Определение напряженно-деформирования состояния резервуара вертикального стального 10000 м3 после монтажа с дефектами
В работе производился расчет напряженно-деформированного состояния геометрической 3Dмодели резервуара стального вертикального, созданной на основе данных лазерного
сканирования, от действия эксплуатационных нагрузок с целью проверки прочностных
характеристик методом конечных элементов.
Введение ……………………………………………………………………………………………………….. 16
1 Обзор литературы……………………………………………………………………………………….. 20
2 Виды, производство, монтаж и эксплуатация РВС ………………………………………. 25
2.1 Производство резервуаров ……………………………………………………………………….. 25
2.2 Виды резервуаров …………………………………………………………………………………….. 26
2.3 Монтаж РВС ……………………………………………………………………………………………. 31
2.4 Эксплуатация РВС …………………………………………………………………………………… 35
3.Анализ аварийных ситуаций, вызванных неравномерными осадками ………….. 38
4.Характеристика территории объекта исследования ……………………………………… 41
5.Характеристика резервуара – 10000 м3 ………………………………………………………… 45
6. Наземное лазерное сканирование резервуара ……………………………………………… 46
7.Аналитический растёт резервуара. ………………………………………………………………. 51
7.1. Вертикальные цилиндрические резервуары ……………………………………………… 51
7.2. Выбор материала …………………………………………………………………………………….. 51
7.3. Назначение размеров резервуара ……………………………………………………………… 52
7.4. Расчёт стенки резервуара ………………………………………………………………………… 53
7.5 Расчёт днища……………………………………………………………………………………………. 55
8. Расчёт НДС резервуара с использованием программы ANSYS. ………………….. 59
8.1. Создание конечно-элементной модели …………………………………………………….. 62
8.2. Задание граничных условий и контактных пар ………………………………………… 64
8.3. Нагрузки и воздействия …………………………………………………………………………… 65
8.4 Результаты численного эксперимента ………………………………………………………. 68
9 Социальная ответственность……………………………………………………………………….. 74
9.1.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………. 74
9.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя………………………………………………………………………………………………… 79
9.2 Профессиональная социальная безопасность ……………………………………………. 79
9.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на рабочем
месте при проведении исследований ……………………………………………………………… 80
9.2.2. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и
вредных факторов………………………………………………………………………………………….. 83
9.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………….. 86
9.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. …………………………………………………. 88
9.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований ………………………………………………………………………………………………… 88
10 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 93
10.1. Потенциальные потребители результатов исследования ………………………… 93
10.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………………………………. 94
10.3 SWOT – анализ ………………………………………………………………………………………. 96
10.4 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………………… 99
10.5 Определение pеcуpcoэффективнocти проекта ……………………………………….. 114
Заключение………………………………………………………………………………………………….. 118
Список литературы ……………………………………………………………………………………… 119
Приложение 1 ……………………………………………………………………………………………… 125
В настоящее время, более 70% эксплуатирующего оборудования в России
выработало свой ресурс (срок эксплуатации 30-35 лет). Известно, что аварии и
отказы происходят в начальный период эксплуатации из-за дефектов монтажа,
затем следует период безаварийной работы, а после 15-20 лет эксплуатации
количество отказов, аварийных ситуаций резко возрастает, вследствие
накопления повреждений, возникших при эксплуатации Одним из наиболее
опасных объектов были и остаются различные виды резервуаров. В системе
трубопроводного транспорта, например, более 3000 РВС находятся в
эксплуатации более 50 лет, свыше 1000 РВС – от 40 до 50 лет. Экономически
выгодная эксплуатация резервуара не может быть обеспечена без должного
наблюдения за техническим состоянием и своевременным устранением
неполадок. Нарушение прочности и герметичности в резервуарах в большинстве
случаев вызывается совокупностью различных неблагоприятных воздействий на
конструкции. Элементы резервуара в эксплуатационных условиях испытывают
значительные быстроменяющиеся температурные режимы, повышение давления,
вакуум, вибрацию, неравномерные осадки и коррозию. Практически каждый из
резервуаров представляет собой объект повышенной опасности для персонала
предприятия, населения, соседних сооружений и окружающей среды. Также
можно отметить, что резервуары, как и любой технический объект, имеют свой
ресурс и каждое предприятие стремится повысить экономическую эффективность
производства товаров или услуги с наименьшими издержками, что означает
отсутствие потерь в использовании ресурсов.
В ходе исследования были рассмотрены конструктивные особенности и
технические параметры резервуара вертикального стального (РВС) 10000м3. Для
рассматриваемого резервуара был проведен аналитический расчет номинальных
значений толщин стенок, крыши и днища. По результатам 3Д сканирования
поверхностей РВС была построена объемная геометрическая модель в точности
повторяющая геометрию РВС. Разработанная геометрическая модель послужила
основой для создания расчетной модели в программном комплексе метода
конечных элементов ANSYS. В результате проведенных расчетов были
определены поля напряжений, деформаций и перемещений, характерные
материалу конструкции. Полученные значения сравнивались с допустимыми
согласно ГОСТ Р 52857.1-2007 «Сосуды и аппараты. Методы расчета на
прочность», ГОСТ Р 52857.11-2007 «Нормы проектирования Стальных
вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000 м3 РД 16.01-
60.30.00-КТН-026-1-04» Из проведенного сравнения выяснилось, что
максимальные расчетные напряжения не превышают величину допустимых
значений.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.8 (105 отзывов)
5 (158 отзывов)
4.8 (13 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
5 (8 отзывов)
4 (15 отзывов)
5 (145 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
4.9 (66 отзывов)
