Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Вертикальные стальные резервуары представляют собой наземные сооружения цилиндрической формы, предназначенные для приема, хранения и выдачи жидких нефтепродуктов. Проектирование, изготовление и монтаж РВС регламентируется межгосударственным стандартом ГОСТ 31385-2023, который введен в действие с августа 2023 года взамен ГОСТ 31385-2016. Пересмотр стандарта выполнен с целью актуализации требований к резервуарам номинальным объемом от 100 до 120000 кубических метров с учетом международного опыта изготовления и эксплуатации.
Стандарт устанавливает требования, направленные на обеспечение механической безопасности, предупреждение аварий и производственного травматизма. В зависимости от номинального объема резервуары подразделяются на классы сооружений по уровню ответственности: класс КС-3а для резервуаров объемом более 50000 до 120000 кубических метров, класс КС-3б для объема от 20000 до 50000 кубических метров включительно, класс КС-2а от 1000 до 20000 кубических метров и класс КС-2б для резервуаров менее 1000 кубических метров.
Согласно СП 365.1325800.2017, монтаж резервуаров должен выполняться в соответствии с проектом конструкций металлических и чертежами конструкций металлических деталировочными. Любые отступления от проектной документации согласовываются с ее разработчиком.
Международная практика проектирования резервуаров базируется на стандарте API 650, разработанном Американским институтом нефти. Стандарт охватывает требования к материалам, расчету конструкций, изготовлению и испытаниям сварных стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов при температурах до 93 градусов Цельсия. Методики расчета толщины стенки, днища и крыши учитывают гидростатическое давление, ветровые и сейсмические нагрузки, обеспечивая безопасную эксплуатацию резервуарных конструкций.
Днище вертикального резервуара выполняется из стальных листов, уложенных на предварительно подготовленное основание. Центральная часть днища может собираться из отдельных листов или из полотнищ, свернутых в рулон на заводе-изготовителе. По периметру центральной части располагаются кольцевые окрайки толщиной от 6 миллиметров, на которые опирается стенка резервуара. Конструкция окраек обеспечивает равномерное распределение нагрузки от стенки на основание и предотвращает концентрацию напряжений в зоне сопряжения.
Форма центральной части днища может быть круговой или многогранной, при этом обеспечивается нахлестка на окрайки не менее 60 миллиметров. Соединения листов днища выполняются двусторонними стыковыми швами при рулонной технологии монтажа или односторонними швами на остающейся подкладке при полистовой сборке. Величина нахлеста для полистовой сборки принимается не менее 30 миллиметров, но не менее пяти толщин наиболее тонкого листа в соединении.
Критическим элементом конструкции является узел соединения днища со стенкой резервуара. Первый пояс стенки приваривается к кольцевым окрайкам угловым швом с катетом, определяемым толщиной нижнего пояса. При толщине стенки до 20 миллиметров катет шва равен толщине окрайки, при большей толщине выполняется комбинированное соединение с дополнительным угловым швом. Данный узел должен быть доступен для визуального осмотра в процессе эксплуатации, поэтому теплоизоляция на стенке не доходит до днища на расстояние около 100 миллиметров.
Стенка вертикального резервуара представляет собой цилиндрическую оболочку, собранную из горизонтальных поясов листовой стали. Количество поясов определяется высотой резервуара и составляет обычно от 5 до 9 в зависимости от объема. Вертикальные соединения листов в пределах одного пояса выполняются двусторонними стыковыми швами с полным проплавлением по толщине металла. Горизонтальные межпоясные стыки также выполняются стыковыми соединениями с обязательным смещением вертикальных швов смежных поясов.
Толщина листов стенки последовательно уменьшается от нижнего пояса к верхнему в соответствии с распределением гидростатического давления. Минимальная толщина стенки определяется прочностным расчетом и не может быть менее 5 миллиметров по требованиям ГОСТ 31385-2023. Пояса стенки могут располагаться с совмещением по вертикальной оси, по наружной или по внутренней поверхности в зависимости от конструктивного решения резервуара.
Для обеспечения устойчивости цилиндрической оболочки при воздействии ветровых и сейсмических нагрузок на стенке резервуара устанавливаются кольца жесткости. Верхнее опорное кольцо для резервуаров со стационарной крышей принимает нагрузку от кровельных конструкций и одновременно выполняет функцию ветрового кольца. В резервуарах с плавающей крышей верхнее кольцо шириной не менее 1200 миллиметров используется как площадка обслуживания и располагается на расстоянии от верхнего края стенки согласно проектной документации.
Промежуточные кольца жесткости устанавливаются при недостаточной устойчивости стенки по результатам расчета. Расположение колец определяется таким образом, чтобы редуцированная высота участков стенки между кольцами не превышала предельного значения. Кольца жесткости размещаются на расстоянии не менее 150 миллиметров от горизонтальных швов стенки во избежание концентрации сварочных напряжений.
Стационарная крыша резервуара может выполняться в различных конструктивных вариантах. Щитовая каркасная крыша состоит из радиальных балок-стропил, опирающихся на центральную стойку и верхнее кольцо стенки, и настила из отдельных щитов. Коническая самонесущая крыша представляет собой коническую оболочку без радиальных ребер жесткости, передающую нагрузку непосредственно на стенку. Сферическая бескаркасная крыша выполняется в виде пологой сферической оболочки и применяется преимущественно для резервуаров большого диаметра.
Понтон или плавающая крыша предназначены для снижения потерь нефтепродуктов от испарения путем исключения газового пространства над поверхностью жидкости. Плавающие крыши изготавливаются в однодечном или двудечном исполнении с герметичными коробами, обеспечивающими необходимую плавучесть. Зазор между внешним краем крыши и стенкой резервуара уплотняется эластичными затворами, материал которых выбирается с учетом совместимости с хранимым продуктом и условий эксплуатации.
При выполнении крыши во взрывозащищенном исполнении настил приваривается только к верхнему кольцу стенки угловым швом катетом не более 5 миллиметров. Приварка настила к каркасу крыши не допускается. Такой ослабленный узел обеспечивает отрыв настила от стенки при аварийном превышении давления и предотвращает разрушение основной конструкции резервуара.
Номинальная толщина стенки в каждом поясе резервуара определяется из условия прочности при действии гидростатического давления жидкости. Расчетное гидростатическое давление на уровне горизонтального стыка принимается равным произведению плотности продукта на ускорение свободного падения и высоту столба жидкости над рассматриваемым сечением. В процессе расчета учитывается коэффициент надежности для избыточного давления, равный 1,2 для режима эксплуатации и 1,25 для режима гидропневмоиспытаний.
Расчетная толщина листа определяется по методике, связывающей гидростатическое давление, радиус резервуара, расчетное сопротивление материала и коэффициент условий работы. Для первого пояса стенки коэффициент условий работы принимается равным 0,7 с учетом наличия концентраторов напряжений в зоне опирания на днище, для остальных поясов коэффициент составляет 0,8. Номинальная толщина назначается с учетом сортамента листового проката и припуска на коррозию.
Рассмотрим определение толщины нижнего пояса для резервуара номинальным объемом 5000 кубических метров диаметром 22,8 метра и высотой 12 метров. При плотности нефтепродукта 850 килограмм на кубический метр гидростатическое давление у днища составляет около 100 килопаскалей. Расчетное сопротивление стали марки 09Г2С принимается равным 245 мегапаскалей. Подставляя значения в расчетную формулу с учетом коэффициента условий работы 0,7 и коэффициента надежности 1,2, получаем расчетную толщину около 11 миллиметров. С учетом припуска на коррозию назначается номинальная толщина нижнего пояса 12 миллиметров.
Устойчивость стенки резервуара обеспечивается при выполнении условия, связывающего расчетные и критические значения осевых и кольцевых напряжений. Расчетные осевые напряжения определяются от совместного действия веса вышележащих поясов стенки, конструкций крыши, снеговой нагрузки и вакуума в газовом пространстве. Расчетные кольцевые напряжения возникают от действия ветровой нагрузки и вакуума при опорожнении резервуара.
Критические осевые напряжения зависят от отношения радиуса резервуара к средней толщине стенки и определяются по эмпирическим формулам с использованием табличных коэффициентов. Критические кольцевые напряжения связаны с модулем упругости стали, толщиной стенки и радиусом резервуара. При невыполнении условия устойчивости толщина соответствующих поясов стенки увеличивается или предусматривается установка дополнительных промежуточных колец жесткости.
Для проверки устойчивости цилиндрической оболочки переменной толщины вводится понятие редуцированной высоты, которая вычисляется с учетом изменения жесткости по высоте резервуара. Редуцированная высота участка стенки между кольцами жесткости или между днищем и первым кольцом определяется через действительную высоту участка и отношение средней толщины стенки резервуара к толщине рассматриваемого участка. Предельное значение редуцированной высоты устанавливается нормативной документацией в зависимости от геометрических параметров резервуара.
Дыхательная арматура резервуаров служит для регулирования давления в газовом пространстве и предотвращения разрушения конструкции от превышения допустимых значений избыточного давления или вакуума. Механический дыхательный клапан типа НДКМ с непримерзающей мембранной конструкцией устанавливается на резервуарах со стационарной крышей и обеспечивает срабатывание при достижении рабочих значений давления и вакуума. Предохранительный клапан настраивается на повышенные значения и работает при отказе основной дыхательной арматуры.
Вентиляционные патрубки применяются в резервуарах с понтоном для естественной вентиляции надпонтонного пространства и поддержания концентрации углеводородов ниже нижнего предела взрываемости. Патрубки устанавливаются в крыше или стенке равномерно по окружности на расстоянии до 10 метров друг от друга с обязательной установкой центрального патрубка. Минимальная пропускная способность вентиляционных патрубков определяется из расчета обеспечения кратности воздухообмена при максимальной производительности приемораздаточных операций.
Люк-лаз в первом поясе стенки с условным проходом не менее 600 миллиметров обеспечивает доступ персонала внутрь резервуара для проведения осмотров и ремонтных работ. Крышка люка-лаза оборудуется механизмом для облегчения открывания и герметизирующей прокладкой. Замерный люк на крыше резервуара с условным проходом 150 миллиметров предназначен для ручного измерения уровня продукта мерной лентой и отбора проб хранимой жидкости.
Приемо-раздаточные патрубки служат для подачи и откачки нефтепродуктов из резервуара. Количество и диаметр патрубков определяются расчетом с учетом допустимой скорости подъема жидкости в резервуаре и скорости движения в трубопроводе. Приемные патрубки оборудуются устройствами с механизмом открывания потоком закачиваемого продукта и обратными клапанами для предотвращения обратного потока при остановке насосов.
Огневые предохранители устанавливаются в составе дыхательных клапанов или отдельно между клапаном и патрубком резервуара для предотвращения проникновения пламени внутрь емкости. Пенокамеры стационарные низкократной пены монтируются на стенке резервуара и подключаются к системе пожаротушения для подачи воздушно-механической пены на поверхность горящего продукта.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.