طراحی مخازن ذخیره سازی برای مواد خطرناک نیاز به مهندسی دقیق برای جلوگیری از شکست های فاجعه بار.در میان بسیاری از تهدیدات برای یکپارچگی ساختاری، لرزش اغلب توجه کافی به رغم توانایی آن برای ایجاد شکاف های خستگی، شکست های مهر و موم و فروپاشی کامل ناشی از منابع مختلف - حوادث لرزه ای، چرخ دنده، باد و حمل و نقل - و هر یک نیاز به اقدامات خاص ضد تانک است که به دلیل استراتژی های نظارت بر مواد سمی، و یا تخریب محیط زیست، به خطر انداختن مواد، و یا تجزیه و یا تجزیه و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و یا فن آوری مواد، و یا تجزیه و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و تحلیل مواد، و انتقال مواد، و تحلیل مواد، و نقل مواد، و نقل مواد، و نقل مواد، و نقل مواد، و نقل مواد، و نقل مواد، و انتقال مواد، و نقل مواد، و انتقال مواد، و نقل و نقل و نقل و نقل و نقل و انتقال مواد، و انتقال مواد، و انتقال مواد، و انتقال مواد، و نقل و انتقال مواد، و نقل

درک لرزش و تاثیر آن بر مخازن ذخیره سازی

ارتعاشات اشاره به حرکت نوسانی یک ساختار در اطراف نقطه تعادل است.برای مخازن ذخیره سازی، این نوسانات می تواند دوره ای (به جای دولت از کمپرسورها یا پمپ ها) یا گذرا (حرکت زمینی، بارگیری اثر) باشد. پارامترهای بحرانی دامنه، فرکانس و مدت زمان هستند.هنگامی که فرکانس مجبور به یک فرکانس طبیعی ساختار مخزن، بازسازی مجدد، سرعت و خستگی می شود.

مکانیسم های شکست کلیدی ناشی از لرزش عبارتند از:

  • [[۱] [۱۰]: [۱۰] خستگی کم چرخه [[۱۰]] - به ویژه در مفاصل جوش، پیوست های نازل و اتصالات پوسته به پایین.
  • [[۱] [۱۰]: [۱] [۱۰] [۱]] [۱۰]] [۱]] [۱] [۱]] - به دلیل فشرده سازی پویا در زمان زلزله.
  • (فَلَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُوا مَنَهُمَهُوا مَنَهُمَهُمَهُوا بِهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُمَهُوَهُوَهُوَهُوا مَهُوا مَهُمَهُمْهُوَهُمَهُمَهُمْهُمَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوا مَهُمَهُمَهُوَهُوا مَهُوَهُمَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَهُوَ
  • آسیب های شدید [FLT 1] - حرکت مایع در داخل مخزن باعث ایجاد فشارهای هیدروودینامیکی می شود که می تواند به ساختارهای سقف آسیب برساند و عرشه های شناور را به وجود آورد.
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] - در مخازن شناور، ارتعاشات می تواند مهر و موم های لبه را کاهش دهد، افزایش انتشار بخار.

درک محیط ارتعاش خاص - چه از مناطق لرزه ای، نزدیک به ماشین آلات با سرعت بالا، یا در طول حمل و نقل ریلی / کامیون - پایه و اساس یک طراحی قوی است.

استراتژی های طراحی برای مقاومت در برابر ارتعاش

کاهش لرزش موثر با پیکربندی کلی مخزن شروع می شود و به طراحی اجزای دقیق حرکت می کند. ترکیبی از تقویت ساختاری، اتلاف انرژی و انزوا بهترین نتایج را به دست می آورد.

sismic and Base Isolation

انزوای پایه مخزن را از حرکت زمینی جدا می کند با قرار دادن ساختار بر روی بلبرینگ ها یا پدهایی که انرژی لرزه ای را جذب و کاهش می دهند.

  • [[۱] [۱۰] [۱]]-۱]- (۱]-۱۰)- پشتیبانی از بار عمودی را با انعطاف پذیری افقی و مرطوب کردن ترکیب کنید.
  • سیستم های خودکارسازی [FLT 1] - اجازه می دهد حرکت کشویی که انرژی حرکتی را پراکنده می کند.
  • پدهای ایزومرازمیک [FLT 1] - مقرون به صرفه برای مخازن کوچکتر که در آن تقاضای لرزه ای معتدل است.

بازسازی ساختاری

صفحات پوسته ضخیم تر، سفت کننده های حلقه و کمانداران باد متوسط، نیروهای پویا را به طور مساوی توزیع می کنند.برای مخازن بزرگ-دی متر، اضافه کردن حلقه های سفت و سخت بین زرادخانه های بادی موجود، کاهش ارزش و کاهش خطر انتقال پوسته بین ضخامت صفحه های مختلف باید به دقت دقیق برای جلوگیری از غلظت استرس.

طراحی لنگر و پایان مقاومت

مخازن که به لحظات مهم چرخش (از زلزله یا باد بالا) مربوط می شوند، نیاز به لنگر قوی دارند.

  • [[۱] [۱۰] - [۱۰] - [۱۰] - به دیوار مخزن جوش داده شده و به پایه خم شده است، با پاشنه بلند برای بارهای جانبی.
  • [در این میان] [از این رو]، [[[۱]]]، [۱]]، [۱] [۱۰] [۱] [۱]]، با فاصله ی کافی برای جلوگیری از شکستن بتن، به صورت حلقه ای به کار گرفته شده است.
  • - برای مخازن با محتوای مایع سنگین که تحت وزن خود پایدار باقی مانده اند، لنگرها ممکن است برای ایجاد آرامش به عنوان آخرین راه حل طراحی شده است.

قابلیت های انعطاف پذیر و مدیریت ارتعاش

برای ارتعاشی که از تجهیزات چرخش نزدیک (به عنوان مثال کمپرسورها، مخلوط کردن مخازن)، نصب مخزن ذخیره سازی در بهار، کوه های لاستیکی یا عایق های پنوماتیک می تواند به طور چشمگیری کاهش نیروهای انتقال یافته بستگی به نسبت مجبور شدن به فرکانس طبیعی؛ مهندسان باید انتخاب کنند که فرکانس طبیعی سیستم را به خوبی زیر فرکانس انتقال نگه می دارند.

انتخاب و ساخت و ساز

انتخاب مواد به طور مستقیم بر مقاومت خستگی، تحرک و عملکرد خوردگی - همه در محیط های ارتعاشی-prone حیاتی است. فولادهای با کارایی پایین ( ASTM A537، A516 درجه 70) برای مخازن ثابت رایج هستند زیرا آنها با جوش پذیری تعادل دارند.

اهمیت کیفیت Weld

خستگی ناشی از لرزش تقریبا همیشه در مناطق جوش، مناطق برش یا نقص های کم تزریق شروع می شود.ساخت و ساز باید به روش های جوشکاری سخت (WPS) پایبند باشد و توسط تست های غیر مخرب (NDT) تأیید شود - رادیوگرافیک، یا آرایه ضخیم تر - برای همه باسن و پر کردن درمان پس از درمان گرما (PW) کاهش می یابد و استرس های سخت را بهبود نمی دهد.

مدیریت خوردگی در Dynamicload

خوردگی ضخامت موثر را کاهش می دهد و حفره های استرس زا را ایجاد می کند.در اثر لرزش، خستگی خوردگی می تواند رشد کرک را به طور چشمگیری تسریع کند. مهندسان باید هزینه مناسب خوردگی را بر اساس گونه های شیمیایی ذخیره شده و سیستم پوشش یا پوشش مورد انتظار مشخص کنند.

تکنولوژی های پیشرفته Damping

Damping اتلاف انرژی ارتعاشی به گرما است. Passive، فعال و نیمه فعال مرطوب کننده در دسترس است. رایج ترین موارد برای ذخیره سازی دستگاه های منفعل هستند:

  • مرطوب کننده های {FLT:1} - بین دیوار مخزن و ساختار پشتیبانی قرار داده شده است، این انرژی مکانیکی را به گرما از طریق اصطکاک مولکولی تبدیل می کند.
  • فلزیک تولید کننده [FLT 1] - صفحات فولادی سفارشی که به طور پلاستیک در بارگیری شدید، جذب انرژی و جلوگیری از آسیب ساختاری.
  • توده های مرطوب کننده (TMDs) - یک سیستم توده ای کمکی که در مخالفت با حالت ارتعاش اولیه مخزن نوسان می کند، عملی برای مخازن بلند است که در آن حالت های بالاتر به پاسخ کلی کمک می کنند.

مدل سازی این دستگاه ها با استفاده از تجزیه و تحلیل عنصر محدود (FEA) به مهندسان اجازه می دهد تا قرار دادن و سفتی خود را برای طیف ارتعاش خاص سایت بهینه سازی کنند.

نظارت و نگهداری پیش بینی کننده

حتی بهترین تانک طراحی شده می تواند در طول زمان کاهش یابد.یک برنامه نظارت بر وضعیت فعال با استفاده از نظارت بر سلامت ساختاری مبتنی بر ارتعاش (SHM) مشکلات پیش بینی کننده را قبل از اینکه آنها نشت کنند، تشخیص می دهد.

تکنیک های تحلیل ارتعاشی

شتاب سنج هایی که در مکان های بحرانی ( بالای دیوار مخزن، نزدیک نازل، بر اساس پایه) نصب شده اند، ثبت نام های زمان دامنه و دامنه فرکانسی را نشان می دهد که از دست دادن سختی؛ افزایش دامنه در فرکانس های خاص نشان می دهد که در حال توسعه شل بودن یا خستگی است.

  • سرعت ارتعاش (RMS) - در ISO 10816 برای ماشین آلات چرخش در نزدیکی.
  • تجزیه و تحلیل سریع چهار تبدیل (FFT) - نشان می دهد که قله های فرکانس در حال ظهور است.
  • تجزیه و تحلیل مود [FLT 1] - تغییرات در چند حالت اول خم و بیضی.

ادغام با مدیریت دارایی

داده های سنسور های مداوم می توانند به دوقلوهای دیجیتال تغذیه کنند – مدل های محاسباتی که تغییرات مربوط به سن را شبیه سازی می کنند، هنگامی که آستانه ای فراتر می رود، خدمه تعمیر و نگهداری برای بازرسی هدفمند ارسال می شوند (به عنوان مثال ضخامت اولتراسونیک در یک منطقه جوش مشکوک).

استانداردهای نظارتی و انطباق

طراحی برای مقاومت در برابر لرزش صرفا آکادمیک نیست؛ چندین کد و استانداردهای مورد نیاز به توجه صریح دارند.

  • - " مخازن کنسرو شده برای ذخیره سازی نفت" مقررات طراحی لرزه ای از جمله روش نیروی جانبی معادل و تجزیه و تحلیل پویا برای مخازن بزرگتر را فراهم می کند.همچنین حداقل ضخامت و فاصله سفت و سخت برای باد و لرزش را فراهم می کند.
  • [بخش BPVC] بخش VIII، بخش 1 یا 2 - برای مخازن ذخیره سازی فشار، این کدها نیاز به تجزیه و تحلیل خستگی اگر تعداد چرخه های فشار / فشار قابل توجه بیش از آستانه تعریف شده است.
  • - بخش 4 سیلوها، مخازن و خطوط لوله را پوشش می دهد؛ آن شامل تعامل ساختار خاک و ارزیابی دقیق سستی است.
  • [IBC] (کد بین المللی ساختمان) [FLT 1] - ارجاع ASCE 7 برای بارهای لرزه ای و شامل الزامات طراحی لنگر برای ساختارهای غیر ساختمانی.

هر حوزه قضایی ممکن است یک یا چند مورد از این کدها را تصویب کند. مهندسین باید نسخه قابل اجرا و هر گونه اصلاحات محلی را تأیید کنند. بازنگری طراحی شخص ثالث توسط یک مهندس حرفه ای ثبت شده اغلب برای مواد خطرناک اجباری است.

مطالعات موردی: یادگیری از شکست های گذشته

یکی از آموزنده ترین نمونه ها زلزله ترمینال نفت فیف (Scotland) در سال ۲۰۰۸ است که لرزش لرزه ای معتدل باعث شد چندین تانک از صفحات پایین و تجزیه و تحلیل سقف شکسته شده نشت کند. Post-event نشان داد که مخازن قدیمی فاقد حلقه های سفت و سخت و پیچ های ناکافی هستند - هر دو کمبود طراحی که می تواند با استراتژی های توصیف شده در بالا اصلاح شده است.

در صنعت پتروشیمی، خستگی ناشی از لرزش معمولا در اتصالات نازل به پوسته یافت می شود، زمانی که سیستم های لوله کشی بارهای پویا را از دریچه های تسکین دهنده یا حوادث افزایش می دهند. نصب کانکتور های انعطاف پذیر (بلوها) و لوله با عناصر مرطوب کننده به طور قابل توجهی گسترش زندگی نازل.

نتیجه گیری

مقاومت ارتعاش در مخازن ذخیره سازی مواد خطرناک یک چالش چند رشته ای است که نیاز به تخصص در پویایی ساختاری، علوم مادی، کیفیت ساخت و ساز و نظارت بر وضعیت دارد، در حالی که ساخت و ساز باید منابع بنیادی ارتعاشات - از زلزله به ماشین آلات چرخان - مهندسان می توانند انزوا، تقویت و فن آوری های مرطوب کننده را انتخاب کنند.

نظارت مداوم با استفاده از تجزیه و تحلیل ارتعاش با نگهداری پیش بینی شده تضمین یکپارچگی بلند مدت با استانداردهای بین المللی مانند API 650، ASME و Eurocode 8 یک چارچوب ثابت شده فراهم می کند، در نهایت سرمایه گذاری در طراحی ارتعاش قوی نه تنها مطابق با الزامات نظارتی است، بلکه از زندگی، اموال و محیط زیست از آزاد شدن مواد خطرناک محافظت می کند.

برای مطالعه بیشتر، به بخش رسمی API] 650 ، ASME دیگ بخار و فشار کشتی قانون شماره 2 و راهنمایی فنی در مورد seismic design of Electro-stortor مخازن (مقاله تحقیقاتی) [F5LT: این منابع عمیق تر در طراحی مخزن و محاسبات مقاوم در برابر با لرزش و ضعیف ارائه می دهند.