Разработка научных основ методов ремонта вертикальных стальных резервуаров

• Автор: Тарасенко, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.15.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 299 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ .

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обобщение результатов выполнения комплексной дефектоскопии

РЕЗЕРВУАРОВ.

1.1.1. Анализ причин аварий резервуаров.

1.1.2. Классификация дефектов, обнаруженных при выполнении комплексной дефектоскопии резервуаров.
1.1.3. Требования нормативных документов к величинам допускаемых осадок оснований резервуара.
1.1.4. Результаты статистической обработки результатов измерении неравномерных осадок наружного контура днища резервуаров

1.1.5. Классификагия типов осадок резервуаров, при которых необходимо

исправление наружного контура днища РВС.
1.2. Состояние вопроса по теме исследования.
1.2.1. Обзор способов восстановления геометрической формы резервуаров.
1.2.2. Обзор исследований, посвященных изучению изменения напряженно
деформированного состояния резервуаров в прогрессе их подъема.
1.3. Постановка задачи исследования.
2. НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ РЕЗЕРВУАРОВ ПРИ ДЕФОРМАЦИЯХ НАРУЖНОГО КОНТУРА ДНИЩА .
2.1. Обзор методов расчета напряженнодеформированного состояния
РЕЗЕРВУАРОВ
2.2. Анализ работ, посвященных исследованию напряженнодеформированного состояния резервуаров, имеющих неравномерную
ОСАДКУ
2.3. Определение неравномерной осадки резервуаров, вызывающей
НЕОСЕСИММЕТРИЧНУЮ ДЕФОРМАЦИЮ.
2.4. Напряженнодеформированное состояние стенки резервуара при
НЕОСЕСИММЕТРИЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ.
2.5. Аналитическое решение контактной задачи о взаимодействии ПОДЪЕМНОГО устройства и стенки резервуара
2.6. Теоретическое обоснование количества и свойств подъемных
УСТРОЙСТВ ПРИ РЕМ ТЕ РЕЗЕРВУАРОВ
2.6.1. Анализ результатов вычислений по программе.
2.7. ПРОЧНОСТЬ ФУНДАМЕНТНОГО кольца при воздействии СОСРЕДОТОЧЕННОЙ НАГРУЗКИ.
2.8. УСТОЙЧИВОСТЬ КОРПУСА РЕЗЕРВУАРА ПРИ ПОДЪЕМЕ
вывода ПО 2 ГЛАВЕ
3. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ РВС0 ПРИ ИСПРАВЛЕНИИ ЕГО ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ
3.1. Промышленный эксперимент по исследованию НДС РВС0 в ПРОЦЕССЕ ЕГО ПОДЪЕМА
3.2. Методы и средства измерений
3.2.1. Выбор средств измерений полей несовершенств геометрической формы резервуара
3.2.2. Натурная тензометрия.
3.2.3. Измерение деформаций изгиба
3.2.4. Оценка погрешности измерений деформаций
3.2.5. Технология установки датчиков
3.2.6. Технология промышленного эксперимента по подъему крупногабаритного резервуара
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ .
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РВС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ НАГРУЗОК ОТ ПОДЪЕМНЫХ УСТРОЙСТВ.
4.1. Опыгнопромышленное исследование зависимости между высотой
ПОДЪЕМА РЕЗЕРВУАРА И ПРОГИБАМИ ДНИЩА
4.1.1. Исследование напряжений в днище резервуара с учетом полученных экспериментальных данных
4.1.2. Расчет напряжений изгиба в месте соединения окрайки и полотнища днища.
4.2. ОПЫТПОПРОМЫПиШННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗГИБНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ В СТЕНКЕ РЕЗЕРВУАРА ПРИ ПОДЪЕМЕ
4.3. Исследование деформаций изгиба в стенке резервуара при подъеме.
4.4. Исследование нанряженнодеформироваш юго состояния стенки резервуара от воздействия подъемного устройства ножницы
4.5. Опытнопромышленное исследование деформаций в стенке резервуара от подъемного устройства
4.6. Результаты дополнительных экспериментов по подъему РВС
ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ
5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОБСТВЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ РЕЗЕРВУАРА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ПОДЪЕМНЫХ
УСТРОЙСТВ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
5.1. Использование метода конечных элементов для исследования
НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ, ПРОГРАММНЫЙ комплекс
5.2. Математические модели резервуаров на основе МКЭ.
5.3. Оценка достоверности полученных математических моделей
РЕЗЕРВУАРОВ
5.3.1. Аналитическое решение задачи о напряженнодеформированном состояние стенки РВС.
5.3.2. Сопоставление аналитического решения и решения, полученного при помощи МКЭ.
5.4. Исследование жесткости резервуаров при воздействии
СОСРЕДОТОЧЕННЫХ СИЛ ОТ ПОДЪЕМНЫХ устройств.
5.5. Анализ результатов промышленного эксперимента при помощи математических моделей НА ОСНОВЕ МКЭ.
5.6. Практическая реализация работы
ВЫВОДЫ ПО 5 ГЛАВЕ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Существует ряд других документов, утвержденных на разных уровнях , , , однако их применение не нашло широкого применения на практике, поэтому в данной работе они не рассматриваются. Другие нормативы , 1, 2 полностью дублируют требования в ограничительной части, поэтому в данной работе так же не рассматриваются. Отклонения от горизонтали наружного контура днища нового резервуара не должны превышать величин, регламентированных , 2 и указанных в табл. Таблица 1. По для резервуаров, находящихся в эксплуатации от 5 до лет допустимые отклонения 2 увеличиваются в 1,3 раза таблЛ. Для резервуаров, находящихся в эксплуатации свыше лет допустимые отклонения 2 увеличиваются в 2 раза табл. Таблица 1. У резервуаров емкостью 0 м5, согласно , допускаются отклонения наружного контура днища от горизонтали, приведенные в табл. Таблица 1. Отклонения от горизонтальности наружного контура дниша нового резервуара не должны превышать величин регламентированных , и указанных в табл. Для резервуаров, находящихся в эксплуатации более четырех лет , допускаются отклонения в два раза большие, чем для новых табл. При наличии отклонений днища, превышающих указанные, должен быть проведен ремонт основания с подбивкой гидрофобным грунтом. Одним из недостатков действующей в настоящее время нормативнотехнической документации является предпосылка о том, что до начала процесса деформирования оболочка имела идеальную цилиндрическую форму. В действительности у любого резервуара имеются начальные искривления геометрической формы уже на этапе строительства. Действительно, если произвести расчет изменения напряженнодеформированного состояния при деформировании металлоконструкции от идеальной цилиндрической оболочки до существующего положения, то придем к выводу, что в ней наступили предельные состояния и она должна разрушиться. Ситуация усложняется еще и тем, что значительная часть приемосдаточной документации утеряна, либо фальсифицирована, поэтому получение информации о начальном профиле наружного контура днища резервуара затруднено. Сравнение же результатов геодезических измерений с идеальным цилиндром, на наш взгляд некорректно. Таблица 1. Другим важным аспектом несовершенства нормативной базы является то обстоятельство, что без знания начального профиля неравномерных осадок, при подъеме резервуара мы не разгружаем конструкцию, а создаем дополнительные напряжения в корпусе, часто близкие к критическим, которые совместно с напряжениями от гидростатической нагрузки способны спровог пировать разрушение РВС. Но, безусловно, самым слабым местом в нормативнотехнической базе является требование к соседним точкам через 6 м. Дело в том, что деформативные свойства края оболочки определяются ее цилиндрической жесткостью. Незнание начального положения профиля, приводит к тому, что предписывается исправлять дефекты монтажа, которые не могли развиться в оболочке даже теоретически. В этом случае ремонт также приводит не к разгрузке конструкции в целом, а к созданию дополнительных напряжений в стенках если это теоретически возможно, либо к разрушению металлоконструкций. Таким образом, существующая в настоящее время нормативно техническая база крайне не совершенна и нуждается в переработке. Нередки случаи, когда слепое следование существующим нормативам, при подъемах РВС приводит к созданию аварийных ситуаций. В работах ,,,,,,,,,0,1,2,9,0,4,3 убедительно доказывается, что неравномерная осадка является одной из основных причин разрушений резервуаров. Накопление и систематизация результатов геодезических обследований РВС, в настоящее время, является одной из наиболее важных задач эксплуатации резервуарных парков. Без создания единой информационноаналитической базы данных по дефектам трубопроводов и резервуаров нельзя корректно разработать стохастическую модель теории надежности и определить индивидуальный остаточный ресурс эксплуатируемых объектов. Предлагаемые в настоящее время теории по определению индивидуального остаточного ресурса в условиях неполной информации не обладают достаточной для практического применения достоверностью.