РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ХРАНИЛИЩА ЖИДКОГО ЭТИЛЕНА ЕМКОСТЬЮ 5000 ТОНН
В данной работе была проведена оценка напряженно-деформированного состояния (НДС) изотермического хранилища (ИХ) жидкого этилена емкостью 5000 тонн.
ИХ жидкого этилена представляет собой сооружение, состоящее из двух резервуаров – внутреннего, где непосредственно хранится жидкий этилен, и наружного. Межстенное пространство между резервуарами заполнено тепловой изоляцией из вспученного перлитового песка. Внутренний и наружный резервуары имеют плоские днища и стационарные купольные крыши (рис. 1).
Рис. 1. Общий вид ИХ |
Расчет НДС методом конечных элементов проводился в следующей последовательности.
В системе трехмерного твердотельного и поверхностного проектирования Autodesk Inventor LT была создана поверхностная модель резервуара с учетом реальной геометрии (рис. 2).
Рис. 2. Поверхностная модель |
Поверхностная модель была импортирована в универсальную программную систему конечно-элементного анализа ANSYS v.14, где на ее основании была создана конечно-элементная сетка (рис. 3).
Рис. 3. Пример конечно-элементной сетки ИХ |
Согласно СП 20.13330.2011 к ИХ были приложены следующие расчетные нагрузки:
- собственный вес конструкции,
- внутреннее давление,
- гидростатическое давление,
- температурное воздействие,
- давление перлита,
- ветровая нагрузка,
- снеговая нагрузка.
Для определения наиболее опасных зон при воздействии расчетных нагрузок был произведен расчет НДС.
Результаты расчетов внутреннего, внешнего резервуара и фундамента представлены на рис. 4-6.
а) общий вид | б) зона максимальных напряжений |
Рис. 4. Карта распределения эквивалентных напряжений внутреннего резервуара, [Па] |
а) общий вид | б) зона максимальных напряжений |
Рис. 5. Карта распределения эквивалентных напряжений внешнего резервуара, [Па] |
а) общий вид | б) зона максимальных напряжений |
Рис. 6. Карта распределения эквивалентных напряжений фундамента, [Па] |
По результатам расчета были определены максимальные напряжения, действующие в ИХ. Данные напряжения меньше допускаемых, как следствие, необходимые условия прочности выполняются.
Выводы
1) Наиболее опасные зоны по результатам расчета НДС:
- для внутреннего резервуара – соединение крыши и штуцера выхода паров к дыхательным клапанам;
- для внешнего резервуара – соединение обечайки и монтажного люка-лаза;
- для фундамента – соединение фундамента со сваями, расположенными в центре.
2) В выявленных зонах наибольшая вероятность возникновения и развития дефектов, как следствие при контроле ИХ рекомендуется обратить особое внимание в эти области.
скачать "РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ХРАНИЛИЩА ЖИДКОГО ЭТИЛЕНА ЕМКОСТЬЮ 5000 ТОНН" |