Вертикальные резервуары применяются для хранения нефтепродуктов, химических жидкостей, пищевых продуктов и других агрессивных и неагрессивных сред. Они являются необходимым элементом технологической цепочки многих отраслей промышленности: нефтехимической, пищевой, газовой, металлургической и др. Наибольшее их распространение получило в нефтехимической промышленности, являясь составной частью резервуарных парков, нефтеналивных терминалов на предприятиях добычи, переработки и хранения нефти.
Их проектирование, производство, монтаж и эксплуатация регулируются следующими нормативными документами:
- ГОСТ 31385-2016 "Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия";
- ПБ 03-584-03 "Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных";
- СТО-СА-03-002-2009 "Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов";
- СТО 0048-2005 "Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для хранения жидких продуктов. Правила проектирования";
- ВСН 141-80 "Инструкция по поставке стальных конструкций заводами металлоконструкций";
- ВСН 311-89 "Монтаж стальных вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов объемом от 100 до 50000 м3";
- РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04 "Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000-50000 м3".
В зависимости от эксплуатационных условий и объема выделяются следующие классы:
- I класс - особо опасные резервуары более 10000 м3, РВС более 5000 м3, которые располагаются в черте города или по берегам водоемов;
- II класс - РВС повышенной опасности 5000-10000 м3;
- III класс - опасные резервуары до 5000 м
Для соблюдения мер пожарной и экологической безопасности они должны иметь крышу или понтон для предотвращения испарения легковоспламеняющихся нефтепродуктов и, соответственно, попадания вредных веществ в окружающий воздух.
По конструкции и условиям эксплуатации существуют РВС:
- со стационарной крышей, работающие под избыточным давлением 0,002 МПа и вакуумом 0,001 МПа;
- со стационарной крышей, работающие при повышенном давлении 0,069 МПа;
- с понтоном или плавающей крышей, работающие без давления и вакуума.
Устройство резервуаров РВС представляет собой вертикальные цилиндрические емкости разной высоты и диаметра для хранения до 50000 м3 жидкостей.
Сверху обязательно имеется крыша (стационарная или плавающая) или понтон, которые крепятся к стенке с кольцевым ребром жесткости. Выбор типа настила зависит от требований заказчика, от условий эксплуатации и характера хранимой жидкости. Также емкости комплектуются технологическим оборудованием (люки, патрубки), лестницей, площадкой с ограждением. Стационарные крыши РВС применяются для предотвращения загрязнения воздуха легковоспламеняющимися испарениями. Бывают бескаркасными и каркасными. Бескаркасная конструкция применяется для малых объемов - до 5000 м3.
Каждый тип может иметь две разные геометрические формы: коническую или сферическую. Бескаркасные крыши - это лист настила конической или сферической формы в зависимости от объема: конические бескаркасные устанавливаются при объеме до 1000 м3, а сферические - до 5000 м3.
Каркасные крыши - это несущая металлическая конструкция, которая крепится к обечайке, и настил, свободно опирающийся на каркас. Их еще называют легкосбрасываемыми. Они обладают большей сопротивляемостью высоким динамическим нагрузкам и используются при объеме более 5000 м3. Они изготавливаются во взрывозащищенном исполнении, так как могут выполнять функцию аварийного клапана в случае повышения давления: вместо серьезного разрушения и деформации отрывается настил в месте приварки каркаса, т.к. сам настил не крепится к корпусу. Таким образом обеспечивается целостность.
Плавающие крыши РВС применяются при максимальной снеговой нагрузке не более 1,5 кПа и специально монтируются с пригрузом центральной части для уклона к центру, что не дает попасть рабочему продукту на поверхность.
Плавающие крыши бывают однодечными и двудечными. Однодечная конструкция имеет эксплуатационные ограничения: они устанавливаются на корпус с диаметром до 50 м с максимальной ветровой нагрузкой 100 км/ч. Двудечная является усиленным вариантом, который обладает большей плавучестью.
Понтоны используются совместно со стационарным настилом. Понтон - это жесткий диск, сделанный из стали или алюминия. Он должен закрывать не менее 90% поверхности и быть обязательно газонепроницаемыми, что предотвращает потери рабочей среды.
РВС до 1000 м3 изготавливаются с плоскими днищами. Их толщина одинаковая по всему периметру.
Более крупные имеют конические днища, которые могут иметь уклон к центру или от центра. Наиболее распространенное - это коническое основание с уклоном от центра, т.к. это помогает избегать отложений донного осадка. Коническая конструкция выполнена из центральной части и кольцевых окраек из более толстого металла.
Для производства используется листовая сталь различных марок в зависимости от химических характеристик хранимого продукта и от климатических условий на объекте эксплуатации:
- Ст3сп - для климатических зон с минимальной температурой -40°С;
- 09Г2С - для климатических зон с температурой окружающей среды ниже -40°С;
- 12Х18Н10Т - для хранения пищевых продуктов, воды или кислот, обладает высокими коррозионной устойчивостью.
Металлоконструкции изготавливаться способом полистовой сборки.
Способ рулонной сборки предусматривает заводское изготовление стальных заготовок для днищ, стенок и элементов кровли, их автоматическую или полуавтоматическую сварку, а затем монтаж на строительной площадке. Традиционно резервуары до 5000 м3 представляют собой один рулон, более 10000 м3 — четыре рулона.
На монтажной площадке происходит разворачивание рулонов: сначала рулон корпуса ставится в вертикальное положение на уже развернутое днище. Далее его разворачивают и фиксируют в проектное положение. Затем свариваются стыки и монтируется покрытие. Корпус с днищем соединяется двухслойной сваркой внутренних и наружных швов.
Снаружи поверхности могут покрываться теплоизоляционным слоем - обшивкой из алюминиевых или оцинкованных стальных листов толщиной 0,9 и 0,7 мм соответственно.
Изготовление вертикальных резервуаров методом полистовой сборки представляет собой производство отдельных листов необходимой толщины и максимального размера 2500х10000 мм. Кромки обрабатываются на торцефрезерных или продольно-фрезерных станках и кромкофрезерными машинками. Далее стальные листы транспортируются на строительную площадку, где монтируются уже в готовую емкость.
К процессу производства предъявляются определенные требования для обеспечения надлежащего качества:
- кромки обрабатываются строганием или фрезерованием;
- стальные листы не должны иметь неровности, заусенцы и завалы;
- перед сварочными работами поверхность необходимо механически очистить от окалин, шлака и других загрязнений;
- необходима ультразвуковая проверка сварных швов на герметичность.
По окончании монтажных работ на строительной площадке проводится первичная калибровка резервуара на определение его вместимости и его градуировка.
Точность и соблюдение норм проектирования и изготовления вертикальных резервуаров РВС способствуют их долговременной работе, герметичности, надежности и безопасности.
На нашем предприятии изготовление РВС возможно как рулонным, так и полистовым способом.