Оценка безопасности двустенного резервуара для сырой нефти на основе стандарта API 650

Двустенный резервуар для сырой нефти, соответствующий стандарту API 650, имеет композитную конструкцию «внутренний резервуар + внешний резервуар». Внутренний резервуар изготовлен из низколегированной стали Q345R (предел текучести ≥345 МПа), внешний резервуар имеет углеродистую стальную футеровку с антикоррозийным покрытием. Толщина стенок распределена градиентно с переменным сечением (от 30 мм внизу до 8 мм вверху). Между двумя стенками предусмотрен кольцевой канал обнаружения шириной 0,5 м, оснащенный оптоволоконными датчиками деформации для мониторинга деформации конструкции в режиме реального времени. Сейсмостойкость соответствует требованиям 8 баллов по шкале сейсмической интенсивности. Используются упругие соединительные узлы, допускающие угловое смещение ±15°. Плавающая крыша имеет двухдисковую конструкцию из алюминиевого сплава, оснащена тройной системой уплотнения, коэффициент потерь от испарения контролируется на уровне ниже 0,1%.

Основное внимание при оценке безопасности уделяется проверке трех основных показателей: 1) Проверка нагрузки на патрубок: влияние силы тяги и толкания трубопровода на напряжение в отверстии стенки резервуара рассчитывается в соответствии с приложением P API 650, чтобы гарантировать, что локальное напряжение не превышает 85% допустимого значения; 2) Устойчивость к ветровой нагрузке: с помощью анализа методом конечных элементов проверяется, что при расстоянии между ветровыми кольцами ≤3 м критический момент потери устойчивости при изгибе Mw≤0,6Mcr; 3) Эффективность мониторинга утечек: чувствительность датчиков в кольцевом канале обнаружения должна достигать точности обнаружения трещин 0,1 мм, время отклика ≤30 секунд. Система катодной защиты внешнего резервуара использует магниевые аноды (плотность защитного тока 10 мА/м²) в сочетании с трехслойной гидроизоляционной мембраной из ПЭВП (коэффициент проницаемости <1×10^-12 см/с) для обеспечения двойной защиты от утечек.

Эта конструкция реализует управление полным жизненным циклом через платформу цифровой эксплуатации и обслуживания, интегрируя мониторинг напряжений, прогнозирование скорости коррозии и функции аварийного отключения, а точность предупреждения о неисправностях достигает 92%. На этапе строительства используется технология модульного изготовления, коэффициент дефектности сварных швов после фазированного контроля составляет менее 0,8%, что на 15% снижает расход стали по сравнению с традиционными однослойными резервуарами. Эксплуатационные расходы снижены на 20%, а общие показатели безопасности соответствуют требованиям двойного стандарта API 650 и GB 50341.