Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
I. ПОСТАНОВИ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1. Анализ причин аварий резервуаров, вызванных неравномерными осадками оснований 9
1.2. Результаты натурных обследований геометрической
формы крупногабаритных резервуаров 13
1.2.1. Характеристики обследуемых резервуаров 13
1.2.2. Анализ распределения осадок оснований РВС 15
1.2.3. Анализ отклонений образующих стенки РВС от вертикали 21
1.3. Состояние вопроса по теме исследования 32
1.3.1. Обзор способов восстановления геометрической формы резервуаров 32
1.3.2. Обзор исследований, посвященных изучению изменения напряженно-деформированного состояния резервуаров в процессе их подъема 43
1.4.:Формулирование задачи исследования 47
2.1. Технология промышленного эксперимента по подъему крупногабаритного резервуара 49
2.2. Методы и средства измерений
2.2.1. Выбор средств измерений полей несовершенств геометрической формы резервуара 54
2.2.2. Выбор средств-измерений деформаций корпуса резервуара 56
2.2.3. Выбор средств измерения с учетом допускаемых погрешностей измерения деформаций 66
2.2.4. Тензометрический комплекс ИСД-ТИИ 77
2.2.5. Измерение плоского напряженного состояния прямоугольными тензометрическими розетками 81
2.2.6. Измерение деформаций изгиба датчиками-скобами 84
2.2.7. Технология установки датчиков 90
2.3. Схема установки датчиков и последовательность этапов подъема 92
2.4. Результаты экспериментальных исследований 100
2.4.1. Геодезическое обследование резервуара при неосесимметричном деформировании 100
2.4.2. Экспериментальное исследование зависимости мевду высотой подъема резервуара и прогибами днища 112
2.4.3. Исследование изгибных деформаций в стенке резервуара 117
2.4.4. Исследование деформаций в стенке резервуара от сосредоточенной нагрузки 119
8. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРШІОЖІО-ДІЙОРЖІРОВАШЮГО ДОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЗЕРВУАРА В ПРОЦЕССЕ ПОДЪЕМА И СОПОСТАВЛЕНИЕ ЕГО С РЕЗУЛЬТАТАМИ ЭКСПЕРИМЕНТА 122
3.1. Исследование деформаций изгибав стенке резервуара при подъеме 122
3.2. Исследование напряженно-деформированного состояния стенки резервуара от воздействия подъемного устройства "ножницы" 127
3.3. Прочность фундаментного кольца при воздействии сосредоточенным нагрузки 137
3.4. Исследование напряженно-деформированного состояния днища резервуара в процессе его подъема 145
3.4.1. Исследование напряжений в днище резервуара с учетом полученных экспериментальных данных ,. 145
3.4.2. Расчет напряжений изгиба в месте соединения окрайки и полотнища днища 152
3.5. Устойчивость корпуса резервуара при подъеме 157
3.6. Рекомендации по подъему крупногабаритных резервуаров 167
ВЫВОДЫ 170
ЛИТЕРАТУРА 173
ПРИЯОШШЯ 187
Введение к работе
Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов являются одним из основных технологических объектов нефтебаз и магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов. От их нормальной работы и эксплуатационной надежности зависит экологическая обстановка района, где расположена база хранения нефти и нефтепродуктов, центральные и промежуточные резервуарные парки.
Обеспечение необходимого уровня надежности стального вертикального цилиндрического резервуара (РВС) закладывается на этапах проектирования и сооружения, а осуществляется - на этапе эксплуатации. Однако, очевидно, что реально эксплуатируемый резервуар отличается от своего проектного варианта и условия его эксплуатации также в той или иней мере отличны от тех условий, которые предполагаются на стадии проектирования. , Несмотря на сооружение искусственных оснований и фундаментов под резервуары большого объема неоднородноств- грунтов естественного основания приводит к осадкам, которые существенно меняют характер работы конструкции и создают затруднения при мвнтаже и эксплуатации резервуаров. Основным способом предотвращения осадки резервуаров / /$" , 4 /, является ограничение уровня налива в зависимости от расчетных напряжений,вызванных этими осадками. Такой подход не всегда оказы-— -вается эффективным. Так,в работе / $" / указывается, что частое снижение полезной емкости резервуарного парка до 0,5+0,6 его полного объема приводит к большим потерям. На одной из крупных нефтеналивных станций Сибири из-за больших осадок оснований средний коэффициент заполнения резервуа ров составил 0,65, а на одной из нефтеперекачивающих станций Северного Кавказа - 0,3. Эксплуатация на полную" вместимость резервуаров только данных площадок эквивалентна увеличению суммарной резервуарной емкости на 330 тыо.м3.
Для устранения осадок на практике обычно, выполняют подъем наружного контура днища резервуара /// , ЯР-f /. Имеется много работ / / , 39 , 4 / о разрушениях резервуаров в процессе подъема, или во время гидроиспытаний вследст-вии некачественной подбивки оснований резервуаров. Чаще всего разрушение происходит вблизи уторного шва, либо в полотнище днища. Это обстоятельство объясняется тем, что при проектировании не предусматривалось восприятие резервуаром подобного рода неосесимметричных нагрузок. Единственным узаконенным документом предлагающим технологию подъема с приваркой по периметру РВС через 2,5 м ребер жесткости является / 3" /. Однако, вследствии большой трудоемкости и стоимости работ эта технология практически мало используется, кроме того в ней не отражен целый ряд основополагающих моментов, связанных с обеспечением прочности железобетонного кольца и днища РВС в процессе ремонтных работ, требующих подъема резервуара.
Таким образом, сочетание ряда причин: увеличение вместимости резервуаров, продолжение сооружения РВС методом рулони-рования необходимость строительства резервуаров в районах со слабонесущими водонасыщенными грунтами (в частности в среднем Приобье), естественное "старение" основной части резервуаров (большинство РВС-20000 построенных в Западной Сибири эксплуатируются 15+20 лет) ставит проблему эксплуатационной пригодности резервуаров, претерпевших большие осадки основания, следовательно, и наличия простого и безопасного способа устранения этих осадок. Решение этой проблемы позволит избежать больших экономических потерь как от недоиспользованных объемов существующих парков резервуаров с одной стороны, так и потерь от экономического и экологического ущерба от возможных аварий при отказе от своевременного ремонта оснований,или при выборе научно необоснованной технологии ремонта резервуара.
Большой вклад в разработку методов расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) резервуаров внесли отечественные ученые А.М.Аизен , А.С.Арэунян, Ы.И.Ашкинаэи, В.Л.Бе-резин, П.П.Бородавкин,-В,Б.Галеев, А.Г.Гумеров, Б.А.Егоров, К.К.Пономарев, М.К.Сафарян, Г.С.Чолоян, В.Е.Шутов, их усилиями определены основные методы прочностного расчета РВС.
Дальнейшее развитие исследований НДС резервуаров, от неосесимметричных нагрузках при неравномерной осадке, выполнено в работах В.А.Бурёнина, В.Б.Галеева, Р.М.Зарипова, И.В. Слепнева, К.Кавано, В.Кршупки, С.Ямамошо //У , /f, J/ , f 2$ /. При этом большинство работ посвящены исследованию влияния неравномерных осадок основания резервуара на изменение НДС всей конструкции резервуара, в целом. В то же время задача о напряженно-деформированном состоянии резервуара в процессе подъема является также неосесимметричной, но имеет ряд существенных отличий от исследований приводимых выше. Имеется ряд экспериментальных исследований НДС резервуаров в процессе "подъема, выполненные в основном УНИ, Но в этих работах ставились несколько иные цели, резервуары исшдввалиеь как правило малогабаритные, применялись измерительные приборы невысокой точности имеющие большую зависимость от температуры воздуха. Результаты подобных исследований не могут быть распространены на все типоразмеры резервуаров, эксплуатируемые в различных регионах.
Целью работы является экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния отдельных элементов крупногабаритного резервуара РВС-20000 в процессе их подъема, разработка на его основе теоретического, решения,наиболее полно отражающего процессы происходящие в РВС и создание "Рекомендаций по подъему крупногабаритных резервуаров", которые обеспечат безаварийное выполнение ремонтных работ.
Первая глава работы посвящена описанию объекта исследования. Анализируются причины аварий резервуаров вызванных неравномерными осадками. Приводится статистический анализ геометрической формы крупногабаритных резервуаров (на примере более 80 РВС). Выполняется обзор способов ремонта крупногабаритных j, резервуаров. Приведен обзор работ по исследуемой тематике и сформулирована задача на собственное исследование.
Во второй главе подробно рассматриваются методы и средства измерений. Обосновывается выбор средств измерений с позиций допускаемой погрешности измерения деформаций. Предлагается и обосновывается метод измерения деформаций изгиба датчиками-скобами, а плоского напряженного состояния тензометри-ческими розетками. Описывается технология измерений и установки датчиков на обследуемый резервуар. Приводятся экспериментальные данные по результатам замеров деформации в стенке и днище РВС а так же деформаций изгиба обусловленных влиянием начальных несовершенств стенки резервуара. д В третьей главе приводятся теоретические решения полученные для различных элементов резервуара. Выполнен расчет напряжений в стенке РВС под воздействием сосредоточенной нагрузки от гидродомкрата.
Похожие диссертации на Напряженно-деформированное состояние крупногабаритных резервуаров при ремонтных работах.
