نام كتاب: طراحی مخازن ذخیره‌ی اتمسفریک با نرم‌افزار TANK

ناشر: انتشارات انديشه‌سرا (با ﻣﺴﺅوليت بهزاد پاكروح)

نويسندگان: مرتضی نوری قمشه، روزبه منصوری

ویراستاران:  سید محسن معافی مدنی، هاجر محوي

 

 

فهرست

مقدمه

فصل اول: معرفی استاندارد API 650 و بررسی انواع مخازن

معرفی استاندارد API 650

انواع مخازن ذخیره

مخازن بدون سقف

مخازن با سقف ثابت

مخازن با سقف گنبدی

مخازن با سقف شناور

انواع مختلف سقف‌های شناور

الف) Double Deck Floating Roof

ب) Single Deck Floating Roof With pontoon

ج) Single Deck Floating Roof Without pontoon

د) Internal Floating Roof

فصل دوم: مقدمه‌ای بر نرم‌افزار TANK 3.10

بررسی اجمالی نرم‌افزار TANK 3.10

کلیات رابط برنامه

راهنما

واحدها

فایل‌های ورودی

انتخاب یک فایل واحد

بررسی خروجی

ساخت دستگاه واحد

محاسبات

چک کردن خطا

قابلیت‌های برنامه

سخت‌افزار مورد نیاز برنامه

فصل سوم: نصب نرم‌افزار TANK

نگاهي اجمالی به نصب

نصب نرم‌افزار TANK

نصب TANK در حالت خاموشی (بی صدا)

فرمان

خواص

فصل چهارم: تنظیمات برنامه (Program Configuration)

تنظیمات جهت اختصاصی نمودن نرم‌افزار TANK

کنترل محاسبات

ایجاد فایل پیغام

نازل‌های دچار خورد‌گی شده

وسته‌ی دچار خوردگی شده در حالت هیدرو‌تست

تغییر ارتفاع سیال با فشار

تلرانس هم‌گرایی ضخامت پوسته

تلرانس منحنی کسینوس

حد تکرار منحنی کسینوس

ضخامت پوسته‌ی تیر افقی بادی

روش نشست پوسته

گرد کردن مقدار ضخامت

چگالی جنس ورق

رُند نمودن تعداد پیچ‌های تكیه‌گاهی با استفاده از ..

لنگر باد مطابق ضمیمه‌ی  F

تعاریف پایگاه داده‌ها

فایل اجناس مورد استفاده 

فایل واحدها

پایگاه داده‌های ساختمانی

فصل پنجم: شروع سریع

شروع نرم‌افزار TANK

فصل ششم: استفاده از منوی اصلی

منوی اصلی

منوی فایل

منوی ورودی

منوی تحلیل

منوی خروجی

بازنویسی گزارشات

گزارشات پیوست

مرور آخرین گزارشات

منوی ابزار

تنظیمات

ساخت واحدهای اختصاصی

ویرایشگر پایگاه داده‌های متريال‌هاي مورد استفاد

پردازشگر دسته‌ای جریان

مرور فایل

بررسی کننده‌ی نسخه‌ی ساخت

ماژول مرور خطا

منوی ESL

گرفتن و ورود کدهای فاکس

منوی نمایش

منوی راهنما

موارد راهنمایی

مستندسازی آنلاین

نكته‌ی روز

اطلاعات

ثبت نام آنلاین

جستجو برای به‌روزرسانی نرم‌افزار

آیتم ABOUT TANK

فصل هفتم: داده‌های ورودی نرم‌افزار TANK

ایجاد ورودی

صفحه‌ی سرفصل

صفحه‌ی تشریح مخزن

اطلاعات عمومی مخزن

استاندارد طراحی API

-          RUN OBJECTIVE

درجه حرارت طراح

فشار طراحی در بالا

قطر نامی ‌مخزن = D

ارتفاع پوسته‌ی مخزن  =  HTK

ارتفاع طراحی سطح مایع  =  H

وزن مخصوص مایع  =  G

وزن اتصالات و سازه‌ها

فاصله‌ی تیر GIRDER پایینی تا بالایی

راندمان اتصال  =  E

سرعت باد

-               10% PLUS 5 PSF IN WIND MOMENT

مواد پیش‌فرض براي جنس بدنه

تعداد كورس‌هاي بدنه

طوقه‌ی حلقوی در پایه

لنگر باد برای ضمیمه‌ی F

-          ENTIRE COURSE EVALUATIONS

ارتفاع كورس‌هاي بدنه

ضخامت كورس‌هاي بدنه

حد خوردگی مجاز لایه‌ی كورس‌هاي بدنه

تنش طراحی پوسته (Sd)

تنش هیدروتست پوسته)  (Sz

-          SSDI THROUGH SSD 5 (SSD 5 – SSD 1)

قطر پیچ

تعداد دندانه‌ها در واحد طول

تنش مجاز پیچ

تعداد پیچ‌ها

تنش تسلیم پیچ

انحراف قطر متوسط

حد مجاز خوردگی انكر بولت

اطلاعات سقف

حوزه‌های ورودی

نوع سقف

مساحت خالص در محل تلاقی سقف – پوسته

ضخامت ورق سقف

حد مجاز خوردگی ورق سقف

وزن ورق‌های سقف

وزن برف بر روی سقف

وزن تیرریزی سقف

درصدی از وزن سقف كه توسط پوسته ساپورت می‌شود

بار زنده‌ی سقف

نوع ارجح تیر شیروانی

نوع ارجح تیر girder

نوع ارجح ستون

جنس ورق سقف

تنش مجاز طراحی ورق سقف

جنس عضو سازه‌ای

تنش مجاز طراحی عضو سازه‌ای

حداكثر طول مجاز تیر شیروانی

حداكثر طول مجاز تیر حمال

قطر ورق سرستون، ستون مركزی

اطلاعات مربوط به حلقه‌ی تیر حمال

اطلاعات زلزله

آیتم‌های ورودی مربوط به زلزله

حداقل استحكام تسلیم ورق كف

ضخامت ورق كف

ضریب اصطكاك

ضریب اهمیت

نوع مهاربندی اولیه

نوع زلزله

طبقه بندی مناطق

اطلاعات مربوط به شبکه‌ای از تیرهای سنگین

حوزه‌های ورودی

مدول الاستیسیته‌ی ورق كف

خوردگی مجاز ورق كف

حداقل تنش تسلیم ورق كف

ضخامت نامی ورق كف

حد اكثر اندازه‌ی مجاز فواصل

انعطاف‌پذیری‌ نازل‌ها

حوزه‌های ورودی

طراحی نازل‌ها

ارتفاع خط مركزی نازل در بالای ورق كف

قطر خارجی نازل

اختلاف دما

ضریب ارتجاعی نازل

ضریب انبساط گرمایی

بررسی محل تقویت نازل (بر روی پوسته یا نازل)

ضخامت ورق تقویتی نازل

وزن نازل

نیروهای شعاعی اعمال شده بر روی نازل

لنگرهای محیطی خارجی وارده بر نازل

لنگرهای طولی خارجی وارده بر نازل

استفاده از PVP-1279‌

ضخامت نازل مطابق با  PVP-1279‌

قطر خارجی ورق تقویتی نازل مطابق با   PVP-1279‌

اطلاعات نشست بدنه

حوزه‌های ورود

ضریب ارتجاعی مربوط به نشست مجاز

زاویه‌ی میان نقاط اندازه‌گیری

ارتفاع نشست

اطلاعات مربوط به اندازه‌گیری سرویس API 653

چاپ سوم استاندارد در خصوص ضخامت حداقل ورق كف

ضخامت حداقل ورق كف مطابق با ویرایش‌های پیش‌تر از ویرایش سوم استاندارد

مشخص نمودن دستی ورق پوسته

حوزه‌های ورودی

حداقل ضخامت باقی‌مانده از خوردگی كف

حداقل ضخامت باقی‌مانده از خوردگی داخلی

مقدار پیش‌بینی شده‌ی دوره‌ی سرویس عملی

حداكثر نرخ حفره‌دار شدن( ناشی از خوردگی)

حداكثر نرخ حفره‌دار شدن زیر سطح

عمق میانگین حفره‌دار شدن داخلی

عمق حداكثر حفره‌دار شدن زیر سطحی

عمق میانگین حفره‌دار شدن زیر سطحی

ضخامت اولیه‌ی ورق‌های كف

عمق متوسط سطح خورده شده‌ی كلی

نرخ حداكثر خوردگی عمومی

عمق حداكثر ایجاد حفره‌ی داخلی باقی‌مانده  پس از تعمیرات

حداكثر نرخ خوردگی در داخلي

حداكثر نرخ حفره‌دار شدن زیر سطح

راندمان اتصال لایه‌ها

حداقل ضخامت متوسط لایه‌ها

ضخامت حداقل لایه

محل ناحیه L در بالای كف لایه

استفاده از مقدار مشخص شده L

استفاده از مقدار مشخص شده E

استفاده از مقادیر مشخص شده‌ی  t1/t2

ضخامت اولیه‌ی لایه‌ی پوسته‌ی كف

بخش سایزینگ و برآورد قیمت مخزن

حوزه‌های ورودی سایزینگ بخش Scratch pad 

حجم مورد نیاز

وزن مخصوص سیال

هزینه‌ی واحد وزن ورق

تنش مجاز ورق

ارتفاع میانگین هر کورس

حداقل ارتفاع مخزن

حداکثر ارتفاع مخزن

حداقل قطر مخزن

حداکثر قطر مخزن

استاندارد محاسبه‌ی منافذ خروج هوای مخزن

آیتم‌ها و اطلاعات ورودی بخش Venting

نرخ تخلیه

نرخ پر شدن

نقطه‌ی اشتعال سیال

نقطه جوش سیال

ضریب زیست محیطی

ارزیابی دوره‌ی کاری

آیتم‌ها و اطلاعات ورودی بخش Cycle life

اختلاف ارتفاع پر شدگی

اختلاف دما

کم‌ترین مقدار تنش تسلیم ورق کف

ضریب B

ضریب C

ضریب K

فشار خارجی

آیتم‌ها و اطلاعات ورودی بخش فشار خارجی

فشار خارجی تعیین شده

مدول الاستیسیته‌ی جنس ورق سقف

بازده اتصال جوش ورق سقف (JEr)

بازده اتصال جوش ورق بدنه (JEs)

بازده اتصال جوش برای نواحی متصل به جوش و اطراف استیفنر (JEst)

تنش فشاری مجاز برای استیفنر پائینی  (Fc)

تنش فشاری مجاز برای استیفنر بالایی (Fc)

ضخامت ورق پائینی (Tb)

کم‌ترین تنش کششی مجاز سقف، بدنه و لایی‌ها (f)

شعاع عدسی سقف (R)

فصل هشتم: بررسی خطاها

بخش بررسی خطاها

گزینه‌های موجود در بخش خطا (Error) و اخطار (Warning)

تکمیل مرحله‌ی بررسی خطاها

فصل نهم: بخش تحلیل و محاسبات

تحلیل

فایل‌های موجود در نرم‌افزار TANK

بررسی کلی بر روی بخش تحلیل

فصل دهم: ترسیمات گرافیکی در خروجی‌های نرم‌افزار

فهرست ترسیمات گرافیکی در خروجی نرم‌افزار

نقشه‌ی آرایش و ترکیب مخزن

دیاگرام نشست بدنه‌ی مخزن

دیاگرام فعل و انفعالات و واکنش‌های مربوط به نازل

ترسیم سقف مخروطی دارای ساپورت

فصل یازدهم: ایجاد گزارش نتایج خروجی

بررسی کلی خروجی‌ها

بحث‌های موجود در خصوص گزارش نتایج خروجی‌ها

صفحه‌ی عنوان مدل طراحی

اطلاعات ورودی کاربر

فایل ثبت اشتباهات و خطاها

فایل پیغام

باد، جنس ماده، ضخامت و اوزان

محاسبات و ارزیابی مربوط به سقف مخازن

نتایج تحلیل زلزله

نتایج بررسی‌های انعطاف‌پذیری نازل‌ها در برابر نیروهای وارده

بررسی میزان نشست مخزن

گزارش محاسبات سایز منافذ خروج هوا

گزارش محاسبات مربوط به پیچ‌های تکیه گاه‌های مخزن مطابق API 650

گزارش محاسبات چرخه‌ی عمر کارکرد مخزن

گزارش محاسبات فشارهای خارجی وارد بر مخزن

فصل دوازدهم: مثال‌های حل شده

مثال حل شده‌ی APP_K

مثال حل شده‌ی  O_WC

مثال حل شده‌ی  A_WC

مثال حل شده‌ی  KOCZWARA

مثال حل شده‌ی  B & Y

مثال حل شده‌ی  SSTEST1

مثال حل شده‌ی  TEST1

مثال حل شده‌ی  SSC1

مثال حل شده‌ی  APP_P

مثال حل شده‌ی  EXTERN01

مثال حل شده‌ی  SEIS01

فصل سیزدهم: سیستم‌های واحد اندازه‌گیری استاندارد

سیستم واحد انگلیسی Fi

سیستم واحد MPH (Mile Per Hour)

سیستم واحد SI

سیستم واحد MM

فصل چهاردهم: فهرست مواد

استانداردهای ASTM

استاندارد‌های CSA

استاندارد‌های ملی (National)

-            ISO 630

استنلس استیل (وابسته به دما)

-            Unknown برای API-653

فصل پانزدهم: دستورالعمل ساختار‌های پیش‌فرض نرم‌افزار

فصل شانزدهم: تاریخچه‌ی نسخه‌های نرم‌افزار 

تغییرات در نسخه‌ی 1.10 نرم‌افزار(94/6)

تغییرات در نسخه‌ی 1.20 نرم‌افزار (94/11)

تغییرات در نسخه‌ی 1.30 نرم‌افزار (95/8)

تغییرات در نسخه‌ی 1.31 نرم‌افزار (96/2)

تغییرات در نسخه‌ی 1.40 نرم‌افزار (96/9)

تغییرات در نسخه‌ی 1.50 نرم‌افزار (97/5)

تغییرات در نسخه‌ی 1.51 نرم‌افزار (97/9)

تغییرات در نسخه‌ی 2.00/1.60 نرم‌افزار (99/1)

تغییرات در نسخه‌ی 2.10 نرم‌افزار (00/5)

تغییرات در نسخه‌ی 2.20 نرم‌افزار (00/9)

تغییرات در نسخه‌ی 2.30 نرم‌افزار (02/2)

تغییرات در نسخه‌ی 2.40 نرم‌افزار (02/7)

تغییرات در نسخه‌ی 2.50 نرم‌افزار (04/3)

تغییرات در نسخه‌ی 2.55 نرم‌افزار (05/10)

تغییرات در نسخه‌ی 3.00 نرم‌افزار (07/11)

تغییرات در نسخه‌ی 3.10 نرم‌افزار (08/9)

فصل هفدهم: دستورالعمل محاسبات زلزله‌ی مخازن براساس آخرین ویرایش 2008  استاندارد API 65

تحلیل خطر در مخزن

سطح خطر اول

سطح خطر دوم

سطح خطر سوم

مطالعه‌ی ویژه‌ی ساختگاه

طیف خطر یك‌نواخت به روش احتمالاتی

طیف تعیینی

ملاحظات كلی

حدود كاربرد

گروه بندی مخازن بر حسب اهمیت

انواع مخزن

مطالعه‌ی مكانیك خاك

ضوابط كلی طراحی لرزه‌ای مخزن

تحلیل مخزن

مایع سخت و مایع مواج

مدل‌سازی

آسیب‌های محتمل ناشی از زلزله

تركیب بارها

روش تنش مجاز

روش مقاومت نهایی

روش استاتیكی معادل برای تحلیل مخازن زمینی

مبانی روش

زمان تناوب

نیروهای طراحی و برش پایه‌ی مخزن

لنگر واژگونی دیواره‌ی حلقوی (پای جداره)

لنگر واژگونی تراز زیر كف

ضریب زلزله‌ی جرم سخت

ضریب زلزله‌ی جرم مواج

ضریب رفتار، ضریب اضافه مقاومت و ضریب افزایش جابه‌جایی

اثر مولفه‌ی قائم زلزله

توزیع نیروی جانبی

فاصله‌ی آزاد از سطح مایع

نیروهای هیدرودینامیكی حلقوی در جداره‌ی مخزن

اندركنش سازه و خاك

طراحی لرزه‌ای مخزن فولادی استوانه‌ای زمینی

مبانی طراحی

مقابله با واژگونی در مخزن خود مهار

حداكثر تنش فشاری قائم در مخزن خود مهار در روش تنش مجاز

مخزن با مهار مكانیكی

تنش مجاز فشاری قائم جداره

تنش مجاز حلقوی

جزئیات مهار مكانیكی مخزن

انتقال برش موضعی

انعطاف سیستم لوله‌كشی متصل به مخزن

اتصال مخزن با سازه‌های مجاور

بازشو و اتصال لوله

قطعات داخلی

طراحی لرزه‌ای مخزن بتنی زمینی

روش طراحی

زمان تناوب جانبی مخزن با امكان لغزش روی كف

طراحی پی مخزن زمینی

مبانی طراحی

نیروهای طراحی شالوده‌ی مخزن فلزی استوانه‌ای

مقابله با لغزش در مخزن فولادی با كف تخت

تكیه‌گاه جداره‌ی مخزن فولادی

شالوده با مصالح خاكی بدون دیواره‌ی حلقوی

شالوده با مصالح خاكی با دیواره‌ی حلقوی

شالوده‌ی دال بتنی برای مخزن زمینی

فصل هجدهم:طراحی مخزن سقف ثابت با ظرفیت 22140 متر مکعب

طراحی مخزن سقف ثابت با ظرفیت 22140 متر مکعب

مراجع مورد استفاده‌ی بخش نرم‌افزار

مراجع و استانداردهای مورد استفاده‌ی فصل محاسبات زلزله

 

 

مقدمه

در سال 1859 ویلیام اسمیت به همراه دو پسرش اولین چاه نفت خام (چاه Colonel Draks) را در ایالت پنسیلوانیای آمریكا كشف كرد.

با این اكتشاف نیاز به ظروف مناسب جهت ذخیره‌سازی نفت احساس شد و مسوولین امر به فكر تهیه‌ی مخازن مناسب با حجم كافی در حوالی چاه حفر شده افتادند. اولین مخزن از جنس چوب و با ظرفیت 8 بشكه در نزدیكی چاه ساخته و نصب شد.

در اولین روزهای تجارت نفت كلیه‌ی مخازن به شكل قوطی مكعب و به ابعاد چهار فوت طول و چهار فوت عرض و سه فوت ارتفاع ساخته شدند.

در سال 1861 شخصی به نام Akin اولین مخزن استوانه‌‌ای را به قطر و ارتفاع 8 فوت بنا نهاد. در آن تاریخ نشتی و تبخیر در مخزن مسأله‌ی جدی تلقی نمی‌شد چون تولید پالایشگاه‌های اولیه به طور معمول نفت چراغ و روغن روان‌كاری بود. در سپتامبر 1864 كمپانی Hasson & Graff در آمریكا اولین مخزن فلزی با گنجایش 8000 بشكه و ده سال بعد مخزن دیگری به گنجایش 80000 بشكه را ساخت و در سال 1913 اولین مخزن پیچ و مهره‌ای و در سال 1918 اولین مخزن كه دارای پله‌ی مخصوص بود، ساخته شد. در اوایل دهه‌ی 1920 جوش‌كاری مخازن ابداع شد و به ‌عنوان اولین استاندارد به صنایع مخزن‌سازی معرفی گردید، همچنین از آن تاریخ به بعد صنعت ساخت مخزن پیشرفت‌های شایانی داشت كه مهم‌ترین آن‌ها ساخت مخازن سقف شناور در سال 1922 بود.

در كشور ما ایران، در حال حاضر بیش از یك هزار مخزن اصلی با ظرفیت‌های متفاوت از یك هزار متر مكعب تا صد و شصت هزار متر مكعب (یك میلیون لیتر تا صد و شصت میلیون لیتر) در انبارهای نفت برای ذخیره‌سازی فرآورده‌های نفتی نصب می‌باشد. با توجه به سرمایه‌گذاری انجام شده در امر سوخت و مخازنی كه ظرفیت مجموع آن‌ها بیش از شش میلیارد لیتر می‌باشد، ملاحظه می‌گردد كه نگه‌داری و استفاده‌ی صحیح از آن‌ها كاملاً مهم و حیاتی خواهد بود. گذشته از این، نظر به احداث انبارهای جدید در شهرستان‌های بزرگ و قرار گرفتن انبارهای قدیمی در محدوده‌ی شهری و تعطیل شدن آن‌ها به منظور استفاده از مخازن موجود و جلوگیری از سرمایه‌گذاری مضاعف و تداوم عملیات شركت، انتقال و جابه‌جایی مخازن مذكور از این انبارهای فعال كشور الزامی می‌باشد.

در خصوص استاندارد نمودن روش‌های طراحی و ساخت مخازن اتمسفریك و نیز جزئیات مربوط به آن، انستیتو نفت كشور ایالات متحده‌ی آمریكا اقدام به تهیه‌ی استاندارد API 650 در خصوص مخازن نگه‌داری نفت نمود و تا امروز ویرایش‌های متعددی از این استاندارد تهیه شده است كه آخرین آن‌ها ویرایش یازدهم این استاندارد می‌باشد.

در فصل نخست، ابتدا نگاهی اجمالی به این استاندارد خواهیم داشت.

علاوه بر این، نیاز به طراحی و محاسبات سریع و کم‌ هزینه در دنیای مهندسی امروز موجب به وجود آمدن نرم‌افزارهای متعدد طراحی مربوط به مخازن اتمسفریك شده ‌است که یکی از این موارد، نرم‌افزار TANK می‌باشد. اولین نسخه‌ی این نرم‌افزار در سال 1994 توسط شركت COADE‌، تحت عنوان TANK 1.10 تولید و ارائه شد. دستور‌العمل‌های طراحی و فرمول‌های موجود در بخش‌های مختلف این نرم‌افزار بر پایه‌ی اطلاعات و مطالب موجود در استانداردAPI 650  می‌باشد.

آخرین نسخه‌ی ارائه شده‌ی نرم‌افزار TANK، نسخه‌ی 10/3 می‌باشد كه بر اساس ویرایش یازدهم استانداردAPI 650  تهیه شده است، بنابراین در برخی قسمت‌ها احتمال متفاوت بودن نتایج ارائه شده نسبت به نسخه‌های قبلی نرم‌افزار وجود دارد.    

در این کتاب، ما به تشریح تمامی ابعاد و کاربرد این نرم‌افزار پرداخته‌ایم كه امیدواریم مورد استفاده‌ی کاربران گرامی قرار گیرد.

بیش‌ترین تغییرات قابل ملاحظه که در این ویرایش بر نتایج تأثیر خواهند گذاشت عبارتند از:

محاسبات فشار برای ضخامت ورق‌های حلقوی کف تغییر کرده است.

یک شکل معادله‌ی جدید برای محدودیت مناطق شکننده آماده شده است.

برخی اصلاحات برای معادلات در ضمیمه‌ی E صورت گرفته است.

فشار مؤثر سقف از 20 PSF  به 25) PSF پوند بر فوت مربع) افزایش یافته است.

جابه‌جایی دومین معادله از ضمیمه‌ی F بخش  F.5.1

 

 

+ نوشته شده در شنبه بیست و ششم فروردین 1391ساعت 1:17 توسط معرفی کتاب |