Влияние коэффициентов запаса прочности на обеспечение безопасности нефтяных резервуаров

UDK: 622.692.23.07

DOI: 10.24887/0028-2448-2026-2-83-89

Ключевые слова: нефтяные резервуары, надежность, безопасность, коэффициенты запаса

Авт.: Н.Н. Горбань, к.т.н. (АО «КТК-Р»); Г.Г. Васильев, д.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); И.А. Леонович, к.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); А.П. Сальников, к.т.н. (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина); А.А. Бакеева (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина)

В статье исследуется влияние нормативных коэффициентов запаса прочности на конструктивные решения и безопасность вертикальных стальных резервуаров (РВС) для нефти. Показано, что традиционный подход к проектированию, основанный на системе частных коэффициентов (по материалу, нагрузке, ответственности, условиям работы), является излишне консервативным. Это приводит к значительному и неравномерному запасу прочности по высоте стенки: в то время как нижний пояс использует около 59 % предела текучести материала, верхние пояса загружены лишь на 8-20 %, что указывает на неоптимальный расход металла. На примере расчета резервуаров РВС 10 000 и РВС 20 000 по ГОСТ 31385-2023 без учета коэффициентов запаса показано, что условие устойчивости является критически более важным, чем условие прочности. Для обеспечения устойчивости при расчете без коэффициентов толщины поясов необходимо увеличивать практически до значений, определяемых нормативным расчетом на прочность. Отмечена существующая в промышленности практика применения еще более завышенных толщин, что не имеет достаточного обоснования и увеличивает материалоемкость и стоимость. Сделан вывод о необходимости применения более гибких и оптимизированных методик расчета для снижения избыточной металлоемкости при сохранении требуемого уровня безопасности. Обоснована возможность оптимизации нормативных требований к расчету резервуаров. Результаты исследования могут быть использованы для актуализации стандартов в целях снижения материалоемкости конструкций без ущерба для их надежности и безопасности.

Список литературы

1. Федеральный закон № 384-ФЗ от 30.12.2009 г. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений. – http://government.ru/docs/all/99400/

2. Анализ механической безопасности резервуаров морского терминала на основе данных наземного лазерного сканирования / Н.Н. Горбань, Г.Г. Васильев, И.А. Леонович, А.П. Сальников // Нефтяное хозяйство. – 2025. – № 1. – С. 90–94. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2025-1-90-94. – EDN: VSUOXM

3. Горбань Н.Н., Васильев Г.Г., Леонович И.А. Концептуальные подходы к управлению техническим состоянием морских терминалов нефти // Нефтяное хозяйство. – 2025. – № 7. – С. 135–141. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2025-7-135-141. – EDN: FPSZCY

4. ГОСТ 31385-2023. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. – https://docs.cntd.ru/document/1302050679

5. СП 16.13330.2017. Стальные конструкции. – https://docs.cntd.ru/document/456069588

6. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. – https://docs.cntd.ru/document/550965467

7. ГОСТ 19281-2014. Прокат повышенной прочности. Общие технические условия. – https://docs.cntd.ru/document/1302050679

8. Васильев Г.Г., Сальников А.П., Горбань Н.Н. Построение трехмерных моделей резервуаров при неполной информации по данным наземного лазерного сканирования // Труды РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. – 2025. – № 3(320). – С. 77–88. – EDN: QPIVIF