立式储罐不均匀沉降在线监测及安全评价方法研究

论文摘要

国内外大量的储罐事故分析表明,不均匀沉降是造成储罐事故的主要原因。储罐的不均匀沉降会影响储罐的正常运行。罐壁产生不同程度的形变也是不均匀沉降导致的,这些罐壁的不同程度形变会随着时间的推移逐渐增大,致使油罐产生泄漏问题,其结果是储罐不能正常完成其预定功能,即储罐报废;其次,储罐罐周基础的大规模沉降可能导致固定顶的罐壁撕裂,直接导致原油泄漏,这会对储罐安全产生重大隐患。本文构建了基于可靠度的储罐不均匀沉降安全评价,在对储罐不匀均沉降进行评价时,现有的可靠度功能函数是基于储罐底板的中心沉降结构荷载效应S和结构抗力R这两个影响结构可靠性的因素建立的,并不适用于储罐基础的不均匀沉降。本文利用标准SYT 6620中规定的储罐不均匀沉降允许限值Smax,结合能监测到的储罐的沉降值S0,建立了基于储罐相邻监测点不均匀沉降差值的功能函数模型,该模型可计算储罐不均匀沉降的可靠度。在应用该功能函数求解可靠度的过程中,本文应用改进的一次二阶矩法,正交变换的一次二阶矩方法、二次二阶矩Breitung方法、二次二阶矩拉普拉斯方法进行了求解,并将结果与基于蒙特卡罗法进行验证比较,结果表明:四种方发均适用于求解储罐不均匀沉降的功能函数,其中改进的一次二阶矩法计算的可靠度及失效概率的图像趋势均与直接-重要抽样的蒙特卡罗法相同,计算结果更准确合理。本文搭建了模拟储罐不均匀沉降实验系统,模拟储罐不均匀沉降。进行了光纤光栅检测仪不同液位下储罐的沉降程度的监测,并且与传统的沉降检测方法进行了对比,验证了光纤光栅检测仪监测储罐罐周不均匀沉降的可行性和准确性。同时应用可靠度理论计算出了储罐在不同沉降程度下的失效概率。分析了实验中储罐不均匀沉降随着沉降值增加的失效概率变化趋势和实际工况中储罐的失效概率变化趋势是否相同。本文构建了符合储罐沉降规律的指数曲线预测模型。用指数曲线法对储罐罐底某一点不均匀沉降进行预测分析,预测储罐罐底的沉降量。并将沉降的预测值与实测值进行对比分析,验证指数曲线法预测储罐罐底沉降的可行性。

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摘要

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第一章绪论

1.1 研究目的及意义

1.1.1 概述

1.1.3 固定顶储罐

1.1.4 浮顶型储罐

1.1.6 均匀沉降

1.1.7 油罐的刚性体倾斜沉降（平面倾斜）

1.1.8 不均匀沉降

1.2 国内外研究现状

1.2.1 储罐不均匀沉降研究现状

1.2.2 可靠度研究现状

1.2.3 指数预测法研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本论文的创新点

第二章基于可靠度的储罐沉降模型和应用研究

2.1 可靠度理论内容

2.1.1 结构分析的不确定性

2.1.2 结构功能函数

2.1.3 工程结构可靠度分析方法

2.2 储罐沉降可靠度模型的建立

2.2.1 储罐非平面沉降实测值

2.2.2 储罐非平面沉降功能函数的建立

2.2.3 可靠度计算参数

2.3 计算结构可靠度及失效概率

2.3.1 改进的一次二阶矩法计算结构可靠度

2.3.2 正交变换的一次二阶矩法计算结构可靠度

2.3.3 二次二阶矩法

2.3.4 蒙特卡罗法

2.4 可靠度计算结果分析

2.5 本章小结

第三章储罐罐周不均匀沉降光纤光栅监测实验研究

3.1 储罐不均匀沉降实验研究

3.2 光纤光栅检测装置及原理

3.3 实验方案设计

3.4 实验过程

3.5 实验结果分析

3.6 本章小结

第四章基于指数曲线法的储罐地基沉降预测研究

4.1 指数曲线预测法方法机理

4.2 沉降预测模型

4.2.1 指数曲线法沉降预测模型

4.2.2 实测沉降数据下预测模型

4.3 基于优化的指数曲线沉降预测

4.4 本章小结

结论

参考文献

作者简介、发表文章及研究成果目录

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈靖

导师: 赵俊茹,刘延雷

关键词: 储罐沉降,不均匀沉降,结构可靠度计算,沉降测量,指数曲线预测法

来源: 东北石油大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,石油天然气工业,建筑科学与工程

单位: 东北石油大学

分类号: TE972;TU433

DOI: 10.26995/d.cnki.gdqsc.2019.000328

总页数: 58

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