大型油罐基础沉降国内外评价标准对比

基础沉降对大型油罐的运行安全造成严重影响,特别是罐周不均匀沉降。以我国某油库在役储罐的实测沉降数据为基础,分别采用国内外储罐基础沉降控制标准SH／T3123-2001、SY／T5921-2011、API653-2009及EEMUA159—2003对其进行安全评价。建立储罐沉降的有限元计算模型,分析基础不均匀沉降对储罐强度的影响。对比有限元计算方法,评价国内外标准的差异性,结果表明：国内外地基沉降控制标准对储罐沉降的要求较保守,特别是我国标准SY／T5921-2011,比API653—2009和EEMUS159—2003对沉降量的要求更加严格。此外,目前国内外相关规范规定的储罐地基沉降指标不尽合理,沉降标准的制定应充分考虑储罐结构对地基变形的响应。（图11,表5,参12）     

裂纹管道失效评定中的有限元方法

J积分的精确计算是含缺陷结构安全评定的基础。对管道上的表面裂纹采用线弹簧单元，建立了黎明纹管道J积分计算的有限元模型，给出了J积分的计算实例，其于J积分理论，利用这种有限元模型得到了裂纹管道的精确换效评定曲线，根据计算结果，讨论了影响失效评定曲线的各种因素。分析表明，裂纹尺寸和管材材料性能参数等都对失效评定曲线产生影响，用单一的失效评定曲线进行评定会出现精度较差的问题，因此，采用提出的有限单元方法对裂纹管道的失效进行精确评定具有重要意义。     

材料特性对大型油罐象足屈曲临界应力的影响

象足屈曲是大型油罐在地震载荷作用下的典型破坏方式。在国内外规范中,油罐抗震设计公式均基于薄壳的弹性稳定理论,而象足屈曲属于弹塑性屈曲,因此,有必要研究储罐材料特性对象足屈曲临界应力的影响。基于Ramberg-Osgood材料模型,提出大型油罐象足屈曲的临界应力计算公式,分析材料参数的屈强比、屈服强度以及罐壁环向应力对罐壁屈曲临界应力的影响。研究结果表明:大型油罐发生象足屈曲时,材料幂硬化指数与罐壁屈曲临界应力的关系受罐壁环向应力的影响,环向应力的增大能够有效降低储罐的屈曲临界应力,且屈曲临界应力随着屈强比的增大而降低。当环向应力与屈服强度之比一定时,材料屈服强度的增大能够适当提高罐壁屈曲临界压应力,但效果并不显著。     

大型非锚固变壁厚外浮顶原油储罐的应力测试北大核心

大型原油储罐多为非锚固变壁厚结构,在液压作用下,地基沉降会引起底板边缘板翘曲及壁厚变化处的应力波动等复杂现象。为了研究大型储罐受载后各圈壁板、底板的应力大小及其分布规律,采用电阻应变测量技术对水压试验中10×10~4 m^3的外浮顶原油储罐(直径80 m、罐高21.8 m)进行现场应力测试,得到储罐底板及壁板的应力数据,分析储罐关键部位的应力水平、分布特征及其原因。结果表明:在最高液位下,储罐底板主要表现为径向弯曲应力;储罐壁板根部主要为轴向弯曲应力,随测点高度升高,罐壁在水压作用下发生膨胀变形,主要表现为环向薄膜应力。该研究结果为储罐运行的安全评定提供了参考依据。     

含内外壁缺陷油气管道的极限压力

管道缺陷是引起管道失效最常见的一种因素,而塑性极限压力是管道结构设计的重要参数,其与材料性能密切相关。对内外壁分别含有缺陷的管道的极限压力进行对比研究,采用有限元模拟的方法,针对管壁上的球面缺陷及沟槽型缺陷进行模拟,并对含缺陷管道的极限压力与完整管道的极限压力进行对比,指出缺陷分布在管道内壁或外壁对于管道的极限压力有着不同的影响。通过管道缺陷参数对极限压力的影响作用,进一步分析了缺陷分布位置不同引起极限压力差别的影响因素,结果表明:分布在内壁或外壁的沟槽型缺陷对管道极限压力有影响,且影响程度主要与缺陷的长度有关。     

浮顶罐排水管损坏防治措施研究

针对浮顶罐排水管经常发生损坏漏油的现象，通过对罐体变形的实际检测和有限元力学分析，获得排水管与浮顶连接点偏离设计位置的位移，对排水管应力状态进行了分析，提出了相应的防治措施，研制出一种安装在浮顶人孔处的液位监测报警装置，通过监测液位反映罐体变形和排水管受力情况，可以及时发现问题并采取措施避免排水管损坏。     

输气管道裂纹动态扩展的数值模拟

作为输气管道止裂控制的重要依据,必须要求其裂纹驱动力小于管道材料的断裂韧性,在这种情况下进行裂纹动态扩展的数值模拟就显得非常重要.建立了输气管道裂纹动态扩展的有限元模型,用弹塑性、大位移四边形的壳体单元离散管道.裂纹尖端后面的气体压力简化为指数衰减模式.裂纹的开裂采用节点力释放方法来模拟,即根据裂纹扩展速度,依次解除裂纹尖端的节点连接.裂纹驱动力用能量释放率G和裂纹尖端张开角CTOA两个断裂力学参量表示.分析了裂纹驱动力随内压的变化规律.提出的计算模型可为输气管道的止裂设计提供分析工具.