Celem pracy było opracowanie modelu obliczeniowego pomocnego w szacowaniu pozostającego czasu zdatności typowego użytkowanego stalowego zbiornika paliwowego o skorodowanych blachach płaszcza. Poszukiwany czas wyznaczano przy założonym, odpowiednio małym, akceptowanym prawdopodobieństwie awarii. Rozważania dotyczą sytuacji obliczeniowej, gdy o nośności obiektu decyduje przypadek zbiornika w pełni napełnionego a zniszczenie płaszcza determinowane jest przez osiągnięcie granicznych, obwodowych naprężeń rozciągających. Rozdział 1 zawiera krótkie wprowadzenie do prezentowanej dalej analizy. Przedstawiono w nim podstawowy cel pracy i sformułowano tezę naukową. W rozdziale 2 omówiono specyfikę zjawiska korozji stali konstrukcyjnej, odnosząc ją w szczególności do scenariusza związanego z oddziaływaniem na blachy płaszcza zbiornika paliwowego czynników agresywnych. Rozdział 3 mieści w sobie przegląd stosowanych w praktyce sposobów monitorowania postępu korozji obserwowanej na blachach płaszcza zbiornika, inwentaryzacji stanu jej zaawansowania, identyfikacji stref szczególnie zagrożonych oraz weryfikacji czy lokalne osłabienie nie spowodowało przekroczenia wartości dopuszczalnych. W kolejnych rozdziałach pracy (4-7) pokazano przykłady zastosowanych przez autora różnego typu prac modernizacyjnych, dzięki którym w sposób znaczący udało się podwyższyć trwałość korozyjną zbiornika paliwowego. W szczególności w rozdziale 4 rozważono możliwości i ograniczenia zastosowania na tym polu różnorodnych jakościowo technik laminacji, nie zawsze skutecznych i wymagających dużej staranności i precyzji nakładania. W rozdziale 5 pokazano jak modernizować skorodowane dno zbiornika, w rozdziale 6 natomiast – jak dostosować typowy naziemny stalowy zbiornik paliwowy z dachem stałym do magazynowania w nim paliwa lotniczego typu JET. Rozdział 7 to szczegółowa prezentacja oryginalnej w swoim zamyśle i zrealizowanej w praktyce awaryjnej wymiany skorodowanej cargi płaszcza zbiornika. W rozdziale 8 omawia się i poddaje krytycznej ocenie wyniki badań doświadczalnych przeprowadzonych przez autora. Udało się wykazać, że losowy ze swej natury, korozyjny ubytek grubości poszczególnych blach płaszcza nie jest jedynym efektem determinującym poszukiwaną trwałość zbiornika.
Duże znaczenie mają bowiem na tym polu także zmiany zachodzące w mikrostrukturze badanego materiału, co na ogół nie jest dostrzegane. Szczególnie istotna wydaje się tu generowana korozją redukcja wytrzymałości stali i wzrost jej kruchości. Rozdział numer 9 to raport zawierający wyniki inwentaryzacji pomiarów losowej grubości blach wybranych zbiorników paliwowych, zlokalizowanych w bazie zarządzanej przez autora. Pomiary te, dla tych samych zbiorników i tych samych miejsc na tych samych blachach płaszcza, zostały przeprowadzone na ogół kilkukrotnie, po różnym czasie ich użytkowania. W rozdziale 10 zamieszczono wyniki numerycznej symulacji postępu korozji przeprowadzanej dla zbiorników, dla których wcześniej zidentyfikowano występujący w praktyce trend korozyjny, zróżnicowany lokalnie w każdym punkcie pomiarowym. Na podstawie tej symulacji dokonano prognozy pozostającego czasu zdatności całej powłoki rozpatrywanego zbiornika. Pokazano, że oszacowany czas zależy od sposobu przeprowadzania analizy, w szczególności od tego czy prowadzono obliczenia liniowe czy też materiałowo i geometrycznie nieliniowe. Opracowany przez autora probabilistyczny model oceny trwałości korozyjnej zbiornika zaprezentowano szczegółowo w rozdziałach 11-13. Dla większej przejrzystości wywodu zaprezentowany algorytm został zilustrowany przykładem obliczeniowym dyskutowanym w rozdziale 13. Rozdział 14 zawiera posumowanie prezentowanych w pracy wyników badań.
An attempt to present a computational model, which may be useful in estimating the remaining service time of a typical steel tank with corroded sheathing plates and used to store liquid fuels, has been undertaken in this thesis. The sought remaining service time is determined with an assumed appropriately small acceptable failure probability. It applies to the design situation when the load capacity of the object is determined by the case of a fully filled tank and the shell failure is determined by the achievement of boundary, circumferential tensile stresses. Chapter 1 of the work contains a brief introduction to the analysis presented in following chapters. It presents the basic purpose of the work and formulates a scientific thesis. Chapter 2 discusses the specificity of the corrosion phenomenon of structural steel, referring it in particular to the scenario related to the impact of aggressive factors on the sheets of the fuel tank shell. Chapter 3 includes an overview of the methods used in practice to monitor the progress of corrosion observed on the sheets of the tank shell, inventory its advancement status, identify particularly endangered zones and verify that local weakening has not resulted in exceeding the permissible values. The following chapters of the work (4-7) show examples of various types of modernization works used by the author, thanks to which it was possible to significantly increase the corrosion durability of the fuel tank. In particular, in Chapter 4, the possibilities and limitations of the use in this field of qualitatively diverse lamination techniques, not always effective and requiring great care and precision of application, were considered. Chapter 5 shows how to modernize a corroded tank bottom, while Chapter 6 shows how to adapt a typical steel fixed roof fuel tank to the storage of JET aviation fuel. Chapter 7 is a detailed presentation of the original in its concept and implemented in practice emergency replacement of the corroded sheet of the tank shell. Chapter 8 discusses and critically evaluates the results of the author's experimental research. It was possible to show that the nature of a random, corrosive decrease in the thickness of individual sheets of the shell is not the only effect that determines the desired durability of the tank. The changes taking place in the microstructure of the tested material are also of great importance in this field, which is usually not noticed. The reduction of steel strength and the increase in brittleness seem to be particularly important here. Chapter 9 is a report containing the results of the inventory of measurements of random sheet thicknesses of selected fuel tanks, located in the base managed by the author. These measurements, for the same tanks and the same places on the same sheets of the mantle, were usually carried out several times, after different periods of use. Chapter 10 presents the results of the numerical simulation of the corrosion progress carried out for the tanks for which the previously observed corrosion trend was identified and varied locally at each measuring point. Based on this simulation, a forecast of the remaining service time of the entire shell of the tank under consideration was made. It has been shown that the estimated time very much depends on the method of carrying out the analysis, in particular whether the calculations were linear or material and geometrically nonlinear. The probabilistic model of the tank corrosion durability assessment developed by the author is presented in detail in chapters 11-13. For greater clarity of the argument, the presented algorithm of procedure has been illustrated by a computational example in Chapter 13. Chapter 14 contains a summary of the research results presented in the paper.
