БОЛАТ ГОРИЗОНТАЛДЫ РЕЗЕРВУАРЛАРЫН ЗЕРТТЕУ
Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлық-техникалық
университеті
Жоғары мектеп _________________________________ ____________________
Қорғауға жіберілді
Жоғары мектеп жетекшісі
__________ _______________
қолы тегі, аты-жөні
____ __________ 20____ ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
___________________________________ _____________________
жұмыс (жоба) түрі
Тақырыбы: ___________________________________ _____________________
білім беру бағдарламасы бойынша: ____________ - ________________________
шифры атауы
Білім алушы __________________ ___________________________________ _
қолы тегі, аты-жөні
Жетекші __________________ ___________________________________ _
қолы тегі, аты-жөні
Орал, 20____
Мазмұны
КІРІСПЕ
3
1 МҰНАЙДЫ САҚТАУҒА АРНАЛҒАН РЕЗЕРВУАРЛАР
5
1.1 Резервуардың жалпы сипаттамасы
5
1.2 Көлденең цилиндр тәріздес резервуарлар
6
1.3 Қазіргі таңда бар технологияның талдау
8
2. БОЛАТ ГОРИЗОНТАЛДЫ РЕЗЕРВУАРЛАРЫН ЗЕРТТЕУ
12
2.1 Болат горизонталды резервуарларына әдебиетке шолу жасау
12
2.2 Мекемелердегі горизонталды болат резервуарларды тексеру әдістемесі
13
2.3 Горизонталды цилиндрлік болат резервуарларының кернеулі-деформациялар
14
2.4 Горизонталды резервуарларды модернизациялау
14
2.5 Горизонталды резервуалардың дөңгелек тегіс астынғылардың кернеулі жағдайы
17
2.6 Горизонталды резервуарлардың қабырғаның коррозиялық бұзылуы
22
2.7 Горизонталды болат резервуардың техникалық жағдайының мониторингі
25
2.8 Горизонталды резервуарларды жасау және есептеу
27
2.9 Горизонталды цилиндрлік резервуарларын толтыру кезіндегі отының азайтуын үнемдеу
32
2.10 Горизонталды резервуарлардың флегмация процесін зерттеу
36
ҚОРЫТЫНДЫ
43
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
44
КІРІСПЕ
Өзектілігі. Қазақстан Республикасыныі ел басы өзі тікелей ендіріп отырған индустриалды-инновациялық саясаттың басты мақсаты шикізаттық бағыттан бас тартуға ықпал ететін экономика, машина жасау салаларын инновациялық технологияларды ендіру жолымен мемлекеттің тұрақты дамуына қол жеткізу екені мәлім. Елбасымыз Қазақстан жолы - 2050: Бір мақсат, бір мүдде, бір болашақ атты жолдауында еліміз мүмкіндігінше тез осы жүйеге көшу керектігін атап өтеді. Сонымен қатар, Қазақстан - 2050: Қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты атты стратегиясында сервистік-технологиялық экономикаға өту үшін жағдай жасау керектігін де айтқан болатын. Мұнай және газ секторын дамытудың кешенді жоспарына сәйкес, мұнай-газ өнеркәсібіне қажет ұңғымаларды жөндеу, мұнай өндіру, жинақтау және өңдеу саласына қажетті ең күрделі қондырғыларды шығарумен айналысатын кәсіпорындардын санын арттыру қажет.
Мұнай резервуарлары қауіпті өндірістік құрылыстарға жатады. Оларды сенімді жұмысқа қабілетті күйде ұстау үшін қолданыстағы техникалық пайдалану қағидаларында бірқатар іс-шаралар көзделеді, оған: мерзімді тексерулер, ағымдағы жөндеулер, қызмет көрсету, аспаптар мен жүйелер, байлау құбырлары бойынша регламенттік жұмыстар кіреді. Резервуарлардың сенімділігі мен беріктігін қамтамасыз ету үшін өте маңызды және жауапты іс-шара оларды нормативтік құжаттарда белгіленген кезеңділікпен техникалық диагностикалау болып табылады.
Горизонталды сақтау резервуарлары мұнай-химия өнеркәсібінде маңызды сақтау жабдықтары болып табылады және жанғыш және жарылғыш химиялық өнімдерді сақтау үшін пайдалынады. Горизонталды сақтағыш жер сілкінісіне тап болып, зақымданғаннан кейін, ол өрт пен жарылыс сияқты екінші дәрежелі апаттарды тудыруы мүмкін. Мысалы, 1964 жылы Жапонияда (Ниигата қ.) қуаты 7,4 баллдық жер сілкінісі болды, нәтижесінде жергілікті мұнай өңдеу зауытындағы қоймалар бұзылып, өрт шыққан. Мұнай сақтайтын сыйымдылықтарда өрт тез арада мұнай ыдысының бүкіл аумағына және оған жақын орналасқан зауыттарға тарады. Зауытта жаңа өрттер мен жарылыстар орын алып, өрттің екінші ошағына айналды, ал бұл өз кезегінде өрттің өршуіне себеп болды. Ниигата МӨЗ-нің бүкіл алаңы қираған, 80-ден астам цистерналар қоқысқа тасталынды, 500-ден астам адам қаза тапты, газ құбырлары мен 11 қосалқы станцияның 75% жойылды. Сондықтан горизонтальды резервуарлардың жердегі қозғалыстағы динамикалық реакциясын және сейсмикалық жобалау әдісін зерттеу өте маңызды. Көлденең сақтау цистерналарының динамикалық реакциясы негізінен сұйық цистерналардың өзара әрекеттесуімен және цистерналар мен іргетастардың өзара әрекеттесуімен көрінеді.
Жұмыстың мақсаты: сұйық мұнай өнімдерін сақтауға арналған болат горизонталды резервуарды зерттеу болып табылады.
Зерттеу міндеттері:
1. сұйық мұнай өнімдерін сақтауға арналған болат горизонталды резервуарларына әдебиетке шолу жасау;
2. резервуарлардың түрлерін, орнату технологиясын зерттеу;
3. резервуарлардың есебін жасау.
1 МҰНАЙДЫ САҚТАУҒА АРНАЛҒАН РЕЗЕРВУАРЛАР
1.1 Резервуардың жалпы сипаттамасы
Мұнай резевуары - мұнай мен одан өндірілген өнімдерді сақтауға арналған ыдыс.
Мұнай резервуарлары келесідегідей бөлінеді:
‒ Орналасуы бойынша жер беті, жер асты (соның ішінде тереңдетілген резервуарлар) және суасты;
‒ Дайындалатын материал бойынша - метал (болат, түсті метал және олардың қоспалары), темір-бетон, тас, жер (қойма), ағаш, шыны-пластик, пластмасса, резеңке;
‒ Артық қысым көлемі бойынша - төмен (0,002 МПа), жоғары (0,067 МПа) қысымды резервуарлар;
‒ Қаптама формасы бойынша - тік және көлденең цилиндр резервуарлар, тамшы тәріздес резервуарлар, шар тәріздес резервуарлар, тік бұрышты резервуарлар;
‒ Сақталынатын өнім жағдайы бойынша - әлсіз тұтқыр мұнай мен мұнай өнімдеріне арналған (сондай-ақ бір резервуарда бірнеше мұнай өнімін сақтауға арналған иілгіш ажырату қабаттары - мембраналары бар резервуарлар да қолданылады), тұтқырлығы жоғары және қатып қалатын мұнай мен мұнай өнімдері, жылытуды талап ететін өнімдер, сұйытылған газдарға арналған;
‒ Орнату тәсілі бойынша - тұрақты және қозғалмалы.
Жер бетінде орналасқан мұнай резервуарлары негізінен болат пен темір бетоннан жасалынады.
Соңғылары қаңқаның орамалық дайындамалар мен резервуар түбінен жасалынады, олар арнайыландырылған зауыттарда дәнекерленіп, құрастыру орнына оралған түрінде әкелінеді, немесе дайын құраушы бөліктерден (құрама резервуарлар, сондай-ақ үлкен көлемді мұнай резервуарлары) жеке беттерден беттік тәсіл бойынша құрастыру алаңында дәнекерленіп жасалынады.
Жер асты мұнай резервуарлары келесідегідей бөлінеді:
‒ Шахталық, арнайы құрылатын тау өндірістерінде немесе шахталар мен кен ошақтарының пайдаланылған өндірістерінде құрастырылады;
‒ Шахтасыз, тас тұзының қабаттарында сілтілендіру арқылы, сонымен қатар кен орындарын жарылыспен тығыздау арқылы жасалынады;
‒ Орлық (траншеялық), ашық таулық тәсілмен жасалған, жартылай құздық, ірі сынықты, құмды және балшықты-топырақты орлық мұнай резервуарлары қорғаныс төбесімен металлдан жасалынады.
Жер асты (соның ішінде тереңдетілген) мұнай резервуарларының кемшіліктері: жылыстауларды анықтау, жөндеу жұмыстары мен пайдаланудағы қиындықтар, ал шахталық резервуарларда, сондай-ақ, сорғы станциясын тереңдету қажеттілігі және т.б.
Мұнай мен мұнай өнімдерін су астында сақтау кезінде (қозғалмалы мұнай резервуарлары) икемді ыдысты немесе метал қаптаманы қосымша ілінетін жүк зәкірлері көмегімен су түбіне орналастырады.
Оның үстіне, мұнай резервуарларын теңіз бұрғылау платформаларының бетон іргетастарына орналастырады. Резервуар құрылымы сақталынып отырған өнімге қатысты химиялық және коррозиялық тұрақтылығын, саңылаусыздығын, ұзақ уақыт жұмыс істеуін, қолдану қауіпсіздігін және т.б. қамтамасыз етеді.
Мұнай резервуарларының құрылымы техникалық-экономикалық талдау негізінде, сақталынып отырған өнімдер шығынын қысқарту қажеттілігін, олардың физикалық-химиялық қасиеттері мен сақтау технологиясының талап ететін талаптарын ескере отырып таңдалынады.
Мұнай резервуары немесе мұнай резервуарларының тобы әдетте мұнай қоймасының құрамына енеді.
Көптеген мұнай мен мұнай өнімдерін сақтау үшін (37,8 В°C температура кезінде қаныққан бу қысымы 2,67 В·х 104 Пa жететін) тұрақты төбесі бар резервуарлар пайдалынады, олар қаңқаға немесе орталық тірекке тіреледі.
Сыйымдылығы 100-ден 5000 м3 дейінгі резервуарлар конус тәріздес төбемен әзірленеді, ал 10000-нан 30000 м3 дейінгілері - радиалды қақпақтан жасалған сфералық төбемен жасалынады.
Мазут пен қара мұнай өнімдерін сақтау үшін сондай-ақ метал шығынын аз талап ететін ұзақ уақыттық төбесі бар, сыйымдылығы 5000 м3 дейін резервуарлар қолданылады.
Қаныққан бу қысымы 0,067 МПа дейінгі жанармай мен мұнайды булану шығынын азайту мақсатында тұрақты қақпағы бар, сыйымдылығы 20000 м3дейін понтондармен жабдықталған тік цилиндр тәріздес резервуарларда немесе қақпағы малтып жүретін, сыйымдылығы 100000 м3 дейін резервуарларда сақтайды.
Мұнай өнімдерін резервуардың Үлкен тынысы мен Кіші тынысынан шығындалуын азайту үшін торосфералық және сфера-цилиндрлік қақпағы бар, қақпағы тыныстайтын (құрылымы мен жұмыс істеу реті айнымалы көлем газгольдерге балама) тік цилиндр тәріздес болат резервуарлар, сондай-ақ сұйытылған газдар мен олардың қоспаларын (бутан, пропан, бутилен және т.б.) сақтауға арналған тамшы тәріздес және шар тәріздес резервуарлар қолданылады.
1.2 Көлденең цилиндр тәріздес резервуарлар
Мұнай өнімдерін сақтау үшін сыйымдылығы 1000 м3 дейін көлденең болат резервуарлар қолданылады. Болат резервуарлардан басқа бірқатар жағдайларда сондай-ақ темір бетон резервуарлар да қолданылады.
Көлденең болат КБР резервуар қаңқа (қабырғалар), екі түбі, тіректік диафрагма, қаталдық беретін аралық сақиналар мен тіректерден тұрады. Көлденең болат резервуар (1-суретте) көрсетілген.
1-сурет Көлденең болат резервуардың сұлбасы
1 ‒ қабырға; 2 ‒ түп; 3 ‒ тіреуіш диафрагмалар; ‒ аралық қаттылық сақиналары; 5 ‒ тіреуіш; 6 ‒ люк; 7 ‒ жерлендіргіш.
Көлденең резервуар (1-сурет) КБР қабырғасы бірнеше беттік ернеуіштен жасалынады. Әрбір ернеуіш беттер немесе орама болаттан жасалынады. Беттің ені 1500-2000 мм. Беттер мен ернеуіштер өзара дәнекерлегіш түйістіргіш тігіспен біріктіріледі.
Көлденең резервуар КБР қабырғаларының қаттылығын арттыру үшін оны тіректік және аралық қаталдырғыш сақиналармен бекітеді.
Тіректік қаталдырғыш сақиналардың қосымша, жиі түрде үш бұрышты диафрагмалары болады. КБР көлденең резервуар түбін артық қысым 40 кПа және конустық қысыммен 70 кПа тегіс етіп құрастырады.
Тегіс түп қабырғасыз немесе қабырғалы болуы мүмкін. Тасымалдау және құрастыру кезіндегі қаталдықты, жел жүктемесін қамтамасыз ету үшін КБР көлденең резервуарының қабырғаларын қауырсынға дәнекерленген және сол қауырсын арқылы қабырғаға дәнекерленген прокат бұрыштықтардан жасалған қаталдырғыш сақиналармен күшейтеді.
Люк - өтпeтecіктep peзepвуapды жeлдeтугe жәнe oны жөндeу нeмece тaзapту кeзіндe ішінe кіpугe apнaлғaн.
Қарастырылып отырған жоғары қысымды КБР көлденең резервуар қабырғасының ұсынылатын қалыңдығы КБР көлденең резервуарының артық қысымы мен көлеміне байланысты 4 немесе 5 мм тең етіп алынады. Әдеттегі резервуарларда қима радиусының көлемі 1,0 мен 1,62 м аралығында.
Жер бетінде орналасқан КБР көлденең резервуарлар бір-бірінен қашықтықта орналасқан екі ер тәріздес тірекке немесе бағана тәріздес екі тірекке тіреледі. Ер тәріздес тіректің қамту бұрышы 60-тан 120° дейін өзгереді. Болат КБР көлденең резервуарының қаңқасы жүктеу, жинау және желдетуге арналған келте қосқышпен, резервуарды қарауға, тазалауға және жөндеуге арналған саңылауы мен қақпағы бар мойынмен, сондай-ақ сыртқы саты мен тұйықтырғышпен жабдықталады.
КБР резервуарлары тік резервуарларға қарағанда әдетте зауыттарда 3-100 м3 көлемде жасалады және орнатылу орнына даяр күйде жеткізіледі; әр түрлі мұнай өнімдері мен аз көлемдегі мұнайды сақтау үшін қолданылады. ТБР резервуарларына қарағанда олардың құрамындағы метал азырақ, алайда мұнай өнімдерін онда жоғары артық қысым мен вакуум жағдайында ғана сақтау қажет.
КБР үлгілік резервуарлар 0,07 МПа артық қысым мен 0,001 МПа вакуумға дейін шыдайды; олардың габариттік өлшемдері даяр түрде темір жол көлігімен тасымалдау мүмкіндігін ескере отырылып қабылданады. Резервуарлар жер астында алаң бетінен 1,2 м аспайтындай тереңдікке орнатылады. Мұнай өнімін өз бетімен жіберу қажеттілігі туған кезде немесе жер асты суының жоғары орналасуы себебінен жер астында орнату қиын болған жағдайда оларды тіректер мен іргетастарға орнатады.
1.3 Қазіргі таңда бар технологияның талдау
Резервуардың жинақталуы мен дәнекерленуі бірнеше кезең бойынша атқарылады:
1. Ернеуіштің картасын жинайды, жіктерін алып, бір жағынан дәнекерлейді;
2. Резервуардың жартылай түптерін жинап, қысқыштарын қояды, пайда болған жікті екі жағынан дәнекерлеп, осыдан кейін түптерді жүк арба мен бұрандама қысқыш көмегімен тартады, пайда болған жікті жинап, оны жартылай автоматпен дәнекерлейді және автоматтық дәнекерлеуге арналған демеуішке орнатады. Дайын түптерді көмкеруге жіберіп, түптерді көмкерлегеннен кейін ернеуіш картасы жиналатын стеллажға жібереді;
3. Беріктік сақиналарының жинақталуы кондукторда жүзеге асырылады, онда жіктерді бір - біріне жақындатып, екі жағынан қорғаныс газ ортасында жартылай автоматты дәнекерлеуішпен дәнекерлейді, кейін тораптық бірқалыпты заттар мен кергіштерді орнатады. Дайын беріктік сақиналарды ернеуіш картасын жинақтауға арналған стеллажға жібереді;
4. Орталық беріктік сақинасын жаншып қақтаушы білдекте жайылма метал жолақтарынан әзірлейді, дәл сол жерде дәнекерлейді де, осындан кейін сақинаны кондукторға орнатып, қорғаныс газ ортасында тораптық бірқалыпты заттар мен кергіштерді жартылай автоматтық дәнекерлеуішпен дәнекерлейді, дайын болған кезде ернеуіш картасын жинақтауға арналған стеллажға жібереді;
5. Беріктік сақиналары мен түптерді резервуар төсеміне орнатады, оларды учаскеге жартылай автоматпен дәнекерлейді, кейін жүк арба көмегімен резервуар төсемесін оның түбі мен сақиналарына орап, учаскелер бойынша қорғаныс газы ортасында жартылай автоматтық дәнекерлеуішпен дәнекерлейді, резервуардың бос шетін түбіне қарай итереді, дәнекерлеу жұмыстары аяқталғаннан кейін тұйық жікті келтіріп, кейін мойыны арқылы резервуар ішіне соңғы жікті кіргізіп, дәнекерлейді, осыдан кейін резервуарды сыртқы тігістерді дәнекерлеу үшін механикалық стендке жібереді;
6. Резервуарды сыртқы тігістерді дәнекерлеуге арналған механикалық стендке орнатады. Стенд үстіне дәнекерлеуіш бекітілген механикалыө велосипед арбасымен жабдықталады, оның сонымен қатар резервуарды дәнекерлеуіш жылдамдығымен айналдыра алатын -31071 роликті айналдырғыштары да бар. Сыртқы тігістерді дәнекерлейді;
7. Сыртқы тігістерді дәнекерлегеннен кейін жапырақтарды күшейтетін мойындар мен тоғындарды қорғаныс газы ортасында механикалық дәнекерлеуіш көмегімен дәнекерлейді.
Аталған технологияға кейбір өзгерістер енгізуге болады:
1. Қолдан доғалық дәнекерлеуді алып тастап, барлық қысқыштарды қорғаныс газы ортасында механикалық дәнекерлеуішпен орнату. Ол бұйымды қалдық заттардан тазалауға кететін уақытты қысқартуға мүмкіндік береді.
2. Дәнекерлеуіш трактор мен дәнекерлеу басын заманауи балама түрлеріне алмастыру.
Негізгі металды таңдау негізі:
Резервуар құрылымы үшін 09Г2С болатты қолданған жөн, себебі ол резервуарды жасауға арналған барлық талаптарды (СП - 53 - 101 - 98) толықтай қанағаттандырады (кесте 1)
Осылайша, СНиП II - 23 - 81 сай, құрылымды жасау үшін МЕСТ - 19281 - 89 бойынша 09Г2С маркалы перлитті төмен қоспалы болат қолданылады. Болаттың беріктігі мен ағымдылығы жоғары, морт сындырғыш табалдырығы төменде (кесте 1) көрсетілген. Көміртекті болаттармен салыстырғандағы коррозиялық беріктігі жоғарырақ, дәнекерлеудің кең диапазонында ешбір шектеусіз жақсы дәнекерленеді.
Аталған санаттың созу кезіндегі механикалық қасиеттері жоғары және суық жағдайда иілгіштігі жақсы.
Кесте 1 - 09Г2С - 12 болаттың химиялық құрамы
№
Аталуы
Құрамы
1
С
Көп емес =0.12
2
Cu
=0.30
3
Si
0.5-0.8
4
Mn
1.3-1.7
5
Ni
=0.30
6
Cr
=0.30
7
N
0.008
8
S
0.040
9
P
0.035
Технологиялық үдерістердің таңдалуы және негіздемесі.
Ернеуіш картасын жинақтау:
Төсеме жапырақтары жинақтау стендінде жүзеге асырылады. Жапырақтарды стендке орнатып, ернеуіш картасын жинайды. Жіктерді бір-біріне жақындатып, ажырап кетпеуі үшін қағып тастайды. Жік аралық саңылаулар 0,8 мм аспауы тиіс. Шеттерінің ауытқуы 0,4 мм. Ернеуіш картасын қорғаныс газ ортасында механикалық дәнекерлеуіш көмегімен жинақтайды, картаны бір жағынан автоматтық дәнекерлеуішпен флюсті дәнекерлейді.
Түптерді жинақтау:
Жартылай түптерді жапырақ металдан Ванад лазерлік машина көмегімен кесіп алады, оны пакет түрінде кеседі, себебі ол пішіннің өзгеріп кетуін азайтып, қосымша өңдеуді талап етпейтін сапалы ернеуге қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Екінші кезеңде түпті І және ІІ екі бөлшектен жинайды, кейін механикалық дәнекерлеуіш көмегімен қорғаныс газ ортасында қысқыштар орнатады. Жапырақ жіктерін флюстік жастықта екі жағынан дәнекерлейді, кейін стендке созу үшін сол түптерді орналастырады. Түбін жүк арба көмегімен тартып, келтірілген жікті қорғаныс газ ортасында әзірленген қысқыштармен бекітіп, кейін ішінен жартылай автоматпен дәнекерлейді.
Ішкі жікті дәнекерлегеннен кейін бөлшекті бұрандама қысқыштан босатады, түпті стендтен алып, созылған (жоғарғы) жікті автоматпен дәнекерлеуге арналған сүйегішке орнатады. Түптерді пакет әдісімен дәнекерлейді. Дәнекерлеу операциялардан кейін көмкерлеуге арналған айналдырғы білдек төсемесіне орнатады.
Резервуарды жинау:
Түптер мен беріктік сақиналарын резервуар төсемесіне орнатып, оған жартылай автоматтық дәнекерлеуіш көмегімен қорғаныс газ ортасында дәнекерлейді. Жүк арба арқаны резервуар төсемесінің астынан өтіп, бүйір тірек бұрышында орналасуы тиіс.
Резервуардың кезекті бөлшегін алғаннан кейін беріктік сақиналары мен түптерді төсемеге жартылай автоматпен СО2 + Аr (80%+20%) қорғаныс газ қоспасында дәнекерлейді. Бұрғылау барысында балға көмегімен төсеменің еркін шетін түпке қарай қағу қажет. Төсемені бұрғылап болғаннан кейін тұйық жікті келтіріп, алдын ала резервуардың ішкі бетін тамшылар мен күйіктерден тазап алу қажет. Резервуардағы жұмысты аяқтау үшін оның мойыны арқылы дәнекерлеуіш жартылай автоматты кіргізеді. Соңғы жікті ішінен дәнекерлейді, ол үшін дәнекерлеу газдарын жою үшін желдеткіш орнатады, сонымен қатар тізбектегі кернеуі 12 В аспайтын қосымша жарықтандыру орнатып, дәнекерлегіш адамды жұмыс орнын жабдықтау үшін резеңке кілемшемен қамтамасыз етеді. Ішкі тігістерді дәнекерлеп болғаннан кейін резервуардан арқанды алып тастап, резервуарды сыртқы тігістерді дәнекерлеу үшін механикалық стендке орнатады.
Резервуардың сыртқы тігістері, түп пен төсеменің бұрыштық байланыстары, төсеменің көлденең тұйық тігісі автоматпен дәнекерленеді. Сыртқы тігістерді дәнекерлегеннен кейін күшейткіш жапырақтарды, мойындарды, қысқыштарды орнатып, жартылай автоматпен дәнекерлейді.
2. БОЛАТ ГОРИЗОНТАЛДЫ РЕЗЕРВУАРЛАРЫН ЗЕРТТЕУ
2.1 Болат горизонталды резервуарларына әдебиетке шолу жасау
Левин М.Ю., Нагорнов С. А. мұнай қоймасындағы көлденең типтегі резервуарларды автоматтандырылған басқару жүйесін зерттеді [1]. Бағдарлама ашық түсті мұнай өнімдерін сақтау кезінде резервуарлардың технологиялық параметрлерін (температура, отын деңгейінің қысымы) бақылау және отынның сулануы мен булануынан қорғау жүйесін басқару үшін қолданылады. Бағдарлама индикаторлардың трендін және жеке резервуардың паспорттық деректерін көру мүмкіндігімен бүкіл резервуарлық парктің қысым, температура, көлем датчиктерінен технологиялық параметрлерді реттеу көрсеткіштерді қамтиды. Бағдарлама басқару контроллері басқару жүйесін судан қорғау және отынның булануы.Резервуарда тыныс алу клапанының іске қосылуының алдын ала белгіленген қысымына қол жеткізген кезде тыныс алуға қорғаныс жүйесі кіретін контроллер жұмыс істейді, атмосфералық ылғалмен суланудан болатын отынды дем шығаруға контроллер жұмыс істейді, оның ішінде сақталған отынды буланудан қорғау жүйесі.
Көптеген зерттеушілер көлденең резервуарларды зерттеумен айналысты, көлденең резервуарларға арналған тіректерге [2, 11] авторлық куәлік алды, көлденең цилиндрлік резервуарларды толтыру процестерін басқару тәсілдерін зерттеді [3-5].
Мұнай өнеркәсібінің көлденең резервуарларының ішкі бетінің протекторлық қорғау деңгейін бағалау және параметрлерін модельдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету бойынша ғалымдар зерттеулер жасады [6].
Малюков В. П. тас тұзындағы көлденең жер асты резервуарларын қалыптастыру бойынша зерттеулер жүргізді [7]. Табиғи жағдайдағы эксперименттік зерттеулер мынаны көрсетті көлденең резервуарды тігінен қалыптастыру-көлденең және тік ұңғымалар тең алуға мүмкіндік береді, біркелкі таралуы бар үлкен көлденең қималар-кен өндіру контуры бойынша әртүрлі кедір-бұдырлармен қапталған.
Колдин В. А. көлденең цилиндрлік резервуарлардың беріктігі мен оңтайлы дизайнын есептеу бойынша зерттеулер жасалынды [8].
Жұмыста [9] Богданов В. С.мұнай өнімдеріне арналған көлденең қоймалық резервуарлардан шөгінділерді жою процестерін жетілдіру бойынша зерттеулер жүргізілді.
Левитин Р.Е. жұмыста инертті газдарды пайдалана отырып, көлденең болат резервуарларда мұнай өнімдерін жер астында сақтауы қарастырылады [10].
Көп деген ғалымдар жан жақты горизонталды цилиндлік резервуарларды терең зерттеген. Горизонталды резервуарлардың тіреуштер [11], түптер [12], диагностика [13], өрт кезіндегі резервуарлардың тұрақтылығы [14], техникалық жағдайының мониторингі [15], бұзылу талдауы [16], тексеру технологиясы [20], кернеулі дефрмацияланған жағдайы [18], резервуарларға қойылатын талаптар [17] мұнай өнімдерінің массаның есебі мен жұмысын бақылауы [19] туралы көп жұмыстар жасылынып, оң нәтижелер алынды.
Потенциалды сұйықтықтың теориясы және топырақ моделі теориясына сүйене отырып, көлденең қоймалар мен сейсмикалық жобалау үшін пайдаланылуы мүмкіндігі қарастырылды [21].
Шетел ғалымдар өз жұмыстарында горизонталды болат цилиндр тәріздес резервуарлар жөнінде терең ізденістер, эксперименттік зерттеулер [22-30] жасап, оң нәтижелерін алып, іске асырды, сонымен қоса сейсмикалық жағдайы да қарастырылған.
2.2 Мекемелердегі горизонталды болат резервуарларды тексеру әдістемесі
Горизонталды болат резервуарлар қарастырылды. ГБР - болаттан жасалған, мұнай мен мұнай өнімдерін сақтауға арналған цилиндрлік формалы резервуарлар. Олар қауіпсіздік мақсатында жер бетінде немесе топырақтың белгілі бір тереңдікке орналастырады.
ГБР тексеру әдістемесі ГОСТ 8.346 - 2000 талаптарына сәйкес орындалады. Тексеріс 3 әдіспен орындалады:
- геометриялық;
- көлемдік динамикалық;
- көлемдік статистикалық.
Геометриялық әдіс резервуар қабырғаның қалындығы, диаметрі, ұзындығы бойынша болады. Оларға қажетті өлшегіш құралдар: линейка, қалындықты өлшегіш және рулетка.
Көлемдік динамикалық әдіс - эталонды шығындырғыштан өтетін тексеріс суйықтың резервуарға берілуі және резервуарға суыйқтықтың деңгейі және оның көлемімен суыйқтықтың берілетін салыстыруы.
Көлемдік статистикалық әдіс кезінде резервуардағы дозалық беруі үнемі тексеріс суйықтықтың деңгейін өлшенеді.
Оның артышылықтары келесіде: қарапайым конструкция, әдістемелік анықтығы және резервуар формадан толық тәуелсіздіктік. Бірақ сонымен қатар кемшіліктері де бар, олар - тексерілетін суйықтықтың тазарту және утилизация қажеттілігі және суйықтықты құю-ағызу процесін ұзақтылығы. Үлкен мекемелерге мұндай әдіст тиімді емес болып келеді, өйткені тексеріс суйықтықтың көлеміне берілетін утилизация құны өте жоғары.
Бұндай жағдайда мекемеге геометриялық әдістің локалды тексеріс схеманы жасауға қажет болады. Тағы да кемшіліктің бірі ол өлшеулер процесін ұзақтылығы мен қиындығы. Бірақ көлемдік динамикалыө әдіспен салыстырғанда мынау әдіс арзан, мекеменің шығындарын азайтады.
2.3 Горизонталды цилиндрлік болат резервуарларының кернеулі-деформациялар
Сұйытылған газдар, химиялық заттар, мұнай мен мұнай өнімдерін сақтау үшін арналған резервуарлы конструкциялар потенциалды қауіпсіздігі және алдын ала болжамдамаған катастрофалар мен жағдайлары болған кезде экономикалық және экономикалық емес мүмкіндігінше жоғалтулармен байқалады.
Мұнай базаларда, әсіресе авто толтыру станцияларда төмен қысымды көлемі 10 0 м3 дейін тегіс пен конусты астымен цилиндрлік горизонталды болат резервуарлар (ЦГБР), сонымен қатар аналогиялық көлеміндегі сфералық пен эллипсоидалды астымен жоғары қысымды резервуарлар пайдаланады. ЦГБР өлшемдері: ұзындығы - 2-30 м, диаметрі - 1,4-4 м, қабырғылардың қалындығы - 6-18 мм.
Резервуарлар пайдалану кезінде келесі сыртқы әсерлеріне тартылады: жүктеме, температура және агресивті жұмыс орта [31,32]. Болат резервуарлардың пайдалану сенімділігін азайтатын және ұзақ мерзімді қысқартатуды келтіретін себептерінің бірі коррозиялық бұзылар болып келеді.
Қазіргі уақытында горизонталды цилиндрлік резервуарлардың коррозиялық жағдайдағы дефектілер есепке алғанда есептеу теориясы әлі анық жасалмаған. Ал оның ұзақ мерзімділігін, жасалған және қалған ресурстарды анықтаудың есептеу методикасы барлық факторлардың кешенін есепке алынбайды. Бұл факторлар пайдалану кезінде резервуарлардың болат конструкцияларына коррозиялық процестің дамуы және резервуаларға әсерін береді. Бұл жұмыс резервуарлы конструкциялардың беріктік мониторингтің бір бөлігі болып келеді. Соған пайдаланудың шығуы дефектілер есеке алғандағы әдістердің жасауы және есептері мәселерін қарастырады.
ЦГБР есептеу шынайы методикасы атақты Ресей ғалым В.З.Власов жасаған жіңішке қабырғалық серпінді қабықшалардың жартылай моментсіз теория негізінде негізделген. [33, 34] және пайдалану кезіндегі агресивті ортаның әсерін есекпе алғандағы есептеулер дамыған.
2.4 Горизонталды резервуарларды модернизациялау
Резервуарлар бұл мұнай мен мұнай өнімдерін сақтауға арналған ір түрлі материалдардан жасалынған әр түрлі формалы мен өлшемдерімен жасалынған станционарлы немесе жылжымалы сыйымдылықтар. Олар магистралды мұнай құбырлар мен мұнай өнімдер құбырларының станциялар мен мұнай базаларда ең жауыпты нысаның бірі болат табылады. Резервуарларда көп көлемді құнды сұйықтықтар сақталады, мұнайды сақтауы резервуар типтен және олардың техникалық жағдайына байланыста болады. Мұнай мен мұнай өнімдерін сақтайтын шарттары бір бірінен айырмашылығы бар: номенклатура бойынша резервуарлар мұнай, ашық түсті және қара түсті мұнай өнімдер; материалдар бойынша металды және металлды емес болып бөлінеді. Металлды резервуарлар көбінесе болаттан, кейде алюминий немесе екі материал қосқанда да жасалынады.
Металлды емес резервуарлар темірбетон және әр түрлі синтетикалық заттардан тұратын пластмассты материалдардан жасалынады. Сонымен горизонталды цилиндрлік, төрт бұрышты және т.б. Олардың көлемдері 5 -ден 120 000 м3 дейін болу мүмкін. Резервуарлардың пайдалану саласы сақталатын мұнай мен мұнай өнімдерінің физикалық қасиеттеріне немесе мұнай өнімдерінің материалмен өзара байланысының шарттарына байланысты болады. Ашық түсті мұнай өнімдерін сақтау үшін көбінесе болат, ішкі бензин тұрақты беткімен темірбетонды - бетке қабаты болаттан, немесе металлды емес изоляциямен қоладнады. Майлайтын майлар болат резервуарларда сақталады [35].
Заманауи болат резервуарлар форма мен технологиялық тағайындау бойынша келесі типтерге бөлінеді:
1) тік цилиндрлік;
2) тамшы тәріздеа;
3) горизонталды (цистерналар).
Горизонталды резервуарларға тоқтап өтейік. Тік рещервуарларға қарағанда оларды зауыттарда жасап, дайын күйінде орнату орына жеткізеді. Осындай типтегі резервуарлар шығын сақтағыштар мен тарату мұнай базаларда сақталу кезінде және тасымалдау кезінде кең тараған. Резервуарлар ішкі қысым 0,07 МПа дейін және вакуум 1 кПа еспетелген; олардың көлемі 5 - 100 м3; габариттік қлшемдерін теміржол көлікпен тасымалдауға мүмкіндігі бар болған жағдайда қабылданады. Резервуарлар конусты немесе тегіс түптен жасалынады; оларды жер үстінде немесе 1,2 м жерден аспайтын тереңдікке тіреуіштерде орнатылады. Егер мұнай өнімнің өздігінен ағызу арқылы берілетін болса, ондай жағдайда тіреуіштерге орнататын горизонталды резервуарды орнатуға болады. Бірақ, егер температур төмен болып, сақталатын өнімнің тұтқырлығы жоғары болса, ондай әдісті қолануға тийым салынады. Сондықтан, аллдын ала жылыту үшін қажетті құралдарын пайдалануға тұра келеді.
Тұтқырлығы жоғары мұнай өнімдерінің жылыту әдістері мен тәсілдері бар талдау жасап, яғни сулы буымен, ыстық газдармен, жылыту жабдықтармен, рп-4М, рп-20М, рп-25М резервуарларда электрқуатпен, жоғары жылу беру мен жылу құрамымена ие болған сулы буымен әдісі ең тиімді болады. Бірақ оның кемшілігі бар: горизонталды резервуардың жылыту құрылғы астында болғандықтан, өткені мұнай өнімдері біркелкі емес жытылады, сондықтан бұл сақталатын өнімнің пайдалану және физика-механикалық қаисеттерінің өзгеруіне ықпал етеді. Резервуарлы электр жылытқыштар арқылы жылыту өрт, жарылыс қауіпсізідігі мәселермен бірге тұрады, сосымен қатар мұнай өнімнің ең жеңіл фракцияларын булануға болдыратын ашық жылыту элементтердің проблемалары бар [36]. Оны ескере отырып заманауи таларына сәйкес, өз құны аз болып, төмен температурада үздіксіз жұмыс жасауына кепілдік бере алатын тұтқырлығы жоғары мұнай өнімдерін жылыту құрылғылар және керек әдістер мен тәсілдерін дұрыс таңдау білу керек [37].
Мәселені шешу үшін горизонталды резервуардың модернизациялау қажет. Жылытудың жоғары тиімді функциясы, патрубок және ағызу кран арқылы өнімнің шығудың мүмкіндігі болу қажет. (2.1 - сурет). Жылыту жүйесі келесідей жұмыс жасай алады: май патрубок 4 арқылы кіреді, температура төмен болған жағдайда резервуар көлеміне қарай саны есептелетін джет-құбырлар 1 кешені құрығымен айдайды. Берілетін құбыр 6 жылу беретін джет құбырларға беріледі және қосылыс құбырлар 7 арқылы жылу беріткіш әр джет құбырларға жанасады.
Зонд түйіспесі, оның металл герметикалық жабылған корпусы қызады. Температураның әсерінен булану зонасында орналасқан реактивті түтіктердің ішкі қуысына вакууммен айдалатын жылу өткізгіш қызады және тез буланып бастайды. Алынған бу құбыр корпусының көлемін толтыра отырып, 9 конденсация аймағына еніп, сол жерде жылу беріп, конденсацияланады. Алынған конденсат герметикалық жабылған корпусты 6 жеткізгіш құбырына бұрышпен қосу арқылы пайда болған көлбеудің арқасында булану аймағына төмен түседі 8. Осылай қыздырылған реактивті құбырлар жинақталған майға жылу береді. Мұнай қабылдауды кран 1 немесе салалық құбыр арқылы жүзеге асыруға болады. Қазіргі уақытта, жүргізілген есептеулерге сәйкес, нақты жағдайда сынақ жүргізу үшін эксперименттік зерттеу жүргізіліп жатыр.
Сурет 1 - Төмен температурада майларды сақтауға арналған резервуар
1-жылыту элемент, 2- ағызу кран, 3- резервуардың қақпағы, 4- құю патрубок, 5-ағызу патрубок, 6- берілетін құбыр,7- қосу құбырлар, 8- жылыту элементтің булану зонасы,9-конденсация зонасы, 10-құбыр,11-түр,12-обечайка,13-горл овина, 14-жүк скоба, 15-алынатын тіреуіш
2.5 Горизонталды резервуалардың дөңгелек тегіс астынғылардың кернеулі жағдайы
Седлалы тіректеріне орнатылған көлденең цистерналар көптеген салаларда, ең алдымен химия және мұнай өңдеу салаларында кеңінен қолданылады. Әдетте, көлемі 100 м3 дейінгі цистерналар қолданылады. Ең көп тарағандары - көлемі 75 және 100 м3, ішкі қабығының диаметрі 3200 мм болатын цистерналар.
ГОСТ Р 52857.5-2007 [38] тексеру цифрындағы осындай цистерналардың снарядтарының беріктігін есептеуді реттейді, яғни. белгілі бір қабық үшін беріктік пен тұрақтылық шарттары тексеріледі. Авторлар [39] -де седла тіректерінің рационалды орналасуын, раковина қабырғасының минималды тиімді қалыңдығын және түбі дизайнын таңдауды теориялық негіздеу нәтижелері келтірілген. Седла тіректерінің орналасуы тіреулердің үстінде және тіреулердің арасында иілу моменттерінің теңдігін қамтамасыз етуі керек, өйткені көлденең цистерналардың қабығының беріктігі мен тұрақтылығын есептегенде, иілу моментінің максималды мәнінен шығады.
Егер ГОСТ Р 52857.5-2007 [38] бойынша раковиналардың беріктігін есептеуге қатысты проблемалар туындамаса, [39] мақалада келтірілген ұсыныстарды ескере отырып, онда түбін есептеу әр түрлі болады. Көлденең цистерналардағы түбі өте алуан түрлі: тегіс тегіс, радиалды қатайтқыштары бар жалпақ, конустық, конустық кесілген, эллипстік және сфералық. Оларды есептеу ГОСТ Р 52857.2-2007 берілген [40]. Дөңес табандардың есептік мәндері әдетте шамамен 1 мм құрайды, бірақ тегіс тегіс түстер үшін ГОСТ Р 52857.2-2007 [40] бойынша қабырғаның есептік қалыңдығы бактың диаметрі 3200 мм және орташа тығыздығы 1840 кгм3 құрайды. (күкірт қышқылы) қазірдің өзінде 27,2 мм құрайды, бұл қабық қабырғасының тиімді қалыңдығынан едәуір асып түседі, ол 4-тен 8 мм-ге дейін.
Жұмысында [2] сұйықтықтың гидростатикалық қысымының әсерінен жалпақ түбі деформацияланып, пластикалық деформациялар аймағына өтіп, дөңес болады, ал кернеулер шығу нүктесінен аз болады деп ұйғарылды. Көлденең цистернаны ортамен қайта толтырған кезде, дөңес пішінді алған түбі серпімді деформациялар аймағында жұмыс істейді. Бұл болжам растауды қажет етеді.
Диаметрі 3200 мм болатын көлденең цистерналардың тегіс жалпақ түптерінің кернеулерін және деформацияларын талдау ортаның әр түрлі тығыздығында (900 және 1840 кг м3) SolidWorks Simulation бағдарламалық жасақтамасын, соның ішінде күйзелістерді модельдеуге арналған. -қатты денелердің деформация күйі. Модель Surfaces құралдар тақтасының көмегімен жасалған. Есептеу үшін қалың раковиналардың Тимошенко - Миндлин моделі пайдаланылды, бұл Кирхгоф - жақындатуымен салыстырғанда мәселелердің кең класында ең жоғары тұрақтылықты көрсетті [41-43]. Талдау болаттан жасалған сыйымдылығы 220,6 МПа (болат маркасының St3 аналогы) толығымен толтырылған резервуарларға жүргізілді. Есептеу температурасы 20 ° C.
Кернеулер тегіс түбі мен қабығында жұмыс ортасының гидростатикалық қысымымен жүктелген кезде пайда болады (1-сурет). Шығу нүктесінен асатын кернеулер қабықпен интерфейсте төменгі жағында пайда болады және төменгі бөліктің төменгі жағында 255 МПа (максимум) жетеді (1-суретті қараңыз), алайда олар болат үшін созылу шекті 460 МПа беріктіктен аз St3 дәрежесі [44]. Суретте (сурет 2) төменгі және қабықшада қандай деформациялар болатынын көрсетеді.
Сурет 2 -Түптегі мен обечайкадағы кернеулер
Максималды деформация төменгі бөліктің орталық бөлігінде гидростатикалық қысымның жоғарылауына байланысты оның түбіне қарай ығысу кезінде байқалады. Сонымен қатар, деформация айтарлықтай маңызды: 900 кгм3 орташа тығыздықта ол шамамен 42,4 мм, ал 1840 кгм3 - 56 мм құрайды. Осылайша, [39] ортадағы гидростатикалық қысым әсерінен жұқа қабырғалы тегіс жалпақ түбі деформацияланып, дөңес пішінге ие болады деген болжам әбден негізделген.
Төменгі деформацияның (дөңестіктің) жоғарылауымен кернеу күшейе бастайды және оның беріктігін жоғалтпайды.Сұрақ туындайды: қабырға қалыңдығы 27,2 мм ГОСТ R бойынша есептелген тегіс түбі өзін қалай ұстайды 52857.2-2007 [40]. Төменгі бөліктің орталық аймағында максималды кернеулер шамамен 50 МПа, төменгі жағында - 65 МПа екені анықталды. Орталық аймақтағы деформация 8,4 мм болады, бұл қабырға қалыңдығы 6 мм болатын жіңішке қабырғалы түбінен 5 есе аз. Қабырғасының жобалық қалыңдығы 27,2 мм болатын тегіс тегіс түбінде пайда болатын нақты кернеулер St3 болат маркасы үшін рұқсат етілген 154 МПа мәнінен 2,5 есе аз [44]. Осылайша, ГОСТ Р 52857.2-2007 [40] тегіс тегіс түбінің есептелген қабырғасының қалыңдығының негізсіз асыра бағаланған мәндерін береді. Жіңішке қабырғалы жалпақ түбі пластикалық деформациялар аймағында ішінара жұмыс істейтіндіктен (сурет 3), жұмыс ортасын ағызғаннан кейін қалдық деформациялар пайда болуы керек. SolidWorks Simulation бағдарламалық жасақтамасы осы деформацияларды анықтауға және оларды ескере отырып, резервуарға жұмыс ортасымен қайта жүктелген кездегі кернеулер мен деформацияларды талдауға мүмкіндік береді.
Сурет 3 - Түптегі және обечайкадағы деформациялар
Алынған мәліметтер көрсеткендей, жұмыс ортасы резервуарға қайта құйылған кезде, төменгі жағында пайда болатын максималды кернеулер 152,8 МПа болат маркасы St3 үшін рұқсат етілген 154 МПа мәнінен аспайды және 1,5-тен кем емес (қауіпсіздік коэффициенті) кірістілік нүктесі үшін [44]) және 2,4 есе (шекті күш тұрғысынан қауіпсіздік коэффициенті [44]) сәйкесінше, беріктік шегі мен шекті күш (шекті күш) аз. Бұл жағдайда түбінің максималды деформациясы тек 15,9 мм болады. Осылайша, [39] тұжырымдар дәлелденді: жұмыс ортасымен бірнеше рет жүктеген кезде резервуардың тегіс тегіс түбі серпімді деформация аймағында болады, қайталанатын жүктемелер саны тек төменгі цикл үшін есептелумен шектеледі ГОСТ Р 52857.6-2007 бойынша беріктігі [45]. Көлденең болат цистерналар PB 03-584-03 [46] және ГОСТ R 52630-2012 [47] сәйкес өндіріліп, іске қосылуы керек. Осы нормативтік құжаттарға сәйкес, қысымсыз жұмыс істейтін (жүктеме астында) жұмыс істейтін кемелер жоғарғы жағына су құю арқылы немесе дәлелденген жағдайларда дәнекерленген тігістерді керосинмен сулау арқылы сыналады.
Түбі гидростатикалық қысымға 1,25-ке көбейтілгенге тең біркелкі үлестірілген қысыммен жүктелген жағдайды қарастырайық, ол да ГОСТ 17032-2010 талаптарына сәйкес келеді [11]. Пневматикалық сынақтарды өткізгеннен кейін бакқа тығыздығы, мысалы, 900 кг м3 жұмыс ортасы құйылады. Күріш. 3 осындай зерттеудің нәтижелерін көрсетеді. Қарастырылып отырған мысалда түбінің төменгі бөлігіндегі максималды кернеулер 142,6 МПа ( 3а- сурет), ал максималды деформация 11,2 мм (3, б суреттерін қараңыз), т.е. төменгі жағы серпімді деформациялар саласында жұмыс істейтін болады, сонымен қатар максималды кернеулер ГОСТ Р 52857.1-2007 анықтаған рұқсат етілгендерден аспайды [44]. ГОСТ 17032-2010 бойынша [48]. Осы стандартқа сәйкес қабық қабырғасының тиімді қалыңдығы кем дегенде 4 мм болуы керек, фланецсіз түптер ГОСТ 12623-78 сәйкес жасалуы керек [49], бұл қысым мен толтырумен жұмыс жасайтын түбінің өлшемдерін анықтайды.
ГОСТ 12623-78 [49] бойынша тегіс фланецсіз түбі қабырғасының минималды тиімді қалыңдығы 4 мм.Гидростатикалық қысым әсерінен мұнай өнімдеріне арналған бактардың түбінің кернеулік күйін талдайық. ГОСТ 17032-2010 [48] сәйкес бұл цистерналар өнеркәсіптік суды және тығыздығы 1300 кгм3 дейінгі агрессивті емес өнімдерді сақтау үшін де қолданыла алады. Мұнай өнімдерінің тығыздығы әдетте 900 кгм3 құрайды, бұл тығыздықта 354 МПа максималды кернеулері түбінің төменгі жергілікті бөлігінде пайда болады, ал олар St3 154 МПа болат маркасы үшін рұқсат етілген кернеуден асып түседі, сонымен қатар беріктігі 250 МПа, бірақ шекті күштен едәуір аз - 460 МПа. Яғни, резервуарға жұмыс ортасымен алғашқы жүктеу кезінде түбінің төменгі бөлігі пластикалық деформациялар аймағына өтеді, бірақ тұтастай алғанда түбінің жүк көтергіштігі сақталады, ал жұмыс ортасы қайтадан болғанда толтырылған, ол серпімді деформациялар аймағында жұмыс істейді. Орталық бөліктегі түбінің максималды деформациясы 53 мм-ге жетеді. Тығыздығы 1300 кгм3 болатын жұмыс ортасы үшін максималды кернеулер 453 МПа жетеді, яғни. максималды деформациясы түбінің қарсыласу мәніне жақындағанда 61 мм болады.
Осылайша, St3 маркалы болаттан ГОСТ 17032-2010 [48] сәйкес жасалған, диаметрі 3200 мм болатын 4 мм цистерналардың төменгі қабырғасының қалыңдығы 900 кгм3тығыздығы бар мұнай өнімдері үшін құрылымның көтергіш қабілетін қамтамасыз етеді, бірақ өндірістік суды және тығыздығы 1300 кгм3 дейінгі агрессивті емес өнімдерді сақтау үшін оларды қолдану қажет емес. ГОСТ R 52857.2-2007 [40] бойынша диаметрі 3200 мм жұмыс ортасы тығыздығы 900 кгм3 сыйымдылықтың төменгі қабырғасының есептік қалыңдығы 19,2 мм, ал 1300 кгм3 - 23,1 мм.
Сондай-ақ күкірт қышқылы резервуарының түбінде пайда болатын кернеулер мен деформацияларға талдау жасалды (қабырға қалыңдығы 4 мм). Орталық бөліктегі деформация 66,3 мм-ге жетті, төменгі бөліктегі максималды кернеулер - 534 МПа дейін, яғни. St3 (460 МПа) маркалы болат үшін шекті беріктіктің есептік мәнінен жоғары болып шықты. Осылайша, тығыздығы жоғары медиа үшін қабырғаның осындай қалыңдығы бар түбін пайдалану мүмкін емес. SolidWorks Simulation бағдарламасының тегіс тегіс түбінде сенімді нәтиже беруін қамтамасыз ету үшін биіктігі (тығыздығы 900 кгм3) және кальций хлориді (тығыздығы 1333 кгм3) сақтау үшін диаметрі 3200 мм және қабырғасының қалыңдығы 4 мм болатын екі сыйымдылық тексерілді). Әрине, сауалнама барысында тек деформациялар өлшенді, түбіндегі кернеулерді анықтау мүмкін болмады. Есептелген және эксперименттік мәліметтер келісілгенін ескеріңіз. Шамамен 12% сәйкессіздік өндіріс кезінде фланец түбінің ауытқуымен түсіндіріледі [49].
Сурет 4 - Пневматикалық сынаулар жасалғаннан кейінгі кернеулер мен деформациялар
Дөңес жіңішке қабырғалармен салыстырғанда тегіс жұқа қабырғаларды жасау әлдеқайда жеңіл және арзан. Резервуарларды сынауды жоғарғы жиегінде үймелі сумен сынауды пневматикалық сынақтармен ауыстыру арқылы арттыруға болады [46-48]. SolidWorks Simulation бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып, диаметрі 3200 мм көлденең цистерналардың тегіс жазық түбінің кернеулері мен деформацияларын талдау нәтижелері (900-ден 1840 кгм3-қа дейін) осындай түбінің жұмыс қабілеттілігін растады. Алайда, парадоксалды жағдай қалыптасты, бір жағынан, 4-тен 8 мм-ге дейінгі жіңішке түтіктері бар көлденең цистерналар бірқатар кәсіпорындарда 20 жылдан астам уақыт жұмыс істеп тұрды, екінші жағынан тегіс түбінің есептелген қабырға қалыңдығы бактар ГОСТ R 52857.2-2007 [40] бойынша тиімді қалыңдығынан едәуір үлкен болып шығады. Сонымен қатар, қолданыстағы нормативтік құжаттарда қайшылық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
университеті
Жоғары мектеп _________________________________ ____________________
Қорғауға жіберілді
Жоғары мектеп жетекшісі
__________ _______________
қолы тегі, аты-жөні
____ __________ 20____ ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
___________________________________ _____________________
жұмыс (жоба) түрі
Тақырыбы: ___________________________________ _____________________
білім беру бағдарламасы бойынша: ____________ - ________________________
шифры атауы
Білім алушы __________________ ___________________________________ _
қолы тегі, аты-жөні
Жетекші __________________ ___________________________________ _
қолы тегі, аты-жөні
Орал, 20____
Мазмұны
КІРІСПЕ
3
1 МҰНАЙДЫ САҚТАУҒА АРНАЛҒАН РЕЗЕРВУАРЛАР
5
1.1 Резервуардың жалпы сипаттамасы
5
1.2 Көлденең цилиндр тәріздес резервуарлар
6
1.3 Қазіргі таңда бар технологияның талдау
8
2. БОЛАТ ГОРИЗОНТАЛДЫ РЕЗЕРВУАРЛАРЫН ЗЕРТТЕУ
12
2.1 Болат горизонталды резервуарларына әдебиетке шолу жасау
12
2.2 Мекемелердегі горизонталды болат резервуарларды тексеру әдістемесі
13
2.3 Горизонталды цилиндрлік болат резервуарларының кернеулі-деформациялар
14
2.4 Горизонталды резервуарларды модернизациялау
14
2.5 Горизонталды резервуалардың дөңгелек тегіс астынғылардың кернеулі жағдайы
17
2.6 Горизонталды резервуарлардың қабырғаның коррозиялық бұзылуы
22
2.7 Горизонталды болат резервуардың техникалық жағдайының мониторингі
25
2.8 Горизонталды резервуарларды жасау және есептеу
27
2.9 Горизонталды цилиндрлік резервуарларын толтыру кезіндегі отының азайтуын үнемдеу
32
2.10 Горизонталды резервуарлардың флегмация процесін зерттеу
36
ҚОРЫТЫНДЫ
43
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
44
КІРІСПЕ
Өзектілігі. Қазақстан Республикасыныі ел басы өзі тікелей ендіріп отырған индустриалды-инновациялық саясаттың басты мақсаты шикізаттық бағыттан бас тартуға ықпал ететін экономика, машина жасау салаларын инновациялық технологияларды ендіру жолымен мемлекеттің тұрақты дамуына қол жеткізу екені мәлім. Елбасымыз Қазақстан жолы - 2050: Бір мақсат, бір мүдде, бір болашақ атты жолдауында еліміз мүмкіндігінше тез осы жүйеге көшу керектігін атап өтеді. Сонымен қатар, Қазақстан - 2050: Қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты атты стратегиясында сервистік-технологиялық экономикаға өту үшін жағдай жасау керектігін де айтқан болатын. Мұнай және газ секторын дамытудың кешенді жоспарына сәйкес, мұнай-газ өнеркәсібіне қажет ұңғымаларды жөндеу, мұнай өндіру, жинақтау және өңдеу саласына қажетті ең күрделі қондырғыларды шығарумен айналысатын кәсіпорындардын санын арттыру қажет.
Мұнай резервуарлары қауіпті өндірістік құрылыстарға жатады. Оларды сенімді жұмысқа қабілетті күйде ұстау үшін қолданыстағы техникалық пайдалану қағидаларында бірқатар іс-шаралар көзделеді, оған: мерзімді тексерулер, ағымдағы жөндеулер, қызмет көрсету, аспаптар мен жүйелер, байлау құбырлары бойынша регламенттік жұмыстар кіреді. Резервуарлардың сенімділігі мен беріктігін қамтамасыз ету үшін өте маңызды және жауапты іс-шара оларды нормативтік құжаттарда белгіленген кезеңділікпен техникалық диагностикалау болып табылады.
Горизонталды сақтау резервуарлары мұнай-химия өнеркәсібінде маңызды сақтау жабдықтары болып табылады және жанғыш және жарылғыш химиялық өнімдерді сақтау үшін пайдалынады. Горизонталды сақтағыш жер сілкінісіне тап болып, зақымданғаннан кейін, ол өрт пен жарылыс сияқты екінші дәрежелі апаттарды тудыруы мүмкін. Мысалы, 1964 жылы Жапонияда (Ниигата қ.) қуаты 7,4 баллдық жер сілкінісі болды, нәтижесінде жергілікті мұнай өңдеу зауытындағы қоймалар бұзылып, өрт шыққан. Мұнай сақтайтын сыйымдылықтарда өрт тез арада мұнай ыдысының бүкіл аумағына және оған жақын орналасқан зауыттарға тарады. Зауытта жаңа өрттер мен жарылыстар орын алып, өрттің екінші ошағына айналды, ал бұл өз кезегінде өрттің өршуіне себеп болды. Ниигата МӨЗ-нің бүкіл алаңы қираған, 80-ден астам цистерналар қоқысқа тасталынды, 500-ден астам адам қаза тапты, газ құбырлары мен 11 қосалқы станцияның 75% жойылды. Сондықтан горизонтальды резервуарлардың жердегі қозғалыстағы динамикалық реакциясын және сейсмикалық жобалау әдісін зерттеу өте маңызды. Көлденең сақтау цистерналарының динамикалық реакциясы негізінен сұйық цистерналардың өзара әрекеттесуімен және цистерналар мен іргетастардың өзара әрекеттесуімен көрінеді.
Жұмыстың мақсаты: сұйық мұнай өнімдерін сақтауға арналған болат горизонталды резервуарды зерттеу болып табылады.
Зерттеу міндеттері:
1. сұйық мұнай өнімдерін сақтауға арналған болат горизонталды резервуарларына әдебиетке шолу жасау;
2. резервуарлардың түрлерін, орнату технологиясын зерттеу;
3. резервуарлардың есебін жасау.
1 МҰНАЙДЫ САҚТАУҒА АРНАЛҒАН РЕЗЕРВУАРЛАР
1.1 Резервуардың жалпы сипаттамасы
Мұнай резевуары - мұнай мен одан өндірілген өнімдерді сақтауға арналған ыдыс.
Мұнай резервуарлары келесідегідей бөлінеді:
‒ Орналасуы бойынша жер беті, жер асты (соның ішінде тереңдетілген резервуарлар) және суасты;
‒ Дайындалатын материал бойынша - метал (болат, түсті метал және олардың қоспалары), темір-бетон, тас, жер (қойма), ағаш, шыны-пластик, пластмасса, резеңке;
‒ Артық қысым көлемі бойынша - төмен (0,002 МПа), жоғары (0,067 МПа) қысымды резервуарлар;
‒ Қаптама формасы бойынша - тік және көлденең цилиндр резервуарлар, тамшы тәріздес резервуарлар, шар тәріздес резервуарлар, тік бұрышты резервуарлар;
‒ Сақталынатын өнім жағдайы бойынша - әлсіз тұтқыр мұнай мен мұнай өнімдеріне арналған (сондай-ақ бір резервуарда бірнеше мұнай өнімін сақтауға арналған иілгіш ажырату қабаттары - мембраналары бар резервуарлар да қолданылады), тұтқырлығы жоғары және қатып қалатын мұнай мен мұнай өнімдері, жылытуды талап ететін өнімдер, сұйытылған газдарға арналған;
‒ Орнату тәсілі бойынша - тұрақты және қозғалмалы.
Жер бетінде орналасқан мұнай резервуарлары негізінен болат пен темір бетоннан жасалынады.
Соңғылары қаңқаның орамалық дайындамалар мен резервуар түбінен жасалынады, олар арнайыландырылған зауыттарда дәнекерленіп, құрастыру орнына оралған түрінде әкелінеді, немесе дайын құраушы бөліктерден (құрама резервуарлар, сондай-ақ үлкен көлемді мұнай резервуарлары) жеке беттерден беттік тәсіл бойынша құрастыру алаңында дәнекерленіп жасалынады.
Жер асты мұнай резервуарлары келесідегідей бөлінеді:
‒ Шахталық, арнайы құрылатын тау өндірістерінде немесе шахталар мен кен ошақтарының пайдаланылған өндірістерінде құрастырылады;
‒ Шахтасыз, тас тұзының қабаттарында сілтілендіру арқылы, сонымен қатар кен орындарын жарылыспен тығыздау арқылы жасалынады;
‒ Орлық (траншеялық), ашық таулық тәсілмен жасалған, жартылай құздық, ірі сынықты, құмды және балшықты-топырақты орлық мұнай резервуарлары қорғаныс төбесімен металлдан жасалынады.
Жер асты (соның ішінде тереңдетілген) мұнай резервуарларының кемшіліктері: жылыстауларды анықтау, жөндеу жұмыстары мен пайдаланудағы қиындықтар, ал шахталық резервуарларда, сондай-ақ, сорғы станциясын тереңдету қажеттілігі және т.б.
Мұнай мен мұнай өнімдерін су астында сақтау кезінде (қозғалмалы мұнай резервуарлары) икемді ыдысты немесе метал қаптаманы қосымша ілінетін жүк зәкірлері көмегімен су түбіне орналастырады.
Оның үстіне, мұнай резервуарларын теңіз бұрғылау платформаларының бетон іргетастарына орналастырады. Резервуар құрылымы сақталынып отырған өнімге қатысты химиялық және коррозиялық тұрақтылығын, саңылаусыздығын, ұзақ уақыт жұмыс істеуін, қолдану қауіпсіздігін және т.б. қамтамасыз етеді.
Мұнай резервуарларының құрылымы техникалық-экономикалық талдау негізінде, сақталынып отырған өнімдер шығынын қысқарту қажеттілігін, олардың физикалық-химиялық қасиеттері мен сақтау технологиясының талап ететін талаптарын ескере отырып таңдалынады.
Мұнай резервуары немесе мұнай резервуарларының тобы әдетте мұнай қоймасының құрамына енеді.
Көптеген мұнай мен мұнай өнімдерін сақтау үшін (37,8 В°C температура кезінде қаныққан бу қысымы 2,67 В·х 104 Пa жететін) тұрақты төбесі бар резервуарлар пайдалынады, олар қаңқаға немесе орталық тірекке тіреледі.
Сыйымдылығы 100-ден 5000 м3 дейінгі резервуарлар конус тәріздес төбемен әзірленеді, ал 10000-нан 30000 м3 дейінгілері - радиалды қақпақтан жасалған сфералық төбемен жасалынады.
Мазут пен қара мұнай өнімдерін сақтау үшін сондай-ақ метал шығынын аз талап ететін ұзақ уақыттық төбесі бар, сыйымдылығы 5000 м3 дейін резервуарлар қолданылады.
Қаныққан бу қысымы 0,067 МПа дейінгі жанармай мен мұнайды булану шығынын азайту мақсатында тұрақты қақпағы бар, сыйымдылығы 20000 м3дейін понтондармен жабдықталған тік цилиндр тәріздес резервуарларда немесе қақпағы малтып жүретін, сыйымдылығы 100000 м3 дейін резервуарларда сақтайды.
Мұнай өнімдерін резервуардың Үлкен тынысы мен Кіші тынысынан шығындалуын азайту үшін торосфералық және сфера-цилиндрлік қақпағы бар, қақпағы тыныстайтын (құрылымы мен жұмыс істеу реті айнымалы көлем газгольдерге балама) тік цилиндр тәріздес болат резервуарлар, сондай-ақ сұйытылған газдар мен олардың қоспаларын (бутан, пропан, бутилен және т.б.) сақтауға арналған тамшы тәріздес және шар тәріздес резервуарлар қолданылады.
1.2 Көлденең цилиндр тәріздес резервуарлар
Мұнай өнімдерін сақтау үшін сыйымдылығы 1000 м3 дейін көлденең болат резервуарлар қолданылады. Болат резервуарлардан басқа бірқатар жағдайларда сондай-ақ темір бетон резервуарлар да қолданылады.
Көлденең болат КБР резервуар қаңқа (қабырғалар), екі түбі, тіректік диафрагма, қаталдық беретін аралық сақиналар мен тіректерден тұрады. Көлденең болат резервуар (1-суретте) көрсетілген.
1-сурет Көлденең болат резервуардың сұлбасы
1 ‒ қабырға; 2 ‒ түп; 3 ‒ тіреуіш диафрагмалар; ‒ аралық қаттылық сақиналары; 5 ‒ тіреуіш; 6 ‒ люк; 7 ‒ жерлендіргіш.
Көлденең резервуар (1-сурет) КБР қабырғасы бірнеше беттік ернеуіштен жасалынады. Әрбір ернеуіш беттер немесе орама болаттан жасалынады. Беттің ені 1500-2000 мм. Беттер мен ернеуіштер өзара дәнекерлегіш түйістіргіш тігіспен біріктіріледі.
Көлденең резервуар КБР қабырғаларының қаттылығын арттыру үшін оны тіректік және аралық қаталдырғыш сақиналармен бекітеді.
Тіректік қаталдырғыш сақиналардың қосымша, жиі түрде үш бұрышты диафрагмалары болады. КБР көлденең резервуар түбін артық қысым 40 кПа және конустық қысыммен 70 кПа тегіс етіп құрастырады.
Тегіс түп қабырғасыз немесе қабырғалы болуы мүмкін. Тасымалдау және құрастыру кезіндегі қаталдықты, жел жүктемесін қамтамасыз ету үшін КБР көлденең резервуарының қабырғаларын қауырсынға дәнекерленген және сол қауырсын арқылы қабырғаға дәнекерленген прокат бұрыштықтардан жасалған қаталдырғыш сақиналармен күшейтеді.
Люк - өтпeтecіктep peзepвуapды жeлдeтугe жәнe oны жөндeу нeмece тaзapту кeзіндe ішінe кіpугe apнaлғaн.
Қарастырылып отырған жоғары қысымды КБР көлденең резервуар қабырғасының ұсынылатын қалыңдығы КБР көлденең резервуарының артық қысымы мен көлеміне байланысты 4 немесе 5 мм тең етіп алынады. Әдеттегі резервуарларда қима радиусының көлемі 1,0 мен 1,62 м аралығында.
Жер бетінде орналасқан КБР көлденең резервуарлар бір-бірінен қашықтықта орналасқан екі ер тәріздес тірекке немесе бағана тәріздес екі тірекке тіреледі. Ер тәріздес тіректің қамту бұрышы 60-тан 120° дейін өзгереді. Болат КБР көлденең резервуарының қаңқасы жүктеу, жинау және желдетуге арналған келте қосқышпен, резервуарды қарауға, тазалауға және жөндеуге арналған саңылауы мен қақпағы бар мойынмен, сондай-ақ сыртқы саты мен тұйықтырғышпен жабдықталады.
КБР резервуарлары тік резервуарларға қарағанда әдетте зауыттарда 3-100 м3 көлемде жасалады және орнатылу орнына даяр күйде жеткізіледі; әр түрлі мұнай өнімдері мен аз көлемдегі мұнайды сақтау үшін қолданылады. ТБР резервуарларына қарағанда олардың құрамындағы метал азырақ, алайда мұнай өнімдерін онда жоғары артық қысым мен вакуум жағдайында ғана сақтау қажет.
КБР үлгілік резервуарлар 0,07 МПа артық қысым мен 0,001 МПа вакуумға дейін шыдайды; олардың габариттік өлшемдері даяр түрде темір жол көлігімен тасымалдау мүмкіндігін ескере отырылып қабылданады. Резервуарлар жер астында алаң бетінен 1,2 м аспайтындай тереңдікке орнатылады. Мұнай өнімін өз бетімен жіберу қажеттілігі туған кезде немесе жер асты суының жоғары орналасуы себебінен жер астында орнату қиын болған жағдайда оларды тіректер мен іргетастарға орнатады.
1.3 Қазіргі таңда бар технологияның талдау
Резервуардың жинақталуы мен дәнекерленуі бірнеше кезең бойынша атқарылады:
1. Ернеуіштің картасын жинайды, жіктерін алып, бір жағынан дәнекерлейді;
2. Резервуардың жартылай түптерін жинап, қысқыштарын қояды, пайда болған жікті екі жағынан дәнекерлеп, осыдан кейін түптерді жүк арба мен бұрандама қысқыш көмегімен тартады, пайда болған жікті жинап, оны жартылай автоматпен дәнекерлейді және автоматтық дәнекерлеуге арналған демеуішке орнатады. Дайын түптерді көмкеруге жіберіп, түптерді көмкерлегеннен кейін ернеуіш картасы жиналатын стеллажға жібереді;
3. Беріктік сақиналарының жинақталуы кондукторда жүзеге асырылады, онда жіктерді бір - біріне жақындатып, екі жағынан қорғаныс газ ортасында жартылай автоматты дәнекерлеуішпен дәнекерлейді, кейін тораптық бірқалыпты заттар мен кергіштерді орнатады. Дайын беріктік сақиналарды ернеуіш картасын жинақтауға арналған стеллажға жібереді;
4. Орталық беріктік сақинасын жаншып қақтаушы білдекте жайылма метал жолақтарынан әзірлейді, дәл сол жерде дәнекерлейді де, осындан кейін сақинаны кондукторға орнатып, қорғаныс газ ортасында тораптық бірқалыпты заттар мен кергіштерді жартылай автоматтық дәнекерлеуішпен дәнекерлейді, дайын болған кезде ернеуіш картасын жинақтауға арналған стеллажға жібереді;
5. Беріктік сақиналары мен түптерді резервуар төсеміне орнатады, оларды учаскеге жартылай автоматпен дәнекерлейді, кейін жүк арба көмегімен резервуар төсемесін оның түбі мен сақиналарына орап, учаскелер бойынша қорғаныс газы ортасында жартылай автоматтық дәнекерлеуішпен дәнекерлейді, резервуардың бос шетін түбіне қарай итереді, дәнекерлеу жұмыстары аяқталғаннан кейін тұйық жікті келтіріп, кейін мойыны арқылы резервуар ішіне соңғы жікті кіргізіп, дәнекерлейді, осыдан кейін резервуарды сыртқы тігістерді дәнекерлеу үшін механикалық стендке жібереді;
6. Резервуарды сыртқы тігістерді дәнекерлеуге арналған механикалық стендке орнатады. Стенд үстіне дәнекерлеуіш бекітілген механикалыө велосипед арбасымен жабдықталады, оның сонымен қатар резервуарды дәнекерлеуіш жылдамдығымен айналдыра алатын -31071 роликті айналдырғыштары да бар. Сыртқы тігістерді дәнекерлейді;
7. Сыртқы тігістерді дәнекерлегеннен кейін жапырақтарды күшейтетін мойындар мен тоғындарды қорғаныс газы ортасында механикалық дәнекерлеуіш көмегімен дәнекерлейді.
Аталған технологияға кейбір өзгерістер енгізуге болады:
1. Қолдан доғалық дәнекерлеуді алып тастап, барлық қысқыштарды қорғаныс газы ортасында механикалық дәнекерлеуішпен орнату. Ол бұйымды қалдық заттардан тазалауға кететін уақытты қысқартуға мүмкіндік береді.
2. Дәнекерлеуіш трактор мен дәнекерлеу басын заманауи балама түрлеріне алмастыру.
Негізгі металды таңдау негізі:
Резервуар құрылымы үшін 09Г2С болатты қолданған жөн, себебі ол резервуарды жасауға арналған барлық талаптарды (СП - 53 - 101 - 98) толықтай қанағаттандырады (кесте 1)
Осылайша, СНиП II - 23 - 81 сай, құрылымды жасау үшін МЕСТ - 19281 - 89 бойынша 09Г2С маркалы перлитті төмен қоспалы болат қолданылады. Болаттың беріктігі мен ағымдылығы жоғары, морт сындырғыш табалдырығы төменде (кесте 1) көрсетілген. Көміртекті болаттармен салыстырғандағы коррозиялық беріктігі жоғарырақ, дәнекерлеудің кең диапазонында ешбір шектеусіз жақсы дәнекерленеді.
Аталған санаттың созу кезіндегі механикалық қасиеттері жоғары және суық жағдайда иілгіштігі жақсы.
Кесте 1 - 09Г2С - 12 болаттың химиялық құрамы
№
Аталуы
Құрамы
1
С
Көп емес =0.12
2
Cu
=0.30
3
Si
0.5-0.8
4
Mn
1.3-1.7
5
Ni
=0.30
6
Cr
=0.30
7
N
0.008
8
S
0.040
9
P
0.035
Технологиялық үдерістердің таңдалуы және негіздемесі.
Ернеуіш картасын жинақтау:
Төсеме жапырақтары жинақтау стендінде жүзеге асырылады. Жапырақтарды стендке орнатып, ернеуіш картасын жинайды. Жіктерді бір-біріне жақындатып, ажырап кетпеуі үшін қағып тастайды. Жік аралық саңылаулар 0,8 мм аспауы тиіс. Шеттерінің ауытқуы 0,4 мм. Ернеуіш картасын қорғаныс газ ортасында механикалық дәнекерлеуіш көмегімен жинақтайды, картаны бір жағынан автоматтық дәнекерлеуішпен флюсті дәнекерлейді.
Түптерді жинақтау:
Жартылай түптерді жапырақ металдан Ванад лазерлік машина көмегімен кесіп алады, оны пакет түрінде кеседі, себебі ол пішіннің өзгеріп кетуін азайтып, қосымша өңдеуді талап етпейтін сапалы ернеуге қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Екінші кезеңде түпті І және ІІ екі бөлшектен жинайды, кейін механикалық дәнекерлеуіш көмегімен қорғаныс газ ортасында қысқыштар орнатады. Жапырақ жіктерін флюстік жастықта екі жағынан дәнекерлейді, кейін стендке созу үшін сол түптерді орналастырады. Түбін жүк арба көмегімен тартып, келтірілген жікті қорғаныс газ ортасында әзірленген қысқыштармен бекітіп, кейін ішінен жартылай автоматпен дәнекерлейді.
Ішкі жікті дәнекерлегеннен кейін бөлшекті бұрандама қысқыштан босатады, түпті стендтен алып, созылған (жоғарғы) жікті автоматпен дәнекерлеуге арналған сүйегішке орнатады. Түптерді пакет әдісімен дәнекерлейді. Дәнекерлеу операциялардан кейін көмкерлеуге арналған айналдырғы білдек төсемесіне орнатады.
Резервуарды жинау:
Түптер мен беріктік сақиналарын резервуар төсемесіне орнатып, оған жартылай автоматтық дәнекерлеуіш көмегімен қорғаныс газ ортасында дәнекерлейді. Жүк арба арқаны резервуар төсемесінің астынан өтіп, бүйір тірек бұрышында орналасуы тиіс.
Резервуардың кезекті бөлшегін алғаннан кейін беріктік сақиналары мен түптерді төсемеге жартылай автоматпен СО2 + Аr (80%+20%) қорғаныс газ қоспасында дәнекерлейді. Бұрғылау барысында балға көмегімен төсеменің еркін шетін түпке қарай қағу қажет. Төсемені бұрғылап болғаннан кейін тұйық жікті келтіріп, алдын ала резервуардың ішкі бетін тамшылар мен күйіктерден тазап алу қажет. Резервуардағы жұмысты аяқтау үшін оның мойыны арқылы дәнекерлеуіш жартылай автоматты кіргізеді. Соңғы жікті ішінен дәнекерлейді, ол үшін дәнекерлеу газдарын жою үшін желдеткіш орнатады, сонымен қатар тізбектегі кернеуі 12 В аспайтын қосымша жарықтандыру орнатып, дәнекерлегіш адамды жұмыс орнын жабдықтау үшін резеңке кілемшемен қамтамасыз етеді. Ішкі тігістерді дәнекерлеп болғаннан кейін резервуардан арқанды алып тастап, резервуарды сыртқы тігістерді дәнекерлеу үшін механикалық стендке орнатады.
Резервуардың сыртқы тігістері, түп пен төсеменің бұрыштық байланыстары, төсеменің көлденең тұйық тігісі автоматпен дәнекерленеді. Сыртқы тігістерді дәнекерлегеннен кейін күшейткіш жапырақтарды, мойындарды, қысқыштарды орнатып, жартылай автоматпен дәнекерлейді.
2. БОЛАТ ГОРИЗОНТАЛДЫ РЕЗЕРВУАРЛАРЫН ЗЕРТТЕУ
2.1 Болат горизонталды резервуарларына әдебиетке шолу жасау
Левин М.Ю., Нагорнов С. А. мұнай қоймасындағы көлденең типтегі резервуарларды автоматтандырылған басқару жүйесін зерттеді [1]. Бағдарлама ашық түсті мұнай өнімдерін сақтау кезінде резервуарлардың технологиялық параметрлерін (температура, отын деңгейінің қысымы) бақылау және отынның сулануы мен булануынан қорғау жүйесін басқару үшін қолданылады. Бағдарлама индикаторлардың трендін және жеке резервуардың паспорттық деректерін көру мүмкіндігімен бүкіл резервуарлық парктің қысым, температура, көлем датчиктерінен технологиялық параметрлерді реттеу көрсеткіштерді қамтиды. Бағдарлама басқару контроллері басқару жүйесін судан қорғау және отынның булануы.Резервуарда тыныс алу клапанының іске қосылуының алдын ала белгіленген қысымына қол жеткізген кезде тыныс алуға қорғаныс жүйесі кіретін контроллер жұмыс істейді, атмосфералық ылғалмен суланудан болатын отынды дем шығаруға контроллер жұмыс істейді, оның ішінде сақталған отынды буланудан қорғау жүйесі.
Көптеген зерттеушілер көлденең резервуарларды зерттеумен айналысты, көлденең резервуарларға арналған тіректерге [2, 11] авторлық куәлік алды, көлденең цилиндрлік резервуарларды толтыру процестерін басқару тәсілдерін зерттеді [3-5].
Мұнай өнеркәсібінің көлденең резервуарларының ішкі бетінің протекторлық қорғау деңгейін бағалау және параметрлерін модельдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету бойынша ғалымдар зерттеулер жасады [6].
Малюков В. П. тас тұзындағы көлденең жер асты резервуарларын қалыптастыру бойынша зерттеулер жүргізді [7]. Табиғи жағдайдағы эксперименттік зерттеулер мынаны көрсетті көлденең резервуарды тігінен қалыптастыру-көлденең және тік ұңғымалар тең алуға мүмкіндік береді, біркелкі таралуы бар үлкен көлденең қималар-кен өндіру контуры бойынша әртүрлі кедір-бұдырлармен қапталған.
Колдин В. А. көлденең цилиндрлік резервуарлардың беріктігі мен оңтайлы дизайнын есептеу бойынша зерттеулер жасалынды [8].
Жұмыста [9] Богданов В. С.мұнай өнімдеріне арналған көлденең қоймалық резервуарлардан шөгінділерді жою процестерін жетілдіру бойынша зерттеулер жүргізілді.
Левитин Р.Е. жұмыста инертті газдарды пайдалана отырып, көлденең болат резервуарларда мұнай өнімдерін жер астында сақтауы қарастырылады [10].
Көп деген ғалымдар жан жақты горизонталды цилиндлік резервуарларды терең зерттеген. Горизонталды резервуарлардың тіреуштер [11], түптер [12], диагностика [13], өрт кезіндегі резервуарлардың тұрақтылығы [14], техникалық жағдайының мониторингі [15], бұзылу талдауы [16], тексеру технологиясы [20], кернеулі дефрмацияланған жағдайы [18], резервуарларға қойылатын талаптар [17] мұнай өнімдерінің массаның есебі мен жұмысын бақылауы [19] туралы көп жұмыстар жасылынып, оң нәтижелер алынды.
Потенциалды сұйықтықтың теориясы және топырақ моделі теориясына сүйене отырып, көлденең қоймалар мен сейсмикалық жобалау үшін пайдаланылуы мүмкіндігі қарастырылды [21].
Шетел ғалымдар өз жұмыстарында горизонталды болат цилиндр тәріздес резервуарлар жөнінде терең ізденістер, эксперименттік зерттеулер [22-30] жасап, оң нәтижелерін алып, іске асырды, сонымен қоса сейсмикалық жағдайы да қарастырылған.
2.2 Мекемелердегі горизонталды болат резервуарларды тексеру әдістемесі
Горизонталды болат резервуарлар қарастырылды. ГБР - болаттан жасалған, мұнай мен мұнай өнімдерін сақтауға арналған цилиндрлік формалы резервуарлар. Олар қауіпсіздік мақсатында жер бетінде немесе топырақтың белгілі бір тереңдікке орналастырады.
ГБР тексеру әдістемесі ГОСТ 8.346 - 2000 талаптарына сәйкес орындалады. Тексеріс 3 әдіспен орындалады:
- геометриялық;
- көлемдік динамикалық;
- көлемдік статистикалық.
Геометриялық әдіс резервуар қабырғаның қалындығы, диаметрі, ұзындығы бойынша болады. Оларға қажетті өлшегіш құралдар: линейка, қалындықты өлшегіш және рулетка.
Көлемдік динамикалық әдіс - эталонды шығындырғыштан өтетін тексеріс суйықтың резервуарға берілуі және резервуарға суыйқтықтың деңгейі және оның көлемімен суыйқтықтың берілетін салыстыруы.
Көлемдік статистикалық әдіс кезінде резервуардағы дозалық беруі үнемі тексеріс суйықтықтың деңгейін өлшенеді.
Оның артышылықтары келесіде: қарапайым конструкция, әдістемелік анықтығы және резервуар формадан толық тәуелсіздіктік. Бірақ сонымен қатар кемшіліктері де бар, олар - тексерілетін суйықтықтың тазарту және утилизация қажеттілігі және суйықтықты құю-ағызу процесін ұзақтылығы. Үлкен мекемелерге мұндай әдіст тиімді емес болып келеді, өйткені тексеріс суйықтықтың көлеміне берілетін утилизация құны өте жоғары.
Бұндай жағдайда мекемеге геометриялық әдістің локалды тексеріс схеманы жасауға қажет болады. Тағы да кемшіліктің бірі ол өлшеулер процесін ұзақтылығы мен қиындығы. Бірақ көлемдік динамикалыө әдіспен салыстырғанда мынау әдіс арзан, мекеменің шығындарын азайтады.
2.3 Горизонталды цилиндрлік болат резервуарларының кернеулі-деформациялар
Сұйытылған газдар, химиялық заттар, мұнай мен мұнай өнімдерін сақтау үшін арналған резервуарлы конструкциялар потенциалды қауіпсіздігі және алдын ала болжамдамаған катастрофалар мен жағдайлары болған кезде экономикалық және экономикалық емес мүмкіндігінше жоғалтулармен байқалады.
Мұнай базаларда, әсіресе авто толтыру станцияларда төмен қысымды көлемі 10 0 м3 дейін тегіс пен конусты астымен цилиндрлік горизонталды болат резервуарлар (ЦГБР), сонымен қатар аналогиялық көлеміндегі сфералық пен эллипсоидалды астымен жоғары қысымды резервуарлар пайдаланады. ЦГБР өлшемдері: ұзындығы - 2-30 м, диаметрі - 1,4-4 м, қабырғылардың қалындығы - 6-18 мм.
Резервуарлар пайдалану кезінде келесі сыртқы әсерлеріне тартылады: жүктеме, температура және агресивті жұмыс орта [31,32]. Болат резервуарлардың пайдалану сенімділігін азайтатын және ұзақ мерзімді қысқартатуды келтіретін себептерінің бірі коррозиялық бұзылар болып келеді.
Қазіргі уақытында горизонталды цилиндрлік резервуарлардың коррозиялық жағдайдағы дефектілер есепке алғанда есептеу теориясы әлі анық жасалмаған. Ал оның ұзақ мерзімділігін, жасалған және қалған ресурстарды анықтаудың есептеу методикасы барлық факторлардың кешенін есепке алынбайды. Бұл факторлар пайдалану кезінде резервуарлардың болат конструкцияларына коррозиялық процестің дамуы және резервуаларға әсерін береді. Бұл жұмыс резервуарлы конструкциялардың беріктік мониторингтің бір бөлігі болып келеді. Соған пайдаланудың шығуы дефектілер есеке алғандағы әдістердің жасауы және есептері мәселерін қарастырады.
ЦГБР есептеу шынайы методикасы атақты Ресей ғалым В.З.Власов жасаған жіңішке қабырғалық серпінді қабықшалардың жартылай моментсіз теория негізінде негізделген. [33, 34] және пайдалану кезіндегі агресивті ортаның әсерін есекпе алғандағы есептеулер дамыған.
2.4 Горизонталды резервуарларды модернизациялау
Резервуарлар бұл мұнай мен мұнай өнімдерін сақтауға арналған ір түрлі материалдардан жасалынған әр түрлі формалы мен өлшемдерімен жасалынған станционарлы немесе жылжымалы сыйымдылықтар. Олар магистралды мұнай құбырлар мен мұнай өнімдер құбырларының станциялар мен мұнай базаларда ең жауыпты нысаның бірі болат табылады. Резервуарларда көп көлемді құнды сұйықтықтар сақталады, мұнайды сақтауы резервуар типтен және олардың техникалық жағдайына байланыста болады. Мұнай мен мұнай өнімдерін сақтайтын шарттары бір бірінен айырмашылығы бар: номенклатура бойынша резервуарлар мұнай, ашық түсті және қара түсті мұнай өнімдер; материалдар бойынша металды және металлды емес болып бөлінеді. Металлды резервуарлар көбінесе болаттан, кейде алюминий немесе екі материал қосқанда да жасалынады.
Металлды емес резервуарлар темірбетон және әр түрлі синтетикалық заттардан тұратын пластмассты материалдардан жасалынады. Сонымен горизонталды цилиндрлік, төрт бұрышты және т.б. Олардың көлемдері 5 -ден 120 000 м3 дейін болу мүмкін. Резервуарлардың пайдалану саласы сақталатын мұнай мен мұнай өнімдерінің физикалық қасиеттеріне немесе мұнай өнімдерінің материалмен өзара байланысының шарттарына байланысты болады. Ашық түсті мұнай өнімдерін сақтау үшін көбінесе болат, ішкі бензин тұрақты беткімен темірбетонды - бетке қабаты болаттан, немесе металлды емес изоляциямен қоладнады. Майлайтын майлар болат резервуарларда сақталады [35].
Заманауи болат резервуарлар форма мен технологиялық тағайындау бойынша келесі типтерге бөлінеді:
1) тік цилиндрлік;
2) тамшы тәріздеа;
3) горизонталды (цистерналар).
Горизонталды резервуарларға тоқтап өтейік. Тік рещервуарларға қарағанда оларды зауыттарда жасап, дайын күйінде орнату орына жеткізеді. Осындай типтегі резервуарлар шығын сақтағыштар мен тарату мұнай базаларда сақталу кезінде және тасымалдау кезінде кең тараған. Резервуарлар ішкі қысым 0,07 МПа дейін және вакуум 1 кПа еспетелген; олардың көлемі 5 - 100 м3; габариттік қлшемдерін теміржол көлікпен тасымалдауға мүмкіндігі бар болған жағдайда қабылданады. Резервуарлар конусты немесе тегіс түптен жасалынады; оларды жер үстінде немесе 1,2 м жерден аспайтын тереңдікке тіреуіштерде орнатылады. Егер мұнай өнімнің өздігінен ағызу арқылы берілетін болса, ондай жағдайда тіреуіштерге орнататын горизонталды резервуарды орнатуға болады. Бірақ, егер температур төмен болып, сақталатын өнімнің тұтқырлығы жоғары болса, ондай әдісті қолануға тийым салынады. Сондықтан, аллдын ала жылыту үшін қажетті құралдарын пайдалануға тұра келеді.
Тұтқырлығы жоғары мұнай өнімдерінің жылыту әдістері мен тәсілдері бар талдау жасап, яғни сулы буымен, ыстық газдармен, жылыту жабдықтармен, рп-4М, рп-20М, рп-25М резервуарларда электрқуатпен, жоғары жылу беру мен жылу құрамымена ие болған сулы буымен әдісі ең тиімді болады. Бірақ оның кемшілігі бар: горизонталды резервуардың жылыту құрылғы астында болғандықтан, өткені мұнай өнімдері біркелкі емес жытылады, сондықтан бұл сақталатын өнімнің пайдалану және физика-механикалық қаисеттерінің өзгеруіне ықпал етеді. Резервуарлы электр жылытқыштар арқылы жылыту өрт, жарылыс қауіпсізідігі мәселермен бірге тұрады, сосымен қатар мұнай өнімнің ең жеңіл фракцияларын булануға болдыратын ашық жылыту элементтердің проблемалары бар [36]. Оны ескере отырып заманауи таларына сәйкес, өз құны аз болып, төмен температурада үздіксіз жұмыс жасауына кепілдік бере алатын тұтқырлығы жоғары мұнай өнімдерін жылыту құрылғылар және керек әдістер мен тәсілдерін дұрыс таңдау білу керек [37].
Мәселені шешу үшін горизонталды резервуардың модернизациялау қажет. Жылытудың жоғары тиімді функциясы, патрубок және ағызу кран арқылы өнімнің шығудың мүмкіндігі болу қажет. (2.1 - сурет). Жылыту жүйесі келесідей жұмыс жасай алады: май патрубок 4 арқылы кіреді, температура төмен болған жағдайда резервуар көлеміне қарай саны есептелетін джет-құбырлар 1 кешені құрығымен айдайды. Берілетін құбыр 6 жылу беретін джет құбырларға беріледі және қосылыс құбырлар 7 арқылы жылу беріткіш әр джет құбырларға жанасады.
Зонд түйіспесі, оның металл герметикалық жабылған корпусы қызады. Температураның әсерінен булану зонасында орналасқан реактивті түтіктердің ішкі қуысына вакууммен айдалатын жылу өткізгіш қызады және тез буланып бастайды. Алынған бу құбыр корпусының көлемін толтыра отырып, 9 конденсация аймағына еніп, сол жерде жылу беріп, конденсацияланады. Алынған конденсат герметикалық жабылған корпусты 6 жеткізгіш құбырына бұрышпен қосу арқылы пайда болған көлбеудің арқасында булану аймағына төмен түседі 8. Осылай қыздырылған реактивті құбырлар жинақталған майға жылу береді. Мұнай қабылдауды кран 1 немесе салалық құбыр арқылы жүзеге асыруға болады. Қазіргі уақытта, жүргізілген есептеулерге сәйкес, нақты жағдайда сынақ жүргізу үшін эксперименттік зерттеу жүргізіліп жатыр.
Сурет 1 - Төмен температурада майларды сақтауға арналған резервуар
1-жылыту элемент, 2- ағызу кран, 3- резервуардың қақпағы, 4- құю патрубок, 5-ағызу патрубок, 6- берілетін құбыр,7- қосу құбырлар, 8- жылыту элементтің булану зонасы,9-конденсация зонасы, 10-құбыр,11-түр,12-обечайка,13-горл овина, 14-жүк скоба, 15-алынатын тіреуіш
2.5 Горизонталды резервуалардың дөңгелек тегіс астынғылардың кернеулі жағдайы
Седлалы тіректеріне орнатылған көлденең цистерналар көптеген салаларда, ең алдымен химия және мұнай өңдеу салаларында кеңінен қолданылады. Әдетте, көлемі 100 м3 дейінгі цистерналар қолданылады. Ең көп тарағандары - көлемі 75 және 100 м3, ішкі қабығының диаметрі 3200 мм болатын цистерналар.
ГОСТ Р 52857.5-2007 [38] тексеру цифрындағы осындай цистерналардың снарядтарының беріктігін есептеуді реттейді, яғни. белгілі бір қабық үшін беріктік пен тұрақтылық шарттары тексеріледі. Авторлар [39] -де седла тіректерінің рационалды орналасуын, раковина қабырғасының минималды тиімді қалыңдығын және түбі дизайнын таңдауды теориялық негіздеу нәтижелері келтірілген. Седла тіректерінің орналасуы тіреулердің үстінде және тіреулердің арасында иілу моменттерінің теңдігін қамтамасыз етуі керек, өйткені көлденең цистерналардың қабығының беріктігі мен тұрақтылығын есептегенде, иілу моментінің максималды мәнінен шығады.
Егер ГОСТ Р 52857.5-2007 [38] бойынша раковиналардың беріктігін есептеуге қатысты проблемалар туындамаса, [39] мақалада келтірілген ұсыныстарды ескере отырып, онда түбін есептеу әр түрлі болады. Көлденең цистерналардағы түбі өте алуан түрлі: тегіс тегіс, радиалды қатайтқыштары бар жалпақ, конустық, конустық кесілген, эллипстік және сфералық. Оларды есептеу ГОСТ Р 52857.2-2007 берілген [40]. Дөңес табандардың есептік мәндері әдетте шамамен 1 мм құрайды, бірақ тегіс тегіс түстер үшін ГОСТ Р 52857.2-2007 [40] бойынша қабырғаның есептік қалыңдығы бактың диаметрі 3200 мм және орташа тығыздығы 1840 кгм3 құрайды. (күкірт қышқылы) қазірдің өзінде 27,2 мм құрайды, бұл қабық қабырғасының тиімді қалыңдығынан едәуір асып түседі, ол 4-тен 8 мм-ге дейін.
Жұмысында [2] сұйықтықтың гидростатикалық қысымының әсерінен жалпақ түбі деформацияланып, пластикалық деформациялар аймағына өтіп, дөңес болады, ал кернеулер шығу нүктесінен аз болады деп ұйғарылды. Көлденең цистернаны ортамен қайта толтырған кезде, дөңес пішінді алған түбі серпімді деформациялар аймағында жұмыс істейді. Бұл болжам растауды қажет етеді.
Диаметрі 3200 мм болатын көлденең цистерналардың тегіс жалпақ түптерінің кернеулерін және деформацияларын талдау ортаның әр түрлі тығыздығында (900 және 1840 кг м3) SolidWorks Simulation бағдарламалық жасақтамасын, соның ішінде күйзелістерді модельдеуге арналған. -қатты денелердің деформация күйі. Модель Surfaces құралдар тақтасының көмегімен жасалған. Есептеу үшін қалың раковиналардың Тимошенко - Миндлин моделі пайдаланылды, бұл Кирхгоф - жақындатуымен салыстырғанда мәселелердің кең класында ең жоғары тұрақтылықты көрсетті [41-43]. Талдау болаттан жасалған сыйымдылығы 220,6 МПа (болат маркасының St3 аналогы) толығымен толтырылған резервуарларға жүргізілді. Есептеу температурасы 20 ° C.
Кернеулер тегіс түбі мен қабығында жұмыс ортасының гидростатикалық қысымымен жүктелген кезде пайда болады (1-сурет). Шығу нүктесінен асатын кернеулер қабықпен интерфейсте төменгі жағында пайда болады және төменгі бөліктің төменгі жағында 255 МПа (максимум) жетеді (1-суретті қараңыз), алайда олар болат үшін созылу шекті 460 МПа беріктіктен аз St3 дәрежесі [44]. Суретте (сурет 2) төменгі және қабықшада қандай деформациялар болатынын көрсетеді.
Сурет 2 -Түптегі мен обечайкадағы кернеулер
Максималды деформация төменгі бөліктің орталық бөлігінде гидростатикалық қысымның жоғарылауына байланысты оның түбіне қарай ығысу кезінде байқалады. Сонымен қатар, деформация айтарлықтай маңызды: 900 кгм3 орташа тығыздықта ол шамамен 42,4 мм, ал 1840 кгм3 - 56 мм құрайды. Осылайша, [39] ортадағы гидростатикалық қысым әсерінен жұқа қабырғалы тегіс жалпақ түбі деформацияланып, дөңес пішінге ие болады деген болжам әбден негізделген.
Төменгі деформацияның (дөңестіктің) жоғарылауымен кернеу күшейе бастайды және оның беріктігін жоғалтпайды.Сұрақ туындайды: қабырға қалыңдығы 27,2 мм ГОСТ R бойынша есептелген тегіс түбі өзін қалай ұстайды 52857.2-2007 [40]. Төменгі бөліктің орталық аймағында максималды кернеулер шамамен 50 МПа, төменгі жағында - 65 МПа екені анықталды. Орталық аймақтағы деформация 8,4 мм болады, бұл қабырға қалыңдығы 6 мм болатын жіңішке қабырғалы түбінен 5 есе аз. Қабырғасының жобалық қалыңдығы 27,2 мм болатын тегіс тегіс түбінде пайда болатын нақты кернеулер St3 болат маркасы үшін рұқсат етілген 154 МПа мәнінен 2,5 есе аз [44]. Осылайша, ГОСТ Р 52857.2-2007 [40] тегіс тегіс түбінің есептелген қабырғасының қалыңдығының негізсіз асыра бағаланған мәндерін береді. Жіңішке қабырғалы жалпақ түбі пластикалық деформациялар аймағында ішінара жұмыс істейтіндіктен (сурет 3), жұмыс ортасын ағызғаннан кейін қалдық деформациялар пайда болуы керек. SolidWorks Simulation бағдарламалық жасақтамасы осы деформацияларды анықтауға және оларды ескере отырып, резервуарға жұмыс ортасымен қайта жүктелген кездегі кернеулер мен деформацияларды талдауға мүмкіндік береді.
Сурет 3 - Түптегі және обечайкадағы деформациялар
Алынған мәліметтер көрсеткендей, жұмыс ортасы резервуарға қайта құйылған кезде, төменгі жағында пайда болатын максималды кернеулер 152,8 МПа болат маркасы St3 үшін рұқсат етілген 154 МПа мәнінен аспайды және 1,5-тен кем емес (қауіпсіздік коэффициенті) кірістілік нүктесі үшін [44]) және 2,4 есе (шекті күш тұрғысынан қауіпсіздік коэффициенті [44]) сәйкесінше, беріктік шегі мен шекті күш (шекті күш) аз. Бұл жағдайда түбінің максималды деформациясы тек 15,9 мм болады. Осылайша, [39] тұжырымдар дәлелденді: жұмыс ортасымен бірнеше рет жүктеген кезде резервуардың тегіс тегіс түбі серпімді деформация аймағында болады, қайталанатын жүктемелер саны тек төменгі цикл үшін есептелумен шектеледі ГОСТ Р 52857.6-2007 бойынша беріктігі [45]. Көлденең болат цистерналар PB 03-584-03 [46] және ГОСТ R 52630-2012 [47] сәйкес өндіріліп, іске қосылуы керек. Осы нормативтік құжаттарға сәйкес, қысымсыз жұмыс істейтін (жүктеме астында) жұмыс істейтін кемелер жоғарғы жағына су құю арқылы немесе дәлелденген жағдайларда дәнекерленген тігістерді керосинмен сулау арқылы сыналады.
Түбі гидростатикалық қысымға 1,25-ке көбейтілгенге тең біркелкі үлестірілген қысыммен жүктелген жағдайды қарастырайық, ол да ГОСТ 17032-2010 талаптарына сәйкес келеді [11]. Пневматикалық сынақтарды өткізгеннен кейін бакқа тығыздығы, мысалы, 900 кг м3 жұмыс ортасы құйылады. Күріш. 3 осындай зерттеудің нәтижелерін көрсетеді. Қарастырылып отырған мысалда түбінің төменгі бөлігіндегі максималды кернеулер 142,6 МПа ( 3а- сурет), ал максималды деформация 11,2 мм (3, б суреттерін қараңыз), т.е. төменгі жағы серпімді деформациялар саласында жұмыс істейтін болады, сонымен қатар максималды кернеулер ГОСТ Р 52857.1-2007 анықтаған рұқсат етілгендерден аспайды [44]. ГОСТ 17032-2010 бойынша [48]. Осы стандартқа сәйкес қабық қабырғасының тиімді қалыңдығы кем дегенде 4 мм болуы керек, фланецсіз түптер ГОСТ 12623-78 сәйкес жасалуы керек [49], бұл қысым мен толтырумен жұмыс жасайтын түбінің өлшемдерін анықтайды.
ГОСТ 12623-78 [49] бойынша тегіс фланецсіз түбі қабырғасының минималды тиімді қалыңдығы 4 мм.Гидростатикалық қысым әсерінен мұнай өнімдеріне арналған бактардың түбінің кернеулік күйін талдайық. ГОСТ 17032-2010 [48] сәйкес бұл цистерналар өнеркәсіптік суды және тығыздығы 1300 кгм3 дейінгі агрессивті емес өнімдерді сақтау үшін де қолданыла алады. Мұнай өнімдерінің тығыздығы әдетте 900 кгм3 құрайды, бұл тығыздықта 354 МПа максималды кернеулері түбінің төменгі жергілікті бөлігінде пайда болады, ал олар St3 154 МПа болат маркасы үшін рұқсат етілген кернеуден асып түседі, сонымен қатар беріктігі 250 МПа, бірақ шекті күштен едәуір аз - 460 МПа. Яғни, резервуарға жұмыс ортасымен алғашқы жүктеу кезінде түбінің төменгі бөлігі пластикалық деформациялар аймағына өтеді, бірақ тұтастай алғанда түбінің жүк көтергіштігі сақталады, ал жұмыс ортасы қайтадан болғанда толтырылған, ол серпімді деформациялар аймағында жұмыс істейді. Орталық бөліктегі түбінің максималды деформациясы 53 мм-ге жетеді. Тығыздығы 1300 кгм3 болатын жұмыс ортасы үшін максималды кернеулер 453 МПа жетеді, яғни. максималды деформациясы түбінің қарсыласу мәніне жақындағанда 61 мм болады.
Осылайша, St3 маркалы болаттан ГОСТ 17032-2010 [48] сәйкес жасалған, диаметрі 3200 мм болатын 4 мм цистерналардың төменгі қабырғасының қалыңдығы 900 кгм3тығыздығы бар мұнай өнімдері үшін құрылымның көтергіш қабілетін қамтамасыз етеді, бірақ өндірістік суды және тығыздығы 1300 кгм3 дейінгі агрессивті емес өнімдерді сақтау үшін оларды қолдану қажет емес. ГОСТ R 52857.2-2007 [40] бойынша диаметрі 3200 мм жұмыс ортасы тығыздығы 900 кгм3 сыйымдылықтың төменгі қабырғасының есептік қалыңдығы 19,2 мм, ал 1300 кгм3 - 23,1 мм.
Сондай-ақ күкірт қышқылы резервуарының түбінде пайда болатын кернеулер мен деформацияларға талдау жасалды (қабырға қалыңдығы 4 мм). Орталық бөліктегі деформация 66,3 мм-ге жетті, төменгі бөліктегі максималды кернеулер - 534 МПа дейін, яғни. St3 (460 МПа) маркалы болат үшін шекті беріктіктің есептік мәнінен жоғары болып шықты. Осылайша, тығыздығы жоғары медиа үшін қабырғаның осындай қалыңдығы бар түбін пайдалану мүмкін емес. SolidWorks Simulation бағдарламасының тегіс тегіс түбінде сенімді нәтиже беруін қамтамасыз ету үшін биіктігі (тығыздығы 900 кгм3) және кальций хлориді (тығыздығы 1333 кгм3) сақтау үшін диаметрі 3200 мм және қабырғасының қалыңдығы 4 мм болатын екі сыйымдылық тексерілді). Әрине, сауалнама барысында тек деформациялар өлшенді, түбіндегі кернеулерді анықтау мүмкін болмады. Есептелген және эксперименттік мәліметтер келісілгенін ескеріңіз. Шамамен 12% сәйкессіздік өндіріс кезінде фланец түбінің ауытқуымен түсіндіріледі [49].
Сурет 4 - Пневматикалық сынаулар жасалғаннан кейінгі кернеулер мен деформациялар
Дөңес жіңішке қабырғалармен салыстырғанда тегіс жұқа қабырғаларды жасау әлдеқайда жеңіл және арзан. Резервуарларды сынауды жоғарғы жиегінде үймелі сумен сынауды пневматикалық сынақтармен ауыстыру арқылы арттыруға болады [46-48]. SolidWorks Simulation бағдарламалық жасақтамасын қолдана отырып, диаметрі 3200 мм көлденең цистерналардың тегіс жазық түбінің кернеулері мен деформацияларын талдау нәтижелері (900-ден 1840 кгм3-қа дейін) осындай түбінің жұмыс қабілеттілігін растады. Алайда, парадоксалды жағдай қалыптасты, бір жағынан, 4-тен 8 мм-ге дейінгі жіңішке түтіктері бар көлденең цистерналар бірқатар кәсіпорындарда 20 жылдан астам уақыт жұмыс істеп тұрды, екінші жағынан тегіс түбінің есептелген қабырға қалыңдығы бактар ГОСТ R 52857.2-2007 [40] бойынша тиімді қалыңдығынан едәуір үлкен болып шығады. Сонымен қатар, қолданыстағы нормативтік құжаттарда қайшылық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz