tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2024-6-127-135tumnig-1274Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMАналитическое и численное решения задачи влияния патрубков приема и раздачи на напряженно-деформированное состояние стенки резервуараAnalytical and numerical solutions to the problem of the influence of pipes for receipt and distribution on the stress-strain state of the tank wallhttps://orcid.org/0000-0002-6722-459XЧепурП. В.ChepurP. V.

Чепур Петр Владимирович, Кандидат технических наук, заведующий кафедрой строительной механики

г. Тюмень

Petr V. Chepur , Candidate of Engineering, Head of the Department of building mechanics

Tyumen

chepur_p_v@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3903-0632ТарасенкоА. А.TarasenkoA. A.

Тарасенко Александр Алексеевич, доктор технических наук, профессор кафедры транспорта углеводородных ресурсов

г. Тюмень

Alexander A. Tarasenko, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Hydrocarbon Resources Transport

Tyumen

ИвановВ. А.IvanovV. A.

Иванов Вадим Андреевич, доктор технических наук, профессор, консультант кафедры транспорта углеводородных ресурсов

г. Тюмень

Vadim A. Ivanov, Doctor of Engineering, Professor, Consultant of the Department of Transportation of Hydrocarbon Resources

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation20242812202406127135Copyright © Чепур П.В., Тарасенко А.А., Иванов В.А., 20242024Чепур П.В., Тарасенко А.А., Иванов В.А.Chepur P.V., Tarasenko A.A., Ivanov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1274

В статье рассматривается проблема определения напряженнодеформированного состояния стенки в зоне узла сопряжения с приемо-раздаточным патрубком (ПРП). Указано, что одним из существенных факторов, влияющих на общее напряженно-деформированное состояние стенки резервуара, являющейся тонкой оболочкой согласно основным законам строительной механики, выступает наличие или отсутствие осадок оснований и фундаментов конструктивных элементов резервуара.

В статье использованы классические методы строительной механики (существующие аналитические решения), а также применены численные методы, в частности — метод конечных элементов с реализацией в программном комплексе ANSYS.

Разработанная численная модель резервуара РВСП-20000 с применением метода конечных элементов в ПК ANSYS позволила определить перемещения, деформации и напряжения в конструкциях в зоне узла сопряжения приемо-раздаточного патрубка и стенки РВСП.

Как показал численный расчет в настоящей статье с применением МКЭ-комплекса, ПРП, имеющий соединение с резервуаром на уровне максимальных радиальных смещений стенки от гидростатического давления хранимой жидкости, создает очень опасное измененное напряженно-деформированное состояние в контактной зоне стыка. Это свидетельствует о необходимости контроля над наличием несовместных деформаций фундаментов ПРП и самого резервуара и, при необходимости, принятия соответствующих мер инженерно-технического характера.

The article considers the problem of determining the stress-strain state of the tank wall in the area where it connects with receiving and dispensing pipes (PRP). One of the significant factors influencing the overall stress-strain state of the tank wall, which is a thin shell according to fundamental laws of structural mechanics, is the presence or absence of settlement of the bases and foundations of the structural elements of the tank.

The article uses both classical structural mechanics methods, and existing analytical solutions. In addition to applying numerical methods, particularly the finite element method (FEM), implemented through the ANSYS software package The developed numerical model of the RVSP-20000 tank using the finite element method in ANSYS PC allowed to determine the displacements, deformations, and stresses in the structures in the junction area of the receiving and dispensing pipe and the RVSP tank wall. The numerical calculations revealed. As the numerical calculation in this article using the FEM complex has shown, the PRP, which has a connection with the reservoir at the level of maximum radial displacements of the wall from the hydrostatic pressure of the stored liquid, creates a significantly altered and potentially hazardous stress-strain state in the contact zone. This highlights the necessity of monitoring potential incompatible deformations in the foundations of both the PRP and the reservoir itself, and, if needed, implementing appropriate engineering measures.

резервуарРВСРВСПнапряженно-деформированное состояниепатрубокнапряжениядеформацииосадкаtankvertical steel structurevertical steel structurestress-strain statebranch pipestressReferencesГОСТ 31385-2023. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия: утв. и введ. в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 июня 2023 г. 2023-08-01. № 462-ст: дата введ. 2023-08-01. – Москва : Российский институт стандартизации. – 2023. – 118 с.GOST 31385-2023. (2023). Vertical cylindrical steel tanks for oil and oil products. General specifications. Moscow, Rossijskij institut standartizacii Publ., 2023, 118 p. (In Russian).Тарасенко, А. А. Закономерности деформирования металлоконструк- ций крупногабаритного вертикального сварного резервуара при наличии зон про- седания основания / А. А. Тарасенко, А. А. Грученкова, П. В. Чепур. – Текст : непосредственный // Трубопроводный транспорт : теория и практика. – 2016. – № 1 (53). – С. 32–37.Tarasenko, A. A., Gruchenkova, A. A., & Chepur, P. V. (2016). The regularities of large vertical tank''s metal structures deformations in the presence of subsidence foundation zones. Pipeline transport: theory and practice, (1 (53)), pp. 32-37. (In Russian).Тарасенко, А. А. Напряженно-деформированное состояние верхнего опорного кольца резервуара при неосесимметричных деформациях корпуса / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11–3. – С. 525–529.Tarasenko, A. A., & Chepur, P. V. (2014). Stress-strain state of the upper support ring with non-axisymmetric deformations. Fundamental research. (11-3). pp. 525-529. (In Russian).Семин, Е. Е. Использование программных комплексов при оценке технического состояния и проектирование ремонтов вертикальных стальных ре- зервуаров / Е. Е. Семин, А. А. Тарасенко. – Текст : непосредственный // Трубопро- водный транспорт: теория и практика. – 2006. – № 4 (6). – С. 85–87.Semin, E. E., & Tarasenko, A. A. (2006). The use of software systems in assessing the technical condition and designing repairs of vertical steel tanks. Pipeline transport: theory and practice, (4 (6)), pp. 85-87. (In Russian).Тарасенко, А. А. Оценка работоспособности крупногабаритного ре- зервуара РВСПК-100000 при образовании зоны неоднородности грунтового осно- вания / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур, Ю. Гуань. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 4. – С. 134–136.Tarasenko, A. A., Chepur, P. V., & Guan, Yu. (2016). Performance evaluation of large tank RVSPK-100000 in development of differential settlement area. Oil industry, (4), pp. 134-136. (In Russian).Тарасенко, А. А. Особенности совместной работы кольцевого фундамента и грунтового основания при наличии зон неоднородности / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур. – Текст : непосредственный // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2016. –№ 4. – С. 9–13.Tarasenko, A. A., & Chepur, P. V. (2016). Aspects of the joint operation of a ring foundation and a soil bed with zones of inhomogeneity present. Soil Mechanics and Foundation Engineering, 53(4). pp. 238-243. (In Russian).Тарасенко, А. А. Определение действующих напряжений в полотнищах днищ резервуаров отечественных типоразмеров при локальных просадках оснований / А. А. Тарасенко, П. В. Чепур, А. А. Грученкова. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 2–8. – С. 1665–1670.Tarasenko, A. A., Chepur, P. V., & Gruchenkova, A. A. (2015). Determine the magnitude of stresses in the structure of the central part of bottom with differential settlement for russian tank sizes. Fundamental research, (2-8), pp. 16651670. (In Russian).Чепур, П. В. Оценка воздействия приемо-раздаточного патрубка при развитии осадки резервуара / П. В. Чепур, А. А. Тарасенко. – Текст : непосредственный // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11–3. – С. 540–544.Chepur, P. V. & Tarasenko, A. A. (2014). Impact assessment reception dispensers nozzle in the development of settlements tank. Fundamental research. (11-3), pp. 540-544. (In Russian).Исследование влияния приемораздаточных патрубков на напряженно-деформированное состояние стенки вертикальных цилиндрических резервуаров / А. А. Тарасенко, Н. В. Николаев, Г. Г. Хоперский [и др.]. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1998. – № 1. – С. 59–68.Tarasenko, A. A., Nikolaev, N. V., Khoperskiy, G. G. Ovchar, Z. M., & Sayapin, M. V. (1998). Study of the influence of receiving and dispensing pipes on the stress-strain state of the wall of vertical cylindrical tanks. Oil and gas studies, (1), pp. 59-68. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.