Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений

Анализ и обоснование технических решений для повышения надежности эксплуатации резервуаров путем внедрение новых конструктивных решений.

Введение …………………………………………………………………………………………………………………………… 15
Глава 1. Методы повышение надежности эксплуатации РВС ……………………………………………. 17
1.1 Общие сведения о грунтах …………………………………………………………………………………………… 20
1.1.1 Классы грунтов ……………………………………………………………………………………………………… 21
1.2 Основания и фундаменты под РВС ……………………………………………………………………………… 23
1.2.1 Естественное основание с подсыпкой …………………………………………………………………….. 23
1.2.2 Искусственные основания……………………………………………………………………………………… 25
1.2.3 Фундаменты под резервуары вертикальные стальные ………………………………………….. 26
1.3 Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых
конструктивных решений в основания фундаментов ……………………………………………………….. 27
1.4 Вертикальный стальной резервуар с защитной стенкой ………………………………………………. 33
1.5 Резервуар с мультицилиндрической стенкой ……………………………………………………………….. 34
1.6 Методы и средства неразрушающего контроля для оценки надежности резервуаров …… 36
1.6.1 Методы и средства неразрушающего контроля ……………………………………………………… 38
1.6.2 Выявляемость различных дефектов резервуаров эксплуатирующихся в условиях
Крайнего Севера …………………………………………………………………………………………………………… 50
Глава 2. Аналитический и численный методы расчета резервуара……………………………………. 57
2.1 Аналитический метод расчета напряженно-деформированного состояния резервуара. .. 57
2.2 Численный метод расчета напряженно деформированного состояние резервуара.
Конечно-элементная модель РВС-2000. …………………………………………………………………………….. 62
2.2.1 Геометрическое моделирование РВС 2000 ……………………………………………………………… 63
2.2.2 Конечно-элементная модель ………………………………………………………………………………….. 64
2.2.3 Начальные и граничные условия ………………………………………………………………………….. 65
2. 2.4 Проверка адекватности построенной модели РВС-2000 ………………………………………… 70
Глава 3. Исследование НДС резервуара при наличии дефекта в стенке …………………………….. 71
3.1 Построение приемо-раздаточных патрубков РВС-2000. ……………………………………………….. 71
3.2 Условия создания дефекта. ………………………………………………………………………………………….. 73
3.3 Расчетная схема нагрузок, приложенных к модели. …………………………………………………….. 74
3.4 Результаты расчета первого дефекта …………………………………………………………………………… 76
3.5 Результаты расчета второго дефекта. ………………………………………………………………………….. 84
3.6 Сравнение дефектов…………………………………………………………………………………………………….. 92
Глава 4. Социальная ответственность ………………………………………………………………………………. 96
4.1 Производственная безопасность ………………………………………………………………………………….. 97

Повышение надежности эксплуатации резервуаров
путем внедрения новых конструктивных решений
Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Разраб. Ахметзянов Э.Р Лит. Лист Листов
Руковод. Шадрина А.В. 13 134
Консульт. Оглавление
Проверила Шадрина А.В.
ТПУ, ИШПР
Группа 2БМ72
4.1.1 Анализ вредных производственных факторов и мероприятия по их устранению …… 97
4.1.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на рабочем месте
при проведении исследований резервуара ……………………………………………………………………. 100
4.1.3 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и вредных
факторов……………………………………………………………………………………………………………………… 102
4.2 Экологическая безопасность ……………………………………………………………………………………… 103
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………………….. 106
4.3.1 Безопасность в чрезвычайных ситуациях при эксплуатации ПЭВМ ……………………. 109
4.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………….. 110
4.4.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства при выполнении работ
за ПЭВМ ……………………………………………………………………………………………………………………… 110
4.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …………………………… 111
Глава 5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………. 113
5.1. Технико-экономическое обоснование продолжительности работ ……………………………. 113
5.1.2 Расчет затрат времени и труда …………………………………………………………………………….. 114
5.1.3 Расчет расходов на заработную плату ………………………………………………………………….. 115
5.1.4 Расчет затрат на электроэнергию и материалы ……………………………………………………. 116
5.1.5 Расчет затрат на амортизацию …………………………………………………………………………….. 117
5.1.6 Расчет всех затрат ……………………………………………………………………………………………….. 117
5.1.7 Оценка экономической эффективности мероприятия ………………………………………….. 118
Заключение …………………………………………………………………………………………………………………….. 119
Приложение A ………………………………………………………………………………………………………………… 126

Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Рассмотрены методы по повышению надежности эксплуатации
резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений, были
выявлены основные факторы по повышению надежности эксплуатации
резервуаров.

Была построена геометрическая модель РВС 2000 м3 на основе
сравнения аналитическим и численным методе в ANSYS удостоверились что
модель была построена адекватно, рассчитали НДС резервуара со всеми
приложенными нагрузками.

Смоделировали дефект в построенной геометрической модели на
первом поясе резервуара, для определения допустимого и придельного
перемещения, а также напряжений для РВС 2000 м3 . Для оценки результатов
принималось допускаемое напряжение стали 09Г2С по приделу текучести
составляло [ ] = 230 МПа.

При перемещении в дефекте в 32мм, максимальное напряжения при
расчете на 3 шаге первой задачи составляют =233,8 МПа. > [ ] ,
следовательно условие прочности не выполняются.

При перемещении в дефекте в 17 мм, максимальные напряжения при
расчете на 3 шаге второй задачи составляют =218,6 МПа. < [ ] , следовательно условие прочности выполняются. Резервуар с таким дефектом допускается к эксплуатации. Далее для сравнения дефекта с основанием и без будем рассматривать дефект с максимальным перемещением в 17мм, так как для это перемещение не превышает предельное значение стали по приделу текучести. Повышение надежности эксплуатации резервуаров путем внедрения новых конструктивных решений Изм. Лист № докум. Подпись Дата Разраб. Ахметзянов Э.Р. Лит. Лист Листов Руковод. Шадрина А.В. 119 134 Консульт. Заключение ТПУ, ИШПР Проверила Шадрина А.В. Группа 2БМ72 Было проведено сравнение двух одинаковых дефектов (перемещение17 мм) в первом случае расчет выполнялся без основания, на железно-бетоном кольце, напряжение в дефекте составило с 218, 64 Мпа. Во втором же сравнение выполнялось с основанием, в которое было внесено новое конструктивное решение такое как конический фундамент, напряжение в дефекте с таким основанием составило 155,57 Мпа. Оба напряжения не превышают предел текучести стали 09Г2С у которой придельное значение составляет 230 Мпа, но как мы видим из эксперимента во втором случае напряжение меньше чем у первого на 28,8%, следовательно, можно сделать вывод что резервуар с коническим фундаментом в разы уменьшает напряжение не только на днище и в стенках, но и в самом дефекте, находящимся в стенке резервуара. 120 Лист Заключение Изм. Лист № докум. Подпись Дата