Аналитическое и численное решения задачи влияния патрубков приема и раздачи на напряженно-деформированное состояние стенки резервуара

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.

1. ГОСТ 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.