Файл: Вариант параметр.docx

Исходные данные

Измеряем толщину стенки резервуара в 8/10 поясах. В первом поясе приведены данные 13 измерений, в остальных поясах минимальная толщина стенки. Исходные данные приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 – Данные по измерению резервуаров

вариант	параметр		1-й	2-й	3-й	4-й	5-й	6-й	7-й	8-й	9-й	10-й
	S, мм
	X, м
Измерения толщины в первом поясе:

Таблица 2 – Исходные данные

Параметр	Обозначение, единицы измерения	Значение
Тип резервуара	-
Коэффициент перегрузки для гидростатического давления,	n1
Коэффициент перегрузки для избыточного давления и вакуума	n2
Диаметр резервуара	D, м
Расчётное сопротивление стали по пределу текучести	R, МПа
Избыточное давление под кровлей	P2, кгс/м
Плотность нефтепродукта	ρ, кг/м3
Высота стенки резервуара	H0, м
Паспортная толщина поясов стенки резервуара	Sпас, мм
Реальное время с момента изготовления резервуара	t, лет
Плюсовой допуск на толщину листов стенки при прокате (ГОСТ 19903-74)	C, мм
Заданная вероятность	-
Коэффициент условий работы, для первого пояса		0,7
Коэффициент условий работы, для второго и последующих поясов пояса		0,8

---

Расчёт остаточного ресурса

Единицы измерения в формулах приведены в расшифровке.

Минимальная толщина стенки первого пояса S_1min=

Допустимое условие прочности стенки резервуара представлено в соотношении (1):

(1)

где σ – напряжение в расчётном поясе резервуара, МПа;

y_c - коэффициент условий работы

R – расчетное сопротивление материала по пределу текучести, МПа.
Напряжение в расчётном поясе резервуара можно найти по формуле:

(2)

где n₁ – коэффициент перегрузки для гидростатического давления;

ρ – плотность нефтепродукта, км/м³;

Н₀ – высота стенки резервуара, м;

X_i – расстояние от днища до расчётного уровня i-того пояса, м;

n₂ – коэффициент перегрузки для избыточного давления и вакуума;

P₂ – избыточное давление под кровлей, кгс/м;

D – диаметр резервуара, м;

S_imin – минимальная толщина стенки в расчётном i-том поясе, мм.
Таблица 3 – Расчет напряжений по поясам

Номер пояса	1	2	3	4	5	6	7	8
σ, МПа
ycR, МПа

Условие прочности стенки нарушается/не нарушается. Проверим предельный уровень налива нефтепродуктов [м]. Далее расчёт ведём по первому поясу.

Опираясь на формулу (2) предельный уровень налива нефтепродуктов рассчитывается по формуле:

---

	(3)

В итоге получаем расчётную формулу:

(4)

По результатам расчётов дальнейшая эксплуатация резервуара возможна с ограничениями/без ограничений предельной высоты налива нефтепродуктов (при наличии ограничений указать значение).

Остаточный ресурс резервуара [лет], подвергающегося действию коррозии, определяем по формуле:

(5)

где S_p – расчетная толщина стенки резервуара [мм], определяемая по формуле:

(6)

а – скорость равномерной коррозии стенки [мм/год], определяемая по формуле:

(7)

где S_пас – паспортная толщина поясов стенки резервуара, мм;

t – реальное время с момента изготовления резервуара, лет;

С – плюсовой допуск на толщину листов стенки при прокате (ГОСТ 19903-74), мм.

Оценка надежности

Определяем среднюю толщину стенки (для первого пояса, по 13 измерениям).

(8)

где S_1j – j-тая толщина стенки первого пояса резервуара, мм;

N – число измерений толщины стенки первого пояса.

Определяем среднюю глубину разрушения:

(9)

Определяем коэффициент вариации

(10)

---

где σ_h – среднеквадратическое отклонение глубин разрушения:

(11)

По коэффициенту вариации V по таблице 4 подбираем коэффициенты К_b0= и b₀=.
Показатель масштаба:

(12)

где F – площадь первого пояса резервуара, м²;

X_п – высота первого пояса, м;

F₀ – площадь поверхности, приходящейся на одно независимое измерение толщины дефектоскопом, F₀=5∙10^-5 м².
Оценка надежности включает определение гамма-процентного ресурса и установленной наработки на отказ.

Гамма-процентный ресурс [лет] рассчитывают по формуле

(1-

(13)

где Т_ср – средний ресурс, лет;

U_γ — квантиль нормального распределения с заданной вероят­ностью γ (таблица 3);

V_m— коэффициент вариации ресурса.
Средний ресурс [лет] определяют по формуле:

(14)

где h_пред — предельно допустимая глубина разрушения стенки сило­вого элемента сосуда до достижения расчетной толщины, мм;

К_b1, b₁— параметры распределения Вейбулла, определяются по таблице 4 в зависимости от коэффициента вариации, соответствующего моменту наступления предельного состояния V_h1;

а_ср – средняя скорость коррозии в год, мм/год;

β – установлен­ная доля поверхности разрушения на предельно допустимую глубину

---

h_пред. β = 0,05.
Коэффициент вариации ресурса определяется по формуле:

(15)

Коэффициент вариации, соответствующий моменту наступления предельного состояния, определяется по формуле:

	(16)
	(17)
	(18)

где h_β – глубина разрушения на доле поверхности b₀;

с – параметр масштаба.
Предельно допустимая глубина разрушения h_пред на дату выпол­нения оценки ресурса определяется как разница между начальным запасом толщины стенки h_нач и средней глубиной разрушения h_cp, полученной в результате изменений:

hпред=hнач-h1ср=(Sпас+C-Sр)-h1ср	(19)
	(20)

По коэффициенту вариации, соответствующему моменту наступления предельного состояния, по таблице 4 подбираем коэффициенты К_b1= и b₁=.
Установленная безотказность работы:

(1-

(21)

где Т₀ – средняя наработка до отказа, лет;

U_γ — квантиль нормального распределения с заданной вероят­ностью γ (таблица 3);

V_m— коэффициент вариации ресурса.
Средняя наработка на отказ [лет] определяется по формуле:

(22)

где H — начальная толщина стенки первого пояса, мм;

К_b2, b₂— параметры распределения Вейбулла, определяются по таблице 4 в зависимости от коэффициента вариации глубин разрушения, соответствующее моменту сквозного разрушения

---