Метод ремонта дефектов типа «хлопун» рулонных вертикальных резервуаров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Комаров Павел Андреевич

• Комаров Павел Андреевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Комаров Павел Андреевич

Введение

Глава 1. МНОГОФАКТОРНОСТЬ ПРОБЛЕМАТИКИ РЕМОНТА МЕТОДОМ ЗАМЕНЫ ДЕФЕКТНЫХ УЧАСТКОВ СТЕНОК РУЛОНИРОВАННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

1.1. Проблематика ремонта рулонированных резервуаров методом замены дефектного участка стенки

1.2. Анализ теоретических основ проектирования резервуаров индустриального производства

1.3. Математическое моделирование процесса производства и монтажа полотнища

стенки

1.3.1. Математическая модель НДС стенки полотнища резервуара в процессе ее рулонирования (проблема № 1)

1.3.2. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния полотнища резервуара в свободном состоянии (проблема № 2)

1.3.3. Математическое моделирование и анализ напряженно-деформированного состояния полотнища резервуара, развернутого на проектный радиус (проблема № 3)

1.3.4. Моментная теория анализа НДС полотнища

1.4. Анализ влияния эксплуатационных факторов на математические модели НДС развернутого полотнища

1.4.1. Математические модели НДС развернутого полотнища с учетом влияния гидравлических испытаний

1.4.2. Обобщенная модель НДС развернутого полотнища с учетом влияния коррозионных процессов и гидравлического испытания

1.5. Определение геометрии вставки для реализации бездефектного ремонта стенки

резервуара

Выводы по первой главе

Глава 2. ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ, ОПИСЫВАЮЩИХ ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ, МОНТАЖЕ

И РЕМОНТЕ ПОЛОТНИЩА СТЕНКИ РЕЗЕРВУАРА ИНДУСТРИАЛЬНОГО

ИЗГОТОВЛЕНИЯ

2.1. Цель верификации и обоснование способа проверки адекватности математических моделей реальным физическим процессам

2.2. Верификация математических зависимостей НДС пластического шарнира с использованием виртуальной модели в виде пластины

2.3. Верификация математических моделей при самопроизвольном разворачивании рулона на свободный радиус

2.4. Верификация математических моделей при разворачивании рулона на проектный радиус

2.5. Верификация математического аппарата с использованием виртуальной модели рулонированного резервуара

2.5.1. Модель смонтированной стенки рулонного резервуара без ремонтных

вставок

2.5.2. Моделирование напряжённо-деформированного состояния полотнища стенки резервуара после ремонта недопустимых дефектов по традиционной

технологии

2.5.3. Моделирование напряжённо-деформированного состояния полотнища стенки резервуара после ремонта недопустимых дефектов по предлагаемой

технологии

Выводы по второй главе

Глава 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ПРИКЛАДНОЙ ТЕОРИИ

В ПРАКТИКЕ РЕМОНТА ПОЛОТНИЩА РУЛОНИРОВАННОГО

РЕЗЕРВУАРА

3.1. Применение теоретических результатов при изготовлении инвентарного приспособления горизонтального и вертикального типа

3.2. Практическое применение разработанного оборудования при ремонте РВСП-10000

№ 12 на НПС-3

3.3. Анализ влияния сопряжения групповых вставок с ремонтными вставками предыдущих ремонтов

3.4. Анализ влияния силы тяжести ремонтной вставки на процесс приведения вставки к проектному радиусу

3.5. Реализация скорректированной программы апробации на объекте РВС-20000 № 11 ЛПДС «Самотлор»

3.6. Проведение геодезических измерений и 3Б-сканирования. Анализ результатов апробации

3.7. Методика ремонта недопустимых дефектов полотнища стенки резервуара,

изготовленного индустриальным методом

Выводы по третьей главе

Глава 4. ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА ПРОЦЕССОВ

ПРОИЗВОДСТВА, МОНТАЖА И РЕМОНТА ПОЛОТНИЩА СТЕНКИ

РУЛОНИРОВАННОГО РЕЗЕРВУАРА

4.1. Математическое моделирование деформационных процессов рулонирования и монтажа полотнища с использованием виртуальной модели в виде пластины

4.1.1. Обоснование виртуальной модели полотнища стенки

4.1.2. Математическое моделирование процесса рулонирования полотнища

4.1.3. Математическое моделирование НДС полотнища в свободном состоянии

4.1.4. Математическое моделирование НДС полотнища, развернутого на проектный радиус

4.2. Моментная теория деформационных процессов рулонирования и монтажа полотнища резервуара

4.3. Математическое моделирование НДС развернутого полотнища с

учетом гидроиспытания стенки резервуара

4.4. Математическое моделирование НДС развернутого полотнища с учетом коррозии стенки резервуара

4.5. Моделирование технических решений по технологии ремонта стенки резервуара, позволяющей предупредить дефект типа «хлопун»

Выводы по четвертой главе

Заключение

Практические рекомендации

Перспективы дальнейшей разработки темы

Список литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод ремонта дефектов типа «хлопун» рулонных вертикальных резервуаров»

Актуальность темы исследования.

Большой размах строительства в послевоенные годы обусловил комплексную механизацию и индустриализацию строительного производства в СССР. По этой причине метод индустриального изготовления резервуарных конструкций получил широкое распространение. При проектировании предусматривалась сборка резервуаров крупноблочным методом, что и качественнее, и дешевле осуществлялось на заводских площадках, нежели в полевых условиях.

При этом сварные полотнища стенок резервуара (и другие части) подвергаются изгибу и сворачиваются в транспортабельные рулоны. Выигрыш в габаритах очевиден. Например, полотнище стенки для резервуара объёмом 5000 м , габаритом 71880 мм на 11920 мм приобретало габариты рулона диаметром 2850 мм и высотой 11920 мм.

С заводских площадок блоки транспортируются на строительную площадку, где происходит крупноузловая сборка, требующая значительно меньшего времени по сравнению с полистовой сборкой резервуара. Достоинство метода рулонирования резервуаров состоит в 3-4-кратном уменьшении времени монтажа частей резервуарной емкости за счет сокращения (на 80 %) числа сварочных операций на рабочей площадке и применения автоматической сварки в заводских условиях [80-89]. Кроме того, современные производства осуществляют автоматический раскрой листового металла.

Однако строительство резервуаров, как и любого сложного сооружения, по новой технологии требует решения ряда проблем.

Процесс изготовления и монтажа рулонированной стенки резервуара, изготовленного индустриальным методом, включает следующие три операции, анализ которых необходим для решения сформулированных ниже задач.

Первой технологической операцией, выполняемой в заводских условиях, является сворачивание полотнища стенки в компактный рулон с установкой удерживающих планок на время транспортировки.

Следующая технологическая операция - снятие планок, удерживающих рулон в свернутом состоянии. Данная операция происходит на монтажной площадке и сопровождается самопроизвольным развертыванием рулона на некоторый промежуточный радиус, который меньше проектного радиуса резервуара.

Третья операция заключается в принудительном развертывании рулона, находящегося в свободном состоянии, на проектный радиус резервуара с одновременной приваркой разворачиваемого полотнища стенки к смонтированному днищу резервуара.

Резервуары, изготовленные индустриальным способом, как и любое сложное техническое сооружение, требуют проведения профилактических и ремонтных мероприятий в процессе эксплуатации, что отражено как в отечественных нормах и правилах [57-58], так и в зарубежных [113].

В настоящей работе анализируется устранение таких дефектов на стенке резервуара, как угловатость монтажных швов стенки, недопустимые отклонения образующих от вертикали, вмятины, выпучины (в рамках представленной работы для краткости назовем эту совокупность дефектов «недопустимыми дефектами»).

В практике ремонта резервуаров, изготовленных с применением полистовой сборки стенок, недопустимые дефекты устраняются методом вырезки дефектного участка с последующей установкой новой ремонтной карты, т.е. путем замены металлоконструкции. Однако при таком подходе к ремонту рулонных стенок резервуаров РВС(П)-10000, РВС(П)-20000, РВСПК-50000 проявилась системная проблема, которая заключается в том, что во многих случаях после ремонта рулонных стенок методом замены участка стенки на новых ремонтных вставках возникали «хлопуны» - вмятины с направлением отклонения от проектной цилиндрической формы стенки резервуара к его центру. Таким образом, появление новых дефектов делает резервуар непригодным к эксплуатации сразу же после выполнения ремонтных мероприятий.

С учетом большого количества резервуаров, изготовленных по методу индустриального рулонирования, находящихся в эксплуатации, и отсутствия научно обоснованной методики ремонта недопустимых дефектов актуальность представленной научной работы не вызывает сомнений.

Степень разработанности проблемы.

В настоящее время подавляющее большинство резервуаров, используемых в системе магистрального трубопроводного транспорта, изготовлено либо по технологии полистовой сборки, либо методом индустриального рулонирования. Вопросы проектирования, изготовления и эксплуатации резервуаров освещаются как в отечественной литературе [41-53] и нормативных документах [54-57], так и в зарубежных исследованиях [111-112], [114-117], большой интерес к теме связан с обеспечением надежности и прочности [20-40], которые должны быть гарантированы на стадии проектирования.

Различные аспекты проблемы индустриального изготовления рулонированных резервуаров были рассмотрены в работах [1-7]. Влияние процесса рулонирования на прочностные свойства резервуара, изготовленного индустриальным способом, описано в работе [1]. Несущая способность рулонированного резервуара исследована в [2]. Особенности поведения металлических конструкций резервуара, обусловленные процессом рулонирования,

представлены в [3-5]. Вопросам экспериментального исследования деформации и прочности посвящена работа [8]. Актуальность метода рулонирования подтверждается довольно широким списком изобретений [94-110].

Рулонированию подвергается преимущественно полотнище стенки резервуара. В [9] рассматривается возможность применения процедуры рулонирования для изготовления крыши цилиндрического резервуара.

Значительно меньше внимания в научной литературе уделяется теории и методам ремонта рулонированных резервуаров. Этим вопросам посвятили свои работы Дидковский О.В., Клебанов Я.М., Давыдов А.Н., Бурмистров А.Г., Столяров Н.Н., Николаев А.Ф., Грачева К.С., Землеруб В.А. и др.

До сих пор в литературе не было представлено научно обоснованной методики ремонта стенок рулонированных резервуаров с недопустимыми дефектами, обеспечивающей сохранение цилиндрической формы ремонтных вставок без ее трансформации в дефект типа «хлопун».

Соответствие паспорту заявленной специальности

Тема и содержание представленного научного исследования соответствуют паспорту специальности 2.8.5 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ», а именно: п. 1 «Технологические процессы и технические средства для проектирования, сооружения, эксплуатации, теоретические и практические основы взаимодействия объектов трубопроводного транспорта с окружающей средой с целью создания высокоэффективных, энерго- и ресурсосберегающих, надежных, механически и экологически безопасных сухопутных и морских систем трубопроводного транспорта для добычи, сбора, подготовки, транспортировки и хранения углеводородов, распределения, газоснабжения и нефтепродуктообеспечения, а также других газовых, жидкостных и многофазных сред, гидро- и пневмоконтейнерного транспорта», п. 2 «Научные основы системного комплексного (мультидисциплинарного) проектирования конструкций, прочностных, гидромеханических, газодинамических и теплофизических расчетов сухопутных и морских систем трубопроводного транспорта для добычи, сбора, подготовки, транспортировки и хранения углеводородов, распределения, газоснабжения и нефтепродуктообеспечения, подземных и наземных газонефтехранилищ, терминалов, инженерной защиты и защиты от коррозии, организационно-технологических процессов их сооружения, эксплуатации, диагностики, обеспечения системной надежности, механической и экологической безопасности» и п. 3 «Научные основы создания эффективных технологических процессов, технологий, технических средств, материалов, специализированных машин, оборудования нефтегазоперекачивающих станций, энерго- и ресурсосберегающих методов организации, оптимизации и управления

технологическими процессами, реализуемыми в рамках жизненного цикла сухопутных и морских систем трубопроводного транспорта».

Цели и задачи работы

В связи с образованием «хлопунов» на вставках при ремонте стенок резервуаров с недопустимыми дефектами методом замены металлоконструкций возникают два вопроса:

1) каковы причины трансформации исходной цилиндрической формы вновь вваренной ремонтной карты в «хлопун» с вмятиной (выпуклостью) к центру резервуара;

2) каким образом избежать появления дефекта типа «хлопун»?

В представленной работе проведены аналитические исследования, позволившие обосновать теоретическую базу для решения этих вопросов.

В настоящее время для устранения возникших новых дефектов - «хлопунов» на вставках резервуаров, возведённых с применением метода индустриального рулонирования, устанавливают кольца жесткости по периметру резервуара. Кольца жесткости замыкаются при проведении гидроиспытаний в момент максимального взлива, когда гидростатическое давление воды приводит стенку к цилиндрическому виду. Такой метод устранения имеет ряд существенных недостатков:

1) это техническое решение не приводит гарантированно к положительному решению;

2) возникает дополнительное напряжённо-деформированное состояние стенки резервуара с кольцами жёсткости, принудительно удерживающими цилиндрическую форму резервуара;

3) требуются дополнительные затраты для приобретения металла, проведения монтажно-сварочных работ и дополнительного гидроиспытания.

Целью настоящей работы является разработка научно обоснованной методики ремонта стенок рулонированных резервуаров с недопустимыми дефектами, обеспечивающей сохранение цилиндрической формы ремонтных вставок без ее трансформации в дефект типа «хлопун» с отклонением к центру резервуара.

Указанная выше цель достигается постановкой и решением следующих взаимосвязанных задач:

1) анализ физических процессов и особенностей технологического процесса изготовления резервуаров индустриальным методом;

2) разработка и верификация математических моделей структуры НДС сечения полотнища стенки, обусловленных процессами изготовления резервуара в условиях индустриального производства и монтажа на строительной площадке;

3) разработка математических моделей изгибающих моментов, генерируемых структурой НДС сечения полотнища стенки;

4) сравнительный анализ особенностей НДС ремонтных вставок, применяемых при традиционной и предлагаемой технологиях ремонта, и разработка математических моделей процессов ремонта с применением указанных вставок;

5) верификация полученных теоретических результатов практическим применением при ремонте стенок резервуаров, изготовленных индустриальным способом, с недопустимыми дефектами;

6) практическое внедрение научно обоснованной методики ремонта стенок рулонированных резервуаров с недопустимыми дефектами.

Объектом исследования диссертации является класс стальных вертикальных резервуаров, изготовленных с применением операции рулонирования полотнища стенки резервуара, т.е. с применением индустриального метода изготовления резервуаров.

Предметом исследования диссертации является напряжённо-деформированное состояние стенки резервуара, изготовленного индустриальным методом, и его связь с появлением дефекта типа «хлопун» на вновь вваренной ремонтной карте в месте вырезанного недопустимого дефекта.

Научная новизна работы

В ходе исследования разработана и апробирована новая научно обоснованная методика (технология) ремонта недопустимых дефектов путем замены металлоконструкций на стенках резервуаров, возведенных методом индустриального рулонирования, применение которой обеспечивает сохранение цилиндрической формы ремонтных вставок без их трансформации в дефект типа «хлопун» с отклонением к центру резервуара.

Впервые выведены аналитические формулы для расчета остаточного момента в стенках рулонных резервуаров, сгенерированного от последовательных технологических операций рулонирования на заводе-изготовителе и строительно-монтажных работ на строительной площадке, с учетом поправок на такие эксплуатационные воздействия, как гидроиспытания и коррозия.

Впервые выведена формула для вычисления радиуса вальцевания ремонтных вставок, при приведении которых к проектному радиусу посредством ремонтного приспособления (оснастки) во вставках генерируется остаточный момент, равный остаточному моменту в стенке рулонного резервуара.

В ходе исследования разработано, изготовлено и апробировано приспособление (оснастка) для приведения ремонтной вставки с радиуса вальцевания к проектному радиусу в рамках новой методики (технологии) ремонта недопустимых дефектов путем замены металлоконструкций на стенках резервуаров, возведенных методом индустриального рулонирования.

Данная впервые разработанная научно обоснованная методика (технология) ремонта дает возможность без ограничений применять метод индустриального рулонирования, от которого многие организации стали отказываться в пользу полистовой сборки резервуаров в связи с системной проблемой при ремонте стенки рулонных резервуаров - возникновением «хлопунов» на ремонтных вставках (вмятин с направлением отклонения от проектной цилиндрической формы стенки резервуара к его центру), что нежелательно для резервуаров с понтоном.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. В работе теоретически обоснованы причины системного появления дефектов типа «хлопун» при ремонте стенки рулонированного резервуара методом замены металлоконструкций посредством ремонтных вставок (карт).

2. Представленные результаты явились научной базой для разработки методики ремонта рассматриваемых дефектов. Разработанная методика (технология) позволяет избежать появления «хлопунов» на стенках резервуаров, возведенных методом индустриального рулонирования, после их ремонта.

3. На основе теоретических выводов спроектирована, изготовлена, апробирована ремонтная оснастка (инвентарное приспособление) для приведения вальцованной ремонтной вставки с радиусом НЕ к проектному радиусу Работа инвентарного приспособления в

условиях строительной площадки отвечает предъявляемым требованиям.

4. Разработан руководящий документ «Программа апробации метода ремонта стенки резервуаров, возведённых с применением метода индустриального рулонирования», утвержденный ПАО «Транснефть», описывающий методику ремонта недопустимых дефектов полотнища стенки резервуара, изготовленного индустриальным методом.

Методология и методы исследования.

Для резервуаров полистовой сборки при прочностных расчетах используется, как правило, безмоментная теория оболочек. Для рулонных резервуаров теоретической основой обоснования ремонтных работ в контексте поставленной цели является моментная теория, на основании которой моделируются технологические операции рулонирования и развертывания полотнища на строительной площадке.

С использованием моментной теории разработана методика ремонта стенок резервуаров с недопустимыми дефектами и спроектирована рабочая оснастка для проведения эффективного ремонта. В рамках моментной теории получены математические формулы, позволяющие вычислить остаточный момент, обусловленный последовательностью технологических операций, радиус вальцовки ремонтной карты, поправки к остаточному моменту на эксплуатационные факторы (гидроиспытания, коррозия).

В работе использовались методы математического моделирования для описания процессов производства, монтажа и ремонта резервуаров. Один из этих методов -компьютерное моделирование с применением программных комплексов МаШСАО и АКБУБ, адекватно отражающих физические процессы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Причиной системного появления дефектов типа «хлопун» на ремонтных вставках на стенке рулонных резервуаров является присутствие изгибающего момента в полотнище резервуара, обусловленного использованием индустриального способа изготовления полотнища стенки на заводе-изготовителе и способа развертывания рулона на проектный радиус Дщ, на площадке строительства.

2. Разработанный прикладной математический аппарат, базирующийся на моментной теории расчета оболочек, дает возможность оценить величину изгибающего момента полотнища, обусловленного использованием метода индустриального рулонирования, с поправками на эксплуатационные факторы: гидроиспытание и коррозию.

3. Использование формулы для определения радиуса вальцования листа ремонтной вставки выведенной автором, позволяет при приведении этого листа к проектному радиусу

(радиусу резервуара) сгенерировать момент, равный моменту в рулонированной стенке.

4. Спроектированное и изготовленное автором инвентарное приспособление вертикального исполнения, предназначенное для формирования расчётного остаточного момента в ремонтных вставках при их приведении с радиуса вальцевания Ив к проектному

радиусу йлр, генерирует остаточный момент и обеспечивает цилиндрическую форму

резервуара.

5. Предложенная научно обоснованная методика ремонта недопустимых дефектов, заключающаяся в изготовлении ремонтной вставки с радиусом вальцевания IIЕ меньше

проектного, решает системную проблему возникновения дефектов типа «хлопун». Трудозатраты на ремонт резервуаров по предложенной научно обоснованной методике не превышают трудозатраты на ремонт по традиционной технологии.

Апробация исследования

Основные положения диссертационной работы были доложены на международной конференции Самарского научного центра РАН, на конференции с международным участием «Ашировские чтения», г. Самара, 2014 год (организатор - СамГТУ), межрегиональном семинаре имени профессора И.Н. Андронова «Актуальные вопросы транспорта нефти и газа»,

г. Ухта, 2022 год (организатор - Ухтинский ГТУ), международной конференции «Рассохинские чтения», г. Ухта, 2023 год (организатор - Ухтинский ГТУ).

Результаты представленной работы внедрены и использованы при выполнении НИР «Разработка усовершенствованного метода ремонта стенки резервуаров, возведённых методом индустриального рулонирования»:

- апробация метода при помощи инвентарного приспособления горизонтального исполнения на объекте: «РВСП-10000 №12 НПС-3 АРНУ. Техническое перевооружение»;

- апробация метода при помощи инвентарного приспособления вертикального исполнения на объекте: «РВС 20000 м №11 ЛПДС «Самотлор». Техническое перевооружение».

Публикации

По теме диссертации опубликованы 5 печатных работ в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, и получен патент на изобретение «Устройство для ремонта стенки вертикального резервуара, изготовленного методом рулонирования», ЯИ 2584709 С1 от 20.05.2016 г.

Структура и содержание диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, содержащего 121 литературный источник, и приложения. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, иллюстрирована 4 таблицами и 75 рисунками.

Глава 1

МНОГОФАКТОРНОСТЬ ПРОБЛЕМАТИКИ РЕМОНТА МЕТОДОМ ЗАМЕНЫ

ДЕФЕКТНЫХ УЧАСТКОВ СТЕНОК РУЛОНИРОВАННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

1.1. Проблематика ремонта рулонированных резервуаров методом замены дефектного участка стенки

При ремонте рулонированных резервуаров методом замены участка стенки проявилась системная проблема, заключающаяся в появлении дефектов типа «хлопуны» в местах новых вставок. В данном случае термин «системность» обусловлен комплексом причин, связанных с технологиями производства и монтажа резервуаров.

Был проведен анализ всевозможных потенциальных причин, вызывающих появление дефектов в указанной выше ситуации. С этой целью была осуществлена классификация факторов, влияющих на работоспособность резервуара, изготовленного методом индустриального рулонирования. В первую очередь все факторы разделили на три группы: внешние, внутренние (собственные) и эксплуатационные.

В группу внешних факторов были включены ветровая нагрузка, подвижка фундамента, давление снега на крыше, случайные удары и др., в группу внутренних - технологические процессы индустриального производства рулонированных резервуаров, процессы монтажа и сварки резервуарных конструкций на строительной площадке, а в группу эксплуатационных факторов - влияние гидравлических процессов испытания на герметичность стенки резервуара, а также коррозионных процессов металла в результате длительной эксплуатации.

Анализ внешних факторов показал их непричастность к возникновению вновь появляющихся дефектов в силу того, что дефекты появлялись и в их отсутствии, а также в силу отсутствия обоснованной физической связи между внешними факторами и появлением дефектов.

Действительно, многолетний опыт ремонта по той же технологии резервуаров с аналогичными дефектами, стенки которых изготовлены с применением полистовой сборки, показал положительные результаты и непричастность, в частности, сварочных операций к образованию «хлопунов». В работе [6] решена термомеханическая задача по определению деформации сварных швов, обусловленной поперечной и продольной усадкой сварных швов. В [6] проведено сравнение влияния на образование деформаций в стенке сварочных операций и технологических операций, применяемых при индустриальном изготовлении резервуаров, и сделан вывод о пренебрежимо малом влиянии процессов сварки на образование «хлопунов» по сравнению с методом рулонирования. Отсюда следует необходимость детального исследования

физических процессов изготовления и монтажа указанных резервуаров с последующим получением адекватного математического описания процессов рулонирования и разворачивания на проектный радиус. Очевидными факторами, влияющими на новые дефекты, являются давление столба жидкости и уменьшение толщины металла в результате коррозионных процессов.

Полистовая сборка стенки резервуара осуществляется из отдельных листов, свальцованных на проектный радиус резервуара. В настоящее время в РФ в основном используется метод наращивания, т.е. пояса стенки резервуара наращиваются «снизу вверх».

Например, резервуары со стационарной крышей монтируются в следующей последовательности:

- монтаж кольца окраек днища;

- монтаж центральной части днища из листовых заготовок;

- установка временных монтажных стоек (стойки) для монтажа стационарной крыши;

- монтаж стенки резервуара по поясам в направлении «снизу вверх»;

- монтаж и сварка опорного кольца;

- контроль вертикальности стенки;

- монтаж стационарной крыши;

- монтаж кольцевой или шахтной лестницы;

- врезка люков, патрубков в стенку, крышу резервуара и монтаж площадок обслуживания;

- испытание резервуара;

- нанесение антикоррозионной защиты резервуара.

Как следует из анализа приведенных выше этапов строительства резервуаров с применением полистовой сборки стенки, нет причин системного появления дефектов типа «хлопун» в результате проведения ремонта методом замены металлоконструкций.

НДС свернутой в рулон стенки резервуара, изготавливаемого индустриальным способом, существенно отличается от НДС полотнища стенки при полистовой сборке.

На монтажной площадке после удаления удерживающих планок со свернутого в рулон полотнища последнее самопроизвольно, т.е. без приложения внешних сил и моментов, разворачивается под действием внутреннего момента на некоторый свободный радиус, подлежащий аналитическому определению. Как показано в следующей главе, этот радиус меньше проектного радиуса резервуара. Причиной самопроизвольного разворачивания рулона является структура НДС сечения полотнища, сформированная в процессе рулонирования.

Следующей технологической операцией является дальнейшее разворачивание рулона на проектный радиус, но уже с приложением внешних усилий. По этой причине на проектном

радиусе после окончательной сборки стенка резервуара имеет внутренний момент, направленный на сворачивание полотнища, который при определенных условиях может вызвать деформацию вдоль образующей резервуара к его центру.

Из вышеприведенного следует, что возникновение внутреннего момента сечения полотнища связано со всеми технологическими операциями производства и монтажа резервуара. По этой причине появление дефектов при ремонте методом замены металлоконструкций носит системный характер, обусловленный технологией производства и монтажа резервуара, изготовленного индустриальным методом.

Таким образом, определяющими факторами возникновения дефектов типа «хлопун» на месте вновь ввариваемого нового участка являются технологические операции рулонирования полотнища стенки при индустриальном изготовлении резервуара и разворачивания полотнища на проектный радиус при его монтаже на строительной площадке.

Давление столба жидкости при проведении гидроиспытаний и уменьшение толщины металла в результате коррозионных процессов также подлежит изучению.

Для исследования значимых факторов, обуславливающих появление дефектов, необходимо получить математические модели следующих технологических операций -рулонирования полотнища в условиях производства (цеха), самопроизвольного разворачивания рулона на свободный радиус при снятии с рулона удерживающих планок, а также вынужденного (с помощью внешних сил) разворачивания рулона со свободного радиуса на проектный радиус. Последние две технологические операции производят непосредственно на строительной площадке.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Комаров Павел Андреевич, 2023 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Раевский, Г.В. Изготовление стальных вертикальных цилиндрических резервуаров методом сворачивания / Г.В.Раевский. - М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1952. - 115 с.

2. Дидковский, О.В. Влияние процесса рулонирования на несущую способность вертикальных резервуаров / О.В. Дидковский, Я.М. Клебанов, А.Н. Давыдов // Вестник машиностроения. - 2008. - № 8. - С. 26-29.

3. Тян, В.К. Системные анализ и прогнозирование поведения металлоконструкций при ремонте стальных резервуаров, изготовленных методом рулонирования / В.К.Тян, П.А.Комаров, О.В.Худяков // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14. - №1-2. - С. 435-438.

4. Комаров, П.А. Определение радиуса вальцовки ремонтных вставок при ремонте стальных резервуаров, изготовленных методом рулонирования / П.А.Комаров // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. Технические науки. - 2021. -№4(36). - С. 215-220.

5. Комаров, П.А. Усовершенствованный метод ремонта стенки резервуаров, возведённых с применением метода индустриального рулонирования / П.А.Комаров, О.В.Худяков // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2013. - №4(12). - С. 50-55.

6. Комаров, П.А. Влияние усадочной силы остаточных сварочных деформаций и напряжений на листовые резервуарные конструкции [Электронный ресурс] / П.А.Комаров, В.К.Тян // Neftegaz.ru. - 2015. - [11-12]. - С. 24-27.

7. Тян, В.К. Моментная теория моделирования процессов производства, строительства и эксплуатации резервуаров, изготовленных индустриальным методом / В.К.Тян, П.А.Комаров // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2022. - [5-6]. - С. 43-49.

8. Клебанов, Я.М. Экспериментальное исследование деформационных и прочностных свойств материала сварных соединений / Я.М.Клебанов, А.Г.Бурмистров, Н.Н.Столяров // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. Технические науки. -2012. - №3(35). - С. 133-140.

9. Николаев, А.Ф. Исследование возможности изготовления рулонированной крыши для вертикального цилиндрического резервуара объёмом 5000 куб. м / А.Ф.Николаев, К.С.Грачева // Строительство и недвижимость. - 2019. - №1(4). - С. 67-70.

10. Агеева, М.А. Натурные испытания и численные исследования эксплуатируемого вертикального резервуара с дефектами геометрической формы на допустимый налив нефтепродуктами / М.А.Агеева, А.А.Лапшин, В.В.Иноземцев // Поволжский научный журнал. -2016. - №2(38). - С. 17-23.

11. Галеев, В.Б. Эксплуатация стальных вертикальных резервуаров в сложных условиях /

B.Б. Галеев. -М.: Недра, 1981. - 149 с.

12. Коновалов, Н.И. Оборудование резервуаров / Н.И.Коновалов, Ф.М.Мустафин, Г.Е.Коробков. - Уфа.: ДизайнПолиграфСервис, 2005. - 214 с.

13. Едигаров, С.Г. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ /

C.Г.Едигаров, С.А.Бобровский. - М.: Недра, 1973. - 368 с.

14. Гималетдинов, Г.М. Капитальный ремонт вертикальных стальных и железобетонных резервуаров для хранения нефти / Г.М.Гималетдинов. - Уфа: ООО «Монография», 2010. -368 с.

15. Коршак, А.А. Диагностика объектов нефтеперекачивающих станций: учебное пособие / А.А.Коршак. - Уфа.: ДизайнПолиграфСервис, 2008. - 176 с.

16. Васильев, Г.Г. Трубопроводный транспорт нефти / Г.Г.Васильев, Г.Е.Коробков,

A.А.Коршак. - М.: ООО Недра-Бизнесцентр, 2002. - 407 с.

17. Суворов, А.Ф. Сооружение крупных резервуаров / А.Ф.Суворов, К.В.Лялин. - М.: Недра, 1979. - 224 с.

18. Корниенко, В.С. Сооружение резервуаров / В.С.Корниенко, Б.В.Поповский. - М.: Стройиздат, 1971.-224 с.

19. Дейк, Л.П. Практический инжиниринг резервуаров / Л.П.Дейк. - Ижевск: Ижевский полиграфический комбинат, 2008. - 667 с.

20. Березин, В.Л. Вопросы эксплуатационной надёжности резервуаров на нефтеперерабатывающих заводах / В.Л.Березин. - М., 1971. - 64 с.

21. Березин, В.Л. Исследования напряженного состояния резервуаров / В.Л.Березин. -Сборник трудов Уфимского нефтяного института. - Уфа, 1960. - С. 149-153.

22. Березин, В.Л. Прочность и устойчивость резервуаров и трубопроводов / В.Л.Березин. - М.: Недра, 1973.-200 с.

23. Евтихин, В.Ф. Оценка надёжности стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов, находящихся в эксплуатации / В.Ф.Евтихин // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - М.: ЦНРШТЭнефтехим, 1973. - №11. - С. 1-5.

24. Евтихин, В.Ф. Повышение надёжности стенок вертикальных стальных резервуаров /

B.Ф.Евтихин // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - М.: ЦНРШТЭнефтехим, 1976. - №5. - С. 5-8.

25. Верёвкин, С.И. Повышение надёжности резервуаров, газгольдеров и их оборудования / С.И.Верёвкин. - М.: Недра, 1980. - 282 с.

26. Гольденблат, И.И. Расчёт конструкций на действие сейсмических и импульсивных сил / И.И.Гольденблат, Н.А.Николаенко. - М: Госстройиздат, 1961. - 320 с.

27. Еленицкий, Э.Я. Уточненный расчёт прочности стенки вертикальных цилиндрических стальных резервуаров / Э.Я.Еленицкий // Строительная механика и расчёт сооружений. - 2009. - № 1.

28. Еленицкий, Э.Я. Расчёт узла сопряжения стенки и днища вертикальных цилиндрических резервуаров / Э.Я.Еленицкий // Строительная механика и расчёт сооружений. -2007. - №4. - С. 2-7.

29. Еленицкий, Э.Я. Обеспечение сейсмостойкости вертикальных цилиндрических стальных резервуаров / Э.Я.Еленицкий // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2006. - №5. - С. 45-50.

30. Беляев, Н.М. Сопротивление материалов / Н.М.Беляев. - М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. - 856 с.

31. Киселёв, В.А. Строительная механика в примерах и задачах / В.А.Киселёв. - М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - 393 с.

32. Киселёв, В.А. Строительная механика: Специальный курс. Динамика и устойчивость сооружений: учебник для вузов / В.А.Киселёв. - М.: Стройиздат, 1980. - 616 с.

33. Подскребко, М.Д. Сопротивление материалов. Практикум по решению задач / М.Д.Подскребко. - Минск: Высшая школа, 2009. - 688 с.

34. Саргсян, А.Е. Строительная механика. Основы теории с примерами расчётов / А.Е.Саргсян, А.Т.Демченко. - М.: Высшая школа, 2000. -416 с.

35. Беленький, Д.М. Теория надёжности машин и металлоконструкций / Д.М.Беленький, М.Г.Ханукаев. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. - 608 с.

36. Биргер, И.А. Прочность. Устойчивость. Колебания: справочник: в 3 т. / И.А.Биргер, Я.Г.Поновко. -М.: Машиностроение, 1968.

37. Клебанов, Я.М. Циклическая несущая способность врезок резервуаров / Я.М.Клебанов, Э.Я.Еленицкий, О.В.Дидковский, А.Н.Давыдов // Проблемы машиностроения и надёжности машин. - 2004. - №2. - С. 31-37.

38. Седов, Л.И. Механика сплошной среды / Л.И.Седов. - М.: Наука, 1976. - 536 с.

39. Вольмир, А.С. Устойчивость деформируемых систем / А.С.Вольмир. - М.: Наука, 1967.-984 с.

40. Перельмутер, А.В. Расчётные модели сооружений и возможность их анализа / А.В.Перельмутер, В.И.Сливкер. - Киев.: Сталь, 2002. - 600 с.

41. Сафарян, М.К. Проектирование и сооружение стальных резервуаров / М.К.Сафарян. -М.: Гостехиздат, 1961. - 327 с.

42. Сафарян, М.К. Современное состояние резервуаростроения и перспективы его развития / М.К.Сафарян. - М., 1972. - 90 с.

43. Сафарян, М.К. Стальные резервуары для хранения нефтепродуктов / М.К.Сафарян. -М.: ВНИИСТ, 1958. - 239 с.

44. Каравайченко, М.Г. Вертикальный цилиндрический резервуар / М.Г.Каравайченко, Ф.Ш.Ахметов, П.Н.Григоренко // Транспорт и хранение нефти: Экспр. информ. - М.: ВНИИОЭНГ, 1990. - Вып. 5. - С. 15-18.

45. Виноградов, С.Н. Конструирование и расчёт элементов тонкостенных сосудов / С.Н.Виноградов, К.В.Таранцев. - Пенза: Издательство Пензенского государственного университета, 2004. - 136 с.

46. Горев, В.В. Металлические конструкции: в 3 т. Элементы конструкций (том 1) / В.В.Горев, Б.Ю.Уваров, В.В.Филиппов и др. - М.: Высш. шк., 2004. - 551 с.

47. Горев, В.В. Металлические конструкции: в 3 т. Специальные конструкции и сооружения (том 3) / В.В.Горев, Б.Ю.Уваров, В.В.Филиппов и др. - М.: Высш. шк., 2005. -544 с.

48. Кузнецов, В.В. Металлические конструкции / В.В.Кузнецов. - М.: Издательство АСВ, 1998.-512 с.

49. Николаев, Н.В. Стальные вертикальные резервуары низкого давления / Н.В.Николаев, В.А.Иванов, В.В.Новосёлов. - Тюмень, 2001. - 767 с.

50. Новосёлов, В.В. Резервуары для хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов / В.В. Новосёлов, В.А. Иванов, В.Е. Шутов. - М.: Недра, 1999.-365 с.

51. Мустафин, Ф.М. Резервуары для нефти и нефтепродуктов / Ф.М.Мустафин, Р.А.Жданов. - СПб.: Недра, 2010. - 480 с.

52. Нехаев, Г.А. Проектирование и расчет стальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого давления / Г.А.Нехаев. - М.: Издательство АСВ, 2005. - 216 с.

53. Орлов, П.И. Основы конструирования: справочно-методическое пособие: в 3 т. / П.И.Орлов. - М.: Машиностроение, 1977. - 623 с.

54. ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия». - М.: Стандартинформ, 2016.

55. ВСН 311-89 «Монтаж стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000 м ». - М.: Минмонтажспецстрой СССР, 1990.

56. РД-23.020.00-КТН-018-14 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Резервуары стальные вертикальные для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 1000-50000 куб. м. Нормы проектирования».

57. СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

58. РД-23.020.00-КТН-0283-20 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Резервуары стальные вертикальные для хранения нефти и нефтепродуктов объемом 1000-50000 куб. м. Правила ремонта и реконструкции».

59. 0Р-23.020.00-КТН-278-19 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Вывод из эксплуатации, зачистка, техническое диагностирование, реконструкция (ремонт), демонтаж и ввод в эксплуатацию. Правила выполнения работ».

60. ГОСТ 19281-2014 «Прокат повышенной прочности. Общие технические требования».

- М., 2014.

61. ГОСТ 27772-2015 «Прокат для строительных стальных конструкций». - М., 2015.

62. СП 385.1325800.2018 «Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения».

63. ГОСТ 27751-2014 «Надёжность строительных конструкций и оснований. Основные положения». - М., 2014.

64. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. - М.: Изд-во стандартов, 1990.

65. СП 43.13330.2012 «Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85».

66. ГОСТ 19903-2015 «Прокат листовой горячекатаный». - М.: Стандартинформ, 2016.

67. ГОСТ 2601-84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий». - М.: Изд-во стандартов, 1984.

68. ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные». - М.: Изд-во стандартов, 1980.

69. ГОСТ 11533-75 «Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами». - М.: Изд-во стандартов, 1975.

70. ГОСТ 8713-79 «Сварка под флюсом. Соединения сварные». - М.: Изд-во стандартов,

1979.

71. ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные». - М.: Изд-во стандартов, 1976.

72. Каплун, А.Б. АКБУБ в руках инженера / А.Б.Каплун, Е.М.Морозов, М.А.Олферьева.

- М.: Едиториал УРСС, 2003. - 272 с.

73. Морозов, Е.М. АКБУБ в руках инженера: Механика разрушения / Е.М. Морозов, А.Ю. Муйземнек, А.С. Шадский. - М.: Ленанд, 2010. - 456 с.

74. Чигарев, А.В. АКБУБ для инженеров: справочное пособие / А.В.Чигарев, А.С.Кравчук, А.Ф.Смалюк. - М.: Машиностроение-1, 2004. - 512 с.

75. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. - М.: Мир, 1975. -

541 с.

76. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри. - М.: Мир, 1981. - 300 с.

77. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред / О. Зенкевич, И. Чанг. - М.: Мир, 1974. - 239 с.

78. Сегирленд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегирленд. - М.: Мир, 1979.-392 с.

79. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимация / О. Зенкевич, К. Морган. - М.: Мир, 1986.-318 с.

80. Морозов, Е.М. Метод конечных элементов в механике разрушения / Е.М.Морозов, Г.П.Никишков. - М.: Наука, 1980. - 254 с.

81. Басов, К.А. АКБУБ в примерах и задачах / К.А.Басов. - М.: Компьютер Пресс, 2002. - 224 с.

82. Макаров, Е. Инженерные расчёты в МаШСаё15 / Е. Макаров. - СПб.: Питер. 2011. -

400 с.

83. Кирьянов, Д. МаШСаё 15 / МаШСаёРпше 1.0 / Д. Кирьянов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2012.-432 с.

84. Колганов, Л.А. Сварочное производство: учебное пособие / Л.А.Колганов. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. - 512 с.

85. Сварка. Резка. Контроль: справочник: в 2 т. / Под ред. Н.П.Алешина. - М.: Машиностроение, 2004.

86. Винокуров, В.А. Сварочные деформации и напряжения. Методы их устранения / В.А.Винокуров. - М.: Машиностроение, 1968. - 235 с.

87. Малышев, Б.Д. Сварка и резка в промышленном строительстве / Б.Д.Малышев, А.И.Акулов, Е.К.Алексеев. - М.: Стройиздат, 1980. - 782 с.

88. Степанов, В.В. Справочник сварщика/В.В.Степанов. -М.: Машиностроение, 1974. -

519 с.

89. Малышев, Б.Д. Ручная дуговая сварка / Б.Д.Малышев, В.И.Мельник, И.Г.Гетия. - М.: Стройиздат, 1990. - 320 с.

90. Харламова, Е.В. Технологические основы сварки плавлением / Е.В. Харламова. -Новосибирск: НГТУ, 2006. - 44 с.

91. Соколов, И.И. Газовая сварка и резка металлов / И.И. Соколов. - М.: Машиностроение, 1975. - 317 с.

92. Чёрный, О.М. Электродуговая сварка: практика и теория / О.М.Чёрный. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2009. - 319 с.

93. Стеклов, О.И. Механизированная дуговая сварка плавящимся электродом в защитных газах / О.И.Стеклов. - М.: Соуэло, 2008. - 38 с.

94. Устройство для ремонта стенки вертикального стального резервуара, изготовленного методом рулонирования: пат. RU 2584709 C1 / Комаров П.А., Худяков О.В., Левлюк С.В., 20.05.2016. Заявка № 2015106847/03 от 27.02.2015.

95. Устройство для рулонирования металлических емкостей: авторское свидетельство SU 1424921A1, 23.09.1988 / Пак В.Л., Астафьев А.А., Петренко А.Г., Ханипова М.Х. Заявка № 4006403 от 06.01.1986.

96. Способ изготовления и монтажа резервуаров из рулонных полотнищ: пат. RU 2083783 C1, 10.07.1997 / Болонин А.П., Дидковский О.В. Заявка № 95118615/03 от 02.11.1995.

97. Установка для изготовления рулонированных полотнищ стенок резервуаров: авторское свидетельство SU1794168, 07.02.1993 / Саратовский А.С., Кандаков Г.П., Краснов Н.М., Дидковский О.В. Заявка № 4915221 от 31.01.1991.

98. Цилиндрический резервуар из рулонируемых заготовок: авторское свидетельство SU 258558 A1, 03.12.1969 / Зелигер Е.Л., Кузнецов Е.Т., Поповский Б.В. Заявка № 1179321/25-27 от 31.07.1967.

99. Устройство для рулонирования сварных листовых конструкций: авторское свидетельство SU 446341 A1, 15.10.1974 / Голинько В.М., Модзелевский В.В., Раевский Г.В. Заявка № 1480488/25-27 от 12.10.1970.

100. Барабан для рулонирования полотнищ: авторское свидетельство SU 835575 A1, 07.06.1981 / Дидковский О.В., Китриш Г.В., Мамешин А.М. Заявка № 2785021 от 26.06.1979.

101. Способ монтажа корпуса резервуара из рулонированных полотнищ: авторское свидетельство SU 1114775 A1, 23.09.1984 / Шитиков А.И., Линевич Г.В., Махмутов М.И., Вышегородская З.Ю. Заявка № 3524963 от 23.12.1982.

102. Способ сворачивания в рулон полотнища корпуса резервуара: авторское свидетельство SU 737076 A1, 30.05.1980 / Дидковский О.В., Китриш Г.В., Кузнецов В.В., Растопин Н.Л., Беляков Ю.Н. Заявка № 2576218 от 26.01.1978.

103. Способ монтажа рулонных резервуаров со ступенчатыми монтажными стыками: пат. RU 2121555 C1. / Дорошенко Ф.Е. Заявка № 97115593/03 от 05.09.1997.

104. Направляющее устройство к установке для рулонирования листовых заготовок: авторское свидетельство SU 740336, 15.06.1980 / Безлепкин В.Н., Безлепкин Н.Т. Заявка № 2587710 от 09.03.1978.

105. Способ развертывания рулонов при монтаже: авторское свидетельство SU 967741 A1, 23.10.1982 / Рощупкин В.В., Соломуха П.И. Заявка № 3282649 от 28.04.1981.

106. Способ рулонирования листовых конструкций: авторское свидетельство SU 1147544 A1, 30.03.1985 / Вольфсон А.А., Гимельберг М.И., Кузнецов Ю.М., Островский В.Д. Заявка № 3581420 от 20.04.1983.

107. Лестница для рулонированных резервуаров: авторское свидетельство SU 248955 A1, 18.08.1969/ Малюченко В.С., Раевский Г.В. Заявка № 1216833/23-26 от 09.02.1968.

108. Направляющее устройство к установке для рулонирования листовых заготовок: авторское свидетельство SU 275988 A1, 14.07.1970 / Безлепкин В.Н., Безлепкин Н.Т. Заявка № 1108467/25-27 от 19.10.1966.

109. Способ извлечения барабана из рулона: авторское свидетельство SU 1524960, 30.11.1989/ Горелик Г.А., Островский В.Д. Заявка № 4394336 от 21.03.1988.

110. Устройство для предотвращения поперечного смещения сворачиваемого в рулон полотнища: авторское свидетельство SU 371156 A1, 22.02.1973. Абросов В.Н., Александров В.Н., Жуков А.Н., Землеруб В.А., Карнеев Н.А., Лебедев В.Г., Летников Ю.С., Скориков Н.З., Шишков В.Д. Заявка № 1619965/25-27 от 12.02.1971.

111. API 650 «Welded steel tanks for oil storage». - 2012. - American Petroleum Institute.

112. API 620 «Design and construction of large, welded, low-pressure storage tanks». - 2002. - American Petroleum Institute.

113. API 653 «Tank inspection, repair, alteration, and reconstruction». - 2003. - American Petroleum Institute.

114. API 2000 «Venting atmospheric and low-pressure storage tanks». - 1998. - American Petroleum Institute.

115. BS 2654 «British standard specification for manufacture of vertical steel welded non -refrigerated storage tanks with butt-welded shells for the petroleum industry». - 1997. - British Standards Institute.

116. ГОСТ Р 58031-2017 / EN 14015:2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Емкости стальные встроенные, вертикальные, цилиндрические с плоским дном, сварные, устанавливаемые над поверхностью для хранения жидкостей при температуре окружающей среды и выше. Правила проектирования и производства. - М.: Стандартинформ, 2017.

117. Wind Tunnel Testing of External Floating-Roof Storage Tanks. API publication 2558, June 1993.

118. Ямамото, С. Расследование причин аварии нефтехранилища / С. Ямамото, К. Кавано. - Сан-Диего: Калифорния, 1976.

119. Akhavan-Zanjani, A. Numerical study on the effect of uneven settlement of oil storage tank / A. Akhavan-Zanjani, S.R. Maddah-Sadatieh. - Text: electronic // Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. - 2009. - P. 28-30.

120. Bell, R.A. Settlement Comparison Used in Tank-Failure Study / R.A. Bell, J. Iwakiri. -Text: electronic // Journal of the geotechnical division. - 1980. - V. 106. - P. 153-169.

121. Carlson, E.D. Tank Foundation in Eastern Venezuela / E.D. Carlson, S.P. Frican. - Text: electronic // Journal of the soil mechanics and foundations engineering division. - 1961. - V. 87. -P. 69-89.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рисунок П1 - Хлопун на РВС-20000 № 39, 47

Таблица П1 - Отклонения от вертикали образующих стенок резервуара № 39 до и после монтажа вставок

Резервуар № 39

№ Отклонения от вертикали Отклонения от вертикали

пояса образующей № 4 образующей № 20 Допускаемое

До монтажа После До монтажа После значение

вставок монтажа вставок монтажа отклонения

вставок вставок

I пояс -36 -70 -2 -21 ±26

II пояс -55 -178 -18 -80 ±40

III пояс -56 -238 -4 -109 ±55

IV пояс -41 -276 12 -128 ±65

V пояс -44 -247 29 -142 ±80

VI пояс -79 -171 49 -90 ±95

VII пояс -99 -120 52 -34 ±100

VIII пояс -116 -81 57 15 ±105

Таблица П2 - Отклонения от вертикали образующих стенок резервуара № 47 до и после монтажа вставок

Резервуар № 47

№ пояса Отклонения от вертикали образующей № 4 Отклонения от вертикали образующей № 20 Допускаемое значение отклонения по [7]

До монтажа вставок После монтажа вставок До монтажа вставок После монтажа вставок

I пояс -35 -39 34 -34 ±26

II пояс -44 -111 51 -121 ±40

III пояс -52 -125 67 -203 ±55

IV пояс -70 -131 67 -237 ±65

V пояс -79 -109 93 -245 ±80

VI пояс -70 -83 110 -164 ±95

VII пояс -70 -74 110 -112 ±100

VIII пояс -44 -57 110 -62 ±105

Работы с инвентарным приспособлением

В соответствии с программой для монтажа ремонтных вставок в стенку резервуара необходимо привести вставки посредством инвентарного приспособления к проектному радиусу и зафиксировать их в таком положении фиксирующими рамами.

Процесс приведения ремонтных вставок к проектному радиусу выполняется по этапам:

1) установка ремонтной вставки в инвентарное приспособление;

2) проверка вертикальности образующих ремонтной вставки;

3) зажим кромок ремонтной вставки в замках;

4) посредством вращения редукторов приведение ремонтной вставки к проектному радиусу (проверка по шаблону);

5) фиксация ремонтной вставки в таком положении фиксирующей рамой;

6) строповка фиксирующей рамы;

7) освобождение кромки ремонтной вставки от замков;

8) перемещение вставки с фиксирующей рамой в кассету для складирования (рисунок

П2).

При обучении персонала (мастер, 2 монтажника, сварщик, крановщик) вышеописанные этапы в среднем занимают 90 минут.

В процессе работы с инвентарным приспособлением установлено: 1) ремонтные карты толщиной 11 мм и габаритом 3,99*1,49 мм (ремонтные карты на пояса со 2-го по 8-й) приводятся к проектному радиусу без каких-либо затруднений;

2) ремонтная карта толщиной 14 мм, габаритом 5,99*1,49 мм (ремонтная карта на первом поясе) приводилась к проектному радиусу с затруднением. Для приведения карты к проектному радиусу один монтажник помогал лебёдкой. Причины:

а) необходимы более мощные редукторы;

б) подклинивало опору подвижную (рисунок П3) в горизонтальной плоскости о направляющий швеллер, т.к. качение подвижной опоры осуществляется в вертикальной плоскости.

Вывод: помощь лебёдки достаточно эффективно помогает редукторам при работе с ремонтными картами толщиной свыше 11 мм, доработка инвентарного приспособления не требуется.

Рисунок П3 - Опора подвижная (по стрелке)

Монтаж ремонтных карт в стенку резервуара

Монтаж ремонтных карт в стенку резервуара проводился в соответствии с проектом производства работ ППР (далее ППР) и технологическими картами в рамках данного ППР.

Монтаж ремонтных карт начался с 1-го пояса и продолжился до 8-го пояса включительно в соответствии с проектом и программой, рисунки П4 - П8.

Монтажные леса были смонтированы с внутренней и внешней стороны стенки резервуара.

Рисунок П4 - Устройство монтажных лесов с внутренней стороны стенки резервуара

Рисунок П6 - Монтажные работы по устройству вставок С13* в 8-м поясе

Рисунок П7 - Окончание монтажных работ в районе 9ВМШ

Сравнительный анализ трудоёмкости нового метода и типовой технологии ремонта стенки на примере резервуаров Программы ТПР 2018

Время монтажа 15 ремонтных карт составило в среднем 16 дней. Время приведения ремонтной карты в инвентарном приспособлении к проектному радиусу составляет 90 минут и общее количество рабочих дней, затраченных на приведение всех 15 ремонтных карт, составляет около 3. Таким образом, монтаж одной ремонтной вставки в среднем составляет 1,26 рабочего дня (на монтаж 15 ремонтных вставок затрачено 19 рабочих дней), см. таблицу П3, составленную на основании данных из журнала выполненных работ в процессе строительства в районе 9ВМШ. Для сравнения в таблице П4 приведены трудозатраты по монтажу ремонтных вставок в районе 22ВШ, на основании данных из журнала выполненных работ.

Для объективного сравнения трудозатрат по монтажу ремонтных вставок в таблице П5 представлены трудозатраты по монтажу вставок на объекте РВС 20000 № 9 ЛПДС «Торгили» в районе 1 ВМШ.

В таблице П6 приведены трудозатраты по монтажу вставок на объекте РВС 5000 № 6 НППС «Тюмень» в районе ВШ2-ВШ4.

Таблица П3 - Рабочее время, затраченное на монтаж ремонтных вставок в районе 9ВМШ

№ п/п Дата выполнения работ Наименование работ, выполняемых в процессе строительства

1 21.08.2018 Монтаж ремонтной марки С1* на 1-м поясе - 1 шт.

2 22.08.2018 Монтаж ремонтной марки С1* на 1-м поясе - 1 шт. Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С2* на 2-м поясе (2 шт.)

3 30.08.2018 Монтаж ремонтных марок С2* на 2-м поясе (2 шт.) Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С8* на 3-м поясе (2 шт.)

4 31.08.2018 Монтаж ремонтных марок С8* на 3-м поясе (2 шт.) Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С9* на 4-м поясе (2 шт.)

5 01.09.2018 Монтаж ремонтной марки С9* в 4-м поясе (1 шт.)

6 02.09.2018 Монтаж ремонтной марки С9* в 4-м поясе (1 шт.) Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С3* на 5-м поясе (2 шт.)

7 03.09.2018 Монтаж ремонтной марки С3* в 5-м поясе (1 шт.)

8 04.09.2018 Монтаж ремонтной марки С3* в 5-м поясе (1 шт.)

9 05.09.2018 Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С11* на 6-м поясе (2 шт.)

10 06.09.2018 Монтаж ремонтной марки С11* в 6-м поясе (1 шт.)

11 07.09.2018 Монтаж ремонтной марки С11* в 6-м поясе (1 шт.)

12 08.09.2018 Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С12* на 7-м поясе (2 шт.)

13 10.09.2018 Монтаж ремонтной марки С12* в 7-м поясе (1 шт.)

14 11.09.2018 Монтаж ремонтной марки С12* в 7-м поясе (1 шт.)

15 12.09.2018 Монтаж ремонтной марки С12* в 7-м поясе (1 шт.) Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С13* на 8-м поясе (2 шт.)

16 13.09.2018 Монтаж ремонтной марки С13* в 8-м поясе (1 шт.)*

17 16.09.2018 Монтаж ремонтной марки С13* в 8-м поясе (1 шт.)*

18 24.09.2018 Монтаж ремонтных марок С13* в 8-м поясе (2 шт.)

* - увеличение времени монтажа связано с доработкой опорного кольца, время выполнения этой операции в общей продолжительности монтажа не учитывалось.

Таблица П4 - Рабочее время, затраченное на монтаж ремонтных вставок в районе 22ВШ

№ п/п Дата выполнения работ Наименование работ, выполняемых в процессе строительства

1 19.02.2019 Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С12 на 2-м поясе - 1 шт.

2 21.02.2019 Монтаж ремонтной марки С12 на 2-м поясе - 1 шт.

3 22.02.2019 Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С11 на 4-м поясе - 1 шт.) Монтаж ремонтной марки С12 на 2-м поясе - 1 шт.

4 23.02.2019 Монтаж ремонтной марки С 5 на 3-м поясе - 1 шт.

5 24.02.2019 Монтаж ремонтной марки С11 на 4-м поясе - 1 шт.

6 25.02.2019 Демонтаж листов стенки резервуара под монтаж ремонтных марок С9 на 5-м поясе - 1 шт.

7 26.02.2019 Монтаж ремонтной марки С9 на 5-м поясе - 1 шт.

Время монтажа 4-х ремонтных карт составило в среднем 7 дней. Таким образом, монтаж одной ремонтной вставки в среднем составляет 1,75 рабочего дня (на монтаж 4 ремонтных вставок затрачено 7 рабочих дней), см. таблицу П4.

Таблица П5 - Рабочее время, затраченное на монтаж ремонтных вставок в районе 1ВМШ

№ п/п Дата выполнения Наименование работ, выполняемых в процессе

работ строительства

1 03.06.2018 Демонтаж дефектной карты 1-й пояс - 1 шт.

2 04.06.2018 Монтаж ремонтной марки 1 -й пояс - 1 шт.

3 11.06.2018 Демонтаж дефектной марки 2-й пояс - 1 шт. Монтаж марки С3 2-й пояс - 1 шт.

4* 13.06.2018 Демонтаж дефектной марки 3-й пояс - 2 шт.

5 15.06.2018 Монтаж марки С6 4-й пояс - 1 шт.

6 17.06.2018 Демонтаж дефектной марки 5-й пояс - 1 шт. Монтаж марки С6 5-й пояс - 1 шт.

7 19.06.2018 Монтаж марки С6 5-й пояс - 1 шт.

Время монтажа 6 ремонтных карт составило в среднем 7-8 дней. Таким образом, монтаж одной ремонтной вставки в среднем составляет 1,17-1,33 рабочего дня*, см. таблицу П5.

* - в журнале работ отсутствует запись о монтаже ремонтных марок в 3-м поясе (возможно, на монтаж 2 марок затрачен один рабочий день).

Таблица П6 - Рабочее время, затраченное на монтаж ремонтных вставок в районе ВШ2-ВШ4

№ п/п Дата выполнения работ Наименование работ, выполняемых в процессе строительства

1 14.07.2018 Вырезка дефектного участка в районе ВШ2-ВШ4 третьего пояса для монтажа ремонтной марки С2 Монтаж ремонтной марки С2 в районе ВШ2-ВШ4 третьего пояса

2 15.07.2018 Вырезка дефектного участка в районе ВШ3-ВШ4 четвёртого пояса для монтажа ремонтной марки С3 Монтаж ремонтной марки С3 в районе ВШ3-ВШ4 четвёртого пояса

Время монтажа 2 ремонтных карт составило в среднем 2 дня. Таким образом, монтаж одной ремонтной вставки в среднем составляет 1 рабочий день, см. таблицу П6*.

* - уменьшение времени демонтажа-монтажа, по-видимому, связано с более тонкой стенкой. Чем тоньше лист, тем проще его монтировать.

Время монтажа 15 ремонтных карт по программе апробации в районе 9ВМШ РВС-20000 № 11 ЛПДС «Самотлор» составило 19 дней (в среднем 1,26 рабочего дня на 1 ремонтную карту).

Время монтажа 4 ремонтных карт в районе 22ВШ РВС-20000 № 11 ЛПДС «Самотлор» составило в среднем 7 дней (в среднем 1,75 рабочего дня на 1 ремонтную карту).

Время монтажа 6 ремонтных карт в районе 1ВМШ РВС 20000 № 9 ЛПДС «Торгили» составило в среднем 7-8 дней (в среднем 1,17-1,33 рабочего дня на 1 ремонтную карту).

Время монтажа 2 ремонтных карт в районе ВШ2-ВШ4 РВС 5000 № 6 НППС «Тюмень» составило в среднем 2 дня (в среднем 1 рабочий день на 1 ремонтную карту).

При сравнении трудозатрат на выполнение монтажа ремонтных карт традиционным способом на резервуаре и на других объектах с трудозатратами по программе апробации определился диапазон трудозатрат на одну ремонтную карту. Он составил от 1 рабочего дня до 1,75 рабочего дня (очевидно, разброс зависит от квалификации подрядчика и толщины стенки резервуара).

Демонтаж фиксирующих рам, стоек ПС-1а, анкеров ФА-1

Демонтаж фиксирующих рам с ремонтных вставок и стоек ПС-1а производился с 19.01.2019 г. по 20.01.2019 г. (рисунок П8).

Рисунок П8 - Демонтаж фиксирующих рам с ремонтных вставок