Вертикальный стальной резервуар

  Припуск на коррозию элементов резервуара представляется заказчиком. (В курсовом проекте  припуск на коррозию необходимо выбирать 2 3 мм.)

      В таблице 4 приводятся все данные для выбора номинального размера толщины стенки.

Таблица 4.

Номинальная толщина стенки

 

    

3.Расчет стенки резервуара на устойчивость.

Рис. 3. Расчетная схема для расчета стенки резервуара на устойчивость

Проверка устойчивости резервуара производится по формуле: 

+ 1,0,        (5) 

где – расчетные осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;                                                                         – критические кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа;                                           

  – расчетные осевые  напряжения в стенке  резервуара, МПа;                                                                   – критические кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа.

Осевые напряжения определяются по минимальной толщине  стенки пояса, кольцевые напряжения – по средней толщине стенки.

Расчетные осевые напряжения для резервуаров РВС  определяются по формуле: 

     σ_i1 = ,   (6)

где   n₃ = 1,05 – коэффициент надёжности по нагрузке от собственного веса;

n_сн = 1,4 – коэффициент надёжности по снеговой нагрузке;

  – вес покрытия  резервуара, Н;

  – вес вышележащих  поясов стенки, Н;

- полное расчетное  значение снеговой  нагрузки на горизонтальную  проекцию покрытия, Н;

-  вес покрытия резервуара, Н;

- расчетная толщина  стенки i-го пояса резервуара, м.

     Расчетная толщина  определяется как разность принятой номинальной толщины (таблица 4), припуска на коррозию и минусового допуска на толщину листа D: 

       .               (7)

Таблица 5. Расчетная толщина стенки

 
 

    3.1 Определение веса крыши.

    Вес покрытия резервуара рассчитывается по нормативному давлению крыши (таблица 6)

    Таблица 6.

 

G_кр = p_кр ∙ π ∙ R².         (8)

Для резервуара объёмом V = 25000 м³ давление крыши p_кр = 0,575 . 

                        G_кр = 0,575 ∙π ∙ 20,4² = 751,7 кН.

      3.2 Определение веса стенки резервуара.

      Вес вышележащих поясов стенки резервуара определяется из условия, что высота всех поясов одинаковы и равна  ширине листа В : 

                        G_{ст, i} = 2 ∙ π ∙ R ∙ B ∙ γ_ст ∙ ,   (9)

где a – номер последнего пояса, если начало отсчета снизу;

       γ_ст = 78,5   - удельный вес стали.

      Вес стенки при расчете первого пояса:

G_ст,1=2∙π∙R∙B∙γ_ст∙=2∙π∙20,4∙2,0∙78,5∙(16,55+14,55+12,55+11,55+9,55++8,55*5)∙10³ ≈ 2163 кН .

      Вес стенки при расчете второго пояса:

G_ст,2=2∙π∙R∙B∙γ_ст∙=2∙π∙21,7∙2,0∙78,5∙(15,55+13,55+11,55+9,55+ +8,55*5)∙10³ ≈ 1830 кН .

      Результаты  расчетов веса стенки для всех поясов приведены в таблице 7:

Таблица 7.

Вес стенки резервуара

 
 

      3.3 Определение снеговой нагрузки.

      Нормативная снеговая нагрузка на горизонтальную проекцию резервуара:

                              Р_сн = μ ∙ S_g ,      (10)

где μ  – коэффициент перехода от веса снегового покрытия горизонтальной поверхности земли к снеговой нагрузке на трубопровод;

 – нормативное значение  веса снегового покрова на  1 м² горизонтальной поверхности земли, которое выбирается по таблице 8 для соответствующего снегового района Российской Федерации.

Таблица 8

Нормативные значение веса снегового покрова (табл. 4 СНиП .01.07-85)

 

      Город Самара находится в IV снеговом районе, для которого S_g = 2,4 кН. Коэффициент μ = 1 для такого варианта крыши, когда угол наклона поверхности крыши к горизонтальной плоскости α ≤ 25°.

      Вес снегового покрова на всю крышу:

     G_ст = р_сн ∙ π ∙ R² = μ ∙ S_g ∙ π ∙R² = 1 ∙ 2,4 ∙ π ∙ 20,4² ≈ 3138 кН .  

     3.4 Определение нагрузки от вакуума.

      Нормативная нагрузка от вакуума на покрытие определяется как: 

            G_вак = π ∙ R² ∙ p_вак = π ∙ 20,4² ∙ 0,25 = 327 кН .   (11)

      3.5 Определение осевых напряжений в каждом поясе стенки резервуара от вертикальной нагрузки.

      Определение напряжений:

• в первом поясе

 

σ₁₁ =  

= ≈ 3,5 МПа ; 

• во втором поясе

σ₁₂ =  

= ≈ 3,8 МПа ; 

      Значения  осевых напряжений в остальных поясах приведены в таблице 9: 

Таблица 9.

Напряжения  для расчета стенки резервуара на устойчивость