Стальные вертикальные резервуары широко используются для хранения нефти и нефтепродуктов. Учитывая характер содержимых веществ, нефтяные резервуары считаются взрыво- и пожароопасными объектами. Если резервуар не выдержит нагрузки, то последствия могут быть катастрофическими – от локального пожара до глобального экологического кризиса. Для повышения эксплуатационной надежности резервуара необходимо проведение оценки его прочности и прогнозирования состояния с учетом реальных нагрузок.
Рассматриваются две модели резервуара с цилиндрической стенкой и круглым днищем переменной толщины. Первая модель построена по теории упругих растяжимых стержней, вторая – по теории тонких классических оболочек вращения, основанной на механике Лагранжа. В обеих моделях учтены нагрузки от веса, давления содержимой жидкости и реакции грунтового основания. Проведены расчеты типового стального резервуара. Найден диапазон значений жесткости грунтового основания, при которых напряжения в резервуаре удовлетворяют критерию прочности.
Во время эксплуатации сырьевые и технологические резервуары подвергаются негативному воздействию водорода, поскольку они контактируют с коррозионно-активными сероводородсодержащими влажными средами. Водород вызывает растрескивание и расслоение стали. Локальная коррозия может привести к появлению сквозных язв в корпусе резервуара уже через пару лет. Математическое моделирование позволяет описать водородную деградацию стали, предсказать места возникновения коррозии резервуара и глубину поврежденности металлического листа.