Проведены комплексные исследования работоспособности
вертикальных стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов объемом
500—20000 м3 с дефектами формы типа «вмятин» (рис. 1). На основе
данных технического диагностирования установлены статистические закономерности
распределений дефектов формы по геометрическим параметрам. На основе численного
анализа методом конечных элементов напряженно-деформированного состояния в
линейной, геометрически нелинейной и физически нелинейной постановке выявлены
основные закономерности перераспределения напряжений и деформаций в зонах
дефектов при нагружении резервуаров. Обнаружен эффект скачкообразного изменения
формы вмятин в процессе нагружения резервуара. Получены зависимости для
коэффициентов концентрации напряжений в упругой области от относительной глубины
и приведенного радиуса дефекта. Что касается области упругопластического
деформирования, то при расчетах коэффициентов концентрации напряжений и
деформаций в зонах дефектов предложены аналитические соотношения типа уравнений
Нейбера—Махутова. Установлено, что для статистически обоснованных размеров
дефектов коэффициенты концентрации напряжений варьируются в диапазоне от 2,5 до
12. Расчетные оценки ресурса показали значительные запасы по долговечности
эксплуатирующихся резервуаров с дефектами формы. С учетом этого предложена
методика нормирования размеров дефектов по условию обеспечения требуемого
безопасного остаточного ресурса резервуаров.
 Рис. 1. Резервуар РВС 5000 с характерными дефектами формы.
|
