NAJSŁABSZE OGNIWO

FINALISTA

Rafał Szozda
Instytut Inżynierii Technicznej
Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu

Analiza stanu naprężenia w ścianie zbiornika na lng.

Zagadnienie inżynierkie obejmuje analizę stanu naprężeń istniejącego zbiornika kriogenicznego do magazynowania LNG (liquefied natural gas) ciekłego gazu ziemnego który znajduje się w terminalu LNG im. Prezydenta Lecha Kaczyńskiego w województwie zachodniopomorskim w miejscowości Świnoujście. Zbiornik kriogeniczny oznacza, że substancja magazynowana jest w niskich temperaturach. Gaz ziemny znamy w postaci gazowej, aby zmienić jego stan należy ochłodzić go do temperatury poniżej -160 C.

Na terenie całego kraju do chwili obecnej zbudowano dwa zbiorniki, o pojemności blisko 160 tys.m3 każdy. Możliwość odbierania gazu ziemnego drogą morska i jego magazynowanie zabezpieczyło gospodarkę energetyczną z tego względu gazoport jest strategiczną inwestycja dla kraju.

Konstrukcja zbiornika jest przykładem zbiornika podwójnego, w którym zbiornik wewnętrzny stalowy pełni funkcję samonośną oraz przejmuje obciążenia od parcia cieczy. Zbiornik zewnętrzny żelbetowy sprężony kablami sprężającymi w pionie i poziomie konstrukcji w warunkach eksploatacji pełni funkcję samonośną.

Konstrukcja zbiornika została wykonana w technologii ślizgu kształtując na obwodzie 4 pilastry kotwiące w postaci zgrubienia ściany w kierunku zewnętrznym. Grubość ściany jest jednolita na całej wysokości i wynosi 0,8m, przytoczone zgrubienie pilastra wynosi 1,4 m na długości 4,0 m w osiach (90 deg, 180 deg, 270 deg, 360 deg). W dolnej części zbiornika znajduje się otwór technologiczny o geometrii [szerokość x wysokość x grubość] 5,20m x 3,30m x 0,80m.

Analizowanie naprężeń w zbiorniku przeprowadzamy w dwóch fazach pracy konstrukcji. Pierwszą fazą jest normalna ekploatacja konstrukcji, oraz druga kiedy dochodzi do awarii. Awaria jest to moment, w którym dochodzi to wycieku ze zbiornika wewnętrznego. Sytuacją taką zaprojektowano nie uwzględniając wpływu dynamicznego tak zwanego uderzenia cieczy o ścianę zbiornika żelbetowego. Odwzorowano to, jako wyciek lub nieszczelność z elementów orurowania, czego przyczyną może być wadliwa uszczelka. Analiza konstrukcji w takiej fazie obejmuje zdefiniowanie wynikających obciążeń, jakimi są wpływy termiczne oraz parcie cieczy.

Dla przytoczonych faz pracy konstrukcji przeprowadzono analize naprężeń najbardziej newralgicznego miejsca konstrukcji „Najsłabsze ogniwo” jakimm jest otwór technologiczny w dolnej części zbiornika.

Kryterium, w jakim wykonano analizę naprężeń, zostało dopuszczalne naprężenia rozciągające dla betonu oraz porównanie ich z istniejącymi na krawędzi otworu. Do obliczeń założono klasę betonu C35/45, dla której średnia wytrzymałość na rozciąganie  wynosi 3,2 MPa , obciążenia konstrukcji zostały ustalone na podstawie norm.

O autorze
Rafał Szozda, absolwent Instytutu Inżynierii Technicznej Kierunku Budownictwo w Państwowej Wyższej Szkole Techniczno-Ekonomiczniej w Jarosławiu. Początki zainteresowania budownictwem zrodziły się u mnie już w szkole gimnazjalnej, natomiast naukę w tym kierunku rozpocząłem dopiero na studiach. W czasie studiów odbyłem liczne praktyki zawodowe w firmach budowlanych, z których wyniosłem ogrom doświadczeń i wiedzy praktycznej, którą wykorzystuję, na co dzień w życiu prywatnym jak i zawodowym. Mój rozwój osobisty zawdzięczam także koordynowaniu licznymi projektami wolontarystycznymi organizowanymi na mojej uczelni, co nauczyło mnie efektywnej pracy zespołowej i wpłynęło na postrzeganie ludzkich potrzeb. W obecnej sytuacji jestem pracownikiem w firmie budowlanej na stanowisku Majster/Brygadzista w celu przygotowania się do odbycia praktyki zawodowej uprawniającej do otrzymania uprawnień budowlanych. Moim celem jest zdobycie uprawnień i praca w zawodzie, w przyszłości chciałbym zdobyć tytuł doktora i dzielić się zdobytą wiedzą wśród młodych ludzi.