Определение неоднородности осадки основания резервуара

По заданию, срок эксплуатации РВС-200 составляет 50 лет, отклонения наружного контура днища от горизонтали определялись на незаполненном резервуаре в точках пересечения вертикальных сварных швов первого пояса с наружным контуром днища. При этом класс опасности резервуара третий. Результаты нивелирования приведены в таблице 6.

Таблица 6

Результаты измерений, после проведения нивелирования резервуара

Согласно таблице 3 предельные отклонения наружного контура днища резервуаров ёмкостью 200 м3 от горизонтали не должны превышать 10 мм для смежных точек и 25 мм для любых других на незаполненном резервуаре. Но, согласно таблице 2 предельные отклонения от горизонтали наружного контура днища эксплуатируемого резервуара третьего класса опасности могут быть увеличены при сроке эксплуатации более 20 лет в 2 раза. Таким образом, предельные отклонения наружного контура днища данного РВС-200 от горизонтали не должны превышать 20 мм для смежных точек и 50 мм для любых других на незаполненном резервуаре. Изучим данные нивелирования таблицы 6 с целью выявления недопустимых отклонений. Разность отметок между смежными точками 1 и 2 составляет 25 мм (превышение на 5 мм, так как допускаемая разность отметок между смежными точками составляет 20 мм). Разность отметок между смежными точками 2 и 3 составляет 32 мм (превышение на 12 мм, так как допускаемая разность отметок между смежными точками составляет 20 мм). Разность отметок между смежными точками 5 и 6 составляет 16 мм (превышения нет, так как допускаемая разность отметок между смежными точками составляет менее 20 мм). Разность отметок между смежными точками 6 и 7 составляет 23 мм (превышение на 3 мм, так как допускаемая разность отметок между смежными точками составляет 20 мм). Разность отметок между смежными точками 7 и 8 составляет 15 мм (превышения нет, так как допускаемая разность отметок между смежными точками составляет менее 20 мм). Разность отметок между любыми точками не должна превышать 50 мм. Разность отметок между точками 1 и 4 составляет 74 мм (превышение на 24 мм). Для решения вопроса о допустимости продолжения эксплуатации резервуара требуется расчет величины осадки резервуара. Для этого строим график отметок наружного контура днища (рисунок 4): по оси Х откладываем расстояние х по горизонтали вдоль стенки резервуара (или угол , или номер точки нивелировки, или номер вертикального монтажного шва, но так, чтобы соблюдались угловые пропорции), по оси Y откладываем высотные отметки, полученные при нивелировке. Начало оси Х удобно располагать так, чтобы оно соответствовало первой точке нивелировки.

Рисунок 4. График отметок наружного контура днища.

В первом приближении амплитуда А полагается равной максимальной разности фактических отметок, полученных при нивелировке, то есть А=0,5hmax=0,5·74,0=37 мм.

На графике проводится горизонтальная прямая линия (Рисунок 5).

Рисунок 5. График отметок наружного контура днища и график .

Определяем координату  пересечения горизонтальной линии  с фактической линией окрайки – это значение является в первом приближении параметром , определяющим угол . По графику находится параметр , который имеет значение(Рисунок 6).

Рисунок 6. Определение параметра

По формуле ,   в каждой точке нивелирования вычисляем теоретические отметки идеально плоского наклонного основания, и далее на том же графике строим синусоиду (Рисунок 7). Для вышеописанного РВС-200 вычисления проводятся следующим образом:

, так как фактическая отметка .

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

Рисунок 7. Синусоида теоретических отметок идеально плоского наклонного основания

Результаты вычислений по формуле , приводятся в табл. 7.

Таблица 7

Результаты неоднородности осадки днища РВС-200

Из результатов расчета следует, что при максимальной разности отметок 74 мм, неоднородность осадки составляет 9 мм (табл. 7).

Выполним проверку условия

,

где S – величина выхода точки наружного контура днища из плоскости (плоскость не обязательно горизонтальная, основание может быть наклонено как жесткое целое), на РВС-200 предельно допускаемая величина неоднородной осадки основания составляет S=0,009 м.

L – длина участка, на котором обнаружена неоднородная осадка,

Ry – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, резервуар РВС-200 выполнен из стали, и Ry = 235 МПа,

Е – модуль упругости стали, Е=2,1×105 МПа,

Н – высота резервуара, для РВС-200 Н=6,0 м.

Рисунок 8 – Количество секторов, на которых имеется неоднородная осадка на РВС-200.

По графику (рисунок 8) для РВС-200 количество секторов, на которых имеется неоднородная осадка .

На РВС-200 имеется 8 точек пересечения вертикальных сварных швов первого пояса стенки с окрайками днища, соответственно днище делится на 8 секторов. Длина окружности резервуара вычисляется по формуле:

,                                                                                        

где D – диаметр резервуара, для РВС-200 диаметр составляет 6,5 м.

Для РВС-200  м.

Длина участка, на котором обнаружена неоднородная осадка вычисляется по формуле:

,                                                                             

где t – количество секторов днища резервуара, t=8 штук.

Для РВС-200  м.

Подставим значения в формулу:

,

– условие выполняется.

Таким образом, величина неоднородной осадки 9 мм является допускаемой величиной.