КРЕСТООБРАЗНЫЙ КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
CRUCIFORM STRUCTURAL ELEMENT

Настоящее изобретение относится к резервуарам для хранения и транспортировки текучих сред, таких как углеводороды, в том числе имеющего низкую температуру сжиженного природного газа. В частности, изобретение относится к резервуарам для судов и плавучих морских сооружений, которые подвержены воздействию волновых нагрузок, а также к резервуарам для гравитационных (опирающихся на морское дно) морских сооружений и береговым резервуарам, которые подвержены воздействию землетрясений.
Уровень техники
Резервуары могут иметь множество разных конфигураций, таких как сферы, цилиндры, конусы, раковины, а также призмы. Принципиальным преимуществом призматических форм является то, что они устанавливаются ближе друг к другу, сводя к минимуму объем, занимаемый такими резервуарами. Простые призматические резервуары являются гораздо менее эффективными в конструктивном отношении, поскольку они полагаются на изгибающее действие для мобилизации прочности. Раковины развивают прочность за счет непосредственного растяжения в плоскости раковины. Это обеспечивает большую прочность для такого же количества материала.
Более эффективной конструкцией призматических форм является включение внутренних связей (работающих на растяжение балок) и шпангоутов для поглощения неуравновешенных нагрузок. При установке внутренних связей в качестве основного средства сдерживания внутренней нагрузки или внутреннего давления с усилением посредством рамных шпангоутов для поглощения неуравновешенных компонентов нагрузки, например, вызываемых ускорением содержимого резервуара, такие призматические усиленные внутренними связями резервуары сравнимы с раковинами по эффективности в конструктивном отношении. Документ WO 2006/001711 А2 раскрывает такие резервуары и включен в настоящее описание путем ссылки.
Помимо развития конструктивной прочности, внутренние связи и рамные шпангоуты поглощают удары, вызванные движением волн. Вызванные ударами волн горизонтальные нагрузки, прикладываемые к работающим на растяжение внутренним связям и рамным шпангоутам, поглощаются этими балками и рамными шпангоутами.
Некоторые металлические конструкции имеют сварные соединения с более низкой прочностью, чем основной металл. Это, в частности, относится к некоторым сплавам, которые также подходят для применения в условиях низких температур. Рамные шпангоуты или стенки, воспринимающие нагрузки, прикладываемые за пределами их центральной плоскости, испытывают пиковый изгиб у опор в форме пересечения шпангоутов или стенок. Более эффективной конструкцией является выполнение сварных соединений на удалении от опоры и как можно ближе к точкам прогиба, где напряжение ниже. Помещение таких имеющих низкую прочность сварных соединений на удалении от областей высокого напряжения также является желательным по причинам безопасности. Такие имеющие низкую прочность сварные соединения могут обусловливать очень низкую местную текучесть, вызывая преждевременный разрыв с малой деформацией в случае избыточного теплового напряжения или иной случайной нагрузки. Это является особенно критичным в случае с холодными и легко воспламеняющимися грузами.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание соединения между пересекающимися под прямым углом панелями с помощью сборки, имеющей полную прочность в области пересечения этих панелей.
Задача изобретения решается путем изготовления с помощью объемной штамповки крестообразных металлических элементов и их сваривания друг с другом в вертикальный штабель для создания крестообразной панели. Такие полученные объемной штамповкой крестообразные металлические элементы могут представлять собой простые пластины или могут включать элементы жесткости либо иметь переменное поперечное сечение.
Изобретение предлагает следующее.
Крестообразный конструктивный элемент, используемый внутри резервуара для соединения рамных шпангоутов или стенок, выполненный методом объемной штамповки или литья в виде цельного изделия и содержащий пересекающиеся вертикальные полки.
Крестообразный элемент может также содержать элементы жесткости. Элементы жесткости могут представлять собой горизонтальные пластины.
Также предлагается сборка из крестообразных конструктивных элементов согласно изобретению, в которой указанные элементы установлены один поверх другого и соединены посредством их пересекающихся вертикальных полок.
Сборка в целом не имеет поперечных сварных швов, а лишь горизонтальные сварные швы, соединяющие установленные один поверх другого элементы.
В предпочтительном варианте осуществления горизонтальные сварные швы сборки проходят не по всей длине горизонтального края вертикальных полок, а частично замещены щелью.
В указанной сборке между вертикальными полками может быть вварена пластина-удлинитель.
Кроме того, настоящим изобретением предлагается применение по меньшей мере одной сборки, описанной выше, для соединения нескольких рамных шпангоутов, стенок и/или панелей в точках их пересечений.
В настоящем документе термин «панель» включает термины «рамный шпангоут», «стенка» и «пластина», и панель может быть выполнена из фасонных профилей.
Краткое описание чертежей
Другие подробности изобретения будут описаны далее со ссылкой на примеры вариантов осуществления, показанные схематично на прилагаемых чертежах, на которых
фигура 1 показывает вид сверху в перспективе полученного объемной штамповкой крестообразного элемента,
фигура 2 показывает поперечный разрез полученного объемной штамповкой крестообразного элемента,
фигура 3 показывает перспективный вид сваренной сборки из полученных объемной штамповкой крестообразных элементов,
фигура 4 показывает перспективный вид конструкции, включающей сборку из полученных объемной штамповкой крестообразных элементов,
фигура 5 показывает перспективный вид внутренней части резервуара с рамными шпангоутами или стенками.
Осуществление изобретения
Фигура 1 показывает вид сверху полученного объемной штамповкой крестообразного элемента, а фигура 2 показывает его в разрезе. Эти фигуры иллюстрируют элемент 1 жесткости, который может иметь разную форму и толщину или может отсутствовать.
Фигура 3 показывает перспективный вид сборки из таких крестообразных элементов, соединенных вместе горизонтальными сварными швами 2. Сборка может также иметь щели. Кроме того, могут быть добавлены пластины-удлинители там, где показан шов.
Фигура 4 показывает перспективный вид такой сборки из полученных объемной штамповкой крестообразных элементов. В этом случае элемент жесткости представляет собой простую пластину. Сборка из полученных объемной штамповкой крестообразных элементов соединена с двумя пересекающимися панелями, рамными шпангоутами или стенками, выполненными из фасонных профилей, которые составляют наружную обшивку резервуара.
Фигура 5 показывает перспективный вид внутренней части резервуара с панелями, выполненными из фасонных профилей, причем эти панели соединены в пересечениях с помощью крестообразных панелей.