An effective technique for experimental studies to determine the losses of petroleum products in flexible tanks is suggested. Standards of technological losses of petroleum products on the permeability, swelling and wetting flexible tanks are defined.Разработана эффективная технология проведения экспериментальных исследований по определению потерь нефтепродуктов в эластичных резервуарах. Определены нормы технологических потерь нефтепродуктов от проницаемости, набухания и смачивания оболочки эластичных резервуаров

Y. Ribakov N.

Ю. Рыбаков Н.

Y. N. Ribakov

Ю. Н. Рыбаков

Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА

2014 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 206   УДК 66-948.1  ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ И НОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ  УБЫЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЭЛАСТИЧНЫХ РЕЗЕРВУАРАХ  Ю.Н. РЫБАКОВ  Разработана эффективная технология проведения экспериментальных исследований по определению потерь нефтепродуктов в эластичных резервуарах. Определены нормы технологических потерь нефтепродуктов от про-ницаемости, набухания и смачивания оболочки эластичных резервуаров.  Ключевые слова: проницаемость, солнечная радиация, технологические потери, эластичные резервуары, масса нефтепродуктов, нормы.  Технологические потери нефтепродуктов в эластичных резервуарах (ЭР) складываются из потерь, связанных с максимальной проницаемостью (ГОСТ 27896) [1] - массой нефтепродукта, прошедшего через материал ЭР за определенное время, и диффузионной сорбцией, следствием которой является увеличение массы и объёма оболочки. Технологические потери нефтепродуктов, связанные с максимальной проницаемостью, набуханием и смачиванием, зависят от температуры климатического района использования, интенсивности солнечной радиации, подгруппы и марки нефтепродукта и постоянной площади внутренней поверхности ЭР [2]. Распределение среднедневных сумм солнечной радиации на территории РФ представлено на рис. 1.                Рис. 1. Среднедневные суммы солнечной радиации  Обобщенные данные замеров температуры прогрева нефтепродуктов на различной глубине при испытаниях ЭР приведены в табл. 1. Анализ представленных в табл. 1 результатов показал, что характер зависимости темпера-туры по высоте нефтепродукта существенно меняется в течение суток, однако можно утвер-ждать, что на глубине более 50 см температура остается практически неизменной.  Особенности оценки и нормирования …  117 Таблица 1 Суточное колебание температур в резервуаре ЭР-25 при солнечной радиации 5,0 кВтч/м2·сут.  Время  суток, ч Температура, 0С окружающего воздуха нефтепродукта на глубине, см 2 5 10 20 30 40 50 945-1000 29 36 33 32 28 28 28 28 1215-1235 35 59 55 46 40 35 34 28 1520-1555 38 63 60 54 42 35 33 28 1710-1730 37 60 60 55 45 38 36 29 1910-1930 35 54 54 53 46 39 36 30 2145-2200 34 47 47 47 47 44 39 31 745-800 23 28 28 28 28 28 28 28  Принципиальная схема температурных полей в ЭР, установленных в обваловании, пред-ставлена на рис. 2.             Рис. 2. Принципиальная схема температурных полей в ЭР  Если в качестве основного определяющего параметра взять температуру верхнего слоя нефтепродукта (непосредственно примыкающего к оболочке резервуара – 10 см), которая прак-тически равна температуре внутренней поверхности верхнего полотнища ЭР, то с погрешно-стью не более 2оС температура по глубине нефтепродукта х  (см) может быть аппроксимирова-на линейной функцией вида                            xttxt стст ⋅−−=5030)( ,       (1) где tсm – температура стенки, 0С. Нагрев нефтепродукта в ЭР выше температуры окружающего воздуха возможен только за счёт солнечной радиации. В этой связи основной задачей исследований являлось определение температуры нагрева внешней поверхности ЭР, определяющей параметры процесса теплопере-дачи через полотнища резервуара и толщу нефтепродукта (рис. 3). По результатам исследований установлено [3], что при интенсивности солнечной радиации 4,0, 4,5 и 5,0 кВтч/м2сут. (рис. 3) среднесуточная температура нефтепродукта в ЭР на глубине 10 см (t10 ,oС) соответственно равна t10 = t окр.возд.+ 10, 13 и 150С.                                                     (2) Результаты определения массы нефтепродуктов в зоне максимального нагрева в ЭР пред-ставлены в табл. 2.  Солнечная радиация Температура  наружной поверхности –tн  Температура внутренней поверхности – tв tг – температура грунта T – температура  воздуха Температура  нефтепродукта  по высоте  tнп =f(h,τ) 118 Ю.Н. Рыбаков 0,358,5563,989,8528,20,176,159,6538,35020406080100-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50Число дней, сутУмеренно холодный 0,456,25107,244,653,635,797,981,7020406080100120-20 -10 0 10 20 30 40 50Число дней, сутУмеренный 3,531,5107,8593,25109,121,55020406080100120-10 0 10 20 30 40Число дней, сутУмеренно влажный 1,317,4109,850,674,799,9556,5020406080100120-10 0 10 20 30 40 50Число дней, сутУмеренно теплый 0,3 3,15122,6539,1116,5583020406080100120140-10 0 10 20 30 40Число дней, сутУмеренно теплый с мягкой зимой0,3 3,15122,6539,1116,5583020406080100120140-10 0 10 20 30 40Число дней, сутТеплый влажный29,195,543,286,9110,302040608010012010 20 30 40 50Число дней, сутОчень жаркий, сухой2,520,37187,4524,573,453,9020406080100-30 -20 -10 0 10 20 30 40Число дней, сутХолодный23,546,7534,130,240,5559,471,51347,15020406080-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40Число дней, сутОчень холодный43,998,45,798,5118,502040608010012014010 20 30 40 50Число дней, сутЖаркий, сухойТемпература, 0 С Температура, 0 СТемпература, 0 С Температура, 0 СТемпература, 0 С Температура, 0 СТемпература, 0 С Температура, 0 СТемпература, 0 С Температура, 0 С Рис. 3. Характеристика температуры нагрева внешней поверхности ЭР  по среднесуточной температуре с учётом среднедневных сумм солнечной радиации  Особенности оценки и нормирования …  119 Таблица 2 Масса нефтепродуктов в зоне максимального нагрева в ЭР  Тип резервуара Объем, м3 Масса нефтепродукта М10, кг V VI V10 Регуляр-92 ρ420=750кг/м3 Нормаль-80 ρ420=730кг/м3 ТС-1 ρ420=780кг/м3 ДЗ ρ420=840кг/м3 ЭР-4 6,60 5,44 1,16 870 847 905 974 ЭР-6 9,42 7,83 1,59 1193 1161 1240 1336 ЭР-10 19,12 16,64 2,48 1860 1810 1934 2083 ЭР-25 35,75 31,58 4,17 3128 3044 3253 3503 ЭР-50 73,23 65,65 7,58 5685 5533 5912 6367 ЭР-150 144,07 130,19 13,88 10410 10132 10826 11659 ЭР-250 255,68 233,82 21,86 16395 15958 17051 18362  Технология проведения экспериментальных исследований по определению потерь нефте-продуктов представлена на рис. 4. Расчётные нормы технологических потерь нефтепродуктов от проницаемости, набухания и смачивания оболочки ЭР представлены в табл. 3, 4 соответственно [4; 5]. Таким образом, установлено, что технологические потери нефтепродуктов при хранении в ЭР складываются из потерь за счет проницаемости, набухания и смачивания оболочки. При этом потери от проницаемости в десятки раз превышают величину потерь от других причин.  Таблица 3  Нормы естественной убыли нефтепродуктов в месяц в ЭР за счёт проницаемости  Тип резервуара Нефтепродукт Норма убыли, кг Климатический район по ГОСТ 16350, период действия I1, I2, II2 май- сентябрь II3, II4, II5 апрель- октябрь II6, II7 февраль- ноябрь II9, II10 февраль-декабрь II11, II12 январь-декабрь ЭР-4 Нормаль-80 27 33 35 39 45 Регуляр-92 45 54 59 63 78 ТС-1 18 21 22 24 28 ДЗ 6 9 9 10 11 ЭР-6 Нормаль-80 36 45 47 53 61 Регуляр-92 60 75 80 85 106 ТС-1 24 27 30 33 38 ДЗ 9 12 12 13 14 ЭР-10 Нормаль-80 57 69 74 82 96 Регуляр-92 96 117 124 134 166 ТС-1 36 45 47 52 60 ДЗ 15 18 18 20 23 ЭР-25 Нормаль-80 96 117 123 136 159 Регуляр-92 159 195 207 222 276 ТС-1 60 75 78 86 99 ДЗ 24 30 30 33 38 ЭР-50 Нормаль-80 174 210 221 245 286 Регуляр-92 288 354 375 402 499 ТС-1 111 135 141 156 179 ДЗ 45 54 55 61 69 ЭР-150 Нормаль-80 315 381 403 448 522 Регуляр-92 531 645 701 753 942 ТС-1 204 243 257 284 326 ДЗ 81 93 99 109 124 ЭР-250 Нормаль-80 492 597 632 701 819 Регуляр-92 822 1008 1070 1148 1425 ТС-1 321 384 404 447 513 ДЗ 126 147 156 171 195 120 Ю.Н. Рыбаков Таблица 4 Нормы естественной убыли нефтепродуктов  при хранении в ЭР за счет набухания и смачивания оболочки  Тип резервуара Норма убыли, кг Нормаль-80 Регуляр-92 ТС-1 ДЗ ЭР-4 2 4 1 1 ЭР-6 2 5 1 1 ЭР-10 4 8 1 1 ЭР-25 8 18 2 1 ЭР-50 12 27 2 1 ЭР-150 20 44 4 2 ЭР-250 31 68 6 3                                                     Конструкционный материал ЭР    Измерение толщины образца         и диффузионная ячейка                                                                                                                                                                  Термостатирование и определение проницаемости ЭР                                                           Рис. 4. Технология проведения и результаты экспериментальных исследований по определению потерь нефтепродуктов за счёт проницаемости конструкционных материалов эластичных резервуаров Подготовка образцов1 2 3Подготовка к испытаниямПротирка спиртом образцов и ячейкиКондиционирование при (23±2)0СИзмерение толщиныПроведение испытанийЗалив рабочей  средыВзвешивание ячейкиТермостатирование  при заданных температуре и продолжительностиОбработка результатовУстановка образца, сбор ячейкиНормаль-80Регуляр-92ТС-1ДЗПроницаемость рабочей среды Пm мах, г/м 2Потери, кг/сут, Пm =Пm мах  /1000 х S пов. Площадь внутренней поверхностиS пов. МР, МР(М), ЭРПротокол испытаний60,9142,9185226,3265,436,86080,7125,61003080,570,759,45037,624,8125 10 14,3 18,8 21,826,330,815010017,905010015020025030010 20 30 40 50 60 70Регуляр-92 ТС-1 ДЗ Нормаль 80Температура, 0СПроницаемость ЭР, г/м2  сутОсобенности оценки и нормирования …  121 ЛИТЕРАТУРА  1. ГОСТ 27896-88. Резины, полимерные эластичные материалы, прорезиненные ткани и ткани с полимерным эластичным покрытием. Методы определения топливонепроницаемости. - М.: Изд-во стандартов, 1988. 2. Исследования по разработке временных норм естественной убыли нефтепродуктов при их хранении и транспортировке: отчет о НИР. - М.: ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», 2009. 3. Внедрение новых конструкционных материалов и покрытий для оборудования и технических средств нефтепродуктообеспечения: отчет о НИР. - М.: ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», 2009. 4. Передвижные эластичные резервуары. Оценка потерь нефтепродуктов при проведении испытаний: ВМИ 23-ПЭР.275-2009. - М.: ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», 2009. 5. Акт государственных испытаний. Передвижные эластичные резервуары из синтетических материалов вме-стимостью 4, 10, 25, 50, 150, 250 м3: утв. решением № 357, 2009.   EVALUATION AND RATIONING OF NATURAL LOSS OF OIL PRODUCTS IN FLEXIBLE TANKS  Ribakov Y.N.  An effective technique for experimental studies to determine the losses of petroleum products in flexible tanks is sug-gested. Standards of technological losses of petroleum products on the permeability, swelling and wetting flexible tanks are defined.  Key words: permeability, solar radiation, technological losses, flexible tanks, rationing.   Сведения об авторе  Рыбаков Юрий Николаевич, 1961 г.р., окончил МИНХ и ГП им. И.М. Губкина (1983), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заслуженный изобретатель РФ, начальник 23 отдела  «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», автор более 200 научных работ, область научных интересов – нефтепродуктообеспечение, полимерные материалы. 

Особенности оценки и нормирования естественной убыли нефтепродуктов в эластичных резервуарах

https://avia.mstuca.ru/jour/article/download/221/147

Особенности оценки и нормирования естественной убыли нефтепродуктов в эластичных резервуарах

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА