Технологія виготовлення вертикальних циліндричних резервуарів на монтажній площадці

а – в стик, б - східчасто, в - телескопічно

Рисунок 1 - Схема розташування поясів резервуару.

 

1 - підсипання , 2 - піщана  «подушка». 

Рисунок 2 - Схема  фундаменту під вертикальний циліндричний резервуар.

 

Резервуари  зі стаціонарним дахом

Резервуари зі стаціонарним дахом призначені для зберігання нафтопродуктів із щільністю до 0,9 т/м³ і температурою при експлуатації не вище 90⁰С (короткочасна). Їх виготовляють місткістю від 10 до 50 тис.м³ з висотою стінки корпусу 12-18 м . Резервуар складається із плоского днища, циліндричного корпусу й покриття (даху). Покриття опирається, як правило, на стінки корпусу, а в резервуарах великої місткості – на додаткову стійку в центрі резервуара.

Покриття резервуара служить  для сприйняття надлишкового внутрішнього тиску й вакууму в резервуарі, що виникають при його експлуатації,  а також для запобігання попадання  атмосферних опадів (дощу й снігу) усередину резервуара. Конструктивне  покриття розраховане на 2,0 КПа , приварюють до кільцевого кутнику суцільним зовнішній і переривчастим внутрішнім швом, а до несучого елементу покриття (коротким швом) – прихватками. При тиску в резервуарі до 0,2 КПа покриття прихоплюють тільки до обвязочному кутнику зовнішнім суцільним швом.

Конструкції стаціонарних дахів і кріплення їх до верхнього  поясу з розрахунку повинні забезпечувати  відривання дахів без ушкодження стінки у випадку вибуху в газовому просторі. Ухил стаціонарного даху резервуару ємністю до 5000 м³ повинен бути не менш 1:20 і не більше 1:8.

Для зберігання мазуту й  темних нафтових продуктів можуть застосуються резервуари з «без наметним покриттям». Незважаючи на деякі утруднення, що виникають при монтажі, без наметна  покрівля є вдалою конструкцією, що забезпечує зниження витрат метала при  виготовлення на 40% у порівнянні з  витратою метала на щитову покрівлю, зниження втрат нафтопродуктів від малих  деталей, яке забезпечується вертикальними  переміщеннями покрівлі при телескопічній  конструкції центральної стійкі, велику корозійну стійкість покрівлі, що обумовлено відсутністю металевого каркасу й поліпшенням умов нанесення  антикорозійного покриття на внутрішню  поверхню.  Конструкція покрівлі являє собою самонесучу оболонку обертання негативної гаусовскої кривизни, виконану з листів 2,5…3,0 мм. У резервуарах з без наметною покрівлею місткістю 10000 м³ і більше оболонки корпусу й покрівлі сполучаються одна з іншої через пружне кільце твердості (периферійний каркас). Наявність периферійного каркаса приводить до перерозподілу внутрішніх зусиль і моментів у верхньому вузлу резервуарів та істотно підвищує несучу здатність без наметної покрівлі.

Плоскі дахи з невеликим  ухилом для стоку зливових вод  мають найменші газові простори й  по – цьому є більше безпечні й зручні в експлуатації. Існуючі  стаціонарні дахи спочивають на будівельних  перекриттях або мають без  корпусне  перекриття з однією центральною  колоною в середині резервуару  (рисунок 3).

Таке перекриття збирають із твердих складально–щитових секторів на каркасі, звареному зі швелерів і кутової сталі складально-щитові покриття економічно вигідні, в порівняно не трудомісткі, добре задовольняють вимогам  індустріального способу монтажу.

Резервуари спеціальних  типів (зі сферичними дахами, на півсферами, капле видні й ін.) також є  без стропильними.

При виготовлення резервуарів  кільцеві горизонтальні шви корпусу  зварюють в стик з повним проваром листу на відстані 10 б з обох сторін від вертикальних швів. В інших  місцях проварюють не менш 2/3 товщини  листа. Тонкі листи (до 4 мм) зварюють внапуск із застосуванням двостороннього суцільного зварюванням крайок. Вертикальні зварні з’єднання виконують сумісно сполученими або в шаховому порядку з відстанями між швами не менше 500мм.

Стінка корпусу з'єднання  із днищем двосторонніми кутовими швами (висота катета шва не менше 4 мм, але не більше товщини крайки днища). Діаметр полотнища днища більше діаметра стінки корпусу. Різниця розмірів для резервуарів ємністю 5000 м³ складає 80 мм.

На підкладці днища  укладають або горизонтально (для  резервуарів ємністю до 10000 м³), або з ухилом 1:100 від центра до стінки.

.  

1 - корпус; 2 - покриття; 3 –  центральна колона; 4 - шахтна драбина; 5 - днище.

Рисунок 3 - Резервуар зі звареним щитовим перекриттям.

Крайки днища резервуарів  ємністю до 5000м³ на машинобудівних заводах закручують в один рулон разом із центральною частиною. Товщина крайки днища 4мм (для резервуарів ємністю 5000м³). Для резервуарів ємністю більше 5000м³ крайки виготовляють сегментними з окремих заготівок товщиною не менше 8мм.

 

Резервуари  із плаваючими дахами та понтонами

Застосування резервуарів  із плаваючими дахами та понтонами  дозволяє вирішити основне завдання: найбільш ефективно попереджувати  випаровування найбільш летючих  та коштовних фракцій нафтопродуктів, які зберігаються, і тим самим  зберегти втрати в навколишнє середовище. Такі резервуари мають ряд важливих переваг: відсутність газового простору дозволяє різко зменшити корозію  корпусу та даху резервуара; за витратами  сталі на спорудження вони на 15 – 20% менше металоємні, ніж аналогічні резервуари зі стаціонарними дахами; працездатність цих резервуарів значно вище, вони менше пожежно- та вибухо небезпечні ніж резервуари інших типів.

Резервуари із плаваючими дахами можна будувати в районах  зі сніговими ( 0,7 – 1,5 КПа) і більшими вітровими навантаженнями, а також сейсмічних районах.

Згідно СНиП П - 11,3 - 70, для нафти й нафтопродуктів з температурою спалаху пару до 28⁰С рекомендується застосовувати резервуари із плаваючими дахами, які допускається об’єднувати у групи загальної ємності до 1200000м³ (для резервуарів зі стаціонарними дахами - тільки 800000м³)

Максимальний об’єм  одиничного резервуара із плаваючим  дахом досягає 120000м³, резервуара з понтоном до 50000м³, а резервуара із простим стаціонарним дахом для зберігання легкозаймистих рідин 20000 м³ для зберігання горючих рідин 5000 м³ .

Конструктивно плаваючий  дах представляє собою пустотілий диск, виготовлений зі сталевих листів. Внутрішній простір диска розділяється перегородками на ряд відсіків, які  забезпечують жорсткість конструкції  даху й попереджують його затоплення, у випадку затоплення в одному або декількох відсіків. Значний  об’єм внутрішнього простору, порівняно  невелика вага надає даху гарну стійкість  і плавучість на поверхні рідини, що зберігається.

Для посилення жорсткості верхній частині корпусу резервуара монтують кільцеву площадку, яка служить  для стійкості проти сприймання вітрового навантаження. Щоб забезпечити  можливість зрошення резервуара, кільце жорсткості приварюють разом з розкладеними по периметру окремими накладками. Тому що кільце жорсткості використовують як оглядову площадку, по зовнішньому  його контору, на якому передбачено  огородження.

Між корпусом резервуара і дахом є зазор до 300мм, що заповнюють ущільнювачем. Для спуску та огляду даху встановлена рухома шарнірна драбина, конструкція якої забезпечує горизонтальне розташування ступенів при будь-якому положенні даху. Пересувна (котюча) драбина верхнім кінцем шарнірно опирається на перехідну площадку, яка з’єднується із шахтою драбиною, що служить для підіймання на кільцеву площадку резервуара. Нижній кінець пересувної драбини оснащений колісчатами, які пересуваються по рейковому шляху покладеному на опорній фермі (або балціу). По мірі підіймання або опускання плаваючого даху й пересування даху кут підйому драбини міняється в межах 5 – 50^о. Для нормальної роботи пересувний драбини в зимові часи зумовлений зазор між опорною фермою й центральною частиною плаваючого даху більше 250мм так, що б верх рейки перебував вище снігового покриву.

У нижнім положенні плаваючий  дах опирається на стійки висотою 1,8 - 2,0 м, що дозволяє оглядати й очищати резервуар під дахом. Число опорних стійок визначається з умови забезпечення стійкої рівноваги плаваючого даху. Стійки виготовляють із труб і рівномірно розставляють по окружності під дахом.

Центральне положення  плаваючого даху забезпечується проти  поворотними пристроями, які виготовляють зі сталевих труб. Труби мають перфорацію; вони одночасно служать для установки  пробовідбірників та рівнемірів.

Дренажний пристрій резервуарів  великої одиничної місткості  виготовляють двох типів: гнучкої конструкції (з міцного товстостінного рукава) і жорсткої конструкції (зі сталевих труб зв'язаних між собою шарнірними з'єднаннями). Всі резервуари обладнують прямими-роздавальними пристроями, які складаються з патрубків (ППР), хлопавок з перепуском, електро привідних керувань хлопавками у вибухобезпечному виконанні.

На резервуарах установлюють різне допоміжне устаткування: вакуумні клапани; світлові, монтажні ізомерні люки, люки лади, сифонні крани, компенсатори трубопроводів.

Резервуари оснащують  автоматичними приборами, які забезпечують  дистанційне вимірювання рівня  зберігаємого продукту, сигналізацію максимального та мінімального робочого рівнів, дистанційне виміряння рівня нафтопродукту у двох точках, відбір середніх проб продукту зниженими паро обробками у двох точках, сигналізацію аварійного рівня у двох точках (з урахуванням перекосу плаваючого даху), вимір температури нафти й нафтопродуктів у зоні приймально-витратного патрубка, сигналізацію небезпечного підвищення температури в резервуарі (при пожежі). Для резервуарів з підігрівом застосовується місцевий контроль температури конденсатів після підігрівання і дистанційний контроль температури нафти в резервуарі в зоні приймально-витратного патрубка.

 

 

1 - плаваючий дах; 2 - рейки  пересування драбини; 3 - пересувна  драбина; 4 - шахтова драбина; 5 - ущільнювальний  затвор; 6 - водоприймач атмосферних  опадів; 7 - полотнище плаваючого  даху; 8 - опорна стійка; 9 - короп; 10 - напрямні  плаваючого даху; 11 - посилююче кільце  твердості.

Рисунок 4 - Резервуар із плаваючим дахом.

 

Плаваючий дах резервуарів  великої одиничної ємності має  по периметру велике понтонне кільце, яке складається з коробу, і  центрального полотнища зі сталевого  аркуша товщиною 5мм, яке монтується у вигляді рулонних заготівок. До контурного кільця днища приєднують двостороннім звареним швом в напуск.

Ефективним і простим  засобом скорочення втрат нафти  та нафто продуктів з високою  летючістю пару і збереження його здійснюється використання понтонів. Конструктивно понтони й плаваючі дахи подібні (рисунок 5). Однак понтони  споруджують у резервуарах, які  мають стаціонарне покриття (щитову покрівлю або сферичне покриття), а  плаваючі дахи застосовують самостійно.

Понтони в резервуарах  відокремлюють вільну поверхню рідини, яка зберігається, від простору, утворену між ними й покриттям  резервуара, тому відпадає необхідність встановлення системи водоспуску, наявної  в резервуарах із плаваючими дахами.

Недоліком резервуарів  з понтоном, також як і резервуарів  із плаваючими дахами, при нижньому розташуванні, є те що в просторі обмеженим дахом та корпусом резервуара можуть скупчуватися пари нафтопродуктів і досягати високих концентрацій при недостатній вентиляції.

Понтони виготовляють із металу або синтетичних матеріалів. Металеві понтони складаються з  кільцевого й центрального понтона  простір між якими перекривається металевим дахом називається  мембраною. Герметизація понтона в  корпусі резервуара та центральної  направляючої труби здійснюється петлевим затвором з вкритого гумою бельтингу. Понтон із синтетичного матеріалу складається з поплавків ущільнюючого затвора, кілець жорсткості, верхнього й нижнього килимів, сітки й виводів заземлення, кріпильних деталей. Верхній і нижній килими служать для того, що б визначити вільну поверхню нафтопродуктів від газового простору. Оскільки вони дотикаються зі збереженими продуктами їх виготовляють із хімічно стійкої до вуглеводів  поліамідної плівки, що склеюється та зварюється струмами високої частоти.

Верхній килим установлюють з ухилом від центра резервуара. Для попередження закручування килима у якості їхньої основи монтують кільце твердості. Кільце твердості служить  також для установки поплавків  і сітки. Їх виготовляють із хімічно  стійкого до вуглеводів плиточного пінопласту марки ПХВ – 1 щільністю 70 – 100кг/м³. Понтони експлуатують при температурі до 60⁰С. Вони можуть бути змонтовані як у резервуарах, що будуються, так й у резервуарах які вже перебувають в експлуатації.

 

 

А - загальний вид. Б - відкрита ринва; 1 - зовнішнє кільце жорсткості; 2 -  опорна стійка  понтона; 3 - петлевий ущільнювальний затвор; 4 - днище понтону; 5 - центральне кільце

Рисунок  5 - Понтон металевий відкритого типу.

1.4 Завдання  які вирішуються у дипломному  проекті.

Для забезпечення більшого об’єму застосування автоматичного зварювання,

- вибрати способи зварювання та складання виробу, що найбільше б відповідали сучасним вимогам до технологічності виробу;

  - визначитися із відповідними зварювальними матеріалами, режимами зварювання для типових з’єднань та видами устаткувань;