Структурная прочность и соображения конструкции против перекрущения для мобильных криогенных жидкостных танкеров
Мобильные криогенные жидкостные танкеры, используемые для перевозки сжиженных газов, таких как СПГ, жидкий азот или СНГ, сталкиваются с уникальными структурными и эксплуатационными проблемами. Обеспечение целостности конструкции при динамических нагрузках и предотвращение аварий при перекрущении имеют решающее значение для безопасности во время перевозки.
1. Структурные соображения
Конструкция оболочки и головки резервуара: цилиндрическая оболочка и полушарические или эллиптические головки должны выдерживать внутреннее давление, тепловые напряжения и динамические нагрузки во время ускорения, торможения и поворотов. Выбор материала (обычно нержавеющая сталь или никель-сплавная сталь) обеспечивает прочность и прочность при низких температурах.
Поддержка и интеграция шасси: резервуар устанавливается на шасси транспортного средства через седла или опоры, которые равномерно распределяют вес и минимизируют концентрации напряжения. Поддержки предназначены для поглощения вибрации и предотвращения усталости при дорожной нагрузке.
Теплоизоляция: двойностенная конструкция с вакуумной или высокопроизводительной изоляцией уменьшает проникновение тепла. Изоляционные слои должны поддерживать конструктивную целостность во время вибраций и динамических движений.
Анализ нагрузки: динамические условия нагрузки, включая торможение, ускорение и неравномерную местность, анализируются с использованием методов конечных элементов (FEM) для прогнозирования распределения напряжения и определения требований к усилению.
2. Меры конструкции против перекрущения
Снижение центра тяжести: геометрия резервуара и размещение на шасси оптимизированы для минимизации центра тяжести транспортного средства. Горизонтальная ориентация и низкое позиционирование снижают риск перекрущения.
Дизайн бафеля: внутренние бафели ограничивают жидкость, которая может сменить центр тяжести и дестабилизировать транспортное средство. Правильно размещенные и размерные буферы уменьшают динамические нагрузки на стены бака.
Оптимизация шасси и подвески: усиленные системы подвески, более широкие колесные базы и стабилизирующие функции повышают стабильность транспортного средства во время поворотов и внезапных маневров.
Управление нагрузкой и скоростью: Операционные протоколы, такие как ограничение уровня заполнения для поддержания свободного борта и применение безопасных ограничений скорости на кривых, еще больше снижают риски перекрущения.
Динамическое моделирование: моделирование динамики транспортного средства в различных дорожных условиях помогает проверить характеристики конструкции противокаточной конструкции, включая эффективность дефеля и реакцию шасси.
3. Безопасность и соблюдение
Соблюдение таких стандартов, как ДОПОГ (Европейское соглашение о международной перевозке опасных грузов по дороге), NFPA 58 (Кодекс сжиженного нефтегаза) и национальные транспортные правила обеспечивает конструктивную целостность и безопасность перекрущения.
Регулярное осмотр и техническое обслуживание танкера, включая шасси, опоры и бафели, имеют решающее значение для постоянной безопасности.
Структурная прочность и безопасность мобильных криогенных жидкостных танкеров зависят от тщательного выбора материала, конструкции оболочки и опоры, конфигурации дефеля и оптимизации динамики транспортного средства. Интеграция анализа FEM и динамического моделирования с протоколами эксплуатационной безопасности обеспечивает надежную и безопасную транспортировку криогенных жидкостей в различных дорожных и экологических условиях.
Ссылки
ДОПОГ — Европейское соглашение о международных дорожных перевозках опасных грузов.
NFPA 58 - Кодекс сжиженного нефтяного газа.
Barron, R.F. (1999). Криогенные системы, 2-е издание. CRC Press.
Totten, G.E. (2006). Тепловая обработка стали: металлургия и технологии. CRC Press.
Брэтт, Р. & Mort, P. (2015). Криогенная инженерия: 50 лет прогресса. Спрингер.
