儲罐為薄壁、變壁厚結(jié)構(gòu),是石油化工行業(yè)中必不可少的重要設(shè)施,在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到重要作用。儲罐中存在的腐蝕缺陷會導(dǎo)致應(yīng)力狀態(tài)的改變,一旦儲罐發(fā)生失效,將可能導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故的發(fā)生。綏中36-1終端原油儲罐存在著不同程度的腐蝕,隨著其發(fā)展將影響儲罐的安全運行。針對儲罐腐蝕缺陷特征,建立含腐蝕缺陷儲罐應(yīng)力分析有限元模型、可靠度計算模型,計算不同腐蝕缺陷深度下的儲罐可靠度和失效概率,提出合理的儲罐安全管理措施。具體研究內(nèi)容和取得的主要成果如下：(1)全面收集儲罐設(shè)計、施工、運行和維護(hù)等資料,儲罐罐壁腐蝕缺陷為半圓柱形凹槽。(2)基于Von-Mises應(yīng)力網(wǎng)格無關(guān)性分析,建立單個、多個凹槽腐蝕缺陷應(yīng)力分析三維有限元模型,對比罐壁徑向位移理論計算結(jié)果,驗證了含腐蝕缺陷儲罐三維有限元模型的正確性。(3)根據(jù)目前腐蝕缺陷及發(fā)展缺陷的深度、弧長、寬度和位置,分析儲罐腐蝕缺陷的應(yīng)力分布規(guī)律與臨界腐蝕缺陷深度。考慮軸向相鄰缺陷的相互影響,確定不同腐蝕缺陷弧長、深度的臨界影響間距,并提出腐蝕缺陷單個處理的依據(jù)。針對檢測的腐蝕缺陷尺寸特點,確定環(huán)向相鄰缺陷的影響間距。(4)考慮儲罐靜水壓力荷載,建立由鋼材屈服強(qiáng)度、罐壁腐蝕減薄量、環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力表征的儲罐腐蝕減薄可靠度計算模型,合理確定了參數(shù)的分布規(guī)律、偏差系數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差,并編制可靠度計算程序。(5)利用建立的可靠度計算模型與程序,全面分析了綏中36-1儲罐罐壁不同腐蝕減薄量下的可靠度大小,基于API579確定10-3為儲罐腐蝕失效概率準(zhǔn)則,當(dāng)前腐蝕缺陷下的儲罐可靠度指標(biāo)為5.89,臨界失效概率對應(yīng)的腐蝕深度為13mm。(6)基于儲罐腐蝕減薄失效風(fēng)險矩陣、腐蝕失效概率與安全影響面積,確定了在不同風(fēng)速下儲罐的風(fēng)險等級為“中(M)”和“較高(MH)",合理提出了相應(yīng)的安全補(bǔ)償措施與腐蝕檢測策略。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TE988
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
    1.5 研究工作量
    1.6 研究創(chuàng)新點
第2章 綏中36-1儲罐基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場檢測
    2.1 綏中36-1原油儲罐基礎(chǔ)數(shù)據(jù)
        2.1.1 地理位置及自然條件
        2.1.2 儲罐基本參數(shù)
        2.1.3 儲罐幾何尺寸和材料常規(guī)力學(xué)性能
        2.1.4 儲存介質(zhì)的特性
    2.2 壁厚檢測結(jié)果
    2.3 現(xiàn)場檢查與安全檢查表分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 含腐蝕缺陷儲罐應(yīng)力有限元分析模型
    3.1 儲罐應(yīng)力分析方法
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 單元的選擇
        3.2.2 腐蝕缺陷形狀
        3.2.3 地基與罐底的接觸分析
        3.2.4 網(wǎng)格劃分
        3.2.5 邊界條件
        3.2.6 載荷
    3.3 有限元模型驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 儲罐不同凹槽腐蝕缺陷的應(yīng)力分析
    4.1 目前腐蝕缺陷的應(yīng)力分析
        4.1.1 1.5mm腐蝕缺陷深度
        4.1.2 3mm腐蝕缺陷深度
        4.1.3 腐蝕缺陷弧長增加對應(yīng)力的影響分析
    4.2 發(fā)展腐蝕缺陷的應(yīng)力分析
    4.3 相鄰腐蝕缺陷有限元應(yīng)力分析
        4.3.1 軸向分布
        4.3.2 環(huán)向分布
    4.4 本章小結(jié)
第5章 含腐蝕缺陷儲罐可靠度模型
    5.1 可靠度計算模型基本參數(shù)
    5.2 儲罐腐蝕減薄可靠度模型的建立
    5.3 程序編制
    5.4 計算分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 基于腐蝕減薄失效風(fēng)險分析的建議措施
    6.1 儲罐風(fēng)險評估矩陣建立
    6.2 儲罐腐蝕減薄失效概率
    6.3 儲罐失效后果
    6.4 綏中36-1終端原油儲罐風(fēng)險等級
    6.5 儲罐安全措施補(bǔ)償系數(shù)的確定
    6.6 檢測策略
    6.7 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與建議
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2879320