеры резервуара при проведении прочностных расчётов округляем в большую сторону до номинальных размеров так, чтобы погрешность шла в запас прочности.

Толщина 1 пояса определяется при

Толщина 2 пояса определяется при

Толщина 3 пояса определяется при

Толщина 4 пояса определяется при

Таблица 1.1 – Толщина стенки поясов резервуара

Номер пояса	Расчётная толщина стенки, мм
	9, 23
	5, 97
	3, 84
	1, 74

1.2 Расчёт стенки резервуара на устойчивость

Проверка устойчивости стенки резервуара производится по формуле:

(3)

где расчётные осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;

расчётные кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа;

критические осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;

критические кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа.

Расчётные осевые напряжения для резервуаров РВС определяются по формуле:

(4)

где - коэффициент надёжности по нагрузке от собственного веса;

- коэффициент надёжности по снеговой нагрузке;

вес покрытия резервуара, Н;

вес вышележащих поясов стенки, Н;

полное расчётное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия, Н;

вес покрытия резервуара, Н;

расчётная толщина стенки i-го пояса резервуара, м.

Определение веса крыши

Вес покрытия резервуара рассчитывается по нормативному удельному весу крыши Б4:

Для резервуара объёмом V=100м³ давление крыши

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра строительных конструкций

Курсовой проект на тему:

«Расчёт стенки резервуара для хранения светлых нефтепродуктов»

Магистрант:

гр.М.С.зк 5/06 ________________________

Д.И.Калошина

Руководитель проекта:

к.т.н., доцент ________________________ И.А. Ямбаев

Н. Новгород -2017

Содержание

1. Краткая характеристика строительных конструкций. 2

2. Техническое Заключение о состоянии строительных конструкций резервуара. 3

2.1. Металл крыши резервуара. 3

2.2. Металл стенки резервуара. 4

2.3. Металл днища резервуара. 5

2.4. Основание и отмостка резервуара. 6

2.5. Сварные швы.. 6

2.6. Планово-высотная съёмка резервуара. 7

2.7. Элементы металлической гарнитуры.. 8

(лестницы, ограждение, молниезащита) 8

2.8 Результаты анализа технической документации. 8

3. Нормативная литература. 9

Приложение А. Чертежи. 10

Приложение Б. Расчёт стенки резервуара на прочность и устойчивость. 14

Краткая характеристика строительных конструкций

Основные геометрические параметры резервуара №23 по результатам натурного обследования:

- высота резервуара от днища до верхней кромки стенки – 5950 мм;

- наружный диаметр резервуара по 1-му поясу – 4750 мм.

Предельная высота залива продукта составляет 5644 мм.

Опирание резервуара производится на песчаную подушку. Откосы подушки укреплены бетонной отмосткой.

- кровля резервуара – 2, 5 мм;

- днище резервуара – 4, 0 мм;

- стенка резервуара – 4, 0 мм.

Техническое Заключение о состоянии строительных конструкций резервуара

В процессе настоящего обследования выполнены:

- планово-высотная съёмка стенки и днища; материалы приведены в Приложении 6;

- проверочные расчеты конструкций стенки резервуара; материалы приведены в Приложении 8;

При этом необходимо выполнить в установленные сроки предлагаемые рекомендации по ремонту.

Металл крыши резервуара

2.1.1 Визуальный осмотр технического состояния основного металла настила крыши показал следующее:

- имеет место поверхностный коррозионный износ до 8, 0% проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии);

- на локальных участках имеет место язвенная коррозия глубиной до 0, 2мм;

- трещин в металле настила крыши не установлено;

- задиров в металле настила крыши не установлено;

- прожогов и оплавлений не установлено;

- вырывов и расслоений не установлено.

Выводы и рекомендации:

Металл стенки резервуара

- на локальных участках имеет место язвенная коррозия глубиной до 0, 5 мм;

- трещин в металле стенки не установлено;

- задиров в металле стенки не установлено;

- имеют место локальные набрызги и поры основного металла;

Максимальные отклонения толщины стенки относительно проектной величины составляют:

для 1-го пояса – 9, 8% (фактическая толщина 3, 61 мм при базовой толщине по проекту 4мм);

- для 2-го пояса – 10, 0% (фактическая толщина 3, 60 мм при базовой толщине по проекту 4мм);

- для 3-го пояса – 8, 5% (фактическая толщина 3, 66 мм при базовой толщине по проекту 4мм);

- для 4-го пояса – 12, 00% (фактическая толщина 3, 52мм при базовой толщине по проекту 4мм);

Таким образом, максимальная скорость коррозии для поясов стенки резервуара составила:

для 1-го пояса – 0, 016 мм/год;

для 2-го пояса – 0, 016 мм/год;

для 3-го пояса – 0, 014 мм/год;

для 4-го пояса – 0, 019 мм/год.

для 1-го пояса – не менее 10 лет (при расчетном периоде 98 лет);

для 2-го пояса – не менее 10 лет (при расчетном периоде 137 лет);

для 3-го пояса – не менее 10 лет (при расчетном периоде 147 лет).

Результаты проверочных расчетов приведены в Приложении 8 настоящего отчета о НИР.

Выводы и рекомендации:

Дальнейшая безопасная эксплуатация стенки резервуара №23 (согласно проведенным расчётам) допускается.

Металл днища резервуара

2.3.1. Визуальный осмотр технического состояния основного металла днища показал следующее:

- имеет место поверхностный коррозионный износ до 20, 0% проектной толщины (по данным УЗК толщинометрии);

- на локальных участках имеет место язвенная коррозия глубиной до 0, 8 мм;

- трещин в металле днища не установлено;

- задиров в металле днища не установлено;

- прожогов и оплавлений не установлено;

- вырывов и расслоений не установлено.

Выводы и рекомендации:

12 Следующая ⇒