- Các chỉ số Isoprenoid; Biểu đồ phong hóa GCPW (tùy chọn, loại bỏ cho các sản phẩm nhẹ với mức
DẠNG VẾT LÕM
Hình 1. Khuyết tật trên bể trụ đứng bằng thép
Khung viền của đáy bị lệch so với mặt phẳng ngang 6% 8% 10% 22% 4% 2% 18% 30% Thành bị lệch so với mặt phẳng thẳng đứng Vết lồi lõm thứ cấp Sụt lún nền (móng) Khuyết tật kim loại chính Khuyết tật mối hàn Vết lõm, vết lồi Ăn mòn
không tính đến kích thước, hình dạng, vị trí của vết lõm trên thành bể chứa [4].
Như vậy cần thiết phải đánh giá ảnh hưởng của khuyết tật “mềm” lên trạng thái ứng suất của bể chứa bằng thép nhằm xác định sự vận hành an toàn nhất có thể cho đến khi bể chứa được đưa vào bảo trì sửa chữa theo kế hoạch. Bài báo này phân tích và so sánh các quy định về thiết kế, vận hành bể chứa bằng thép của Liên bang Nga với các tiêu chuẩn của Mỹ, Nauy, châu Âu trên tiêu chí giá trị cho phép của độ võng khuyết tật dạng vết lõm và điều kiện vận hành tiếp của các bể chứa có loại khuyết tật này. Các văn bản quy phạm được phân tích, so sánh gồm có RD 153-112-017-97 “Hướng dẫn về chẩn đoán và đánh giá tuổi thọ còn lại của bể trụ đứng bằng thép” [5], RD 23.020.00-KTN-296-07 “Sách hướng dẫn về đánh giá trạng thái kỹ thuật của bể chứa” [4], RD 08-95- 95 “Điều lệ về hệ thống chẩn đoán kỹ thuật bể trụ đứng bằng thép hàn chứa dầu và sản phẩm dầu khí” [6], tiêu chuẩn của Mỹ API Standard 650 “Bể chứa bằng thép hàn để chứa dầu” [7], tiêu chuẩn châu Âu EN 1993-1-6 Euro- code 3 “Thiết kế cấu trúc bằng thép” [8] và tiêu chuẩn của Na Uy NORSOK Standard “Thiết kế cấu trúc bằng thép” [9].
Các tài liệu trên hạn chế kích thước của vết lõm trong quá trình tháo lắp và vận hành bể chứa theo độ sâu của khuyết tật. Kích thước “độ sâu” (f) không được vượt quá giá trị được xác định theo tỷ lệ đường kính vết lõm. Bảng 1 thống kê giá trị cho phép độ sâu khuyết tật dạng vết lõm trong quy định của từng nước.
Trong đó, tiêu chuẩn châu Âu EN 1993-1-6 Eurocode 3 có sự phân chia chi tiết (gồm 3 mức độ), các nước còn lại chỉ sử dụng giá trị trung bình độ lệch của các khuyết tật. Các giá trị này không ảnh hưởng và không được xem xét khi tính toán độ bền của bể chứa. Các giới hạn được đưa vào đặc tính chung và không chú trọng đến vị trí phân bố của khuyết tật, bề dày của thành bể chứa, điều kiện vận hành...
Theo các quy định [4, 6], khi phát hiện khuyết tật dạng vết lõm, vết lồi, bể chứa chỉ có thể tiếp tục vận hành nếu các tính toán ứng suất chứng minh rằng trên thành của cấu trúc kim loại không có giá trị tới hạn ứng suất và
khuyết tật không ảnh hưởng đến độ bền của thành bể. Đối với giá trị tới hạn ứng suất trên thành bể trụ đứng cần đưa ra giới hạn mà theo đó ứng suất tương đương được so sánh với giá trị cho phép, tức giới hạn dẻo của thép (elastic limit/yield strength). Điều kiện này được quy định rõ trong các văn bản trên.
Như vậy, cơ sở tiêu chuẩn kỹ thuật về thiết kế và vận hành bể chứa trụ đứng bằng thép quy định mâu thuẫn về kích thước cho phép của khuyết tật dạng vết lõm. Khi phát hiện khuyết tật “mềm” cần phân tích, đánh giá ảnh hưởng của khuyết tật lên trạng thái ứng suất của bể chứa, trong đó xem xét hình dạng khuyết tật, vị trí phân bố trên thành bể, tải trọng vận hành và bề dày thành bể. Phân tích này có thể được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn, mà ngày nay được sử dụng rất phổ biến như một phương pháp cơ bản trong lĩnh vực cơ học kết cấu hiện đại. М.А.Глянько [10] đã sử dụng phần mềm ANSYS để đánh giá trạng thái ứng suất của bể chứa có khuyết tật dạng vết lõm, có tính đến điều kiện vận hành thực tế, đồng thời trình bày kết quả tính toán để chứng minh việc phát hiện và phân tích khuyết tật trên bể chứa đảm bảo mức độ nguy hiểm thấp nhất. Cách tiếp cận đánh giá trạng thái bể chứa có khuyết tật dạng vết lõm cho phép tiếp tục vận hành bể chứa kèm theo giảm mức rót và tải trọng bể chứa; sửa chữa thường kỳ (tiểu tu) hay sửa chữa lớn (đại tu).
Các thông tin này là cơ sở để hoàn thiện các văn bản quy phạm tiêu chuẩn kỹ thuật [4 - 6, 11] liên quan đến công tác đánh giá tuổi thọ của bể trụ đứng, cũng như khả năng vận hành bể có khuyết tật dạng vết lồi, trong trường hợp khuyết tật đó có kích thước tới hạn nhưng không dẫn đến hình thành giới hạn ứng suất trên bể chứa.
Tài liệu tham khảo
1. И.С.Сафина, П.А.Каузова, Д.А.Гущин. Оценка технического состояния резервуаров вертикальных стальных. ТехНадзор. http://www.strategnk.ru/ section/148/. 2016.
2. Konstantin Rasiulis, Michail Samofalov, Antanas Šapalas. Application of the non-linear Fe models to estimate
Bảng 1. Giá trị cho phép độ sâu khuyết tật dạng vết lõm
TT Văn bản quy phạm Giới hạn (%)
1 RD 23.020.00-KTN-296-07 f ≤ 1,0
2 API Standard 650 f ≤ 1,4
3 NORSOK Standard f ≤ 1,4