Metalltank für Wasserreservoir in Brasilien: eine Studie zur teilweisen Anwendung von API 650

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ORIGINALER ARTIKEL

RASI, José Roberto [1], CAUNETTO, Donizete [2], BROETTO, Jonathan Figueiredo [3]

RASI, José Roberto. CAUNETTO, Donizete. BROETTO, Jonathan Figueiredo. Metalltank für Wasserreservoir in Brasilien: eine Studie zur teilweisen Anwendung von API 650. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Jahrgang 05, Ed. 05, Vol. 01, S. 33-62. Mai 2020. ISSN: 2448-0959, Zugangslink: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/bauingenieurwesen/metalltank

ZUSAMMENFASSUNG

Angesichts der steigenden Nachfrage nach Wasserreserven und des Fehlens technischer Standards für Metallreservoirs in Brasilien haben mehrere Reservoirhersteller die API 650 teilweise für die Dimensionierung und Überprüfung dieser Reservoirs verwendet. In dieser Arbeit wurden Studien durchgeführt, um die partielle und integrale Anwendung von API 650, Methode 1 Fuß, durch die Dimensionierung von 7 Metalltanks mit dem gleichen Volumen wie eine Funktion unterschiedlicher Höhen/Durchmesser (H/D) Verhältnisse zu überprüfen. Es analysiert die Umfangsspannungen in beid

en Fällen und die Größe, die in API 650 vorgesehen sind, und bestimmt die wirtschaftlichsten Höhen-Durchmesser-Verhältnisse für die Wasserspeicherung.

Schlüsselwörter: Metalltank, API 650 Standard, Dimensionierung, Optimierung.

1. EINFÜHRUNG

Zylindrische Tanks sind Strukturen, die häufig für die Lagerung von Wasser, Industrieabfällen, petrochemischen Abfällen, Ölen, Getreide usw. verwendet werden (HECKE, 2010).

Laut Barros (2010) handelt es sich um schwere Kesselgeräte, die einem luftigen Druck ausgesetzt sind, in der Regel im Bereich von 0 bis 0,5 psi und hauptsächlich für die Lagerung von Öl und seinen Derivaten bestimmt sind.

Roncetti (2011) stellt fest, dass die Nachfrage nach der Lagerung von flüssigen Schüttgütern in verschiedenen wirtschaftlichen Tätigkeiten zugenommen hat und dass auch die Nachfrage nach Zwischenaktivitäten wie Abwasserentsorgung, Abfallbehandlung, Kältetechnik und anderen Herstellungsprozessen gestiegen ist, wo es notwendig ist, flüssige Graneis zu lagern. Abbildung 1 zeigt die verschiedenen Arten von Lagertanks, die häufig von Industrien verwendet werden (KUAN, 2009).

Abbildung 1: Lagertanktypen.

Quelle: Kuan, 2009.

Die Konstruktion und Konstruktion von atmosphärischen zylindrischen Tanks erfordert eine Reihe von besonderen Sorgfalt und erfordert die Kenntnis der technischen und materiellen Standards für jede Art von Anwendung geeignet, weil Ausfälle in diesen Geräten große finanzielle Verluste oder sogar Verlust von Menschenleben verursachen können (NUNES, 2013).

In Brasilien gibt es einen Standard für den Bau dieser Geräte. Der NBR 7821 Standard – Geschweißte Tanks für die Lagerung von Erdöl und Derivaten – herausgegeben von der Brasilianischen Vereinigung technischer Normen (ABNT). Der am weitesten verbreitete Standard in der Industrie im Allgemeinen ist jedoch der American Regulatory Standard API 650 – Welded Steel Tanks for Oil Storage – des American Petroleum Institute (API), beide für die Reserve von Öl und Derivaten bestimmt (SATO, 2015).

Laut Barros (2010) deckt API 650 Spezifikationen für Material, Konstruktion, Herstellung, Montage und Prüfung von vertikalen, zylindrischen, nicht begrabenen Lagertanks ab, mit der oberen geschlossenen oder offenen, geschweißten Konstruktion, mit verschiedenen Abmessungen und Kapazitäten, für nicht gekühlten Service, mit einer maximalen Konstruktionstemperatur von 260 oC und etwa atmosphärischem Innendruck (nicht mehr als 2,5 psig).

Nach Azzumi und Guzey (2015) sind die drei Methoden zur Bestimmung der Reservoirdicke von zylindrischen Stahllagertanks, die nach API 650 ausgelegt sind, wie:

Die Ein-Fuß-Methode (1FM), die Variable-Design-Point-Methode (VDM) und die lineare Analyse. Wir verglichen die Schalenkonstruktionen auf Basis dieser drei Methoden für unterschiedliche Tankeigenschaften: Durchmesser, Höhe und Spannung erlaubt.

Die Ein-Fuß-Methode (1FM), die auf der “Membrantheorie” basiert. Die erforderliche Dicke der Schalenplatte für jeden Schälhub wird anhand der Umfangsspannung an einem Punkt von 0,3 m (1 Fuß) über der horizontalen Naht der unteren Schweißnaht der Auflaufferrule aufgrund des hydrostatischen Drucks der gelagerten Flüssigkeit berechnet. Der 1FM wird erfolgreich für die meisten Tanks eingesetzt. 1FM-basierte Projekte können jedoch konservativ und kostenfrei für Tanks mit größerem Durchmesser werden. Api 650 begrenzt daher die Anwendbarkeit dieser Methode auf Tanks mit einem Durchmesser von bis zu 61 m..

Die zweite Methode zur Berechnung der erforderlichen Dicke der Schalenplatte ist die Variable Design Point (VDM) Methode, die ebenfalls auf der “Membrantheorie” basiert. Der VDM wurde 1968 von Zick und McGrath vorgeschlagen und später von API 650 als raffinierte Methode zur Berechnung der erforderlichen Dicke der Rumpfplatte, insbesondere für Tanks mit einem Durchmesser von mehr als 61 m, übernommen. Der VDM berücksichtigt die Von den Tankbodenplatten für den ersten Durchgang der Ferrule vorgesehene Beschränkung und die Beschränkung, die jede untere Ferrule für den oberen Ferrulepfad vornimmt. Der VDM verwendet einen variablen Abstand anstelle eines festen Abstands von 0,3 m (1 Fuß), wie in 1FM verwendet, über der Umfangsnaht (Naht) für jeden Lauf, um die maximale Umfangsspannung aufgrund des hydrostatischen Drucks zu berechnen.

Die dritte Methode, die in API 650 bereitgestellt wird, ist die Berechnung der Schalendicke mittels linearer Analyse. Bei diesem Ansatz sollten die Randbedingungen für die Analyse ein plastisches Moment im Zusammenhang mit der Plattenausbeute unter der Schale und der radialen Bewegung sein, die vollständig auf den Boden der Schale beschränkt ist. API 650 beschreibt keine spezifische lineare Analysemethode. In dieser Studie entwickelten wir eine neue Methode mit feiner Rindentheorie, um eine lineare Analyse der Dicke der Kalkrinde durchzuführen. Bei dieser Methode verwenden wir exakte Steifigkeit – Flexibilitätsbeziehungen und exakte Funktionen der Form, die aus der sogenannten “Short Shell”-Lösung der Gleichungen stammen, die aus der feinelastischen Schalentheorie steuern.

Es gab wenig literarische Informationen für die Berechnung eines metallischen Reservoirs für Wasserreserven und das Fehlen spezifischer technischer Standards für geschweißte Tanks für die Wasserspeicherung in Brasilien.

Aufgrund des Fehlens einer spezifischen technischen Norm wurde es als Berechnungsparameter für Metallreservoirs für die Wasserreserve verwendet, API 650 in seiner Gesamtheit oder nur teilweise, insbesondere im Hinblick auf die Bestimmung der Dicken der Wasserküsten und zulässige Spannungen, da die Sicherheitskriterien für Brände und Explosionen des gelagerten Materials nicht für Wasser gelten würden.

2. MATERIAL UND METHODE

Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, die Konstruktion von offenen Metalltanks, obdachlos, mit dem gleichen Volumen und verschiedenen H/ D, nach API 650, nach der Ein-Fuß-Methode (1FM), in zwei Stufen zu überprüfen, wobei die erste nur die Dicken berücksichtigt, die durch die in Punkt 5.6.3.2 dieser Norm beschriebene Gleichung berechnet werden;Wo:

td = Konstruktionsdicke, in mm;

D = Nenndurchmesser des Tanks, in m;

H = flüssiger Konstruktionsgrad, in m;

G = spezifisches Flüssigkeitsgewicht bei Wasser: 1;

AC = Korrosionsüberdicke, angegeben vom Käufer, in mm;

Sd = zulässige Spannung (Tabelle 5-2 API 650), in Mpa.

Und in der zweiten Stufe werden zusätzlich zu der in Gleichung 1 berechneten Dickenprüfung auch die Mindestdicken übernommen, wie in Position 5.6.1.1 beschrieben und in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1 – Minimale Strangstärken

Quelle:API 650 (2007)

Als ergänzendes Ziel, den H/D-Verhältnisbereich zu bestimmen, der am wirtschaftlichsten ist, mit dem niedrigsten Gewicht der Konstruktion des geschweißten Tanks.

Das Kriterium für die Bestimmung des Verhältnisses zwischen Höhe (H) und Durchmesser (D) der Modelle ist das in Tabelle 1 dargestellte Reservoirvolumen mit 660,00 m3 und einem maximalen Durchmesser von weniger als 15,00 m gemäß Punkt 5.6.1.1 – API 650, dargestellt in Tabelle 1. Als Ergebnis, für das konstante Volumen (V0) und berücksichtigt die Verhältnisse Höhe / Durchmesser (H / D) zwischen 0,25 und 4,0.

Definiert: H = Zylinderhöhe; D = Durchmesser und V= Volumen =

Die Abmessungen der Durchmesser, Höhen und Proportionen zwischen ihnen sind in Tabelle 2 und Abbildung 2 beschrieben.

Tabelle 2 – Höhen-/Durchmesserverhältnisse zum konstanten Volumen von 660,00 m3


Quelle: Der Autorselbst

Abbildung 2 – Untersuchte geometrische Modelle zylindrischer Reservoirs


Quelle: Der Autorselbst

Der verwendete Stahl ist ASTM A36, gekennzeichnet durch ein Elastizitätsmodul (E) von 205.000 MPa, ein Poisson-Verhältnis (µ) von 0,30, eine Dichte (γ) von 77.000 N / mm³ und eine Streckgrenze von fy = 250 0,00 MPa und letzte Spannung fu = 400,00 MPa. Gemäß Tabelle 5-2 Permissible Plate Materials and Allowable Stresses von API 650 beträgt die zulässige Spannung für ASTM A36-Stahl 160,00 MPa (Tabelle 3).

Tabelle 3 – Zulässige Flachmaterialien und zulässige Beanspruchungen


Quelle: API 650 (2007) – vom Autor geändert.

Die Dicke der Platten des Reservoirkörpers wird entlang der Höhe des Reservoirs als variabel betrachtet (Abbildung 3).

Abbildung 3 – Plattenvariation entlang der Höhe des Reservoirs

Quelle: Angepasst von Azzumi und Guzey (2015)

In Anbetracht der fehlenden Reibung aufgrund des gelagerten Materials (Wasser), der Zustand des Reservoirs ist vollständig voll, die Nicht-Anwendung des Windes und die Bedingungen der Dicke es der Platten der Körper der Reservoirs (virolas), Ergebnisse nur 1(ein) Fall der Analyse (Abbildung 4):

Abbildung 4 – Tank mit flüssiger und variabler Wandstärke über Höher selbst

Quelle: Der AutoDer Berechnung

sfluss der Dicken der Kriegshände der geschweißten Tanks entspricht dem in Abbildung 5 dargestellten Diagramm.

Abbildung 5 – Strömungsdiagramm der Berechnung der Dicken der Wasserkanister der Tanks

Quelle: Der Autor selbst

Die Gewichte der 7 in dieser Arbeit vorgeschlagenen Tanks wurden in zwei Stufen berechnet. Im ersten Schritt wurde das Gewicht der Reservoirfonds unter Berücksichtigung der Mittel mit ringförmigen Platten (Abbildung 6) gemäß Punkt 5.4.1 von API 650 (Botton Plates) berechnet, der die Mindestdicke von 6,00 mm (1/4) vorschreibt. Die Plattenüberlappung von rund 2,26 % wurde als Gewicht der Reservoirfonds berücksichtigt.

Abbildung 6 – Typische Anordnung von Bodenplatten mit ringförmigen Platten.

Quelle: ABNT NBR 7821 (1983)

Die Gewichte der oberen Kantenverstärkungswinkelprofile wurden ebenfalls berücksichtigt, wie in Tabelle 4 in API 650 Artikel 5.1.5.9 – Roof and Top-Angle Joints” angegeben, die auf dem letzten Ring (Ferrule) der Seite überlagert sind, mit horizontaler Klappe zur Außenseite des Tanks.

Tabelle 4 -Verstärkung der oberen Kante der Seite.

Quelle: API 650 (2007)

Das Gewicht der Stränge wurde nach Bestimmung der Dicke jeder Platte bestimmt, die die Wasserkanister der Tanks für jedes H/D-Verhältnis zusammensetzt, wobei die Dicken, die nur mit Gleichung 1 berechnet wurden, und die Dicken unter Berücksichtigung der in API 650 vorgeschriebenen Mindestdicken (Tabelle 5) berücksichtigt wurden. Es wurde das Ein-Fuß-Verfahren (1FM) mit einem Schweißwirkungsgrad von 1,00 (100%) und ohne Berücksichtigung der Korrosionsüberdicke und der Kräfte, die sich aus der Einwirkung von Winden ergaben, wurden nicht angewendet. Die Dicken, die für die Bemaßung der Virolas verwendet wurden, waren (in Millimetern): 2,00; 2,25; 2,65; 3,00; 3,35; 3,75; 4,25; 4.75 und 6.35, alle mit einer Breite von 1.500.00 mm.

Tabelle 5 – Dicke der Platte der Litzen und Gewichte der untersuchten Tanks.

Quelle: Der Autor selbst

3. ANALYSE DURCH DIE FINITE-ELEMENT-METHODE

Für die Analyse der 7 Tanks mit einer Kapazität von 660,00 m3 und Abmessungen, die in Tabelle 2 beschrieben sind, wurde die software AUTODESK SIMULATION MECHANICAL 2018 mit Diskretisierung des Netzes in 150 x 150 mm verwendet (Abbildungen 7 und 8).

Abbildung 7 – Diskretisierung des H/D-Reservoirs 1,00 – Durchmesser und Höhe 9,43 m.

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 8 – Anwendung des Wasserladebehälters H/D 1,00

Quelle: Der Autor selbst

4. ERGEBNISSE

Verfolgt die Ergebnisse der Analyse durch Finite-Elemente-Methoden – MEF, von den 7 vorgeschlagenen Tanks, mit dem Einsatz von AUTODESK SIMULATION MECHANICAL 2018 Software

4.1 TANK H/D = 4,00 – DIAMETER14,98 M UND HÖHE 3,75 M

Die Abbildungen 9 und 10 zeigen die Umfangsspannungen mit den nach Gleichung 1 berechneten und als 2,00 mm angenommenen Tankdicken. Die maximale Vibe 1 Spannung war 147.81 Mpa, niedriger als die zulässige Spannung von ASTM A36 Stahl von 160.00 Mpa, nach Tabelle 5-2 von API 650.

Abbildung 9 – Umfangsspannungen H/D 4.00 in 3D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 10 – Umfangsspannungen H/D 4.00 in 2D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 11 zeigt die Umfangsspannungen mit den Tankstärken, berechnet nach den Mindestdicken von API 650, im Fall 4,75 mm. Die maximale Spannung betrug 60,27 MPa.

Abbildung 11 – Umfangsspannungen H/D 4.00 in 2D- Minimas Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 12 zeigt die Kurven der Umfangsspannungen, abhängig von der Dicke der Ferrules und der Wasserladehöhe.

Abbildung 12 – Kurven der Umfange des H/D-Tanks 4.00

Quelle: Der Autor selbst

4.2 TANK H/D = 3,00 – DURCHMESSER 13,61 M UND HÖHE 4,54 M

Die Abbildungen 13 und 14 zeigen die Umfangsspannungen mit den nach Gleichung 1 berechneten Tankdicken, die als Ferrule 1 mit 2,25 mm und die andere mit 2,00 mm angenommen werden. Die maximale Virule 1 Spannung war 146.67 Mpa, niedriger als die zulässige Spannung von ASTM A36 Stahl von 160.00 Mpa, nach Tabelle 5-2 von API 650.

Abbildung 13 – Umfangsspannungen H/D 3,00 in 3D – berechnete Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 14 – Umfangsspannungen H/D 3,00 in 2D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autorselbst

Abbildung 15 zeigt die Umfangsspannungen mit den Tankstärken, berechnet nach den Mindestdicken von API 650, in diesem Fall 4,75 mm. Die maximale Spannung betrug 68,17 MPa.

Abbildung 15 – Umfangsspannungen H/D 3,00 in 2D- Minimas Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 16 zeigt die Kurven der Umfangsspannungen, abhängig von der Dicke der Ferrules und der Wasserladehöhe.

Abbildung 16 – Kurven der Umfangsspannungen des H/D-Tanks 3,00

Quelle: Der Autor selbst

4.3 TANK H/D = 2,00 – DURCHMESSER 11,89 M UND HÖHE 5,94 M

Die Abbildungen 17 und 18 zeigen die Umfangsspannungen mit den nach Gleichung 1 berechneten Tankdicken, die als Ferrule 1 mit 2,65 mm und die andere mit 2,00 mm angenommen werden. Die maximale Vibe 1 Spannung war 144.65 Mpa, niedriger als die zulässige Spannung von ASTM A36 Stahl von 160.00 Mpa, nach Tabelle 5-2 von API 650.

Abbildung 17 – Umfangsspannungen H/D 2,00 in 3D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autorselbst

Abbildung 18 – Umfangsspannungen H/D 2,00 in 2D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 19 zeigt die Umfangsspannungen mit den Tankstärken, berechnet nach den Mindestdicken von API 650, im Fall 4,75 mm. Die maximale Spannung betrug 80,26 MPa.

Abbildung 19 – Umfangsspannungen H/D 2,00 in 2D- Minimas Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 20 zeigt die Kurven der Umfangsspannungen, abhängig von der Dicke der Ferrules und der Wasserladehöhe.

Abbildung 20 – Kurven der Umfangsspannungen des H/D-Tanks 2,00

4.4 TANK H/D = 1,00 – DURCHMESSER 9,43 M UND HÖHE 9,43 M

Die Abbildungen 21 und 22 zeigen die Umfangsspannungen mit den nach Gleichung 1 berechneten Und als Ferrule 1 mit 3,35 mm, Ferrule 2 mit 2,65 mm, Ferrule 3 mit 2,25 mm und der anderen mit 2,00 mm angenommenen Stärke 1. Die maximale Vibe 1 Spannung war 146.39 Mpa, niedriger als die zulässige Spannung von ASTM A36 Stahl von 160.00 Mpa, nach Tabelle 5-2 von API 650.

Abbildung 21 – Umfangsspannungen H/D 1,00 in 3D – berechnete Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 22 – Umfangsspannungen H/D 1,00 in 2D – berechnete Dicken

Quelle: Der Autor selbs

Abbildung 23 zeigt die Umfangsspannungen mit den Tankstärken, die nach den Mindestdicken von API 650 berechnet werden, in diesem Fall 4,75 mm. Die maximale Spannung betrug 104,02 MPa.

Abbildung 23 – Umfangsspannungen H/D 1,00 in 2D- Minimas Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 24 zeigt die umlaufenden Spannungskurven, abhängig von der Dicke der Ferrules und der Wasserladehöhe.

Abbildung 24 – Kurven der Umfangsspannungen des H/D-Tanks 1,00

Quelle: Der Autor selbst

4.5 TANK H/D = 0,50 – DURCHMESSER 7,49 M UND HÖHE 14,98 M

Die Abbildungen 25 und 26 zeigen die Umfangsspannungen mit den nach Gleichung 1 berechneten Dicken des Tanks und als Ferrule 1 mit 4,25 mm, Ferrule 2 mit 3,75 mm, Ferrule 3 mit 3,35 mm, Ferrule 4 mit 3,00, Ferrule 5 mit 2,65 mm und die andere mit 2,00 mm. Die maximale Vibe 1 Spannung war 146.86 Mpa, niedriger als die zulässige Spannung von ASTM A36 Stahl von 160.00 Mpa, nach Tabelle 5-2 von API 650.

Abbildung 25 – Umfangsspannungen H/D 0,50 in 3D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autorselbst

Abbildung 26 – Umfangsspannungen H/D 0,50 in 2D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 27 zeigt die Umfangsspannungen mit den Tankstärken, berechnet nach den Mindestdicken von API 650, im Fall 4,75 mm. Die maximale Spannung betrug 132,09 MPa.

Abbildung 27 – Umfangsspannungen H/D 0,50 in 2D- Minimas Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 28 zeigt die Kurven der Umfangsspannungen, abhängig von der Dicke der Ferrules und der Wasserladehöhe.

Abbildung 28 – Kurven der Umfangsspannungen des H/D-Tanks 0,50

Quelle: Der Autor selbst

4.6 TANK H/D = 0,25 – DURCHMESSER 5,94 M UND HÖHE 23,77 M

Die Abbildungen 29 und 30 zeigen die Umfangsspannungen mit den nach Gleichung 1 berechneten Tankdicken und als Ferrule 1 mit 6,35 mm, Ferrule 2 mit 4,75 mm, Ferrule 3 mit 4,25 mm, Ferrule 4 mit 4,25, Ferrule 5 mit 3,75 mm, Ferrule 6 mit 3,75 mm, Ferrule 7 mit 3,35 mm, Ferrule 8 mit 3,00 mm , Ferrule 9 mit 2,65 mm, Ferrule 10 mit 2,25 mm und die andere mit 2,00 mm. Die maximale Vibe 1 Spannung war 129.72 Mpa, niedriger als die zulässige Spannung von ASTM A36 Stahl von 160.00 Mpa, nach Tabelle 5-2 von API 650.

Abbildung 29 – Umfangsspannungen H/D 0,25 in 3D – berechnete Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 30 – Umfangsspannungen H/D 0,25 in 2D – berechnete Dicken


Quelle: Der Autorselbst

Abbildung 31 zeigt die Umfangsspannungen mit den Tankstärken, berechnet nach den Mindestdicken von API 650, in diesem Fall 6,35 mm. Die maximale Spannung betrug 129,72 MPa.

Abbildung 31 – Umfangsspannungen H/D 0,25 in 2D- Minimas Dicken

Quelle: Der Autor selbst

Abbildung 32 zeigt die Kurven der Umfangsspannungen, abhängig von der Dicke der Ferrules und der Wasserladehöhe.

Abbildung 32 – Kurven der Umfange des H/D-Tanks 0,25

Quelle: Der Autor selbst

4.7 OPTIMAL FULL WEIGHT X H/D BAND CURVE

Abbildung 33 zeigt die typischen Gewichtskurven als Funktion von H/D, für Obdachlose Tanks, mit variablen Dicken, bemaßt nach der Rezeptur von API 650, mit Anwendung von Gleichung 1 (rote Kurve) und minimalen Dicken (blaue Kurve).

Der optimale Bereich für beide Größenkriterien liegt zwischen H/D = 0,75 bis H/D = 2,25.

Abbildung 33 – Typische Gewichtskurven von Obdachlosentanks in Abhängigkeit vom H/D-Verhältnis.


Quelle: Der Autor selbst

5. FAZIT

Aus den vorgelegten Ergebnissen wird geschlossen, dass es für Wasserreserven möglich ist, ausgezeichnete H / D-Verhältnisse festzulegen, die auf ein Mindestgewicht des Tanks hinweisen, selbst unter Berücksichtigung der beiden Auslegungskriterien, d. H. Dicken, nur unter Anwendung von Gleichung 1 und Dicken unter Berücksichtigung der von API 650 vorgeschriebenen Mindestdicken.

Für die Dimensionierung von Metalltanks für die Wasserreserve, für die die Sicherheitskriterien für Brände und Explosionen nicht gelten, kann die Verwendung der Dimensionierung mit nur den in Gleichung 1 festgelegten Dicken akzeptabel sein, da die von der MEF (Finite-Elemente-Methode) festgelegten Umfangsspannungen immer niedriger waren als die in Tabelle 5-2 der API 650 festgelegte zulässige Spannung.

REFERENZEN

AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE. API Standard 650: Welded steel tanks for oil storage. 12 th ed. Washington DC, 20013.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7821 – Tanques soldados para armazenamento de petróleo e derivados. Rio de Janeiro. 1983.

AZZUMI, E., GUZEY, S. Comparison of the shell design methods for cylindrical liquid storage tanks. Engineering Structures 101. 2015.

BARROS, S. M. Tanques de armazenamento. Universidade Petrobras. Rio de Janeiro. 2010.

HECKE, M. B. Elementos finitos aplicados à engenharia de estruturas. Reservatórios cilíndricos e silos metálicos. Universidade Federal do Paraná. Curitiba. 2010.

KUAN, S. Y. Design, Construction and Operation of the Floating Roof Tank. University of Soutthern Queensland. Queensland. 2009.

NUNES, C. P. Uma metodologia de projetos de tanques atmosféricos verticais para armazenamento de petróleo e seus derivados. Monografia. Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. 2013.

RONCETTI, L. Otimização estrutural e econômica de tanques de armazenamento construídos em aço. Anais do 66º Congresso Anual da Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais – ABM. São Paulo. 2011.

SATO, A. K. Projeto de um tanque de armazenamento atmosférico com teto flutuante para estocagem de gasolina. Trabalho de graduação. Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, UNESP. Guaratinguetá, 2015.

ZICK L.P., MCGRATH R.V. Design of large diameter cylindrical shells. Proc. Division Refining, AMERICAM PETROLEUM INSTITUTE. New York. 1968.

[1] Master in Strukturen und Bauwesen; Spezialisierung im Industriellenbau; Spezialisierung in Umwelttechnik; Spezialisierung in Sicherheitstechnik; Bauingenieur und Maschinenbauingenieur.

[2] Spezialisierung im Hoch- und Tiefbau.

[3] Bauingenieur.

Eingesandt: April 2020.

Genehmigt: Mai 2020.

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