Дослідження міцності та довговічності зварних комбінованих балонів

Abstract

Розглядається технологія виготовлення легких та надійних в експлуатації зварних комбінованих балонів, в яких для зменшення їх маси використано високоміцні сталі та композиційні матеріали, що дасть змогу збільшити об’єм транспортованого газу та підвищити еколого-техногенну безпеку експлуатації газовозів. Проведено розрахунки балону на міцність при статичних навантаженнях, на циклічну довговічність, допустимого числа циклів навантажень циліндричної частини балону і товщин стінок металевої та склопластикової оболонок. Встановлено, що умови міцності при циклічних навантаженнях металопластикового балону на встановлений термін експлуатації 15 років виконані. Довговічність конструкції металопластикових балонів складає не менше 25 років, що відповідає термінам експлуатації сучасних суден-контейнеровозів, а показники масової досконалості балонів дають змогу збільшити об’єми вантажної системи газовозів та підвищити їх ефективність і екологічну безпеку.

Рассматривается технология изготовления легких и надежных в эксплуатации сварных комбинированных баллонов, в которых для уменьшения их массы использованы высокопрочные стали и композиционные материалы, что позволит увеличить объем транспортируемого газа и повысить эколого-техногенной безопасности эксплуатации газовозов. Проведены расчеты баллона на прочность при статических нагрузках, на циклическую долговечность, допустимого числа циклов нагрузок цилиндрической части баллона и толщины стенок металлической и стеклопластиковой оболочек. Установлено, что условия прочности при циклических нагрузках металлопластикового баллона на установленный срок эксплуатации 15 лет выполнены. Долговечность конструкции металлопластиковых баллонов составляет не менее 25 лет, что соответствует срокам эксплуатации современных судов контейнеровозов, а показатели массового совершенства баллонов позволяют увеличить объемы грузовой системы газовозов и повысить их эффективность и экологическую безопасность.

The article deals with the technology of producing light and reliable in operation welded combined cylinders in which, for decreasing their weight, high-strength steel and composite materials were used, that will enable the increase the volume of transported gas and improve environmental and technogenic safety of gas carriers maintenance. The calculations of cylinder strength under static loads, the cycle life, the allowable number of load cycles for cylindrical section of the cylinder and walls thickness of metal and fiberglass shells were carried out. It has been set that the strength conditions under the cyclic load of metal and plastic cylinder for the given service life of 15 years were met. The durability of metal and plastic cylinder structure is at least 25 years which corresponds with the service life of modern container ships, and the indicators of cylinders mass perfectness provides the possibility to increase the capacity of gas carriers’ cargo system and to enhance their efficiency and environmental safety.