ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ, УСТОЙЧИВОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ РЕЗЕРВУАРА ВЕРТИКАЛЬНОГО СТАЛЬНОГО

Издание официальное

Стандарт нформ 2019

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт трубопроводного транспорта» (ООО «НИИ Транснефть»)

2    ВНЕСЕН Подкомитетом ПК 7 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов» Технического комитета по стандартизации ТК 023 «Нефтяная и газовая промышленность»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 ноября 2019 г. № 1081-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

©Стандартинформ, оформление, 2019

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

II

Окончание таблицы 1

Наименование расчета Критерий необходимости выполнения расчета Методика Расчет прочности и устойчивости центральной опорной стойки Выполняют по результатам полного технического диагностирования при наличии центральной опорной стойки Раздел 6 Расчет условий безопасной эксплуатации резервуара с учетом фактической геометрической формы стенки резервуара Обнаружены предельные дефекты, а именно отклонения от установленных значений в проектной документации -    отклонения образующих стенки от вертикали, -    отклонение абсолютных осадок и разностей относительных отметок окрайки (наружного контура днища) Раздел 7 Расчет прочности и устойчивости стационарной стальной крыши и опорного кольца с учетом неравномерной снеговой нагрузки и нагрузки от собственного веса крыши Обнаружена коррозионная потеря металла несущих конструкций крыши и опорного кольца глубиной более 20 % от толщины, указанной в проектной документации Раздел 7 Расчет плавающей крыши резервуара на плавучесть и прочность с учетом неравномерной снеговой нагрузки и коррозионных повреждений Обнаружено превышение значений снеговой нагрузки, указанных в проектной документации Обнаружена коррозионная потеря металла конструкций плавающей крыши глубиной более 20 % от толщины, указанной в проектной документации Раздел 7 Расчет срока и условий безопасной эксплуатации основного металла и сварных соединений конструкций резервуара с дефектами Обнаружены предельные дефекты металла и сварных швов стенки, крыши, днища, понтона Раздел 8 Расчет срока и условий безопасной эксплуатации резервуара при наличии на стенке локальных деформаций (вмятин, выпучин. угловатостей), с учетом проектных ребер и колец жесткости, опорных колец и непроектных усиливающих элементов Выполняют по результатам технического диагностирования при обнаружении предельные локальных деформаций стенки (вмятин, выпучин, угловатостей), при наличии проектных ребер, в т. ч, вертикальных, колец жесткости, опорных колец и непроектных усиливающих элементов Раздел 10 Расчет срока и условий безопасной эксплуатации резервуара при воздействии на стенку нагрузок от ПРП при наличии/отсутствии СКНР и трубопроводной обвязки Обнаружены предельные дефекты геометрии ПРП или стенки в области ПРП Раздел 11

5.1.12 Для расчета срока и определения условий безопасной эксплуатации элементов и конструкций стенки резервуара с дефектами и резервуара в целом по результатам частичного технического диагностирования выполняют расчеты согласно разделам 6—8, 10.

По результатам расчета определяют условия эксплуатации резервуара с дефектами до полного технического диагностирования.

5.2 Расчет срока и определение условий эксплуатации конструкций резервуара с дефектами

по результатам технического диагностирования

5.2.1    Все обнаруженные при техническом диагностировании дефекты классифицируют по степени опасности с разделением на три группы:

-    группа 1 — дефекты, при наличии которых эксплуатация не допускается (предельные дефекты);

-    группа 2 — дефекты, при наличии которых для каждого из них выполняется расчет срока безопасной эксплуатации элемента конструкции резервуара с этим дефектом;

-    группа 3 —дефекты, подлежащие ремонту, для которых срок безопасной эксплуатации элемента не рассчитывается и не устанавливается.

5.2.2    По результатам частичного технического диагностирования всем дефектам (кроме дефектов стенки и дефектов, при наличии которых эксплуатация резервуара не допускается) присваивается группа 3.

5.2.3    Дефекты типа трещины, отпотины. сквозные отверстия в окрайке. центральной части днища, стенке. при наличии которых эксплуатация резервуара не допускается, относят к группе 1 (предельные дефекты).

5.2.4    Срок безопасной эксплуатации элемента конструкции резервуара с дефектами группы 1 составляет — 0 лет. Срок безопасной эксплуатации конструкции резервуара с таким дефектом устанавливается равным 0 лет.

5.2.5    Для каждого дефекта группы 2 выполняют расчет срока безопасной эксплуатации элемента конструкции резервуара с таким дефектом. Расчет выполняют по методикам в соответствии с разделами 6—11. Если расчетный срок безопасной эксплуатации элемента конструкции резервуара с дефектом превышает 20 лет. то срок безопасной эксплуатации с данным дефектом устанавливается равным 20 годам.

5.2.6    Расчет срока безопасной эксплуатации элемента конструкции резервуара с дефектами выполняют для следующих условий эксплуатации:

-    уровень налива — верхний аварийный, указанный в проектной документации на резервуар;

-    снеговая нагрузка — соответствующая снеговому району по СП 20.13330;

-    ветровая нагрузка — соответствующая ветровому району по СП 20.13330;

-    вакуумметрическое и рабочее избыточное давление в газовой полости резервуара — максимально допустимые согласно проектной документации на резервуар.

5.2.7    Срок безопасной эксплуатации конструкции резервуара с дефектами определяют равным минимальному из сроков эксплуатации ее элементов. При расчете срок эксплуатации конструкции резервуара с дефектами округляют до целого количества лет.

5.2.8    Срок безопасной эксплуатации резервуара в целом Т, в годах:

а)    при наличии дефектов группы 1 эксплуатация не допускается — срок безопасной эксплуатации резервуара устанавливают равным 0 лет;

б)    при отсутствии дефектов группы 1 срок эксплуатации Т. в годах, определяют равным минимальному из сроков безопасной эксплуатации конструкций резервуара с дефектами группы 2.

5.2.9    По результатам расчетов по данным полного технического диагностирования дефекты групп 1 и 2. расположенные на настиле и несущих конструкциях стационарной крыши, верхнем настиле (деке) плавающей крыши, кровле (настиле) понтона, затворе, относят к дефектам группы 3, если выполняются следующие условия:

-    на днище и стенке резервуара отсутствуют дефекты группы 1;

-    сроки безопасной эксплуатации конструкций резервуара равны или превышают срок следующего очередного полного технического диагностирования.

5.2.10    При ОТС срок безопасной эксплуатации поясов 1—3 стенки, днища, плавающей крыши (понтона) резервуара с дефектами типа «потеря металла», имеющими глубину 50 % и более от проектной толщины металла, составляет 0 лет (группа 1) (кроме дефектов, удовлетворяющих условиям по 5.2.9).

5.2.11    При ОТС дефекты коррозионного происхохадения на стенке, на окрайке и центральной части днища резервуара относят к дефектам группы 2.

5.2.12    Срок безопасной эксплуатации стенки резервуара по результатам частичного технического диагностирования или контроля технического состояния с дефектами типа «потеря металла», «коррозионная потеря металла», имеющими глубину 70 % и более от фактической (действительной) толщины металла, составляет 0 лет.

5.2.13    Условия безопасной эксплуатации резервуара определяют следующим образом:

а)    при наличии дефектов группы 1 для выполнения остальных расчетов принимают условия эксплуатации по 5.2.6;

б)    при отсутствии дефектов группы 1 и наличии дефектов со сроками безопасной эксплуатации для условий по 5.2.6, менее срока проведения очередного полного технического диагностирования допускается рассчитывать условия нагружения (максимальный уровень налива, снеговая нагрузка, давление (вакуум) в газовом пространстве резервуара), при которых возможна безопасная эксплуатация резервуара без устранения дефектов на срок до очередного полного технического диагностирования.

6 Методика расчета прочности и устойчивости стенки резервуара

6.1    Исходные данные

6.1.1    Для выполнения расчета необходимы следующие данные:

а) данные паспорта резервуара;

1)    тип резервуара;

2)    место расположение резервуара;

3)    данные о металле: марка и толщина металла, из которого изготовлена стенка, центральная опорная стойка (при наличии);

4)    проектный уровень налива продукта в резервуаре;

5)    плотность продукта;

6)    нормативное значение ветрового давления (определяют в соответствии с СП 20.13330), нормативная снеговая нагрузка на поверхности земли, на НПС в зависимости от снегового района;

7)    вес покрытия резервуара;

8)    вес стационарного оборудования на резервуаре;

9)    веса теплоизоляции на покрытии;

10)    наличие понтона;

б) данные технического диагностирования:

1)    наличие, количество, расположение и сечения колец жесткости;

2)    наличие, высота и сечение центральной опорной стойки;

3)    результаты толщинометрии стенки.

6.1.2    Для резервуаров, спроектированных в соответствии с требованиями СП 20.13330. коэффициент. учитывающий снос снега с крыши под действием ветра с_в¹⁾:

а)    при диаметре резервуара D до 60 м — принимается равным 0.85;

б)    при диаметре резервуара D свыше 60 м — определяют по формуле

с_е = 0.85 + 0.00375 (D — 60).    (1)

6.1.3    Коэффициенты сочетаний для длительных у, и кратковременных нагрузок у^ . где; — степень влияния нагрузки (1 — основная степень влияния, 2 и 3 — остальные степени влияния по убыванию). приведены в таблице 2 согласно СП 20.13330.

Таблица 2 — Коэффициенты сочетаний для длительных и кратковременных нагрузок

Коэффициенты сочетаний для длительных нагрузок Коэффициенты сочетаний для кратковременных нагрузок Vn Vf2 Vo Vn Vo Vo 1 2 3 4 5 6 1,00 0.95 0.95 1,00 0,90 0,70

6.1.4 Значения рабочего избыточного давления Р_и приведены в таблице 3. Таблица 3 — Значения рабочего избыточного давления Р_и

Тип резервуара Рабочее избыточное давление, к Па, не более РВС 2.0 РВСП (ПА)* 0.0 РВСПК 0.0 * Для резервуаров РВСП. оборудуемых системой газового пожаротушения, принимают значение рабочего избыточного давления как для РВС.

6.1.5 Коэффициент условий работы ус приведен в таблице 4 в соответствии с СП 16.13330.

Таблица 4 — Коэффициент условий работы ус

Элемент конструкции резервуара Значение коэффициента условий работы ус Стенка резервуара при расчете на прочность Пояс 1 В условиях эксплуатации 0.7

^ св для резервуаров, спроектированных и установленных до введения в действие СП 20 13330 2016, вместо коэффициента св учитывают коэффициент надежности по нагрузке - 0,7 для купольных (сферических) крыш; * 1,0 для плоских и конических крыш

Окончание таблицы 4

Элемент конструкции резервуара Значение коэффициента условий работы ус Стенка резервуа-ра при расчете на прочность Пояс 1 В режиме гидравлических испытаний 0.9 Все пояса, кроме пояса 1 В условиях эксплуатации 0.8 В режиме гидравлических испытаний 0.9 Центральная опорная стойка 1.0

6.1.6 Коэффициент надежности по материалу ут приведен в таблице 5 в соответствии СП 16.13330.

Таблица 5 — Коэффициент надежности по материалу ут

Условия контроля свойств проката Значение коэффициента надежности по материалу. ут Для проката при наличии сертификата на прокат или для проката по ГОСТ 27772 (кроме сталей С590 и С590К) и другим нормативным документам, использующим процедуру контроля свойств проката по ГОСТ 27772. ГОСТ 1050 1.025 Для остального проката и труб, соответствующих требованиям СП 16 13330 1.050 При отсутствии сертификата, а также для проката с пределом текучести свыше 380 Н/мм2 по ГОСТ 19281. ГОСТ 8731. ГОСТ 6713. ГОСТ 535 1.100

6.1.7 Коэффициент надежности по назначению у_н приведен в таблице 6 в соответствии ГОСТ 31385-2016 (5.4.4).

Таблица 6 — Коэффициент надежности по назначению ун

Класс резервуара по ГОСТ 31385-2016(5 4 4) Уровень ответственности Значение у„ при плотности продукта pd Менее или равно 1,05 т/м3 Более 1,05 т/м3 КС-За Повышенный 1,20 1.25 КС-Зб Повышенный 1.Ю 1.20 КС-2а Нормальный 1,05 1.10 КС-26 Нормальный 1.00 1.05

6.1.8 Значения вакуумметрического давления p_v приведены в таблице 7. Таблица 7 — Значения вакуумметрического давления p_v

Тип резервуара	Вакуумметрмческое давление. кПа
РВС	0,25
РВСП (ПА)*	0
РВСПК	0
* Для резервуаров РВСП, оборудуемых системой газового пожаротушения, принимают значения вакуумметрического давления как для РВС

6.1.9 Коэффициент к, учитывающий изменение ветрового давления по высоте стенки, приведен в таблице 8 в соответствии СП 20.13330.2016 (таблица 11.2).

Таблица 8 — Коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте стенки

Высота стенки 2Л. м Коэффициент к для типов местности по СП 20 13330 А В С £ 5 0,75 0,50 0,40 10 1,00 0,65 0,40 20 1.25 0.85 0,55

Примечание — Промежуточные значения определяют интерполяцией

6.1.10 Аэродинамический коэффициент внешнего давления ветра с_а приведен в таблице 9.

Таблица 9 — Аэродинамический коэффициент внешнего давления ветра

Н^Ю 0.2 0,4 0.6 0,8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2,6 2.8 3,0 са 0.52 0,64 0,73 0.77 0,80 0,83 0,85 0,86 0,88 0,90 0.92 0,94 0,96 0,97 0,98 Н% — высота стенки резервуара. Примечание — Промежуточные значения определяют интерполяцией

6.2 Расчет прочности стенки резервуара

6.2.1    По результатам технического диагностирования резервуара расчетную фактическую толщину каждого пояса определяют как среднее из значений толщин листов пояса, которое определяют как среднее из значений результатов измерений толщины листа.

6.2.2    Срединное кольцевое напряжение о₂. Па, в каждом поясе определяют согласно ГОСТ 31385 по формуле

_ [9 рИ.-г)Пг Р„] г    _и

⁵/

где Н_и — проектный уровень налива продукта в резервуаре, м; р — расчетная плотность продукта, кг/м³; z — высота середины пояса, м; г— радиус резервуара, м;

Ь, — расчетная фактическая толщина пояса, м.

6.2.3 Критерием оценки прочности является выполнение условия

где R_yn — предел текучести стали, Па.

6.2.4    Если срединное кольцевое напряжение не превышает допустимое значение, то эксплуатация резервуара по результатам расчета на прочность допускается при проектном уровне налива.

6.2.5    Если срединное кольцевое напряжение в поясе превышает допустимое значение, то для продолжения эксплуатации резервуара требуется снижение уровня налива до значений, при которых срединное кольцевое напряжения не превышает допустимое.

6.3 Расчет устойчивости стенки с учетом колец жесткости, центральной опорной стойки и понтона

6.3.1 По результатам технического диагностирования резервуара вычисляют расчетную фактическую толщину каждого пояса для проведения расчета устойчивости.

Расчетную фактическую толщину каждого пояса определяют, как среднее из значений толщин листов пояса, которое определяют, как среднее из значений результатов измерений толщины листа.

Если одно из измеренных значений толщин листа на втором поясе и выше меньше максимального из измеренных значений толщины листа на 20 % и более, оно не используется при расчете среднего значения толщины листа.

Для каждого пояса стенки определяют срединное продольное напряжение о, и срединное кольцевое напряжение о₂.

6.3.2 Срединное продольное напряжение a_v Па. в нл поясе стенки вычисляют:

а)    для резервуаров со стационарной крышей (в том числе с понтоном и центральной опорной стойкой) по формуле

1.05 Оц +105 у_л Gp +1,3 \|(₎₂ G, t4-у_м С_е p_s+ 1.2 у_<3 p_v г

2 к г hi    6,    2’    ⁽⁴⁾

где G_M — вес металлоконструкций. Н. выше расчетной точки;

G₀ — вес стационарного оборудования. Н. выше расчетной точки;

G_t— вес теплоизоляции. Н, выше расчетной точки; г — радиус резервуара, м;

5, — расчетная фактическая толщина пояса, м.

Для резервуаров с центральной опорной стойкой вес крыши резервуара, вес стационарного оборудования на крыше, вес теплоизоляции на крыше, нагрузка на крышу резервуара от вакуумметриче-ского давления p_v и нормативную снеговую нагрузку на горизонтальную проекцию крыши резервуара p_s принимают равными 2/3 от их полного значения;

б)    для резервуаров с плавающей крышей по формуле

1,05 G_M +1,05 уд • Q) -f 1,3 у_/2 • G_t 2 к г

6.3.3 Срединное кольцевое напряжение о₂. Па. в г-м поясе стенки вычисляют: а) для резервуаров со стационарной крышей и понтоном по формуле

<*ъ' ^B(t2 V/з Pv + 0.5 у,₂ Pw) г*.    (6)

где p_v — расчетное значение ветрового давления. Па;

б) для резервуаров с плавающей крышей по формуле

<*2» =Vf2 Р* т-    С⁷)

о/

6.3.4    Расчетное значение ветрового давления p_w. Па. определяют по формуле

Pw “ Pwm ⁺ Pwp'

где p_wm — нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки, Па;

Pwp — нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки. Па.

6.3.5    Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки p_wm. Па. определяют в соответствии с СП 20.13330.2016 (11.1.3) по формуле

Р*™ = Ро *    (⁹>

где с_а — аэродинамический коэффициент внешнего давления ветра для резервуара, определяемый по таблице 9;

р₀ — нормативное значение ветрового давления. Па. определяемое в соответствии с СП 20.13330.2016(11.1.4).

6.3.6    Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки p_wp. Па. определяют в соответствии с СП 20.13330.2016 (11.1.8) по формуле

Pwp = Pwm-C(z_e)-v_k.    (10)

где C,(z_e) — коэффициент пульсации давления ветра для эквивалентной высоты z_e;

v_k — коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра согласно СП 20.13330.2016 (таблица 11.6).

6.3.7    Коэффициент пульсации давления ветра £(z_e) для эквивалентной высоты z_e определяют по СП 20.13330.2016 (формула (11.6))

(z V'^a>

-    гидродинамические нагрузки на стенку, обусловленные вертикальными колебаниями грунта.

Расчет на сейсмостойкость резервуара, приведенный в [2], должен обеспечивать:

-    прочность стенки по кольцевым напряжениям на уровне нижней кромки каждого пояса;

-    устойчивость 1-го пояса стенки с учетом дополнительного сжатия в меридиональном направлении от сейсмического опрокидывающего момента;

-    устойчивость корпуса резервуара от опрокидывания;

-    условия, при которых гравитационная волна на свободной поверхности не достигает конструкций стационарной крыши и не приводит к потере работоспособности понтона или плавающей крыши.

Сейсмический опрокидывающий момент определяют как сумму моментов от всех сил. способствующих опрокидыванию резервуара. Проверку на опрокидывание проводят относительно нижней точки стенки, расположенной на оси горизонтальной составляющей сейсмического воздействия.

[ГОСТ 31385-2016, пункт 6.1.4.7]

6.4 Расчет прочности и устойчивости центральной опорной стойки

6.4.1    При наличии на резервуаре центральной опорной стойки для нее выполняют расчеты на прочность и устойчивость.

6.4.2    Расчет на прочность центральной опорной стойки выполняют по формуле

^-<R_y Y_C.    (17)

где N_v — суммарная вертикальная нагрузка на центральную опорную стойку. Н;

А_п — площадь сечения стойки нетто, ослабленной отверстиями и коррозией, м²;

Я_у — расчетное сопротивление стали, принимаемое по СП 16.13330, Па; у_с — коэффициент условий работы, принимаемый по таблице 4.

Площадь сечения стойки нетто Д_п определяют по формуле

A_n = Kd_cb_c-A_0TB,    (18)

где d_c — диаметр центральной опорной стойки, м;

6_С — действительная толщина стенки центральной опорной стойки, м;

Л_отв — суммарная площадь отверстий центральной опорной стойки, м².

Суммарную вертикальную нагрузку N_v Н, на центральную опорную стойку определяют по формуле

^ =|-[l.°5 G£ + t05 V/i G₀ + ^3 у,₂ ^Gt +(1.4 у_п c_e p_s + 12 v_/3 p_v) я г²]    (19)

где G*_p — вес металлоконструкций крыши согласно ТЗ на ОТС, Н;

G₀ — вес стационарного оборудования согласно ТЗ на ОТС. Н;

G, — вес теплоизоляции согласно ТЗ на ОТС. Н;

с_е — коэффициент, учитывающий снос снега с крыши под действием ветра, принимаемый согласно 6.1.2;

p_s — нормативная снеговая нагрузка на поверхности земли согласно ТЗ на ОТС, Па; p_v — значение вакууметрического давления, принимаемое согласно 6.1.8, Па; г— радиус резервуара, м.

6.4.3    Расчет устойчивости центральной опорной стойки проводят по формуле

где <р — коэффициент продольного изгиба, принимаемый в соответствии с СП 16.13330.2017 (7.1.3). в зависимости от гибкости центральной опорной стойки А.

Гибкость центральной опорной стойки А определяют по формуле

А = —,    (21)

^ri

где /_еГ — расчетная условная длина центральной опорной стойки, м; г, — радиус инерции сечения центральной опорной стойки, м.

Расчетную условную длину центральной опорной стойки l_tV м, определяют по формуле

/_ег = м, -А    (22)

где р, — коэффициент для определения расчетной длины стоек постоянного сечения, принимаемый равным 0,7, в соответствии с СП 16.13330.2017 (см. таблицу 30);

I — длина центральной опорной стойки, м.

6.4.4    При выполнении условий (17). (20) допускается эксплуатация центральной опорной стойки без снижения снеговой нагрузки и вакуумметрического давления.

6.4.5    При невыполнении условий (17), (20) для продолжения эксплуатации резервуара требуется снижение снеговой нагрузки и вакуумметрического давления до значений, при которых указанные условия будут выполняться. При невозможности обеспечить устойчивость снижением нагрузок резервуар выводится в ремонт.

6.5 Расчет срока эксплуатации

6.5.1    Срок безопасной эксплуатации пояса стенки резервуара определяют по результатам расчета на долговечность по критерию прочности и устойчивости.

6.5.2    Срок безопасной эксплуатации пояса стенки Т,^п. год, определяют согласно (3) по формуле

jn [S-H,

‘ V

^vi. ут.корр

где (б,)—допускаемая толщина пояса, мм;

V. vT-onn — скорость коррозионного равномерного утонения пояса стенки резервуара, определяемая ^П по формуле

где б^ — проектная толщина пояса, мм;

6, — расчетная фактическая толщина пояса, мм;

Т_(раб — ^СР°^К между вводом в эксплуатацию пояса (после строительства, ремонта) и техническим диагностированием, год.

6.5.3 Допускаемая толщина пояса [б,] определяется как максимальное значение по критериям прочности и устойчивости.

Допускаемую толщину пояса (б,), мм, по критерию прочности определяют по формуле

[S ] _ [д Р (^Нн -*)+1.2Р_и] г

где (о) — допускаемое напряжение, Па. определяемое по формуле

и-*-*

где у_с— коэффициент условий работы, принимаемый по 6.1.5;

R_yn — предел текучести стали, принимаемый в соответствии с национальными стандартами Российской Федерации, межгосударственными стандартами, международными стандартами и/или техническими условиями; у_т — коэффициент надежности по материалу, принимаемый по 6.1.6; у_н — коэффициент надежности по назначению, принимаемый по 6.1.7.

Допускаемую толщину пояса (б,), мм. по критерию устойчивости определяют согласно разделу 7. при условии

(27)

6.5.4 Срок безопасной эксплуатации стенки резервуара принимают равным минимальному из сроков безопасной эксплуатации поясов.

7 Методика расчета напряженно-деформированного состояния конструкций резервуара методом конечных элементов

7.1    Исходные данные

7.1.1    Для выполнения расчета необходимы следующие данные:

а)    данные паспорта резервуара:

1) тип резервуара;

2)    место расположение резервуара;

3)    проектный уровень налива продукта в резервуаре;

4)    плотность продукта;

5)    нормативная снеговая нагрузка на поверхности земли в зависимости от снегового района согласно СП 20.13330.2016 (таблица 10.1);

6)    вес покрытия резервуара;

7)    вес стационарного оборудования на резервуаре:

8)    веса теплоизоляции на покрытии;

б)    данные технического диагностирования:

1)    наличие, количество, расположение и сечения колец жесткости и ребер жесткости (при наличии);

2)    наличие и размеры центральной опорной стойки:

3)    результаты толщинометрии конструкций резервуара;

4)    данные о металле конструкций резервуара: марка и проектная толщина металла, из которого изготовлена стенка, опорное и ветровые кольца, ребра (кольца) жесткости (при наличии), крыша (несущие конструкции и настил), плавающая крыша, центральная опорная стойка (при наличии);

5)    результаты нивелирования внешней части листов окрайки днища резервуара;

6)    результаты геодезических измерений и ВИК: размеры и расположение локальных деформаций стенки (вмятин, вылучин, угловатости) по горизонтали и вертикали, глубина вмятин и выпучин, стрела прогиба угловатости сварных швов на каждом поясе; глубины вмятин и выпучин должны быть измерены с шагом 20 см;

7)    комплект чертежей марки КМ металлоконструкций резервуара.

7.1.2    Для создания модели материала необходимо задать модуль упругости Е. коэффициент Пуассона v и плотность стали р^.

7.1.3    Модель материала принимается упругой.

7.1.4    Снижение механических характеристик стали ниже требований нормативных и технических документов должно быть учтено в расчетах прочности и устойчивости конструкций резервуара при задании модели материала путем соответствующего уменьшения расчетных характеристик металла.

7.2 Расчеты конструкций резервуара

7.2.1    Общие положения

7.2.1.1    Расчет конструкций резервуара с дефектами геометрии заключается в определении НДС конструкций и сравнении рассчитанных значений с допускаемыми. НДС определяют с учетом фактически измеренного при техническом диагностировании геометрического положения стенки резервуара, крыши резервуара (стационарной, плавающей).

7.2.1.2    Для определения НДС конструкции резервуара используют статический прочностной анализ.

7.2.1.3    Расчет НДС конструкции резервуара осуществляют с использованием компьютерного моделирования методом КЭ.

7.2.2 Последовательность проведения расчета

7.2.2.1 Расчеты НДС конструкций резервуара проводят в следующей последовательности:

а)    создание математической модели конструкции:

1)    построение геометрической модели конструкций резервуара.

2)    задание типа КЭ;

3)    создание модели материала;

4)    построение КЭ модели;

5)    задание нагрузок и граничных условий на конструкции резервуара;

б)    выполнение расчета по сформированной модели с заданными граничными условиями;

в)    оценка точности результатов расчета, в случае необходимости, уточнить модель и провести расчет для достижения требуемой точности;

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Сокращения..................................................................................................................................................4

5    Основные положения...................................................................................................................................5

5.1    Состав работ по расчету срока и определению условий безопасной эксплуатации

резервуаров по результатам технического диагностирования...........................................................5

5.2    Расчет срока и определение условий эксплуатации конструкций резервуара

с дефектами по результатам технического диагностирования...........................................................7

6    Методика расчета прочности и устойчивости стенки резервуара............................................................8

6.1    Исходные данные...................................................................................................................................8

6.2    Расчет прочности стенки резервуара..................................................................................................11

6.3    Расчет устойчивости стенки с учетом колец жесткости, центральной опорной

стойки и понтона...................................................................................................................................11

6 4 Расчет прочности и устойчивости центральной опорной стойки......................................................14

6.5    Расчет срока эксплуатации..................................................................................................................15

7    Методика расчета напряженно-деформированного состояния конструкций резервуара

методом конечных элементов...................................................................................................................16

7.1    Исходные данные.................................................................................................................................16

7.2    Расчеты конструкций резервуара........................................................................................................16

8    Методика определения срока и условий безопасной эксппуатации основного металла

и сварных соединений конструкций резервуара с дефектами...............................................................20

8.1    Исходные данные.................................................................................................................................20

8.2    Порядок выполнения расчета..............................................................................................................21

8.3    Расчет на прочность и долговечность конструкций резервуара с дефектами................................23

8 4 Расчет на прочность и долговечность для несплошностей плоскостного типа...............................26

8.5    Расчет на долговечность по критерию малоцикловой усталости.....................................................28

9    Методика определения срока и условий безопасной эксплуатации резервуара

при наличии на днище локальных деформаций......................................................................................31

9.1    Исходные данные.................................................................................................................................31

9.2    Расчет напряженно-деформированного состояния участка днища резервуара.............................31

9.3    Оценка прочности днища по результатам расчета напряженно-деформированного

состояния..............................................................................................................................................33

9.4    Определение срока и условий безопасной эксплуатации резервуара при наличии

на днище локальных деформаций, дефектов основного металла и сварных соединений........... 33

10    Методика определения срока и условий безопасной эксплуатации резервуара

при наличии на стенке локальных деформаций, ненормативных отклонений образующих

от вертикали, с учетом установленных ребер и колец жесткости, опорных колец

и непроектных усиливающих элементов................................................................................................34

10.1    Исходные данные.............................................................................................................................34

10.2    Расчет напряженно-деформированного состояния стенки резервуара.......................................34

10.3    Оценка прочности и устойчивости стенки по результатам расчета

напряженно-деформированного состояния...................................................................................37

10.4    Определение срока и условий безопасной эксплуатации резервуара при наличии на стенке локальных деформаций и ненормативных отклонений образующих

от вертикали, ребер и колец жесткости, дефектов основного металла и сварных соединений.......................................................................................................................................38

11    Методика определения срока и условий безопасной эксплуатации резервуара

при воздействии нагрузок от приемо-раздаточного патрубка при наличии/отсутствии

системы компенсации нагрузок...............................................................................................................38

11.1    Исходные данные.............................................................................................................................38

11.2    Расчет напряженно-деформированного состояния стенки резервуара.......................................39

11.3    Оценка прочности стенки по результатам расчета напряженно-деформированного

состояния..........................................................................................................................................42

г)    определение работоспособности рассчитываемой конструкции;

д)    предоставление данных для выполнения расчета срока и условий безопасной эксплуатации основного металла и сварных соединений конструкций резервуара с дефектами.

7.2.2.2 Особенности построения математических моделей и численного решения системы уравнений. описывающих математическую модель конструкции, определяются применяемым программным комплексом.

7.2.3 Создание математической модели стенки резервуара с дефектами геометрии

7.2.3.1    Модель стенки резервуара содержит КЭ стенки с дефектами геометрии и КЭ опорного кольца, присоединенные к верхнему поясу стенки резервуара.

В модели учитывают:

-    толщины поясов стенки и ремонтных вставок;

-    отклонения образующих стенки от вертикали;

-    момент инерции опорного кольца.

Расчетную фактическую толщину каждого пояса б, определяют, как среднее из значений результатов измерений толщины листа.

Отклонения образующих стенки от вертикали строят по результатам геодезических измерений, выполненных при минимальном уровне налива согласно технологической карте.

7.2.3.2    При расчете модели стенки резервуара должны быть учтены следующие нагрузки:

-    нагрузки от веса конструкций (сила тяжести);

-    ограничения на степени свобод (граничные условия);

-    нагрузка, распределенная по линии (вес крыши и снега);

-    нагрузка от избыточного давления;

-    гидростатическое давление.

Нагрузки и граничные условия модели стенки резервуара приведены в таблице 10.

Таблица 10 — Нагрузки и граничные условия модели стенки резервуара

Наименование конструкции На гру эта / гра н ич ное условие Порядок приложения Обозначение формулы. таблицы Стенка Жесткое закрепление по уторному узлу Граничные условия задают на узлы нижней кромки первого пояса стенки Запрещаются перемещения по всем направлениям Гидростатическое давление Нагрузку прикладывают на все элементы, соответствующие уровню налива Формула (28) Избыточное давление Нагрузку прикладывают на все элементы стенки Таблица 3 Опорное кольцо Распределенная нагрузка от веса крыши и равномерно распределенного снега Нагрузку задают на поверхность балочного элемента Формулы (29). (30)

Гидростатическое давление Fr. Па. рассчитывают по формуле Fr = P 9 (Нн-х).    (28)

где р — расчетная плотность продукта, кг/м³;

Н_и — проектный уровень налива продукта в резервуаре, м; х — вертикальная координата расчетной точки, м.

Нагрузку на стенку Л/_ст, Н. от веса крыши и равномерно распределенного снега:

а)    для резервуаров со стационарной крышей определяют по формуле

Л/_ст = 1.05 ■    +    1,05    •    •    Go    ⁺    1.3    •    Vc    ■    G,+ (1.4 •    • C_e • p,+ 1.2 • _Vq • p_v) • я • г².    (29)

При наличии центральной опорной стойки нагрузка на стенку N_CT Н, должна быть уменьшена на 1/3;

б)    для резервуаров с плавающей крышей определяют по формуле

Л/_Ст = 1.05 • G*J_p +1.05 _V/1 • G₀ + 1.3 •    •    G_t    (30)

11.4 Определение срока и условий безопасной эксплуатации резервуара.........................................42

12 Определение параметров цикличности и методов схематизации цикличности нагружения.............43

Приложение А (рекомендуемое) Механические характеристики металла и сварных швов...................45

Приложение Б (обязательное) Методика определения напряжений и деформаций в зоне дефекта .46 Библиография................................................................................................................................................53

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ, УСТОЙЧИВОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ РЕЗЕРВУАРА ВЕРТИКАЛЬНОГО СТАЛЬНОГО

Trunk pipeline transport of oil and oil products Methods of assessing the strength, stability and durability

of vertical steel tank

Дата введения — 2020—08—01

1 Область применения

1.1    Настоящий стандарт устанавливает приемы и способы оценки прочности, устойчивости и долговечности вертикальных стальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов по результатам технического диагностирования на объектах магистрального трубопровода для транспортировки нефти и нефтепродуктов.

1.2    Настоящий стандарт распространяется на резервуары для нефти и нефтепродуктов номинальным объемом от 100 до 50000 м¹ как без теплоизоляционной конструкции, так и с теплоизоляционной конструкцией, следующих типов:

-    резервуар вертикальный стальной цилиндрический со стационарной крышей без понтона (РВС);

-    резервуар вертикальный стальной цилиндрический со стационарной крышей и понтоном (РВСП);

-    резервуар вертикальный стальной цилиндрический с купольной стационарной крышей и понтоном из алюминиевых сплавов (РВСПА);

-    резервуар вертикальный стальной цилиндрический с плавающей крышей (РВСПК), эксплуатируемые в условиях сейсмической нагрузки до 9 баллов включительно по шкале MSK-64 (см. [1]).

1.3    Настоящий стандарт не распространяется:

-    на резервуары с рабочим избыточным давлением более 2.00 кПа;

-    резервуары с рабочим разрежением в газовом пространстве более 0,25 кПа;

-    изотермические резервуары.

1    4 Допускается применять настоящий стандарт для резервуаров, предназначенных для хранения нефтесодержащих стоков и воды.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 25.101 Расчеты и испытания на прочность. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов

ГОСТ 535 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 1050 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 2601 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 6713 Прокат низколегированный конструкционный для мостостроения. Технические условия.

ГОСТ 8731 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

Издание официальное

ГОСТ 9454 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 19281 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия ГОСТ 27772 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия ГОСТ 31385-2016 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия

ГОСТ 34233.1 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования ГОСТ 34233.6 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках

ГОСТ 34233.11 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Метод расчета на прочность обечаек и днище учетом смещения кромок сварных соединений, угловатости и некруглости обечаек

СП 14.13330 «СНиП 11-7—81 Строительство в сейсмических районах»

СП 16.13330.2017 «СНиП 11-23—81^е Стальные конструкции»

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07—85* Нагрузки и воздействия»

СП 22.13330 «СНиП 2.02.01—83* Основания зданий и сооружений»

СП 25.13330 «СНиП 2.02.04—88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»

СП 43.13330 «СНиП 2.09.03—85 Сооружения промышленных предприятий»

СП 52-101 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры СП 63.13330 «СНиП 52-01—2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку ¹

3.9    действительная толщина стенки: Средняя величина из всех значений толщины на листе, полученных в результате проведения ультразвуковой толщинометрии стенки резервуара.

3.10    дефект (резервуара): Каждое отдельное несоответствие конструкции резервуара, требованиям нормативных и/или технических документов.

Примечание — К конструкциям резервуара относят: сварные соединения, металлопроката, фундамента резервуара, наружное и внутреннее антикоррозионные покрытия, теплоизоляционную конструкцию резервуара, электрохимическую защиту, молниезащиту и заземление, элементов конструкций вне резервуара

3.11    дефект геометрии днища (резервуара): Отклонение поверхности днища или окрайки от горизонтальной плоскости, установленное по результатам геодезических измерений, не являющееся локальной деформацией.

3.12 _

долговечность: Свойство объекта, заключающееся в его способности выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях использования, технического обслуживания и ремонта до достижения предельного состояния.

[ГОСТ 27.002-2015, статья 3.1.9)_

3.13    кольцевые напряжения: Напряжения, действующие в кольцевом направлении стенки резервуара

3.14    кольцо жесткости: Локальный укрепляющий элемент, установленный по окружности конструкции стенки резервуара при монтаже или ремонте, обеспечивающий повышение устойчивости или принимающий на себя локальные нагрузки.

Примечание — Различают кольца жесткости: ветровое, опорное, промежуточное.

3.15    локальная деформация: Местное отклонение поверхности конструкции от геометрической формы, заданной проектной документацией, являющее собой вмятину, выпучину. хлопун или угловатость.

3.16    метод конечных элементов: Численный метод решения систем дифференциальных уравнений с частными производными, а также интегральных уравнений, возникающих при решении задач механики деформируемого твердого тела, теплообмена, гидродинамики и электродинамики.

3.17    несплошность плоскостного типа: Дефект сварного соединения, выявленный при проведении ультразвукового контроля.

3.18    отклонение образующей стенки от вертикали: Отклонение радиальной проекции от вертикали стенки резервуара, проходящей через метку уторного шва.

3.19    оценка технического состояния: Комплекс мероприятий, включающий техническое диагностирование и определение срока безопасной эксплуатации элементов резервуара с дефектами и резервуара в целом.

3.20    полное техническое диагностирование резервуара: Техническое диагностирование резервуара с наружной и внутренней стороны, требующее вывода резервуара из эксплуатации, его опорожнения. зачистки и дегазации.

3.21    потеря металла: Локальное уменьшение толщины металла элемента конструкции, вызванное коррозией, механическим повреждением.

3.22    (приведенная годовая) цикличность нагружения резервуара: Количество операций заполнения-опорожнения резервуара продуктом в течение года, эквивалентное фактическому нерегулярному годовому заполнению-опорожнению по данным диспетчерского учета, приведенное к полному циклу.

Примечания

1    Цикличность нагружения резервуара определяют с использованием метода «дождя» по ГОСТ 25.101 и правила линейного суммирования повреждений

2    Под полным циклом понимается колебание от нулевого до максимального и снова до нулевого значения уровня налива продукта в резервуаре

3.23    продольные напряжения: Напряжения, действующие в направлении образующей стенки резервуара, оси балки.

3.24    прочность: Способность конструкции сопротивляться разрушению при воздействии нагрузок.

Примечание — Прочность характеризуется значениями нагрузок приводящих к разрушению при заданной схеме нагружения

3.25 расслоение: Внутреннее нарушение сплошности металла листовой конструкции в продольном и поперечном направлении, разделяющее металл на слои.

3 26 расслоение с выходом на поверхность: Расслоение, выходящее на внутреннюю или наружную поверхность стенки элемента конструкции.

3.27    ребро жесткости стенки: Локальный укрепляющий элемент, установленный вдоль вертикальных или горизонтальных сварных соединений конструкции стенки резервуара при монтаже или ремонте. обеспечивающий повышение устойчивости и сопротивление локальным или осевым нагрузкам.

3.28 _

резервуар (для нефти/нефтепродуктов): Сооружение, предназначенное для приема, накопления и сдачи нефти/нефтепродуктов.

Примечание — Резервуары в ряде случаев можно использовать для измерения объема и/или хранения нефти/нефтепродуктов

[ГОСТ Р 57512-2017. статья 55]_

3    29 риска: Механическое повре>каение поверхности металла с уменьшением толщины стенки в виде узкого вытянутого углубления, образованное перемещавшимся по поверхности твердым телом.

3.30    смещение свариваемых кромок: Несовпадение уровней расположения внутренних и наружных поверхностей свариваемых, сваренных деталей в стыковых сварных соединениях.

3.31    срединные напряжения: Максимальные напряжения в конструкции резервуара, действующие в кольцевом направлении в срединной плоскости с учетом дефектов геометрии конструкции.

3.32    срок безопасной эксплуатации резервуара: Срок эксплуатации резервуара на допустимых параметрах, установленных по результатам технического диагностирования.

Примечание — Срок безопасной эксплуатации резервуара измеряют в годах

3.33    стрела прогиба: Максимальное смещение поверхности конструкции от геометрической формы. заданной проектной документацией, под действием внешних сил.

3.34    угловатость сварного шва: Отклонение формы стенки от цилиндрической, вызванное сварочными напряжениями в сварном соединении.

3.35    поверхностные напряжения: Максимальные напряжения, действующие в кольцевом направлении на поверхности конструкции резервуара с учетом дефектов геометрии конструкции.

3.36    хлопун: Местное отклонение поверхности стенки или днища от проектной геометрической формы, теряющее устойчивость под действием внешних или внутренних нагрузок.

3.37    частичное техническое диагностирование резервуара: Техническое диагностирование резервуара, выполняющееся с наружной стороны без выведения его из эксплуатации, кроме резервуаров с несъемной теплоизоляционной системой.

4    Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ВИК — визуально-измерительный контроль;

КР — капитальный ремонт;

КЭ — конечный элемент;

МКЭ — метод конечных элементов;

НДС — напряженно-деформированное состояние;

ОТС — оценка технического состояния;

ПРП — приемо-раздаточный патрубок;

РВС — резервуар вертикальный стальной цилиндрический со стационарной крышей без понтона;

РВСП — резервуар вертикальный стальной цилиндрический со стационарной крышей и понтоном;

РВСПА — резервуар вертикальный стальной цилиндрический с купольной стационарной крышей и понтоном из алюминиевых сплавов;

РВСПК — резервуар вертикальный стальной цилиндрический с плавающей крышей;

СДКУ — система диспетчерского контроля и управления;

СКНР — система компенсации нагрузок от приемо-раздаточного патрубка на стенку резервуара;

ТЗ — техническое задание;

УЗК — ультразвуковой контроль;

УЗТ — ультразвуковая толщинометрия.

5 Основные положения

5.1    Состав работ по расчету срока и определению условий безопасной эксплуатации

резервуаров по результатам технического диагностирования

5.1.1    Оценку прочности, устойчивости и долговечности резервуаров проводят в целях обеспечения надежности, механической (конструкционной) безопасности и долговечности металлических конструкций.

5.1.2    Расчет прочности и устойчивости стенки резервуара без учета наличия геометрических отклонений и дефектов основного металла и сварных швов выполняют в соответствии с разделом 6.

5.1.3    Для оценки прочности, устойчивости и долговечности резервуаров по результатам технического диагностирования выполняют расчет НДС:

-    стенки резервуара с учетом ее фактической геометрической формы;

-    стенки резервуара при наличии на стенке локальных деформаций (вмятин, выпучин, угловатостей), с учетом проектных¹' ребер и колец жесткости, опорных колеи и непроектных усиливающих элементов;

-    стенки и ПРП при действии нагрузок от трубопровода;

-    стационарной стальной крыши и опорного кольца с учетом неравномерной снеговой нагрузки, и нагрузки от собственного веса по СП 20.13330. СП 43.13330;

-    плавающей крыши, с учетом неравномерной снеговой нагрузки, включая расчет на плавучесть по СП 20.13330;

-    днища резервуара при наличии на днище дефектов в виде локальных деформаций.

5.1.4    Формирование модели резервуара с учетом фактической геометрической формы стенки резервуара и расчет НДС стенки резервуара с учетом ее фактической геометрической формы, стационарной стальной крыши и опорного кольца, плавающей крыши проводят в соответствии с разделом 7.

Расчет НДС выполняют для следующих условий эксплуатации:

-    уровень налива — верхний аварийный, указанный в проектной документации на резервуар;

-    снеговая и ветровая нагрузки — по СП 20.13330;

-    рабочее избыточное давление и вакуум в газовой полости резервуара — максимально допустимые. указанные в проектной документации на резервуар.

5.1.5    Расчет НДС стенки резервуара при наличии на стенке локальных деформаций (вмятин, выпучин. угловатостей), проектных ребер и колец жесткости, опорных колец и непроектных усиливающих элементов проводят в соответствии с разделом 10 с учетом:

-    отклонений образующих стенки от вертикали;

-    локальных деформаций стенки (вмятины и выпучины);

-    дефектов «угловатость сварного шва» на стенке;

-    фактической толщины конструкций резервуара;

-    снегового и ветрового района расположения резервуара;

-    массы опорного и ветровых колец, крыши, оборудования и площадок обслуживания на крыше;

-фактической геометрии и толщины окрайки. поясов стенки, крыши, установленных элементов

жесткости, подкладных пластин;

-    типов, параметров и расположения сварных соединений стенки;

-    марки стали окрайки. поясов стенки, крыши, установленных элементов жесткости, подкладных пластин;

-    места расположения локальных деформаций, элементов жесткости и подкладных пластин на стенке резервуара;

-    уровня налива продукта при эксплуатации и воды при гидроиспытании;

-    плотности продукта.

5.1.6    Расчет НДС. срока и условий безопасной эксплуатации резервуара при воздействии на стенку нагрузок от ПРП и трубопроводной обвязки выполняют в соответствии с разделом 11 с учетом:

-    снегового и ветрового района расположения резервуара;

-    массы опорного и ветровых колец, крыши, оборудования и площадок обслуживания на крыше;

-    фактической геометрии и толщины стенки, окрайки днища. ПРП. усиливающей накладки и трубопроводной обвязки по результатам технического диагностирования, а также в соответствии с проектной документацией и по предыдущим результатам технического диагностирования:

-типов, параметров и расположения сварных соединений стенки;

^ Здесь и далее под «проектными элементами» понимают элементы, предусмотренные в проектной документации. Если элемент не предусмотрен в проектной документации, то для него используют понятие «непроектный элемент».

-    марки стали поясов стенки, окрайки днища, ПРП. усиливающей накладки и трубопроводной обвязки:

-    нагрузок и воздействий системы компенсации нагрузок на ПРП (при наличии);

-    схемы размещения трубопроводной обвязки:

-    уровня налива продукта при эксплуатации и воды при гидроиспытании:

-    плотности продукта:

-    максимального перепада и минимальной температуры в разное время года.

5.1.7    Расчет НДС участка днища резервуара выполняют в соответствии с разделом 9 с учетом:

-    фактической геометрии и толщины центральной части днища, окрайки и поясов стенки;

-    типов, параметров и расположения сварных соединений днища;

• марки стали центральной части днища, окрайки и поясов стенки;

-    места расположения локальных деформаций на днище;

-    уровня налива продукта при эксплуатации и воды при гидроиспытании;

-    плотности продукта.

5.1.8    Определение срока и условий безопасной эксплуатации основного металла и сварных соединений конструкций резервуара с дефектами выполняют в соответствии с разделом 8 с учетом:

-дефектов металла и сварных соединений, обнаруженных при техническом диагностировании;

-    напряжений в конструкциях (элементах) резервуара в соответствии с расчетами, выполненными в соответствии с разделами 7. 9—11;

-    скорости коррозии металла конструкций резервуара;

-    условий эксплуатации резервуара, включая уровень налива, цикличность нагружения, снеговую нагрузку согласно СП 20.13330.

5.1.9    При определении срока и условий безопасной эксплуатации резервуара выполняют расчеты на прочность и долговечность элементов конструкций резервуара со следующими типами дефектов:

а)    дефекты конструктивных элементов резервуара;

б)    дефекты основного металла конструкций резервуара;

в)    дефекты сварных соединений:

1)    смещение свариваемых кромок;

2)    несплошность плоскостного типа, непровар, несплавление, подрез;

3)    несплошность объемного типа: пора, включение, свищ, кратер (усадочная раковина);

4)    механическое повреждение типа «риска», «задир», «вырыв».

5.1.10    Расчет НДС, прочности и устойчивости стенки резервуара проводят с учетом:

-    снегового и ветрового района расположения резервуара;

-    массы опорного (ветрового) кольца, крыши, оборудования и площадок обслуживания на крыше;

-    фактической геометрии и толщины стенки, крыши, установленных элементов жесткости (ребер и колец жесткости), подкладных пластин;

-типов, параметров и расположения сварных соединений стенки;

-    марки стали поясов стенки, крыши, установленных элементов жесткости, подкладных пластин; -места расположения локальных деформаций, элементов жесткости и подкладных пластин на

стенке резервуара;

-    уровня налива продукта при эксплуатации и воды при гидроиспытании;

-    плотности продукта;

-    максимального перепада и минимальной температуры в разное время года;

-    нагрузок от сейсмического воздействия, определенных в 6.3.5.

5.1.11    Для определения срока и условий безопасной эксплуатации элементов и конструкций резервуара с дефектами выполняют перечень расчетов. Перечень расчетов, выполняемых для определения срока и условий безопасной эксплуатации, а также критерии необходимости их выполнения приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Перечень расчетов, выполняемых для определения срока и условий безопасной эксплуатации, и критерии необходимости их выполнения

Наименование расчета Критерий необходимости выполнения расчета Методика Расчет прочности стенки резервуара выполняют по результатам каждого технического диагностирования Раздел 6 Расчет усиливающих устойчивость стенки резервуара с учетом колец жесткости, центральной опорной стойки и понтона Выполняют по результатам каждого технического диагностирования Раздел 6

1

Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 2601, ГОСТ 31385, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    вмятина днища: Местное отклонение поверхности днища от геометрической формы, заданной проектной документацией, вершина которой располагается ниже поверхности основного металла днища.

3.2    вмятина стенки: Локальная деформация стенки, вершина которой направлена к центру резервуара.

3.3    вылучина днища: Местное отклонение поверхности днища от геометрической формы, заданной проектной документацией, вершина которой располагается выше поверхности основного металла днища.

3.4    вылучина стенки: Локальная деформация стенки, вершина которой направлена от центра резервуара.

3.5    вырыв: Механическое локальное повреждение поверхности металла с уменьшением толщины стенки, вызванное удалением временного технологического крепления путем отрыва или иным механическим воздействием.

3.6    глубина дефекта: Наибольший размер дефекта в направлении нормали к поверхности элемента конструкции резервуара.

3.7    глубина залегания подповерхностного дефекта: Минимальное расстояние от ближайшей внешней или внутренней поверхности элемента конструкции резервуара до края дефекта.

3.8    граничные условия: Совокупность статических силовых факторов и ограничений на перемещения на границе конечноэлементной модели или ее составляющих.