Установлено, что 30% всех ремонтных работ в резервуарном парке составляет ремонт в зоне уторного узла . Актуальность данной работы также подтверждается тем, что вопрос по совершенствованию сопряжения стенки и днища РВС периодически обсуждается в различных публикациях, но ни одно из предлагаемых решений не нашло практического применения.
Известны разработки различных нестандартных конструктивных решений сопряжения стенки резервуара с днищем. Так конструкция уторного узла может представлять собой гибкий торообразный кольцевой элемент. Авторы работы считают, что наиболее рациональной в отношении прочности формой сварного соединения является шов, вогнутый вовнутрь. Такой шов гарантирует небольшое снижение напряжений в зоне уторного сварного соединения в процессе эксплуатации.
Основным повреждающим фактором в зоне расположения сварного уторного узла является гидростатическая малоцикловая нагрузка, возникающая при заполнении и опорожнении РВС, образующиеся при этом дефекты существенно снижают надежность и срок службы РВС. Кроме того, при высоких малоцикловых напряжениях вероятность проявления сварочных дефектов в области таврового сварного соединения возрастает, в результате чего появляются скрытые микротрещины, что вместе с подтоварной водой способствует активному коррозионному процессу.
Для повышения эксплуатационной надежности и безопасности РВС предлагается заменить уторный узел частью тороидального кольца, соединяющего стенку с днищем. При этом для устойчивости резервуара по всему контуру стенки между тороидальным переходом и фундаментом резервуара предлагается уложить подпятник, с крепежными косынками, установленными с шагом, определяемым в зависимости от диаметра РВС и толщины первого пояса (рис.1).
По результатам расчетов, выполненных методом конечных элементов, выявлено, что максимальные напряжения в некоторых точках консоли окрайки стандартного уторного узла превышают предел текучести используемой стали, и достигают 360 МПа. В предлагаемой конструкции, напряжения, возникающие в зоне сопряжения стенки и днища, составляют около 196 МПа (рис. 2).
Таким образом, в предлагаемой конструкции, при воздействии гидростатической нагрузки, будет происходить плавное изменение геометрии стенки и днища резервуара. Снижение напряжений приведет к увеличению времени до образования пластических деформаций стенки и днища, появления трещин, к замедлению процессов коррозии и увеличению межремонтного периода нижней части стенки и днища, продлению срока службы резервуаров и снижению затрат на ремонт и эксплуатацию РП.
Литература:
1. Горелов А.С. Неоднородные грунтовые основания и их влияния на работу вертикальных стальных резервуаров. - СПб.: ООО «Недра», - 2009 г. – 220 с.
2. Землянский, А. А. Инновационные принципы проектирования резервуаров нового поколения для хранения углеводородов [Электронный ресурс] / А. А. Землянский // Симпозиум 2013 – перспективные технологии XXI века. / Балаковский институт техники, технологии и управления (филиал) СГТУ, 2012. – 35 с.
3. Васильев Г.Г., Оценка долговечности уторных узлов вертикальных цилиндрических резервуаров в процессе эксплуатации / Васильев Г.Г., Катанов А.А., Семин Е.Е.// Журнал нефтегазового строительства. 2012. № 4. С. 36–41.
