Новое поколение нефтяных аппаратов 2020

В крышках фланцевых затворов камер запуска и приема используются эллиптические днища. Такое решение не обосновано. Необходимо использовать крышку в форме сферического сегмента с выполнением переходного радиуса (поднутрение) для снижения краевых нагрузок, действующих на сварной шов и крышку. При этом распорные усилия будет воспринимать фланец со стороны крышки. Конструктивное решение позволит снизить металлоемкость затвора.

Для плоских крышек байонетных затворов камер запуска и приема также необходимо применять крышку в форме сферического сегмента с целью весьма существенного снижения металлоемкости затвора (или как вариант эллиптическую крышку).

Перечисленные новые компоновочные решения по хомутовым и байонетным затворам аппаратов и камер запуска и приема газопроводов являются новыми перспективными конструкциями для оборудования.

3.6. Материальное исполнение аппаратов

В публикации специалистов из Волгограда [23] указывается о том, что российские марки сталей по качеству успешно заменяют их импортные аналоги, применение которых оговаривается в технологических процессах нефтепереработки. На основании применения российских сталей со специальными свойствами взамен их импортных аналогов.

4. Методики прочностного расчета

В настоящее время в нормах на прочностной расчет применяется расчет аппаратов по допускаемым напряжениям.

Резервуары как и другие строительные металлоконструкции рассчитываются по предельным состояниям.

В нормах на сосуды указано о применении метода конечных элементов и применении строительной механики для резервуаров.

4.1. Расчет по допускаемым напряжениям

Допускаемым напряжением считается то, при котором обеспечивается запас от опасного напряженного состояния и записывается по формуле:

Здесь σ⁰ – напряжение, соответствующее опасному состоянию.

σ⁰ = σТ – для пластичного материала является пределом текучести,

σ⁰ = σВ – для хрупкого материала является пределом прочности при развитии трещины,

σ⁰ = σК – для материала, подвергающегося знакопеременной нагрузке пределу выносливости, при котором появляется усталостная трещина.

Соответственно, отличаются коэффициенты запаса:

Предел прочности связан с пределами текучести и выносливости, поэтому через его коэффициент можно выразить остальные напряжения. Допускаемые напряжения [σ] на растяжение и сжатие, одинаковые для пластичных материалов и различаются для хрупких материалов.

Перечисленные напряжения в условиях линейного растяжения находятся на лабораторных стендах. В условиях трехмерного напряженного состояния используют теоретический подход для определения опасного состояния материала так как затруднительно реализовать опыты по испытанию образца по трем осям [19].

Для трехмерного напряженного состояния составляется условие прочности с использованием коэффициента запаса k для линейного растяжения. Для этого используют гипотезы, связывающие прочность с главными напряжениями и путем разрушения материала.

4.2. Расчет по предельным состояниям

Предельным состоянием является состояние, в котором металлоконструкция в условиях максимальной нагрузки получает недопустимые деформации или разрушается. Расчет состоит в подтверждении работоспособности металлоконструкции в условиях максимальных нагрузок. Результаты расчета дают менее металлоемкую конструкцию по сравнению с расчетом по методу допускаемых напряжений.

Предельные состояния разделяются на два типа:

– первое предельное состояние, в котором работоспособность металлоконструкции определяется по несущей способности