ГОСТ Р 58032-2017/EN 14620-2:2006. Национальный стандарт Российской Федерации. Проектирование и производство на месте вертикальных цилиндрических стальных емкостей с плоским дном для хранения охлажденных сжиженных газов с рабочей температурой от 0 °C до -165 °C. Часть 2. Металлоконструкции

5.3 Паровоздушный контейнер

 

5.3.1 Одинарные, двойные и двухоболочечные резервуары закрытого типа

5.3.1.1 Днище

5.3.1.1.1 Кольцевые окрайки

Кольцевые окрайки должны рассчитываться в соответствии с 5.2.1.1.1.

5.3.1.1.2 Центральные листы днища

Центральные листы днища должны быть в соответствии с 5.2.1.1.2.

5.3.1.1.3 Минимальная толщина листа оболочки

Минимальная толщина листа оболочки должна быть в соответствии с таблицей 6.

Для расчета толщины листа оболочки при внутреннем давлении используется следующая формула

 

(9)

 

где c - допуск на коррозию, мм;

D - диаметр резервуара, м;

e - толщина листа оболочки, мм;

P - внутреннее давление как комбинация внутреннего давления газа и давления изоляции, мбар;

S - допускаемое напряжение, Н/мм².

Расчет внешней оболочки с промежуточными кольцами усиления должен учитывать вертикальное сжатие в сочетании с кольцевым сжатием, см. 5.2.1.2.3 d).

Оболочка с элементами жесткости должна выдерживать действующие нагрузки, включая как минимум:

a) вертикальные силы, включая:

1) собственный вес конструкций;

2) временные нагрузки (временные нагрузки на крышу, снеговые);

3) нагрузки от труб;

4) внутренний вакуум;

5) ветровой опрокидывающий момент [см. 5.2.1.2.3 e)];

6) сейсмическое воздействие;

b) кольцевые силы:

1) локальные воздействия ветрового давления [см. 5.2.1.2.3 e)];

2) внутренний вакуум.

Величина расчетной нагрузки (воздействия) от ветрового подсоса на крыше и ветрового опрокидывающего момента, вызывающая двухосное напряженное состояние, зависит от того, оказывают они положительное или отрицательное воздействие.

Стыки элементов жесткости должны свариваться стыковочными сварными швами с полным проваром.

На стыковочных сварных швах элементов жесткости и в местах пересечения элемента жесткости с вертикальным сварным швом необходимо делать вырезы.

Элементы жесткости должны соединяться с оболочкой непрерывным двухсторонним угловым сварным швом, за исключением случаев, когда внешняя оболочка не предназначена для хранения охлажденной жидкости, потолочный сварной шов может быть прерывистым.

Элемент жесткости должен располагаться не ближе 150 мм от горизонтального сварного шва.

5.3.1.3 Крыша

5.3.1.3.1 Минимальная толщина листа

Минимальная толщина листа крыши должна быть 5 мм (без учета допуска на коррозию).

5.3.1.3.2 Крыша с опорной конструкцией

Для листов крыши может использоваться один или несколько следующих сварных соединений:

- внахлестку с односторонним сварным швом;

- внахлестку с двусторонним сварным швом;

- встык со сварным швом на подкладках или без.

Несущий каркас крыши проектируется в соответствии с ЕН 1993-1-1. В качестве альтернативы она рассчитывается в соответствии с методикой допускаемых напряжений с использованием следующих коэффициентов эффективности соединений:

- внахлестку с односторонним сварным швом: 0,35;

- внахлестку с двусторонним сварным швом: 0,65;

- встык со сварным швом на подкладках или без: 0,70.

Свариваемые внахлест листы крыши должны иметь минимальный нахлест 25 мм.

Если листы крыши не привариваются к несущему каркасу крыши, стропильные фермы должны располагаться поперек в плоскости поверхности крыши.

5.3.1.3.3 Крыша без опорной конструкции

Толщина листов крыши без опорной конструкции должна рассчитываться на внутреннее давление и на местную устойчивость внешних нагрузок. Рекомендуется следующая формула:

- для внутреннего давления

 

(для сферических крыш),

 

(для конусных крыш),

 

- для проверки местной устойчивости

 

(10)

 

где E - модуль упругости Юнга, Н/мм²;

e_r - толщина листа крыши (без учета допуска на коррозию), мм;

P - внутреннее давление минус масса корродированных листов крыши, мбар;

P_e - внешняя нагрузка, кН/м²;

R₁ - радиус кривизны крыши, м;

S - допускаемое напряжение, Н/мм²;

- коэффициент эффективности сварного соединения.

Листы крыши без несущего каркаса должны свариваться встык или двойным швом внахлестку.

5.3.1.3.4 Купол с элементами жесткости

Конструкция крыши в виде купола с элементами жесткости должна проектироваться в соответствии с ЕН 1993-1-1.

5.3.1.3.5 Область сжатия (верхний кольцевой уголок)

Минимальное сжатое сечение области сжатия (верхнее уголковое кольцо) без учета каких-либо допусков на коррозию должно определяться по следующей формуле

 

(11)

 

где A - требуемое сечение, мм²;

P - внутреннее давление минус масса листов крыши, мбар;

R - радиус оболочки, м;

S_c - допускаемое сжимающее напряжение, Н/мм² (см. 5.1.2.3);

- уклон меридиана крыши у сопряжения крыши-оболочки, °.

Эффективную область сжатия должны составлять листы и (или) секции, где максимальные размеры соответствуют рисунку 3.

 

 

e - толщина оболочки, мм; e_а - толщина верхнего кольцевого

уголка, мм; e_g - толщина горизонтального ребра, мм; e_p -

толщина листа крыши у сжатого кольца, мм; L_r - эффективная

ширина крыши, мм; L_s - эффективная ширина оболочки, мм; R -

радиус оболочки резервуара, м; R₁ - радиус кривизны крыши, м

(для конусных крыш = )

 

Рисунок 3 - Типовые зоны сжатия оболочки-крыши

 

При использовании верхнего кольцевого уголка минимальный размер должен быть в соответствии с таблицей 8.

 

Таблица 8

 

Минимальный размер верхнего кольцевого уголка

 

Диаметр оболочки, D	Размер кольцевого уголка
D <= 10	60 x 60 x 6
10 < D <= 20	60 x 60 x 8
20 < D <= 36	80 x 80 x 10
36 < D <= 48	100 x 100 x 12
48 < D	150 x 150 x 10

 

Листы крыши, сваренные внахлестку с одинарным швом, не должны включаться в область сжатия.

Примечание 1 - Листы крыши, сваренные внахлестку с двойным швом, могут включаться в область сжатия.

 

Область сжатия должна распределяться таким образом, чтобы горизонтальная проекция эффективной области сжатия имела радиальную ширину не менее 1,5% от горизонтального радиуса резервуара.

Область сжатия должна располагаться таким образом, чтобы центр массы области сжатия оказывался в пределах вертикального расстояния, равного 1,5 средней толщины двух членов, пересекающихся в уголке, выше или ниже горизонтальной плоскости, проходящей через уголок.

Область сжатия необходимо проверить на прочность от внешних нагрузок (включая внутреннее отрицательное давление).

Примечание 2 - Необходимо следить за тем, чтобы исключить чрезмерный изгиб в области сжатия у сопряжения опорного элемента крыши и области сжатия.

Примечание 3 - Расчет области сжатия с использованием шарнира см. в [2].

 

5.3.2 Мембранный резервуар

Стальные элементы крыши мембранных резервуаров должны быть рассчитаны по 5.3.1.3.