27Новые импульсы развития: вопросы научных исследований УДК 21474
Лаврентьев Андрей Витальевич Lavrentiev Andrey Vitalievich
Магистрант Undergraduate
Самарский Государственный Технический Университет
Samara State Technical University
УСТРОЙСТВО КРЫШ РЕЗЕРВУАРОВ БОЛЬШОГО ОБЪЁМА INSTALLATION OF LARGE VOLUME TANK ROOFS
Аннотация. В научной статье рассматриваются основные виды покрытий крыш резервуаров для большого объема, конструктивные элементы резервуара, типы РВС в зависимости от выбора ого или иного типа покрытия, нагрузки действующие на крыши резервуара, основные проблемы при проектирование и строительстве резервуара большого объема.
Ключевые слова. нефть, нефтепродукты, РВС, резервуар, цилиндрические резервуары, цилиндрические РВС, крыша, стационарная крыша, алюминиевая крыша
Abstract: The scientific article discusses the main types of roof coverings for large-volume tanks, structural elements of the tank, types of RVS depending on the choice of CSO or other type of coating, loads acting on the roofs of the tank, the main problems in the design and construction of a large-volume tank.
Keywords: oil, petroleum products, RVS, tank, cylindrical tanks, cylindrical RVS, roof, fixed roof, aluminum roof.
Для хранения нефти и нефтепродуктов используют резервуары вертикальные цилиндрические стальные (РВС). На территории Российской Федерации больше 50 тысяч таких сооружений. Большая часть данных резервуаров имеет большой физический износ и нуждается в замене и ремонте.
РВС около150 лет широко применяются в сфере нефтедобычи: для хранения нефти и нефтепродуктов, а также сжиженных газов и химических жидкостей. Любой готовый к эксплуатации резервуар состоит из следующих конструктивных элементов: днище; стенка; крыша; понтон (его наличие опционально).
Можно выделить типы РВС в зависимости от выбора того или иного вида крыши. Данный выбор производится на базе анализа различных данных - вида хранимого продукта, климатических условий, диаметра стенки, материала изготовления, сейсмической устойчивости и прочих факторов. За последние десятилетия эксплуатации вертикальных резервуаров найдены удачные прочные и эффективные конструкции, однако, были и неудачные, использование которых приводило к авариям и становилось причиной экологических катастроф и потерь значительного объема нефтепродуктов. Для обеспечения достаточного качества изготовления и монтажа конструкций при проектировании следует учитывать прошлый опыт, производить тщательные компьютерные расчёты и физические эксперименты на прочность и устойчивость, учитывая рекомендации
VI Международная научно-практическая конференция
нормативных документов, сферы применения, а также специфику износа и разрушения различных типов резервуаров.
В нашей стране из-за сложных климатических условиях большую популярность в строительстве и эксплуатации получили вертикальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей с понтом или без (РВСП, РВС). Разработаны и обширно применяются стационарные крыши сферической и конической формы. Данные покрытия технологичны в изготовлении и эффективны при действии равномерных нагрузок.
На крыши резервуаров действуют разные нагрузки, такие как: постоянные от собственного веса конструкции крыши и теплоизоляции; временные от избыточного и вакуумметрического давления находящегося внутри резервуара;
климатические от снега и ветра;
Большую опасность для крыш резервуара представляет снеговая нагрузка. В основное ее величина и характер зависят от геометрических параметров крыши. В основном непроизвольное распределение снеговых нагрузок является причиной разрушений крыш вертикальных цилиндрических резервуаров. Именно из-за этого является актуальным вопрос о разработки эффективных конструктивных крыш вертикальных цилиндрических резервуаров большого объема в условиях повышенных снеговых нагрузок, для повышения надежности и безопасности сооружений для хранения нефти и нефтепродуктов.
Главной проблемой при проектировании и строительстве таких резервуаров большого объема является дальнейшее его перекрытие. Сейчас существует несколько конструкций стационарной крыши для цилиндрических резервуаров, но часть из них не подходит для резервуаров с диаметром более 30м. Так как Россия располагается в умеренно-континентальном и субарктическом поясе, определяющей нагрузкой из-за этого, действующей на крыши резервуаров, является снеговая нагрузка. Следовательно, главной задачей является проектирование и строительство крыш для резервуаров диаметром 40 м и более.
Обычно в процессе эксплуатации больше подвержены износу крыши из углеродистой стали. Главной причиной такого износа является значительное количество полостей, недоступной для выполнения качественной абразивной обработки и нанесения антикоррозионной защиты. Поверхности металла, которые не защищены, являются начальными очагами коррозии. Затем коррозионно-агрессивные вещества попадают под слой лакокрасочного покрытия, уменьшая эффективность защиты. Поражения настила могут появиться в течении 3-5 лет после эксплуатации резервуара. Так же, при контакте незащищенной поверхности углеродистой стали с находящимися в продукте сернистыми соединениями образуют способные к самовоспламенению пирофорные отложения. Отрицательным фактором является необходимость выполнения работ на высоте по монтажу и демонтажу крыш резервуаров.
Оптимальным способом решения данных проблем является применение наружного несущего каркаса и тонколистового настила, который сможет обеспечить внутри резервуара гладкую поверхность покрытия, не требует
Новые импульсы развития: вопросы научных исследований
антикоррозионной защиты с момента возведения и до конца срока использования резервуара. Щитовое исполнение крыши и наружное расположение каркаса хорошо упрощают сварочные работы в процессе монтажа и позволяют осуществлять визуальный и инструментальный осмотр состояния крыши без выведения резервуара их эксплуатации.
Алюминий уже долго используется во многих отраслях промышленности, такие как, машиностроение, самолетостроение, космическая отрасль и.т.д. Этот металл достаточно прочный. Значительным плюсом алюминия еще является, что из-за оксидной пленки на его поверхности, он не подвержен его коррозии.
Листы купола, так же как профиль, изготавливаются из высококачественных алюминиевых сплавов заводским способом. Они обладают высокопрочными антикоррозионными свойствами, особенно в агрессивной влажной и солевой среде. Так как не требуется дополнительного защитного покрытия через несколько десятков лет эксплуатации, из-за того, что сооружения рассчитаны на больший срок использования, нежели резервуары для которых они предназначались. Значит, обслуживание крыши резервуаров практически сводится к нулю.
При строительстве новых резервуаров, легкий вес конструкции позволяет сэкономить на расходах для закладки фундамента и возведение стен резервуара. Сравнивая выгоду от использования алюминиевой крыши, нужно учитывать дорогую антикоррозионную обработку стальной кровли, а так же периодическую обслуживание, такую как очистку поверхности от следов и нанесение нового антикоррозионного слоя.
Получается, если учитывать стоимость дополнительной обработки выгода от использования алюминиевой крыши будет больше, если больше диаметр резервуара.
Библиографический список:
1.Мустафин Ф.М., Жданов Р.А., Каравайченко М.Г. и др. Резервуары для нефти и нефтепродуктов: том 1. Конструкции и оборудование: учебник для вузов. - СПб.: Недра, 2010. - 480 с.
2. Шаммазов А.М., Бахтизин Р.Н., Мастобаев Б.Н. и др. История нефтегазового дела России: учебник. - М.: Химия, 2001. - 316 с. 131
3.Мустафин Ф.М., Быков Л.И. и др. Строительные конструкции нефтегазовых объектов: учебник. - СПб.: Недра, 2008.
© А.В. Лаврентьев
