Расчет нефтяных резервуаров

45-летняя практика постройки нефтяных резервуаров в России основана на теоретическом определении наивыгоднейших соотношений диаметра и высоты заданного объема. Она позволяет точно определить наименьший вес затраченного на постройку резервуара данного объема материала. Американская практика расчетов нефтяных резервуаров по своим принципам нисколько не отличается от российской и ничего радикально нового науке не дает.

Информация для проектирования резервуара

Для проектирования нефтяного резервуара заданной вместимости необходимо получить от заказчика следующую информацию:

• толщина металла днища (этот показатель зависит от влаги, почвенных условий и т.п.). В России она колеблется в промежутке от 5/32" до 1/4''. В США принято проектировать резервуары с толщиной днища 3/8" для больших емкостей и 3/16" для малых резервуаров;
• величина рабочего напряжения железа при 100% заполнении резервуара;
• величина нагрузки крыши (зависит от климатических условий региона) и толщина железа, которое ее покрывает. Для нефти с высоким содержанием бензина порой заказывают резервуары с плоской крышей с наливом на них двухдюймового слоя воды, предохраняющего от утечки паров бензина и служащего улучшению противопожарной безопасности;
• максимальное допустимое давление, оказываемое на основание в области прилегания нижнего угольника (эти данные обязательны, так как возможно возникновении деформаций внешнего обвода днища и самого угольника при большом давлении, что может привести к утечке хранящихся нефтепродуктов).

Методы расчета

Для сравнения методов расчета В.Г.Шухов в своей статье «Расчет нефтяных резервуаров» приводит два примера: процедуру расчета американского резервуара из книги Веll'а объемом 10000 м3 и резервуара, построенного в г. Грозный российскими специалистами, который имеет в два раза меньший объем. Сооружения различной вместимости были взяты за основу специально, дабы не порождать излишних аналогий. Тем не менее, обе процедура расчета, несмотря на некоторые незначительные различия в требованиях и условиях строительства, а также в размерности (футы против метров, пуды против тонн), были построены на абсолютно идентичных математических выкладках.

Опыт возведения резервуаров

Опыт проектирования и возведения резервуаров большой вместимости показал, что деформация стенок может вызываться неравномерной осадкой, которая происходит под угольником. Поэтому обязательными параметрами, учитываемыми при проектировании резервуаров, в прошлом веке были следующие:

• допустимое напряжение металла,
• предполагаемая нагрузка крыши и вопрос допустимости постановки внутри резервуара столбов,
• предназначенных для стропил крыши.

Сегодняшний уровень развития науки и техники, наличие современных конструкционных материалов и передовых технологий не освобождают конструкторов от учета множества разнообразных факторов при проектировании нефтяных резервуаров. Напротив — к вопросам надежности, вместимости, долговечности, экономичности и удобства эксплуатации добавилась проблема защиты окружающей среды, требующая использования безопасных материалов и «зеленых» технологий.

Если с точки зрения физики принципы расчета не изменились, то в свете современных тенденций проблема обросла массой специфических дополнительных факторов. Именно поэтому расчет и изготовление нефтяных резервуаров следует доверять исключительно специализированным компаниям с собственными конструкторскими бюро, мощной производственной базой и, конечно, незапятнанной репутацией.