Приложение К. Пример применения метода

К.1 Исходные данные

Расчетные условия	Условия при испытаниях
плотность жидкости G	1,0
допускаемая коррозия (в дюймах)	0
диаметр резервуара, D (в футах)	280
общая высота резервуара, Н (в футах)	64
количество ярусов	8
допустимое расчетное напряжение, S_d (в футах на кв.дюйм)	–
допустимое напряжение при испытаниях, S_t(в футах на кв.дюйм)	30000
высота нижнего яруса h₁ (в дюймах)	96

К.2 Расчет

К.2.1 Первый ярус (t₁) Для условий проведения испытаниях t₁ равно t_1t, но не превосходит t_pt

t_pt = 2,6D (H-1) / S₁ = 2,6(280)(64-1) / 30000 = 1,529. t_1t = [1,06 – (0,463D)/H √H/S₁][2,6(HD)/S₁ = [1,06-0,463(280)/64√64/30000][2,6(64)(280)/30000] = [1,06-(2,026)(0,0462)][1,553] = [1,06-0,0936][1,553] = [0,9664][1,553] = 1,501 дюйм t₁

К.2.2 Второй ярус (t₂)

h₁ / (rt₁)^0,5 = 96/[(1680)(1,501)^0,5 = 96/50,216 = 1,912. Если h₁ / (rt₁)^0,5 < 1,375, t₂= t₁; если h₁ / (rt₁)^0,5 > 2,625, t_2⁼t_2a. Если 1,375 < h₁ / (rt₁)^0,5 < 2,625

t₁= t_2a + (t₁ – t_2a)[2,1 – h₁ / 1,25 (rt₁)^0,5] = 1,263 + (0,238)[2,1 – 96 / 1,25[(1680)(1,501)^0,5] = 1,263 + (0,238)[2,1-1,529] = 1,263 + (0,238)[0,571] = 1,263 + 0,136 = 1,399 дюйма

К.2.3 Верхние ярусы

К.2.3.1 Ярус 2. Примечание: Н = 56 футов, h_v = 12H = 672 дюйма

К.2.3.1.1 Первый проход

t_a = 2,6D(H-1) / S_t = 2,6(280)(55)/30000=1,335 дюймов = t_u. t_L = 1,501 дюйм. K = t_L/ t_u = 1,501/1,335 = 1,124. K^0,5 = 1,060. C = K^0,5 (K-1)/1+K^1,5 = (1,06)(0,124)/1+1,191 = 0,060. (rt_u)^0,5 = [(1680)(1,335)]^0,5 = 47,358

x₁ = 0,61(rt_u)^0,5 + 3,84CH = 0,61 (47,358) + 3,84(0,060)(56) = 28,89+12,90=41,79. x₂ = 12CH = 12(0,060)(56) = 40,32. x₃ = 1,22 (rt_u)^0,5 = 1,22(47,358)=57,78. x=min(x₁, x₂, x₃) = 40,32. x/12 = 3,36

t_a = 2,6D(H-x/12)/S_t = 2,6(280)(56-3,36)/30000=1,277 дюйма. При этом значении t_tx начинается второй проход.

К.2.3.1.2 Второй проход

t_u= t_a от первого прохода в дюймах = 1, 277 дюйма. t_L = 1,501 дюйма. К = t_L/ t_u = 1,501/1,277 = 1,175. K^0,5 = 1,084. C = K^0,5 (K-1) / 1+K^1,5 = (1,084)(0,175)/1+1,274=0,0834. (rt_u)^0,5 = [(1680)(1,277)]^0,5 = 45,40

x₁ = 0,61(rt_u)^0,5 + 3,84CH=0,61(45,40)+ 3,84(0,0834)(56)=27,69+17,93=45,62. x₂ = 12CH = 12(0,0834)(56)=56,04. x₃ = 1,22(rt_u)^0,5 = 1,22(46,32)=56,51. x=min(x₁, x₂, x₃)=45,62. x/12=3,80

t_a = 2,6D(H-x/12)/S_t = 2,6(280)(56-3,80)/30000=1,267 дюйма. При этом значении t начинается третий проход.

К.2.3.1.3 Третий проход

t_lt = t_a от второго прохода = 1,267 дюйма. t_L = 1,501 дюйма. K = t_L/t_u = 1,501/1,267 = 1,185. K^0,5 = 1,089. C=K^0,5(K-1)/1+K^1,5=(1,089)(0,185)/1+1,290=0,088. (rt_u)^0,5 = [(1680)(1,266)]^0,5=46,12

x₁ = 0,61(rt_u)^0,5 + 3,84CH=0,61(46,12)+3,84(0,088)(56)=28,13+18,92=47,05. x₂= 12CH=59,14. x₃ = 1,22(rt_u)^0,5=1,22(46,12)=56,27. x=min(x₁, x₂, x₃) = 47,05. x/12=3,92

t_lt = 2,6D(H-x/12)/S_t = 2,6(280)(56-3,92)/30000=1,293 дюйма t_2a. (Это значение используется для вычисления t₂)

К.2.3.2 Ярус 3. Примечание: Р = 48 футов, h = 12H = 576 дюймов

К.2.3.2.1 Первый проход

t_a = 2,6D(H-1)/S_t=2,6(280)(47)/30000=1,141 дюйм = t_u. t_L = 1,399 дюймов. K=t_L/t_u=1,399/1,141=1,226. K^0,5=1,107. C=K^0,5(K-1)/1+K^1,5=(1,107)(0,266)/1+1,357=0,106. (rt_u)^0,5 = [(1680)(1,141)]^0,5=43,78

x₁=0,61(rt_u)^0,5+3,84CH=0,61(43,78)+3,84(0,106)(48)=26,71+19,54=46,25. x₂=12CH=12(0,106)(48)=61,06. x₃=1,22(rt_u)^0,5=1,22(43,78)=53,41. x=min(x₁, x₂, x₃) = 46,25. x/12 = 3,85

t_1x = 2,6D(H-x/12) / S_t = 2,6(280)(48-3,85)/30000 = 1,071 дюйма. При этом значении t_a начинается второй проход

К.2.3.2.2 Второй проход

t_u = t_1x для первого прохода = 1,071 дюйма. t_L=1,399 дюйма. K=t_L / t_u = 1,399/1,071=1,306. K^0,5=1,143. C = K^0,5(K-1)/1+K^1,5=(1,143)(0,306)/1+1,493=0,140. (rt_u)^0,5 = [(1680)(1,071)]^0,5=42,42

x₁=0,61(rt_u)^0,5+3,84CH=0,61(42,42)+3,84(0,140)(48)=25,88+25,80=51,68. x₂=12CH=12(0,140)(48)=80,64. x₃=1,22(rt_u)^0,5=1,22(42,42)=51,75. x=min(x₁, x₂, x₃)=51,68. x/12=4,31

t_1x=2,6D(H-x/12) / S_t=2,6(280)(48-4,31)/30000=1,060 дюймов. При этом значении t_a начинается третий проход

К.2.3.2.3 Третий проход

t_u = t_1x от второго прохода в дюймах = 1,060 дюймов. t_L = 1,399 дюймов. K=t_L/t_u = 1,399/1,060=1,320. K^0,5 = 1,149. C=K^0,5(K-1)/1+K^1,5=(1,149)(0,320)/1+1,517=0,146. (rt_u)^0,5=[(1680)(1,06)]^0,5=42,20

x₁=0,61(rt_u)^0,5+3,84CH=0,61(42,20)+3,84(0,146)(48)=25,74+26,91=52,65. x₂=12CH=84,10. x₃=1,22(rt_u)^0,5=1,22(42,20)=51,48. x=min(x₁, x₂, x₃) = 51,48. x/12=4,29

t_x = 2,6D(H-x/12) / S_t=2,6(280)(48-4,29)/30000=1,061 дюйма для третьего прохода

(Пример расчета толщины листа обечайки для резервуаров различных размеров при различных допустимых напряжениях приведен в таблицах с К-1 по К-3)

Таблица К-1. Расчет толщины листа обечайки методом “Переменная-расчет-точка” (см.раздел 3.6.4). Для проведения испытаний принимаются ярусы размерами 96 дюймов и допустимое напряжение, равное 23000 фунтов на кв.дюйм

Высота резервуара (в футах)	Диаметр резервуара (в футах)	Вес корпуса (в т.)	Толщина листа обечайки (в дюймах) для различных ярусов								Номинальный объем резервуара (в бар)
			1	2	3	4	5	6	7	8
40	200	272	0,871	0,659	0,487	0,317	0,313	–	–	–	224
	220	333	0,949	0,720	0,533	0,375	0,375	–	–	–	271
	240	389	1,025	0,807	0,574	0,375	0,375	–	–	–	322,500
	260	453	1,099	0,907	0,613	0,398	0,375	–	–	–	378,500
	280	522	1,171	1,004	0,653	0,427	0,375	–	–	–	439
	300	594	1,241	1,098	0,692	0,454	0,375	–	–	–	504
	320	671	1,310	1,189	0,730	0,482	0,375	–	–	–	573,400
	340	751	1,377	1,277	0,761	0,509	0,375	–	–	–	647,300
	360	735	1,433	1,362	0,804	0,536	0,375	–	–	–	725,700
	380	923	1,506	1,448	0,840	0,562	0,375	–	–	–	808,600
48	180	312	0,956	0,755	0,600	0,443	0,313	0,313	–	–	217,700
	200	376	1,055	0,832	0,664	0,487	0,317	0,313	–	–	268,800
	220	463	1,150	0,943	0,721	0,533	0,375	0,375	–	–	325,200
	240	543	1,243	1,063	0,776	0,579	0,375	0,375	–	–	387,000
	260	633	1,334	1,181	0,833	0,625	0,397	0,375	–	–	456,200
	280	719	1,423	1,295	0,889	0,669	0,424	0,375	–	–	526,800
	298	821	1,502	1,394	0,938	0,710	0,448	0,375	–	–	596,700
56	160	333	0,995	0,817	0,678	0,537	0,398	0,313	0,313	–	200,700
	180	412	1,119	0,912	0,760	0,599	0,443	0,313	0,313	–	254
	200	502	1,239	1,033	0,836	0,663	0,487	0,317	,313	–	313,600
	220	615	1,331	1,175	0,908	0,727	0,532	0,375	0,375	–	0379,400
	240	723	1,462	1,313	0,982	0,790	0,577	0,375	0,375	–	451,500
	247	764	1,500	1,363	1,077	0,812	0,592	0,379	0,375	–	478,300
64	160	423	1,139	0,957	0,820	0,677	0,537	0,398	0,313	0,313	229,300
	180	527	1,282	1,078	0,918	0,758	0,599	0,443	0,313	0,313	0290,300
	200	646	1,423	1,242	1,007	0,841	0,662	0,487	0,317	0,313	0358,400
	212	735	1,502	1,338	1,061	0,890	0,700	0,514	0,375	0,375	0402,600

Таблица К-2. Расчет толщины листа обечайки методом “Переменная-расчет-точка” (см.раздел 3.6.4). Для условий при испытаниях принимаются ярусы размерами 96 дюймов и допустимое напряжение, равное 30000 фунтов на кв.дюйм

Высота резервуара (в футах)	Диаметр резервуара (в футах)	Вес обечайки (в т.)	Толщина листа обечайки (в дюймах) для различных ярусов								Номинальный объем резервуара (в барр.)
			1	2	3	4	5	6	7	8
40	240	320	0,798	0,603	0,447	0,375	0,375	–	–	–	322,500
	260	365	0,856	0,651	0,482	0,375	0,375	–	–	–	378,500
	280	417	0,914	0,729	0,511	0,375	0,375	–	–	–	439
	300	472	0,971	0,806	0,541	0,375	0,375	–	–	–	504
	320	630	1,026	0,880	0,572	0,375	0,375	–	–	–	573,400
	340	594	1,080	0,952	0,602	0,395	0,375	–	–	–	647,300
	360	661	1,133	1,022	0,632	0,416	0,375	–	–	–	725,700
	380	731	1,185	1,090	0,660	0,437	0,375	–	–	–	800,600
	400	803	1,235	1,156	0,689	0,458	0,375	–	–	–	896,000
48	220	374	0,892	0,704	0,561	0,412	0,375	0,375	–	–	325,200
	240	436	0,966	0,773	0,608	0,446	0,375	0,375	–	–	387
	260	505	1,038	0,856	0,650	0,482	0,375	0,375	–	–	454,200
	280	579	1,109	0,958	0,692	0,517	0,375	0,375	–	–	526,800
	300	656	1,178	1,047	0,736	0,552	0,375	0,375	–	–	604,800
	320	739	1,247	1,133	0,778	0,587	0,375	0,375	–	–	688,100
	340	827	1,314	1,220	0,820	0,621	0,392	0,375	–	–	76,800
	360	921	1,379	1,302	0,862	0,655	0,412	0,375	–	–	870,900
	380	1019	1,444	1,383	0,902	0,688	0,433	0,375	–	–	970,300
	400	1121	1,507	1,462	0,962	0,721	0,452	0,375	–	–	1,075,200
56	200	400	0,953	0,778	0,648	0,511	0,378	0,313	0,313	–	313,600
	220	490	1,048	0,858	0,709	0,560	0,412	0,375	0,375	–	379,400
	240	575	1,135	0,968	0,764	0,609	0,446	0,375	0,375	–	451,500
	260	668	1,220	1,075	0,819	0,658	0,481	0,375	0,375	–	529,900
	280	766	1,305	1,180	0,876	0,706	0,515	0,375	0,375	–	614,600
	300	871	1,387	1,283	0,932	0,754	0,549	0,375	0,375	–	705,600
	320	981	1,469	1,383	0,987	0,801	0,583	0,375	0,375	–	802,800
	340	1100	1,549	1,481	1,041	0,849	0,616	0,393	0,375	–	906,300
	360	1225	1,627	1,577	1,094	0,895	0,669	0,413	0,375	–	1,016,000
	380	1358	1,705	1,671	1,148	0,951	0,679	0,434	0,375	–	1,132,000
	392	1440	1,750	1,726	1,180	0,986	0,698	0,446	0,375	–	1,204,700
64	200	508	1,092	0,913	0,784	0,647	0,551	0,378	0,313	0,313	358,400
	220	623	1,201	1,034	0,853	0,710	0,560	0,412	0,375	0,375	433,600
	240	734	1,304	1,159	0,922	0,772	0,608	0,447	0,375	0,375	516,000
	0260	853	1,403	1,280	0,992	0,834	0,655	0,481	0,375	0,375	605,600
	280	981	1,501	1,399	1,061	0,896	0,703	0,516	0,375	0,375	702,400
	300	1116	1,597	1,515	1,129	0,957	0,749	0,550	0,375	0,375	806,400
	320	1259	1,692	1,629	1,196	1,017	0,796	0,584	0,375	0,375	917,500
	332	1350	1,748	1,696	1,236	1,059	0,822	0,604	0,386	0,375	987,600

Таблица К-3. Расчет толщины листа обечайки методом “Переменная расчет-точка” (см.раздел 3.6.4). Для проведения испытаний принимаются ярусы размерами 96 дюймов и допустимое напряжение, равное 34300 фунтов на кв.дюйм

Высота резервуара (в футах)	Диаметр резервуара (в футах)	Вес обечайки (в т.)	Толщина листа обечайки (в дюймах) для различных ярусов								Номинальный объем резервуаров (в барр.)
			1	2	3	4	5	6	7	8
48	220	341	0,784	0,619	0,492	0,375	0,375	0,375	–	–	325,200
	240	394	0,850	0,670	0,534	0,393	0,375	0,375	–	–	387,000
	260	453	0,914	0,736	0,574	0,423	0,375	0,375	–	–	454,200
	280	519	0,977	0,818	0,611	0,454	0,375	0,375	–	–	526,000
	300	588	1,039	0,898	0,649	0,485	0,375	0,375	–	–	604,800
	320	662	1,100	0,977	0,687	0,515	0,375	0,375	–	–	688,100
	340	738	1,160	1,053	0,724	0,545	0,375	0,375	–	–	776,800
	360	819	1,218	1,127	0,761	0,575	0,375	0,375	–	–	870,900
	380	904	1,276	1,200	0,797	0,606	0,381	0,375	–	–	970,300
	400	994	1,333	1,271	0,832	0,634	0,399	0,375	–	–	1,075,200
56	200	358	0,834	0,684	0,568	0,449	0,333	0,313	0,313	–	313,600
	220	441	0,917	0,747	0,623	0,491	0,375	0,375	0,375	–	379,400
	240	514	0,998	0,825	0,674	0,534	0,393	0,375	0,375	–	451,500
	260	596	1,074	0,921	0,723	0,577	0,422	0,375	0,375	–	529,900
	280	684	1,149	1,015	0,771	0,620	0,453	0,375	0,375	–	614,600
	300	777	1,222	1,107	0,821	0,622	0,483	0,375	0,375	–	705,600
	320	875	1,295	1,197	0,869	0,703	0,512	0,375	0,375	–	802,802
	340	978	1,366	1,284	0,911	0,745	0,542	0,375	0,375	–	906,300
	360	1086	1,436	1,370	0,965	0,785	0,571	0,375	0,375	–	1,016,000
	380	1200	1,505	1,454	1,012	0,827	0,600	0,382	0,375	–	1,132,000
	400	1322	1,573	1,536	1,058	0,873	0,627	0,400	0,375	–	1,254,400
64	200	453	0,955	0,801	0,687	0,567	0,449	0,333	0,313	0,313	358,400
	220	556	1,051	0,884	0,752	0,622	0,491	0,375	0,375	0,375	433,600
	240	653	1,146	0,994	0,812	0,677	0,533	0,393	0,375	0,375	516,000
	260	759	1,235	1,102	0,872	0,731	0,575	0,423	0,375	0,375	605,600
	280	872	1,321	1,208	0,933	0,786	0,617	0,453	0,375	0,375	702,400
	300	992	1,406	1,311	0,994	0,839	0,658	0,483	0,375	0,375	806,400
	320	1119	1,490	1.413	1,053	0,893	0,699	0,513	0,375	0,375	917,500
	340	1252	1,573	1,512	1,112	0,946	0,740	0,543	0,375	0,375	1,035,700
	360	1394	1,655	1,610	1,170	1,007	0,779	0,572	0,375	0,375	1,161,200
	380	1543	1,735	1,705	1,228	1,071	0,817	0,601	0,382	0,375	1,293,800
	384	1574	1,751	1,724	1,240	1,083	0,824	0,607	0,385	0,375	1,321,200

Приложение К