Статья посвящена анализу рисков эксплуатации вертикальных стальных резервуаров, изготовленных из стали Ст3, в условиях низких климатических температур, характерных для Арктики и Субарктики. Основное внимание уделено проблеме хрупкого разрушения материала при отрицательных температурах и опасности превышения расчётного уровня заполнения резервуара (взлива) в зимний период. Показано, что сталь Ст3 обладает низкой хладостойкостью: при температурах ниже -20°C её ударная вязкость резко снижается, а при -40°C материал переходит в состояние полностью хрупкого разрушения. В сочетании с концентраторами напряжений (сварные швы, зоны термического влияния, различные дефекты и неметаллические включения), остаточными сварочными напряжениями и дополнительными температурными напряжениями от перепада температур окружающей среды, эксплуатация резервуаров при низких температурах становится крайне опасной. На основе анализа напряжённо-деформированного состояния стенки резервуара предложена методика расчёта допустимого максимального уровня взлива, учитывающая критическую температуру хрупкости конкретной стали, рабочую температуру окружающей среды и состояние конструкции. Методика включает введение коэффициента снижения несущей способности материала, зависящего от степени его охрупчивания. Для обеспечения безопасности рекомендован комплекс мер: установление температурного ограничения на эксплуатацию (ниже -40°C), разработка индивидуальных технологических регламентов, ужесточение неразрушающего контроля сварных соединений. Работа подчёркивает необходимость нормативного закрепления расчётных методов и усиления контроля для предотвращения аварий на объектах нефтегазового комплекса в условиях Крайнего Севера.
The article analyzes the risks of operating vertical steel tanks made of St3 steel under low climatic temperatures typical of the Arctic and subarctic. The main focus is on brittle fracture of the material at negative temperatures and on the danger of exceeding the calculated filling level (maximum filling) in winter. It is shown that St3 steel has low cold resistance: below −20°C its impact toughness decreases sharply, and at −40°C the material transitions to fully brittle fracture. Together with stress concentrators (welds, heat-affected zones, various defects and nonmetallic inclusions), residual welding stresses, and additional thermal stresses caused by temperature differences, operation at low temperatures becomes extremely hazardous. Based on an analysis of the stress–strain state of the tank wall, a method for calculating the allowable maximum filling level is proposed, taking into account the critical brittleness temperature of the specific steel, the ambient operating temperature, and the structural condition. The method introduces a load-carrying capacity reduction factor that depends on the degree of embrittlement. To ensure safety, a set of measures is recommended: establishing a temperature restriction for operation (below −40°C), developing individual operating regulations, and strengthening non-destructive inspection of welded joints. The paper emphasizes the need to formalize calculation methods in regulations and to strengthen control to prevent accidents at oil and gas facilities in the Far North.