Вертикальные стальные резервуары — разновидности и применение


Вертикальные стальные резервуары — это емкости, предназначенные для хранения, приема/выдачи, учета многих видов жидких продуктов (разной степени агрессивности), включая:

  • нефтепродукты;
  • химические вещества;
  • удобрения;
  • продукты питания.

Кроме того, резервуары указанного вида можно использовать для хранения любых других продуктов. Но только, если их характеристики соответствуют установленным параметрам.

А именно, когда плотность жидкости не превышает 1 т/м³ и при этом ее возможно хранить без давления или под:

  • избыточными давлением, не превышающим 0,002 МПа;
  • повышенным давлением, не превышающим 0,069 МПа;
  • вакуумом до 0,001 МПа.

Важной особенностью является то, что вертикальные резервуары могут иметь различный объем (до 50000 м³, а при необходимости и больше).

Такие сооружения возможно объединять в группы, использовать в составе резервуарных парков, терминалов. А также применять совместно с различным современным оборудованием. Включая насосное, обеспечивающее учет (количественный, качественный), а также трубопроводы, средства защиты окружающей среды, пожаротушения, сигнализации.

В результате перечисленные особенности делают вертикальные резервуары важным технологическим элементом для многих отраслей хозяйствования. Так указанные сооружения востребованы в:

  • пищевой промышленности;
  • нефте- и газодобыче;
  • металлургии;
  • сельском хозяйстве и тд.

Но наибольшее распространение представленные емкости получили в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Нормативная база

Для обеспечения надежного и безопасного хранения материальных ценностей в вертикальных резервуарах их проектирование, изготовление, сооружение, эксплуатация и даже приемка заказчиком регламентированы. При этом все необходимые требования изложены в:

  • ГОСТ 31385-2016. Этот подзаконный акт является основным профильным документом. Так как именно в нем изложены правила с учетом которых выполняется проектирование, монтаж, использование и испытание резервуаров;
  • ПБ 03-584-03;
  • СТО-СА-03-002-2009;
  • СТО 0048-2005;
  • ВСН 141-80;
  • ВСН 311-89;
  • РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04.

А также производство емкостей осуществляется на основании действующих технических условий.

Конструкция вертикальных резервуаров



Хотя указанные изделия бывают различных размеров, отличаются конструктивно, но все они представляют собой наземные сооружения цилиндрической формы. Состоящие из типовых элементов, к которым относятся:

  • стенка;
  • крыша;
  • днище;
  • технологические элементы (к примеру, вентиляционные патрубки, дыхательные клапана, люки, прочие);
  • винтовые лестницы;
  • площадки.

А также в состав конструкции каждого вертикального резервуара входит узел крепления заземления.

Стенка: что представляет собой

Указанный элемент конструкции является ключевым, так как его высота и диаметр позволяют создавать емкости различного объема. При этом заказчики вправе назначать геометрические характеристики (с учетом рекомендаций основного профильного ГОСТа).

Кроме того, характеристики стенки напрямую влияют на безопасность всего изделия. Для повышения которой используются:

  • материалы изготовления с оптимальными характеристиками, причем для каждого конкретного случая;
  • надежные методы соединения листов стали и других частей стенок между собой;
  • силовые элементы, которые повышают прочность резервуара в целом. Например, к ним относятся кольца жесткости.

А также для исключения финансовых потерь из-за утечки хранящейся в емкости жидкости, попадания ее в грунт, воздух используются двойные стенки.

То есть в этом случае любое вертикальное сооружение для хранения жидкости представляет собой изделие вида «стакан в стакане».

При этом внешняя стенка является защитной. Так как предотвращает негативные последствия для окружающей среды, людей при разгерметизации внутренней.

Крыша

Для удовлетворения всех потребностей заказчиков этот элемент конструкции резервуаров бывает различных видов. В результате крыши делятся на:

  • стационарные;
  • плавающие.

В свою очередь перечисленные типы имеют ряд подвидов. К примеру, стационарные конструкции подразделяются на:

  • бескаркасные;
  • каркасные.

Первый вариант является оптимальным для относительно небольших емкостей (до 5000 м³).

Каркасные крыши стоят дороже, но они способны выдержать на порядок большую динамичную нагрузку. Поэтому их используют при изготовлении резервуаров, объем которых составляет более 5000 м³.
А еще каркасные крыши более безопасные и могут нивелировать последствия взрыва жидкости, ее испарений. Причина в том, что указанные изделия являются легкосбрасываемыми.

То есть при возникновении избыточного давления внутри емкости настил каркасной крыши мгновенно разрушается, что позволяет нормализовать ситуацию.

Важно и то, что снижается, причем существенно, вероятность повреждения и деформирования конструкции емкости. Так придется всего лишь приварить к каркасу новый настил.
Преимущество плавающих крыш в том, что они существенно снижают потери любой хранящейся в емкости жидкости из-за испарений. Так как указанное приспособление лежит на поверхности нефти или любого другого продукта, что уменьшает вероятность парообразования.
Но плавающие крыши в некоторых случаях имеют эксплуатационные ограничения. К примеру, по снеговой нагрузке.

А, так называемые, однодечные плавающие крыши можно использовать только, когда:

  • диаметр резервуара не превышает 50 м;
  • скорость ветра не достигает 100 км/ч.

Если хоть один пункт перечисленных норм выполнить невозможно, тогда следует использовать более технически совершенные двухдечные изделия. Плавучесть которых на порядок выше.
Совместно с крышами может использоваться такое оборудование, как понтоны. Которые представляют собой металлические диски, плавающие на поверхности жидкости. И используются для оборудования резервуаров, которые имеют стационарную крышу.
Такая особенность свидетельствует о том, что понтоны служат не для защиты жидкости от воздействия внешних факторов, а для предотвращения ее испарения. Причем эффективного, так как потери сокращаются на внушительные 95-98%.

А также понтоны исключают:

  • образования наружной взрыво- и пожароопасной зоны;
  • воздействие паров на окружающую среду.

Для обеспечения нужного эффекта площадь понтона должна занимать не менее 90% поверхности жидкости и быть газонепроницаемой.

Днище резервуара

Такой элементы конструкции резервуаров бывают плоскими и коническими. Первая разновидность днища считается оптимальным решением для небольших емкостей, объем которых не превышает 1000 м³.
Во всех остальных случаях используют изделия конической формы. Преимущество которых в лучших прочностных характеристиках.

Конические днища бывают двух подвидов, а именно с уклоном:

  • к центру;
  • от центра.

Последний вариант наиболее востребован, так как особенности его конструкции не позволяют донному осадку загрязнять всю площадь днища.

Кроме того, популярности конических изделий с уклоном от центра способствует то, что их изготавливают из более толстого металла. Это повышает надежность, долговечность.

Материал изготовления

Вертикальные резервуары делают из различных видов стали. Выбор конкретной марки зависит от условий эксплуатации, к примеру, сталь:

  • 12Х18Н10Т из-за высокой коррозионной устойчивости станет оптимальным решением, если в резервуаре планируется хранить агрессивные жидкости (к примеру, кислоты, воду, некоторые пищевые продукты);
  • Ст3сп предназначена для регионов, где температура не опускается ниже -40°С;
  • 09Г2С обеспечит резервуару необходимую прочность и долговечность, когда его планируют использовать при экстремальном холоде.

Могут использоваться и другие виды стали.

Изготовление вертикальных емкостей

Указанная процедура осуществляется различными способами, к которым относятся:

  • рулонирование;
  • полистовая сборка.

В первом случае для изготовление вертикальных резервуаров используют сталь, завернутую в рулоны. Которые разворачивают и формируют заготовки.

Причем изначально изготавливается днище, на которое устанавливают рулон стали (в вертикальном положении) и приступают к формированию стенок. А далее остальных элементов конструкции резервуара.
При полистовой сборке используются листы стали, причем их размеры бывают разными. При этом максимальные габариты могут достигать 2500х10000 мм.
Процесс изготовления начинается с первоначальной подготовки листов. Что делают в производственных цехах, так как для этой цели используют стационарные фрезерные станки, причем различных видов.
Далее заготовки транспортируются к месту установки резервуара, где и происходит монтаж.
Независимо от метода изготовления по окончанию строительных работ сварные швы проходят положенный ультразвуковой контроль. Так как герметичность и надежность емкостей зависят от их качества.
А далее производится первичная калибровка вертикального резервуара, что позволяет установить его точный объем. После чего осуществляется градуировка.

При необходимости способы изготовления резервуаров можно комбинировать.