Тех диагнотика 5ая работа. 5ая работа Мусин. Поверочный расчет стенки вертикального цилиндрического резервуара на прочность и устойчивость вследствие коррозионного износа

Название	Поверочный расчет стенки вертикального цилиндрического резервуара на прочность и устойчивость вследствие коррозионного износа
Анкор	Тех диагнотика 5ая работа
Дата	17.04.2023
Размер	87.4 Kb.
Формат файла
Имя файла	5ая работа Мусин.docx
Тип	Отчет #1068093

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Промышленная безопасность и охрана труда»

Отчет о практической работе по дисциплине

«Техническая диагностика» на тему:

Поверочный расчет стенки вертикального цилиндрического резервуара на прочность и устойчивость вследствие коррозионного износа

Выполнил: студент гр. ББП-20-02 С.С.Панин

Проверила: доцент, канд. техн. Наук Е.В. Давыдова

Уфа-2023

ВАРИАНТ 4

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Объем резервуара V, м³		№ 392
номинальный		400
полезный		395
Тип резервуара		вертикальный стальной цилиндрический со стационарной крышейбез понтона
Продукт плотность , кг/м³		экстракт 970
КОНСТРУКТИВНЫЕ ДАННЫЕ
1. Корпус (стенка)					цилиндрический
Количество поясов					6
Толщина поясов, мм	I-VI-4
Диаметр D, м						8,24
Полная высота Н_о, м						8,24
Высота налива продукта (дт) Н_нал, м						7,42
Высота пояса h_i (только верхнего), м						1,5 (0,74)
Материал расчетное сопротивление R_у, МПа модуль упругости Е, ГПа						Ст3 200 200
2. Крыша толщина, мм						коническая 2,5
3. Днище толщина, мм			плоское 4
НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
Нормативные нагрузки, кПа
избыточное давление P_и				2
вакуум q_вак				0,2
ветровая p_вет				0,3
Вес крыши резервуара с учетом оборудования на крыше Q_n, кН				25
ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ
Коэффициент надежности по нагрузке для избыточного давления							1,0
Коэффициент условий работы
для нижнего пояса							0,7
для остальных поясов							0,8
Припуск на коррозию с, мм							0,2

АКТ

проведения ультразвуковой толщинометрии

от 18 мая 2010 г.

Оборудование – резервуар РВС-400, № 392

1. Объект измерений: Металлические конструкции резервуара: корпус, кровля, днище.

2. Нормативные документы: ГОСТ 20415-82, РД 08-95-95.

3. Средства измерений: ультразвуковой толщиномер ТУЗ-2, зав. № 810, поверен 27.05.09 (свид. № 12 / 1402), паспортная ошибка прибора не более 0,1 мм; стандартные образцы предприятия (из комплекта поставки толщиномера).

4. Результаты измерений. Схема расположения точек замеров прилагается (рис. В1)

4.1. корпус резервуара (из 6 поясов номинальной толщины t₀ = 4 мм).

Iпояс
№ точки	1	2	3	4		5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
t_изм, мм	4,5	3,8	3,7	6,3		5,3	6,1	3,9	3,9	4,4	4,2	4,1	4,1	4,1	4,2	4,0
IIпояс
№ точки	16	17	18	19		20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
t_изм, мм	4,4	4,4	4,4	4,3		4,3	4,0	3,5	3,6	3,5	3,9	3,9	4,1	3,7	3,7	4,3
IIIпояс					IVпояс			Vпояс			VIпояс
№ точки	31	32	33	34		35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45
t_изм, мм	4,4	4,1	3,9	3,9		4,3	3,5	3,6	3,9	4,2	3,5	3,7	3,9	3,6	3,7	3,5

4.2. кровля резервуара ( t₀ = 2,5 мм )

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
t_изм, мм	2,4	2,6	2,6	2,5	2,8	2,5	2,5	2,6	2,4	2,4	2,6	2,3
№ точки	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
t_изм, мм	2,5	2,5	2,1	2,5	2,1	2,3	2,4	2,4	2,5	2,2	2,4	2,2

Примечание. Замеренные толщины кровли выше отбраковочной величины, равной согласно РД 08-95-95 половине номинальной, т.е. t_отб = 1,25 мм

4.3. днище резервуара ( t₀ = 4 мм )

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
t_изм , мм	3,6	3,9	3,8	4,1	3,7	4,0	3,6	3,9	4,1	3,9	4,0	3,8
№ точки	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
t_изм , мм	3,9	3,7	3,5	4,0	3,8	4,1	3,9	3,6	3,9	4,0	3,7	3,5

Примечание .Замеренные толщины днища выше отбраковочной величины, равной согласно РД 08-95-95 половине номинальной, т.е. t_отб = 2,0 мм.

Цель работы: расчет вертикального цилиндрического резервуара на прочность и устойчивость, малоцикловую усталость, трещиностойкость.

1. Поверочный расчет резервуара на прочность и устойчивость

1.1.1 Расчёт стенки резервуара на прочность.

По формуле определяем кольцевое напряжение в нижней точке каждого пояса. Для первого пояса:

МПа.

Для второго пояса:

МПа.

Для третьего пояса:

МПа.

Для четвертого пояса:

МПа.

Для пятого пояса:

МПа.

Для шестого пояса:

МПа.

По формуле рассчитаем минимальную толщину стенки для каждого пояса, необходимую для обеспечения прочности стенки при действии гидростатического давления.

Для первого пояса:

2,11 мм

Для второго пояса:

1,47 мм
Для третьего пояса:

1,1 мм

Для четвертого пояса:

0,72 мм

Для пятого пояса:

0,355 мм

Для шестого пояса:

0,17 мм

Таблица 2 – Результаты расчета стенки резервуара на прочность

Резервуар РВС-400 (продукт – экстракт, высота налива Н_нал=7,42 м)

Расчетные параметры	Пояс
Расчетные параметры	I	II	III	IV	V	VI
Высота столба жидкости H_i, м	7,42	5,92	4,42	2,92	1,42	0
Толщина, мм
проектная t₀	4	4	4	4	4	4
минимальная замеренная t_min	3,7	3,5	3,9	3,9	3,6	3,5
расчетная t_min	2,11	1,47	1,1	0,72	0,355	0,17
Напряжения, МПа
фактическое
допускаемое	140	160	160	160	160	160
Условие прочности	вып.	вып.	вып.	вып.	вып.	вып.

1.1.2 Расчёт стенки резервуара на устойчивость.

По формулам и вычислим критические напряжения потери устойчивости:

По формулам вычислим коэффициент С:

0,074∙2,06∙ 10¹¹∙

12,95 Мпа

По формуле вычисляем редуцированную высоту стенки резервуара:

;

7,23 м

1,6 Мпа

Расчётные осевые напряжения вычисляются для нижней точки каждого пояса стенки резервуара по формуле.

Для первого пояса:

σ₁₁=

2,13 Мпа

Для второго пояса:

σ₁₂=

2,11 Мпа

Для третьего пояса:

σ₁₃=

1,76 Мпа

Для четвертого пояса:

σ₁₄=

1,81 Мпа

Для пятого пояса:

σ₁₅=

1,62 Мпа

Для шестого пояса:

σ₁₆=

1,53 Мпа

По формуле рассчитаем вес вышестоящих поясов стенки резервуара:

Q_ст1=2*3,14*4,12*1,5*78*4,44+2*3,14*4,12*1,5*78*4+2*3,14*4,12*1,5*78*4,13+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*0,74*78*3,65= 67,11 кН

Q_ст2=2*3,14*4,12*1,5*78*4+2*3,14*4,12*1,5*78*4,13+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*0,74*78*3,65= 53,67 кН

Q_ст3=2*3,14*4,12*1,5*78*4,13+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*0,74*78*3,65= 41,56 кН

Q_ст4=2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*0,74*78*3,65= 29 кН

Q_ст5=2*3,14*4,12*1,5*78*3,9+2*3,14*4,12*0,74*78*3,65= 17,25 кН

Q_ст6=2*3,14*4,12*0,74*78*3,65= 5,45 кН

_{Рассчитаем среднюю арифметическую толщину стенки каждого пояса резервуара:}

t_c_р1=

4,44 мм;

t_c_р2=

4 мм;

t_c_р3=

4 мм;

t_c_р4=

3,9 мм;

t_c_р5=

3,9 мм;

t_c_р6=

3,65 мм.

_,

Q_СН=3,2*1*0,7*3,14*4,12²=119,39 кН

При расчёте осевых напряжений в стенке резервуара учитывается, что на стенку передаётся нагрузка от вакуума, действующая на всю крышу:

q_вак=0,2

; Q_вак=3,14*4,12²*0,2= 10,65 Н

По формуле определяем полное нормативное значение снеговой нагрузки на покрытие:

По формуле определим расчётное кольцевое напряжение в стенке резервуара со стационарной крышей.

Для первого пояса:

σ₂₁=

0,29 Мпа

Для второго пояса:

σ₂₂=

0,31 Мпа

Для третьего пояса:

σ₂₃=

0,27 Мпа

Для четвертого пояса:

σ₂₄=

0,31 Мпа

Для пятого пояса:

σ₂₅=

0,3 Мпа

Для шестого пояса:

σ₂₆=

0,31 Мпа

Таблица 2 – Результаты расчета корпуса резервуара на устойчивость

Резервуар РВС-400, № 392 (продукт – экстракт высота налива Н_нал=7,42 м)

Расчетные параметры	Пояс
Расчетные параметры	I	II	III	IV	V	V I
Осевые нагрузки, кН
веса поясов Q_i	13,44	12,1	12,5	11,8	11,8	5,45
вес вышележащих поясов стенки Q_c_т	67,11	53,67	41,56	29	17,25	5,45
Напряжения, МПа
осевое у₁	2,13	2,11	1,76	1,81	1,62	1,53
критическое	12,95	12,95	12,95	12,95	12,95	12,95
кольцевое	0,29	0,31	0,27	0,31	0,3	0,31
критическое	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6
Отношения
у₁ /	0,16	0,16	0,14	0,14	0,13	0,12
/	0,18	0,19	0,17	0,19	0,19	0,19
	0,35	0,36	0,31	0,33	0,31	0,31
Условие устойчивости	вып.	вып.	вып.	вып.	вып.	вып.

Вывод: условия прочности и устойчивости для каждого пояса стенки резервуара выполняются, следовательно, работоспособность резервуара обеспечена.

Вывод: рассчитали прочность и устойчивость вследствие коррозионного износа вертикального цилиндрического резервуара, малоцикловую усталость, трещиностойкость.

Так как условия для каждого пояса стенки были выполнены, то работоспособность резервуара может быть обеспечена.