Deputy Director, Scientific Research Institute of Experimental Mechanics
заместитель директора, Научно-исследовательский институт экспериментальной механики
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Testing of Structures
кандидат технических наук, доцент кафедры испытания сооружений
Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher, Scientific Research Institute of Experimental Mechanics, Moscow State University of Civil Engineering; Professor of the Department of Construction Technologies and Structural Materials, Academy of Engineering, RUDN University
доктор технических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт экспериментальной механики, Московский государственный строительный университет; профессор кафедры технологий строительства и конструкционных материалов, инженерная академия, Российский университет дружбы народов
Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Scientific Research Institute of Experimental Mechanics
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт экспериментальной механики
The development of resources in the Far North must be accompanied by the establishment of infrastructure for their storage and transport (tanks, gas holders, pipelines). The use of steel for the construction of tanks in low-temperature operating conditions is not always advisable, due to the presence of a cold-shortness threshold and its shift over time towards positive temperatures. As an alternative, the authors propose the use of aluminium alloys, which offer advantages in low-temperature operating conditions. The most cost-effective and technologically advanced method of tank construction has been selected - the coil-forming method, in which the majority of welded joints are pre-fabricated under quality control. However, defects may arise at the construction site during the execution of field welds, which reduce the service life of the welded joints. The number of cycles required for crack initiation in welded joints of a tank wall with defects in the form of angular and linear misalignment of the plate sections has been determined. Analytical calculations were performed based on the results of finite element modelling of the tank and of tank wall fragments with defects. The stress state of the wall fragment models was reduced to the stress state of a tank wall region. Calculations for fragments with defects were performed taking into account geometric and physical non-linearity. The proposed approach enables the service life of joints to be assessed and facilitates the planning of inspections, strengthening, or repair and restoration work.
Освоение ресурсов Крайнего Севера должно сопровождаться организацией инфраструктуры для их хранения и транспортировки (резервуары, газгольдеры, трубопроводы). Применение стали для строительства резервуаров в условиях работы при пониженных температурах не всегда целесообразно, ввиду наличия порога хладноломкости и его смещения со временем в сторону положительных температур. В качестве замены авторы предлагают использовать алюминиевые сплавы, которые в условиях работы при пониженных температурах имеют преимущества. Для строительства выбран наиболее экономически выгодный и технологичный метод возведения резервуаров - метод рулонирования, при котором большинство сварных соединений выполняется в заводских условиях с контролем качества. При этом на строительной площадке при выполнении монтажных швов возможно возникновение дефектов, которые снижают ресурс сварных соединений. Выполнено определение количества циклов до зарождения трещины в сварных соединениях стенки резервуара с дефектами в виде угловатостей и линейного смещения полотнищ. Выполнены аналитические расчеты на основе результатов конечно-элементного моделирования работы резервуара и фрагментов стенки резервуара с дефектами. НДС моделей фрагментов стенки приведено к НДС участка стенки резервуара. Расчеты фрагментов с дефектами выполнены с учетом геометрической и физической нелинейности. Предложенный подход позволяет оценивать ресурс соединений, планировать проведение освидетельствований, усиления или ремонтно-восстановительных работ.