Экспериментальные исследования жесткости уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Экспериментальные исследования жесткости уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров

Выполнил:

Дусалимов Марсель Эдуардович

Аннотация

В статье осуществлено экспериментальное исследование жесткости уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров. Получены зависимости жесткости одиночной лирообразной пружины и механизма «Жук» от ширины уплотняемого пространства. Полученные зависимости сравнены с теоретическими зависимостями жесткости одиночной пружины и механизма «Жук» от ширины уплотняемого пространства.

Ключевые слова: уплотняющий затвор, плавающая крыша, резервуар.

На сегодняшний день использование плавающих крыш в конструкции вертикального стального резервуара является одним из эффективных способов сокращения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов. Эффективность плавающих крыш, с точки зрения сокращения потерь от испарения, достигается установкой в них периферийных уплотнений - уплотняющих затворов между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши. В настоящее время в мире известно свыше 300 конструкций затворов для плавающих крыш, однако активно используется около двух десятков.

Опыт эксплуатации резервуаров с плавающими крышами показывает, что возникает ряд проблем, связанных с использованием лирообразных пружин уплотняющих затворов плавающих крыш: неравномерный прижим скользящего листа к стенке резервуара; недостаточная газоплотность уплотняющего затвора в месте контакта скользящего листа со стенкой резервуара; возможное заклинивание ветвей пружин при больших расстояниях между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши; вероятность разрушения затвора при сближении борта плавающей крыши со стенкой резервуара [1-7].

Поэтому задача исследования жесткости пружин уплотняющих затворов плавающих крыш резервуаров является одной из важных [8].

Предложенная автором конструкция механизма «Жук» исключает недостатки применения одиночных лирообразных пружин, тем самым увеличивая работоспособность уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров [4,8-11]. жесткость уплотняющий затвор резервуар

Основной задачей исследования является экспериментальное определение жесткости уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров с одиночной лирообразной пружиной и с использованием разработанной конструкции механизма «Жук».

Исследование жесткости (усилия прижатия) прижимных пружин и механизма «Жук» уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров проводились на тарировочном стенде по определению усилия прижатия пружин уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров [12-15].

Для исследования жесткости и ресурса пружин уплотняющего затвора было проведено планирование эксперимента по результатам которого было определено: необходимое количество одиночных лирообразных пружин - 10 единиц; механизмов «Жук» - 10 единиц.

В процессе испытания проектная величина сжатия пружин варьировалась в диапазоне 145-450 мм, что соответствует ожидаемой ширине уплотняемого пространства между стенкой резервуара и плавающей крышей.

В результате исследования жесткости лирообразной пружины и пружины механизма «Жук» получим их зависимости от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши (рисунок 1).

Рисунок 1 - Зависимости усилия F от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши S:

для лирообразной пружины

1 - теоретическая; 2 - экспериментальная;

для механизма «Жук»

3- теоретическая; 4 - экспериментальная

Результаты исследований показали, что предлагаемый механизм «Жук» при максимальной величине зазора имеет показатели усилия прижатия пружин, соответствующие показателям одиночной пружины при проектном положении 275 мм, что существенно увеличивает жесткость уплотняющего затвора не менее чем в 2,7 раза. Таким образом, использование в конструкции уплотняющего затвора механизма «Жук» позволяет существенно сократить потери нефти от испарения из резервуара за счет повышения усилия прижатия пружин.

По проведенным опытам можно отметить следующее: зависимость имеет убывающий характер, т.е. с увеличением зазора между стенкой и бортом плавающей крыши S усилие прижатия ветви пружины к стенке резервуара уменьшается (рисунок 1); зависимость усилия прижатия пружины от величины зазора в пределах 145-450 мм показывает, что при большой величине зазора одиночные пружины практически не прижимают скользящий лист к стенке резервуара.

Полученные экспериментальным путем значения не менее чем на 6,7% выше теоретических значений, полученных расчетным путем по известным формулам строительной механики [3].

Таким образом предлагаемая конструкция механизма «Жук» уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров рекомендуется в качестве элемента конструкции уплотняющего затвора при сооружении и эксплуатации резервуаров с плавающими крышами, так как имеет жесткость в 2,7 раза большую, чем применяемые в настоящее время пружины.

На предложенный механизм «Жук» получен патент на полезную модель №96363 «Уплотняющий затвор плавающих крыш резервуаров» [9].

Вывод

Получена зависимость усилия прижатия прижимных пружин от величины зазора между стенкой резервуара и бортом плавающей крыши для разработанной конструкции механизма «Жук», использование которого в конструкции уплотняющего затвора позволяет существенно сократить потери нефти от испарения из резервуара за счет повышения усилия прижатия пружин не менее чем в 2,7 раза.

Список литературы

1. Гадельшин Р.З., Лукьянова И.Э. Повышение надежности плавающих покрытий резервуаров. - Уфа: УГНТУ, 1999. - 239 с.

2. Галюк В.А. Эксплуатация и ремонт резервуаров большой вместимости: Обзорная информация. - М.: ВНИИОЭНГ, 1987. - 63 с.

3. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Остапчук А.Э. Классификация уплотняющих затворов плавающих крыш резервуаров. В кн.: Трубопроводный транспорт - 2011, Уфа, 2011: Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2011. - С. 138-141.

4. Дусалимов М.Э. Разработка элементов конструкции уплотняющего затвора плавающей крыши резервуара / М.Э. Дусалимов, Ф.М. Мустафин // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья: науч.-техн. журн. - 2012. - №1. - С. 30-34.

5. Каравайченко М.Г. Повышение работоспособности резервуаров с плавающими покрытиями: дис. док. техн. наук. - Уфа, 2001. -321 с.

6. Мустафин Ф.М., Жданов Р.А., Каравайченко М.Г., Ахметов Ф.Ш., Боднарчук Д.А., Лукьянова И.Э. Резервуары для нефти и нефтепродуктов: Том 1. Конструкции и оборудование: учебник для вузов. - СПб.: Недра, 2010. - 480 с.

7. Чолоян Г.С., Афанасьев В.А. Резервуары с плавающими крышами и понтонами. - М.: ВНИИОЭНГ, 1971. - 57 с.

8. Дусалимов М.Э. Исследование жесткости уплотняющего затвора плавающих крыш резервуаров // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов: науч.-техн. журн. - 2012. - №2 (88). - С. 64-72.

9. Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. и др. Уплотняющий затвор плавающих крыш резервуаров // Патент РФ на полезную модель №96363. 2010. Бюл. №21.

10. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М. Спаренные пружины уплотняющего затвора плавающей крыши резервуара. В кн.: Трубопроводный транспорт - 2010, Уфа, 2010: Материалы VI Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2010. - С. 187-188.

11. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. Уплотняющий затвор плавающих крыш резервуаров. В кн.: 60-ая научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2009: Материалы 60 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 88.

12. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. Испытание затворов плавающих крыш резервуаров. В кн.: Трубопроводный транспорт - 2009, Уфа, 2009: Материалы V Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 198-200.

13. Дусалимов М.Э. Совершенствование уплотняющего затвора для резервуаров с плавающими крышами и технологии его монтажа: дис. канд. техн. наук. - Уфа, 2013. - 156 с.

14. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б. Промышленные испытания затворов плавающих крыш. В кн.: 60-ая научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2009: Материалы 60 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 95.

15. Дусалимов М.Э., Мустафин Ф.М., Шнейдер Г.Б., Кастро Л.Х. Стенд тарировочный универсальный для испытания пружин затворов. В кн.: 60-ая научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2009: Материалы 60 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 96.

Размещено на Allbest.ru