vkr_rudkovskaya (1232818), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 3.3.Эскиз корпуса люка-лаза:

1 - люк-лаз; 2 – стенка резервуара, 3 – не¬провар; 4 – окраек;

5 -воротник

Реконструировать картину аварии возможно по траектории трещины и кристаллографическому характеру ее поверхности. Первые два пояса трещина прошла хрупко и, разрушив сварной шов, связывающий второй и третий пояса, превратилась в вяз¬кую. Далее она распространилась под углом к образующей стен¬ки резервуара. Ее скорость уменьшилась, а края потеряли устойчивость и раскрылись под действием гидростатического давления. Из образовавшегося в стенке отверстия хлынуло мас¬ло, сохранившее текучесть при температуре -10º С, которую оно имело (по расчету) в момент аварии. Возникла мощная реактив¬ная сила, действующaя на стенку в направлении, противопо¬ложном изливающемуся потоку, вызвавшая динамическое нaгрyжение.

Koрпyc люкa-лaзa был xрупко разoрван в крайнем нижнeм полoжении, и хрупкая трещина распространилась через первый пояс стенки вниз по направлению к окрайкам. Затем трещина распространилась параллельно уторному шву по основному металлу первого пояса в обе стороны от вертикального разрыва. Одновременно хрупкая трещина, пройдя второй пояс, перешла в третий и превратилась в вязкую. Перейдя в пятый пояс, трещина распространялась по монтажному сварному шву в пятом поясе и перешла в затухающую.

Таблица 3.1

Химический состав стали стенки резервуара

Таблица 3.2

Химический состав стали корпуса люка-лаза

Таблица 3.3

Результаты испытаний на растяжение стали стенки резервуара

Проведя химический анализ металла стенки резервуара и металла из которого был изготовлен люк-лаза, результаты приведены в таблице 3.1-3.3.было установлено что материалы не соответствуют взаимодействию друг с другом.трещина образовалась в стыке наплавленного материала. В следствие чего, сделаны выводы что не следует в резервуар , который изготовлен из низкоуглеродистой плавкой стали, врезать люк-лаза из низкоуглеродистой стали склонной к охрупчиванию.В конечном счете, надежность всей конструкции в отношении хрупкого разрушения определяется ее слабым звеном, каким оказался корпус люка-лаза. Настоящая авария является убедительным подтверждением этого тезиса.

Рисунок 3.4.Значения различных критических температур хрупкости стали стенки резервуара

Ударную вязкость стали первого пояса стенки определили на образцах типа I, а стали второго, третьего и пятого поясов – на образцах типа III по ГОСТ 9454-78. Значения критических температур, отвечающих снижению ударной вязкости до 30 Дж/см2 для образцов типа I, до 50 Дж/см2 – для образцов типа III и до появления в изломе обоих типов образцов 50% хрупкой составляющей, приведены на рисунке 3.4.

Проведя механческие испытания и химический анализ, установили, что стенка резервуара выполнена из низкоуглеродистой стали марки ВСЗсп-5,что удовлетворяет требованиям ГОСТ 380-71.

Таким образом, критические температуры хрупкости стали, определенные по величине ударной вязкости или вязкой составляющей в изломе, оказались ниже температуры стенки резервуара в момент аварии. При температуре аварии величина ударной вязкости исследованной стали находится в пределах 80-130 Дж/см2, а излом – полностью вязкий. Температурный запас вязкости, оцениваемый разностью между критической температурой хрупкости и температурной стенки резервуара в момент аварии, составил 45-50º С. Следовательно, высокое значение ударной вязкости и зна¬чительный температурный запас вязкости еще не являются дос¬таточной гарантией от хрупкого разрушения сварной конструк¬ции. Стандартные испытания стали, не позволили понять харак¬тер аварии. Ситуация существенно прояснилась после иссле¬дования способности стали стенки резервуара останавливать хрупкую трещину. Образцы, которые испытали на остановку хрупкой трещины, были вырезаны из первого и четвертого поясов, в которых разрушение прошло хрупко, и из третьего поя¬са, в котором трещина распространилась вязко. Результаты испытаний представлены на рис. 3.5 в виде графиков зави¬симости температуры остановки хрупкой трещины от напряжения. Из графиков следует, что у стали первого пояса критическая температура остановки хрупкой трещины равна 3º С, у стали третьего пояса -12º С и у листа четвертого пояса -7º С. Теперь понятно, что при фактической температуре стенки резервуара (-10º С) хрупкая трещина могла беспрепятственно распростра¬няться через первый пояс, неминуемо должна была превратиться в вязкую в третьем поясе резервуара и снова развиваться хрупко в четвертом поясе. В последующих поясах разрыв распространялся вязко, и так же вязко произошел отрыв кровли (по основному металлу восьмого пояса).

Заключая анализ аварии можно считать, что причиной разрушения резервуара является кратер, образовавшийся при сборе конструкции. Низкая температура, вызвавшая снижению температуры стали из которого изготовлен люк-лаза, что поспособствовало увеличению напряжения в корпусе люка-лаза,которое распространялось на отверстие в стенке резервуара, в которое вварен люк-лаза, напряжения оказалось максимальным именно в месте соединения, а в следствие того, что шов оказался с кратером. И повлекло к образованию трещины.

Следовательно, применение марки стали, выбранной по СНиП, для основных элементов резервуара, отвечающей требованиям проекта и соответствующего ГОСТ, более того, превосходящей требования ГОСТ по хладостойкости, все-таки не гарантирует конструкцию от опасности хрупкого разрушения. Анализ этой аварии показал, что катастрофическое разрушение резервуара – крупного сооружения, построенного из десятков тонн здоровой стали и содержащего сотни метров качественного сварного шва, может произойти от одной мелкой небрежности, допущенной при его изготовлении, в данном случае – кратера, оставленного в сварном шве.

Реконструируемый объект представляет собой металлический, вертикальный, цилиндрический резервуар со стационарной конической крышей объемом 5000 м3. Установленный на песчаном основании высотой 1,5м, и кольцевым фундаментом шириной 80см под стенкой.

Металл конструкций соответствует марке C245.

Обнаружены незначительные повреждения антикоррозионного покрытия.

1.3 Реконструкции и планировка площадки нефтебазы

План нефтебазы представляет собой равномерное распределение объектов на территории с учетом местных условий: рельеф, гидрологические особенности площадки, метеорологические условия, и также соответствия условиям экологии.

Парковая зона резервуаров обосаблевается, и к ней имеют доступ люди прошедшие обучение по эксплуатации объектов на этом участке.

Зона с вспомогательными объектами, отделены, так как производят работы с открытым огнем, что не допустимо в пожарном отношении.

Административная зона располагается ближе к выезду, чтобы люди не имеющие отношения к производству, не подвергались опасности.

Зона очистных сооружений расположена в пониженном участке территории, чтобы ливневые воды и промышленные стоки могли поступать в нефтеловушку самотеком.

2.РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проверочный расчет конической крыши резервуара

Вертикальный цилиндрический резервуар низкого давления вмести¬мостью 5000 м имеет коническую щитовую кровлю.

Рисунок 2.1 Щит покрытия резервуара

Избыточное давление, внутреннее, в газовой подушке до 200 мм водного столба (2 кПа) и вакуумом до 25 мм вод. Ст. (0,25 кПа).

Коническая крыша состоит из жестких щитов, покрытых стальной оболочкой и опирающихся на центральное кольцо, а по периметру — на стенку корпуса. Секторный щит представляет собой равнобедренную трапецию с криволинейным основанием.

Каркас щитов выполнен из швеллеров и уголков. Листы кровли толщиной 3 мм крепят на каркас щита с напуском с одной стороны на ширину нахлестки (рис.2.1).

При проверочном расчете стационарной крыши резервуара низкого давления учитываем две комбинации нагрузок:

1)Расчетные нагрузки, действующие на покрытие сверху вниз:

q=(1,2·250+1,8·1000)·0,9+1,1·350=2275 Н/м ; (2.1)

где:

вес конструкции крыши и утеплителя;

нагрузка от снегового покрова;

Характеристики

Список файлов ВКР