Введение к работе
з Актуальность диссертационной работы
ІЗ настоящее время типовые вертикальные стальные резервуары объемом 700 - 20000 м"' и более выполняются с рулонным корпусом, днищем и стационарной щитовой крышей. Днище и корпус изготавливаются на специализированных стендах и поставляются в виде рулонов. Щиты стационарного покрытия изготавливаются на специальных шаблонах и поставляются в виде отдельных блоков.
На современном этапе метод рулонироватм является наиболее прогрессивным в области металлических конструкций, имеющим мощную иHлус1риальную базу и огромный опыт применения его в отечественном ре-зсрвуаростроении. В 1993 году этот метод был признан одним из самых передовых в мировой практике изготовления и монтажа листовых конструкций.
Поэтому (начиная практически с 70-х годов) стоит задача по использованию единой технологии изготовления и монтажа не только рулонировам-ных корпуса и днища, но и стационарного покрытия вертикальных стальных резервуаров, позволяющей существенно снизить ресурсо- и энергоемкость во всех сферах производства.
С совершенствованием метода рулонирования велись поиски новых конструктивных форм резервуарных покрытий, отвечающих требоващ1ям высокомеханизированного и автоматизированного производства, малой ме-тaллоемкocти, сокращения затрат труда при изготовлении и монтаже.
До 70-х годов шло совершенствование сборного стационарного покрытия блочного типа:
использование в конструкции покрытия складок и гофр; -создание конструкций покрытий из унифицированных элементов;
создание конструкций покрытий из гнутосварных элементов. Однако совершенствование конструкции сборного блочного покрытия
не решало полностью проблемы получения единой технологии изготовления, транспортировки и монтажа основных конструктивных частей (корпуса,
днища и стационарного покрытия) вертикальных стальных резервуаров
(РВС). ,
В начале 80-х годов произошел качественный скачок в решении рассматриваемой проблемы - было разработано коническое рулонированное покрытие для РВС объемом 400 м' (проект "Коксохиммонтаж"), однако для РВС объемом 700 м3 и более, проблема получения единого технологического потока изготовления, монтажа и транспортировки основных конструктивных элементов резервуаров оставалась открытой.
Поставленной задаче по разработке нового технологичного покрытия из рулонируемых полотнищ, трансформируемых при монтаже в пространственные оболочки отвечает конструкция рулонированного покрытия, предложенная А.П. Денисовой (СГТУ).
Для возможности широкого применения конструкции рулонированного стационарного покрытия для вертикальных стальных резервуаров объемом до 5000 м3 необходимо провести конструктивные, технологические и экспериментальные исследования.
Целью диссертационной работы является: экспериментально-теоретическое обоснование рулонированного стационарного покрытия для всего параметрического ряда вертикальных стальных резервуаров объемом 100-5000 м, разработка рекомендаций по технологии формообразования купольной оболочки, подкрепленной ребрами сварногнутого профиля; разработка алгоритма расчета и рекомендаций по конструированию, изготовлению плоской заготовки, формообразованию и монтажу рулонированного стационарного покрытия РВС.
Автор защищает:
технологию формообразования ребристых пространственных оболочек из плоских рулонированных заготовок;
конструктивно-технологическое моделирование ребристой купольной оболочки с центральным ядром жесткости;
- конструктивно-технологическое моделирование ребристой купольной
оболочки с центральным кольцом жесткости с учетом технологических тре
бований предьявляемых к стационарному покрытию РВС;
- результаты экспериментально-теоретических исследований мини
мального количества ребер купольного покрытия из условий технологии
формообразования, прочности и деформативности;
рекомендации для определения основных геометрических параметров плоской заготовки и проектной формы рулонированного купольного покрытия;
алгоритм расчета рулонированного купольного покрытия на статическую нагрузку с учетом требований по формообразованию;
результаты экспериментальных исследований напряженно-
деформированного состояния конструкции рулонированного купольного по
крытия РВС; у
- рекомендации по конструированию, расчету, технологии изготовле
ния плоских рулонных заготовок, технологии формообразования и по мон
тажу рулонированных купольных стационарных покрытий для РВС объемом
100-5000 м3\
Научная новизна работы состоит в экспериментально-теоретическом обосновании рулонированного стационарного покрытия вертикальных стальных резервуаров, подкрепленного ребрами сварногнутого типа.
В результате теоретических и экспериментальных исследований разработана технология формообразования ребристых пространственных оболочек из плоских заготовок, обоснована конструкция ребристой купольной оболочки с центральным кольцом жесткости и центральным технологическим отверстием (с учетом технологических требований, предъявляемых к стационарным покрытиям РВС).
Предложена методика для определения геометрических параметров плоской заготовки и проектной формы рулонированного купольного покрытия.
6 Разработаны рекомендации :
по конструированию рулонированного купольного покрытия для РВС объемом 100-5000 м3;
по расчету рулонированного купольного покрытия для РВС объемом 100 - 5000 м3 на действие статической нагрузки из условия формообразования;
рекомендаций по изготовлению плоских рулонных заготовок рулонированного купольного покрытия для РВС объемом 100 - 5000 м3;
рекомендаций по технологии формообразования по монтажу рулонированного купольного покрытия для РВС объемом 100 - 5000 м3.
Результаты работы реализованы в виде программы для ЭВМ, для определения геометрических параметров и напряженно-деформированного состояния рулонированного купольного покрытия. Составлены проекты рулонированного покрытия на стадии КМ для РВС объемом до 5000 м'.
Практическое значение работы состоит в том, что разработанная конструкция рулонированного купольного покрытия позволяет решить задачу по использованию единой технологии изготовления, монтажа и транспортировки основных конструктивных элементов вертикальных стальных резервуаров объемом 100-5000 м на основе метода рулонирования.
Результаты выполненной работы использованы при разработке проектов экспериментального купольного покрытия для РВС объемом 100-5000 м^ Данные проекты подготовлены к рассмотрению в СМУС-2, АООТ "Саратовнефнегаз", АО "Саратовский НПЗ" и дальнейшему использованию при возведении новых и реконструкции существующих РВС,
Результ1ты исследований, представленные на межрегиональной выставке "Нефть-Гса-Тех-97" в виде разработанных рекомендаций, вызвали практический интерес у министерства нефти, газа и недропользования Саратовской области и представителей ряда фирм нефтегазового комплекса Саратовской области.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Саратовского государственного технического университета (1996-1998 гг.); на 1 международной конференции ЭМО - 96 "Экологическое моделирование и оптимизация в условиях техногенеза" г. Солигорск, Беларусь, 1996 г. ; на Международной конференции "Современные проблемы совершенствования и развития металлических, деревянных и пластмассовых конструкций" (Самара, 1996 г.); на 52 Международной конференции профессоров, научных работников, аспирантов и студентов "Технические ВУЗы - Республике" (Минск, 1997г.); на межвузовской научно-методической конференции "Современные технологии в промышленности, строительстве н высшем образовании: инновации опыт проблемы, тивы" (Камышин, 1996 г.); на межвузовской региональной конференции учного общества молодых ученых аспирантов адъюнктоп ctvhеhtoв и курсантов "Путь в науку - формирование творческой личности инженера" (Камышин 1997 г); на международной научно-технической конференции "Современные проблемы строительного материаловедения" Четвертые ака-демические чтения РАСА (Пенза 1998г )
Публикации. По материалам диссертации опубликовано девять научных работ.
Обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 11 таблиц, 72 рисунка и список литературы из 62 наименований.
Работа выполнялась в Саратовском государственном техническом университете в 1996-1998 гг. под руководством канд. техн. наук, проф. И.Н. Малого, канд. техн. наук доц. А.П. Денисовой. Автор выражает благодарность за неоценимую помощь и поддержку, консультации д-ру техн. наук, проф., академику МА ВШ и AT И.Г. Овчинникову. Автор выражает благодарность за участие коллективам кафедр "ТОС" и "СКОС" СГТУ.