В тех случаях, когда вертикальный аппарат устанавливается в географическом районе, подверженном землетрясениям, имеется опасность разрушения, потери его устойчивости, падения и нарушения режима эксплуатации. Для различных категорий сооружений в зависимости от их особенностей установлена расчетная сейсмичность в 9 баллов. Расчету на сейсмическое воздействие подлежат нефтегазовые аппараты, поскольку они являются весьма опасными объектами и к ним предъявляются жесткие требования по сейсмостойкости.

Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от сейсмических воздействий проводится в соответствии с ГОСТ Р 51273-99. Авторами же использован метод для расчета прочности при сейсмических воздействиях основанный на обобщенных спектрах ответа. По данному методу возможен расчет на прочность не только корпуса аппарата, но и его сборочных единиц.

Для проведения расчетов элементов оборудования на прочность от сейсмических воздействий составляют механическую модель оборудования, состоящую из масс, соединенных между собой, и с точками крепления связями. Элементы оборудования, имеющие малую массу (узел крепления, амортизатор и т. п.), вносят в модель, только как связь, обладающую определенной жесткостью.

Расчет на сейсмическую нагрузку рассмотрен на примере вертикального кожухотрубчатого теплообменного аппарата, который находит широкое применение в нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслях промышленности.

Произведем расчет на прочность от сейсмических воздействий корпуса аппарата и теплообменных труб. Для части оборудования, которая может быть схематизирована в виде сосредоточенной массы со связью, массу и коэффициент жесткости определяют на основе чертежей. Для вычисления коэффициента жесткости используют методы сопротивления материалов.

Для теплообменного аппарата были приняты следующие исходные данные (рисунок 1):

- материал аппарата – низколегированная сталь, модуль упругости Е=2×10⁵ МПа, допускаемые напряжения на изгиб [s]_и=160 МПа;

- масса аппарата М = 43160 кг;