محاسبه ضخامت بدنه مخازن ذخیره

برای محاسبه ضخامت بدنه چند روش در استاندارد آمده است که در ادامه آنها را به صورت مختصر شرح می‌دهیم.

روش یک پا

بنابر بند 3-6-3 استاندارد این روش برای طراحی بهینه در استاندارد آمده است که ضخامت هر کورس ورق را 30 میلیمتر بالاتر از لبه پایین ورق حساب می‌کند. در سیستم اینچی:

t=pD(H-1)/2Sall

فرمول نهایی موجود در بند:

t=2.6D(H-1)^G/Sall+C.A

T,C,A: بر حسب اینچ
D,H: بر حسب فوت
Sall: بر حسب پوند در هر اینچ مربع

t=4.9D(H-0.3)^G/Sall+C.A

D,H: بر حسب متر
Sall: بر حسب مگاپاسکال
T,C,A: بر حسب میلیمتر

محاسبه ضخامت کورس اولی:

D=9.5mm S_d(A-283.GrC)=20000psi=137.9Mpa G_water=1

H=9.5mm C.A=1.6mm S_t(a-283GrC)=22500 psi=155Mpa

t_design=4.9(9.5)(9.5-0.3)+1.6=4.7mm

فرمول محاسبه ضخامت در هیدروتست:

t_test=4.9D(H-0.3)^G/St

برای هر کورس یک ضخامت طراحی و یک ضخامت تست حساب کرده و ضخامت ماکزیمم را مدنظر قرار می‌دهیم.

روش پیوست A

این روش یک روش اختیاری بوده و کاربرد آن در مخازن کوچک است. در این ضخامت طبق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

در سیستم اینچی:

t=2.6D(H-1)^G/145E+C.A

این روش زمانی کاربرد دارد که اینچ 0.5 ≥t باشد. در مخازن ذخیره E=0.85 است.

در استاندارد انستیتوی آمریکا شماره 650 برای هر فولاد یک ماکزیمم ضخامت در نظر گرفته می‌شود و در صورت افزایش بیش از حد مجاز ضخامت، باید ماده را عوض کرده (فولاد با استحکام بالاتر انتخاب کنیم) تا ضخامت کاهش یابد.

روش پیوست S

این روش برای مخازنی که در مقابل خوردگی مقاوم می‌باشند کاربرد دارد. ضخامت در این روش در سیستم اینچی طبق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

t=2.6D(H-1)^G/SdE

تفاوت این روش با روش یک پا این است که ضریب E در آن دخالت ندارد.

روش نقطه متغیر

این روش در طراحی مخازن بزرگ ( D>60ft یا D>200ft) کاربرد دارد. این روش یک روش سعی و خطاست تا جواب به یک عدد همگرا شود. ضخامت به دست آمده در این روش از روش یک پا کمتر است. در استاندارد انستیتوی نفت آمریکا شماره 650 به طراح اجازه داده نمی‌شود که ضخامت ورق بالایی بیشتر از ورق پایینی شود.

محاسبه ضخامت ورقه‌های حلقوی

t_{First Shell Course}=6 mm

t_{First Shell Course}=6 mm<19 mm

6 میلیمتر = مینیمم ضخامت آنولارپلیت‌ها (بدون خوردگی)

6/7 میلیمتر = مینیمم فاصله بین اولین جوش روش هم ورقه‌های کف با سیلندر که این فاصله طبق استاندارد باید برابر 600 میلیمتر باشد.

t_HydroTest=2.6D(H-1)/S_t

با مرتب کردن روابط فوق بر حسب کد خواهیم داشت:

S=2.6(h-1)/t_{First Shell Course}

آنچه مهم است این استکه طبق استاندارد شماره 650 انستیتوی نفت آمریکا ابتدا باید بدنه، سپس ورقه‌های حلقوی کف طراحی شود.برای محاسبه ضخامت باید از جداول زیر استفاده شود. این جدول بر اساس ضخامت کورس اول بدنه و کد بدست آمده تنظیم شده است و با استفاده از این دو، ضخامت مورد نظر را بدست می‌آوریم.

a: ضخامت صفحه به ضخامت ورق پوسته خورده برای طراحی محصول و ضخامت اسمی برای طراحی آزمایش هیدرواستاتیک اشاره دارد.

b: تنش مورد استفاده حداکثر تنش در دوره اول پوسته است (بیشترین تنش آزمایش محصول یا هیدرواستاتیک). تنش را می توان با استفاده از ضخامت مورد نیاز تقسیم بر ضخامت “a” و سپس ضرب در تنش مجاز تعیین کرد:

استرس محصول = ((t_d-CA/corroded t)) (S_d)

استرس تست هیدرواستاتیک = (t_t/nominal t) (S_t)