Разработка методики восстановления несущей способности резервуара с коррозионными повреждениями

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 25.00.19
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2012
  • Место защиты: Тюмень
  • Количество страниц: 155 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость: 230 руб.
Титульный лист Разработка методики восстановления несущей способности резервуара с коррозионными повреждениями
Оглавление Разработка методики восстановления несущей способности резервуара с коррозионными повреждениями
Содержание Разработка методики восстановления несущей способности резервуара с коррозионными повреждениями
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ НАУЧНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Особенности развития резервуаростроения в аспекте защиты от коррозии
1.2. Анализ причин нарушения работоспособности металлоконструкций резервуаров
1.3. Методы и содержание диагностического обследования резервуаров
1.4. Анализ видов коррозионных повреждений, встречающихся при дефектоскопии вертикальных стальных резервуаров
1.5. Анализ требований российской и зарубежной нормативно-технической документации к допускаемым геометрическим параметрам коррозионных повреждений металлоконструкций
1.6. Анализ методов определения напряженно-деформированного состояния вертикальных стальных резервуаров
1.7. Выводы по главе
ГЛАВА II. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОТЕРИ МЕТАЛЛА И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ
КОРРОЗИИ НА НДС РЕЗЕРВУАРОВ
2.1. Анализ методов прогнозирования коррозии металла резервуаров
2.2. Анализ результатов дефектоскопии коррозионных повреждений резервуаров
2.3. Оценка влияния химического состава подтоварной воды на коррозионную устойчивость металла конструкций резервуара
2.4. Определение степени концентрации напряжений в стенке резервуара при наличии коррозионных дефектов металлоконструкций
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА III. АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И ПОСТРОЕНИЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ
3.1. Современное состояние проблемы повышения прочности резервуаров, подверженных коррозии
3.2. Аналитический метод расчета НДС резервуара, усиленного бандажным кольцом
3.3. Расчет РВС на устойчивость с учетом влияния бандажа

3.4. Оценка краевого эффекта от бандажных колец
3.5. Оценка эффективности усиления стенки бандажами
3.6. Характеристика численных методов расчета оболочечных конструкций
3.7. Построение геометрической и конечно-элементной моделей резервуара
3.8. Оценка достоверности конечно-элементной модели
3.9. Выводы по главе
ГЛАВА IV. ВОССТАНОВЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РЕЗЕРВУАРА С КОРРОЗИОННЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ ПУТЕМ УСТАНОВКИ БАНДАЖНЫХ КОЛЕЦ
4.1. Нормативные требования для оценки полученных результатов
4.2. Планирование численного эксперимента
4.2.1. Предварительные численные расчеты неподкрепленного резервуара с коррозией
4.2.2. Моделирование подкрепления оболочки абсолютно жестким бандажом
4.2.3. Планирование численного эксперимента по подкреплению оболочки резервуара элементами конечной жесткости
4.3. Результаты расчетов, полученных в ходе численного эксперимента по подкреплению оболочки вращения элементами конечной жесткости
4.3.1. Эпюры перемещений и эквивалентных напряжений стенки резервуара при ширине бандажного кольца 100 мм и толщинах 10, 20 и 30 мм
4.3.2. Эпюры перемещений и эквивалентных напряжений стенки резервуара при ширине бандажного кольца 200 мм и толщинах 10, 20 и 30 мм
4.3.3. Эпюры перемещений и эквивалентных напряжений стенки резервуара при ширине бандажного кольца 300 мм и толщинах 10, 20 и 30 мм
4.3.4. Эпюры перемещений и эквивалентных напряжений стенки резервуара при ширине бандажного кольца 400 мм и толщинах 10, 20 и 30 мм
4.4. Анализ полученных результатов
4.5. Основные положения методики восстановления несущей способности РВС-20000 с коррозионными повреждениями
4.6. Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы работы. Известно, что срок эксплуатации значительной части вертикальных стальных резервуаров (РВС) для хранения товарной нефти превысил нормативный. Анализируя причины ремонтов установлено, что больше половины случаев нарушения эксплуатационной пригодности хранилищ приходится на коррозию. Многие коррозионные повреждения, выявленные в ходе частичного диагностирования, относятся к недопустимым и требуют немедленной остановки и вывода из эксплуатации резервуара для ремонта, либо снижения уровня налива нефти с целью уменьшения эксплуатационной нагрузки. Существующие методики разработаны в основном для подкрепления резервуаров со сплошной коррозией по всей высоте стенки, в них не учитывается контактная задача в основании и нелинейный характер деформирования металлоконструкций.
Поэтому разработка научно-обоснованной методики восстановления несущей способности резервуара для хранения товарной нефти с целью компенсации влияния коррозионных дефектов на напряженно-деформированное состояние (НДС) металлоконструкций и обоснования возможности увеличения межремонтного периода является актуальной.
Объектом исследования являются вертикальные стальные резервуары для хранения товарной нефти.
Методы исследования.
В диссертации использованы классические положения строительной механики, теории упругости, механики разрушения, вариационного исчисления и методы математического и регрессивного анализа. Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждается удовлетворительной корреляцией результатов известных аналитических решений и выполненных для них расчетов с использованием численных моделей, разработанных автором.
Обследования резервуаров производились современными методами неразрушающего контроля на поверенном оборудовании с привлечением

ГЛАВА II. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОТЕРИ МЕТАЛЛА И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОРРОЗИИ НА НДС РЕЗЕРВУАРОВ
2.1. Анализ методов прогнозирования коррозии металла резервуаров
С тех пор, как были изучены механизмы протекания коррозии, ученые совершенствуют методы моделирования и прогнозирования скорости коррозии на ответственных объектах [28, 102].
Известно, что все элементы конструкций резервуаров, эксплуатируемых на территории России, выполняются из сталей ВстЗ, 20К, 09Г2, 09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 16Г2АФ и 12Х18Н10Т. Наибольшее распространение при изготовлении стенки резервуаров получили низколегированные стали марок ВСтЗ для резервуаров объемом до 1000 м3 и 09Г2С, 16Г2АФ для объемов свыше 1000 м3.
В работе [98] автор провел экспериментальные исследования коррозионного износа РВС на крупногабаритных моделях, изготовленных из сталей ВСтпс и 09Г2С. Коррозионно-активные компоненты нефтяных средств моделировались агрессивной средой 3%№С1 + 0,1%НС1. Напряженно-деформированное состояние модели определялось с помощью тензорезисторов по величине фибровых меридиональных и тангенциальных деформаций.
В результате эксперимента были установлены зависимости изменения прочностных характеристик стали от коррозионного износа. Серийными испытаниями определен коэффициент уа, учитывающий особенности влияния коррозии на прочность узлов со сварными соединениями. Таким образом, разработанная Э.М. Гутманом формула расчетного сопротивления конструктивного элемента Яр, МПа, приняла следующий вид:
КР = УаК0 ЄХР
(2.1)
где К0 - начальное значение расчетного сопротивления стали, МПа;
АК- уменьшение толщины конструктивных элементов в результате коррозионного износа, м;

Рекомендуемые диссертации данного раздела