Внутренние плавающие покрытия

Приложение Н «Internal floating roof» (внутренние плавающие крыши) стандарта API-650 [25] предусматривает следующие типы ПП (рис.5.2), уста­навливаемых в резервуарах со стационарной кровлей:

a) металлические чашеобразные, находящиеся в контакте с жидкостью и имеющие периферийный вертикальный лист;

b) металлические с переборками и открытыми сверху отсеками, находя­щиеся в контакте с жидкостью;

c) металлические понтонные, находящиеся в контакте с жидкостью и имеющие закрытые понтоны;

d) металлические двудечные, находящиеся в контакте с жидкостью;

e) металлические на поплавках, покрытие которых находится над жид­костью;

f) металлические из панелей типа "сэндвич", находящиеся в контакте с

жидкостью;

g) из пластиковых панелей типа "сэндвич", находящиеся в контакте с

жидкостью.

Металлические понтоны

Стальные понтоны, применяемые в нашей стране, соответствуют конст­руктивным схемам «Ь», «с» и «d» приложения Н стандарта API-650.

В 1957 году «Гипроспецпромстрой» разработал типовой ряд резервуаров с щитовой кровлей и стальным понтоном (серия Т-11), оснащенных петлеоб­разным уплотнением. Понтон представлял собой настил из листовой стали толщиной 3 мм, по периферии которого приварен борт. К верхней поверхности настила, равномерно по площади понтона, приварены закрытые сверху поплав­ки длиной 5,8 м и шириной 1,3 м трапециевидного сечения (ящики). Понтон опирался на стойки плавающего типа, размещенные в поплавках для повыше­ния жесткости их крепления.

В типовых проектах стальных резервуаров серии 704, введенных в действие в 1969 году (для резервуаров вместимостью 10, 15 и 20 тыс. м³ в 1970 г.), исполь­зовалась конструктивная схема «Ь», предложенная в 1968 г. ЦНИЛ ГКНП "СФСР, являющаяся наиболее распространенной в настоящее время. Она представляет собой стальное сварное рулонированное полотнище, толщиной 4 мм, периферии которого приварено кольцо жесткости, обеспечивающее ста­бильность диаметра понтона и воспринимающее нагрузки от сил трения уплотнения, образованное двумя концентричными бортами и радиальными перегородками. Борта и перегородки приваривают герметичными швами к полотни­щу формируя герметичные отсеки по периферии понтона. Понтон оснащен устройствами для слива продукта с поверхности понтона сифонного типа, пла­вающими стойками и уплотнением РУМ-2.

К схеме «с» относится конструкция, отличающаяся от предыдущей тем, _Что отсеки закрыты сверху листом и герметично заварены. В верхний лист вва­рены патрубки для контроля за герметичностью отсека при эксплуатации. На днище отсека имеются резьбовые пробки для удаления продукта из отсека [28].

К схеме «d» относится конструкция, разработанная предприятием «Липарф» в 1996 г. и выпускаемая Саратовским заводом РМК. Стальной понтон сваривается на монтаже из шестиугольных кассет, изготавливаемых в заво­дских условиях. Кассета представляет собой герметичный модуль, образован­ный периферийным обрамлением из швеллера, и крышками. На заводе-изготовителе каждый модуль проходит испытание на герметичность избыточ­ным давлением и подвергается антикоррозионной обработке.

Алюминиевые понтоны, собираемые внутри резервуара из трехслойных панелей с сотовым заполнителем, разработанные в США, относятся к схеме «f». Им предшествовала конструкция, относящаяся к 50-м годам, собираемая из алюминиевых трехслойных панелей с заполнителем из закрытопористого пено­полиуретана. Панели включают заполнитель из алюминиевых сот, жестко скре­пленный с обшивкой из алюминиевых листов, и приклеиваемое или привари­ваемое обрамление, служащее для соединения панелей между собой болтами [25].

 

 

Рис. 5.2 Основные конструктивные схемы внутренних плавающих покрытий:

1 - периферийный понтон, 2 - трубчатые поплавки, 3 - кольцевые переборки, 4 - радиальные переборки, 5 - трехслойная панель, 6 - листовой настил

 

Неметаллические экраны

В условиях дефицита стального проката в начале 60-х годов, примене­ние внутренних ПП из полимерных материалов в нашей стране позволило обеспечить качественный и количественный скачок в сокращении потерь неф­тепродуктов из резервуаров. Преимуществами таких конструкций, по сравне­нию с применявшимися в то время стальными, являлось /6/:

• экономия металла - от 60 до 90 % в зависимости от конструкции и вместимости резервуара;

• возможность монтажа как в строящихся, так и в эксплуатирующихся резервуарах. При монтаже в действующих резервуарах работы произ­водятся без демонтажа части кровли или корпуса резервуара;

• элементы конструкций позволяли свободно вносить их в резервуар через люк лаз;

• отсутствие сварочных работ при ремонте.

Недостатком всех видов ПП с применением полимерных материалов яв­ляется необходимость тщательной дегазации резервуара перед ремонтом [25].

 

Неметаллические понтоны

В середине 60-х годов во Франции и Бельгии было смонтировано около 280 понтонов из пластифицированного поливинилхлорида, плавучесть которых обеспечивалась полыми яйцеобразными поплавками из того же материала. На­стил изготавливался из ленты толщиной 0,3 мм, поплавки - толщиной 0,15 мм. Для снятия статического электричества экран на нижней поверхности имеет металлическую сетку [29, 30].

На фоне развития химии полимеров и технологии получения вспенен­ных пластмасс в 80-х годах, на объектах транспорта нефти и нефтепродук­тов увеличивалось использование нового материала - пенополиуретана (ППУ). Пионером в области внедрения в нашей стране ППУ как материала для изготовления понтонов, является СКБ «Транснефтеавтоматика» ГКНП СССР. В 1985 году им разработана конструкция сборно-монолитного пон­тона для вертикальных стальных резервуаров вместимостью от 200 до 10000 м³, которая стала образцом для подражания многими проектировщиками. Особенностью данной конструкции является полное отсутствие в плаваю­щей части, как и в понтоне ВЗПИ, металлических деталей [31].

Понтон включает периферийное кольцо, обеспечивающее прочность и жесткость в месте крепления уплотнения, центральную часть, несущее кольцо с эластичным вкладышем, формирующее борт понтона и позволяющее закрепить уплотнение. Для исключения насыщения ППУ хранимым продуктом, его поверхность покрывается полиуретановым латексом, а затем саженаполненным латексом - для придания поверхности понтона токопроводящих свойств. Из-за недостаточной прочности ППУ, опирание понтона в крайнем нижнем положении производят на неподвижную опору из прокат­ного профиля, на отметке 1,8 м от днища, служащей одновременно в каче­стве настила для сборки понтона в резервуаре. По той же причине, переме­щение персонала по понтону, находящемуся на опоре, допускается только по специальным трапам.

За рубежом получили распространение сборные понтоны из синтетиче­ских материалов. Они изготавливаются из трехслойных панелей толщиной 51 мм с жестким пенополиуретаном в качестве заполнителя и обшивкой из стек­лопластика на основе полиэфирных или эпоксидных смол. Панели крепятся болтами и зажимными планками с зубчатой насечкой, прокалывающих верх­нюю и нижнюю поверхности стыкуемых панелей. Узлы крепления находятся выше уровня хранимого продукта [29].

 

Комбинированные понтоны

В комбинированных понтонах используют синтетические материалы и металл.

Комбинированные понтоны, разработанные в СССР, состоят из метал­лического периферийного кольца, собранного из открытых герметичных отсе­ков, и ковра из синтетического материала. Такой понтон совмещает преимущества металлических понтонов - простоту и надежность фиксации зазора между понтоном и стенкой, прочность и жесткость места крепления уплотнения к понтону- с преимуществами неметаллических - низкая масса, удобство монта­жа в эксплуатируемых резервуарах.

«ЦНИИПСК» разработаны понтоны комбинированного типа для верти­кальных цилиндрических резервуаров вместимостью 10 и 20 тыс. м³. Понтон состоит из стального периферийного кольца и ковра из токопроводного рези­нотканевого материала. Периферийное кольцо сваривается из отдельных герме­тичных отсеков. Ковер склеивается в заводских условиях клеем С-12 внахлест из полос резинотканевого материала (артикул № 637), с последующим наложе­нием шнура-герметика и заделочных резиновых лент. Ковер к периферийному кольцу крепится с помощью болтов и накладок. В крайнем нижнем положении периферийное кольцо понтона опирается на консольные кронштейны, прива­ренные к стенке резервуара, а ковер - на кольцевые трубчатые опоры, располо­женные концентрично по радиусу 9 и 2 м, высотой соответственно 1,4 и 0,7 м [32].

Аналогичную конструкцию имеет понтон конструкции ЦНИЛ Госкомнефтепродукта РСФСР, разработанный для резервуаров вместимостью 200 -5000 м. Ковер понтона изготовлен из полос полиэтилена низкого давления, толщиной 2 мм, сваренных внахлест. Стальное периферийное кольцо собирает­ся на болтах из секций, представляющих открытые отсеки, разделенные герме­тичными перегородками. Для отвода зарядов статического электричества под ковром размещена сетка из стальной оцинкованной проволоки с ячейкой 200 мм, закрепленная к периферийному кольцу. В крайнем нижнем положении пе­риферийное кольцо понтона опирается на опорные стойки плавающего типа. Монтаж понтона производится внутри резервуара из деталей и узлов, подавае­мых через люк-лаз в первом поясе [32].

Комбинированные понтоны типа «g» по классификации Приложения Н стандарта API-650 изготавливают из панелей жесткого пенопласта толщиной 38 мм, облицованных с обеих сторон алюминиевым листом. Панели крепят болта­ми и зажимными планками с зубчатой насечкой, прокалывающими выведенные на верхнюю поверхность выпуски листов обшивки стыкуемых панелей. Узлы крепления находятся выше уровня хранимого продукта [29]. Такую конструк­цию имеет понтон «Coverflot» компании «Larosch Buvj».

Металлические экраны

Применение сборных экранов из алюминиевых сплавов в странах За­падной Европы и США началось в 50-х годах. К настоящему времени эта кон­струкция стала традиционной для американских и европейских резервуарных парков.

Одним из признанно надежных является конструкция понтона, в которой настил удерживается на поплавках. Понтоны такой конструкции применяются в странах Западной Европы и США с 60-х годов и в настоящее время конструк­ция сборных понтонов из алюминиевых сплавов для вертикальных стальных Цилиндрических резервуаров стала традиционной. ЗАО "Нефтемонтаждиагностика", используя зарубежный и отечественный опыт, разработало и строит легкие сборные понтоны из алюминиевых сплавов для резервуаров объемом от 1000 до 30000 мЗ. В конструкции понтона использованы наиболее коррозионностойкие алюминиевые сплавы отечественного производства. Все детали пон­тона устанавливаются через люк диаметром 500 мм. К достоинствам данной конструкции можно отнести следующее:

- большая плавучесть, регулируемая количеством поплавков;

- легкость и быстрота монтажа;

- малая масса по сравнению со стальными понтонами;

- применение типовых заготовок и узлов для резервуаров различной вме­стимости;

- легкость восстановления плавучести при потоплении;

- возможность ремонта без применения огневых работ;

- возможность автоматического удаления продукта с настила при любом уровне слива;

- возможность демонтажа для сборки в другом резервуаре.

В резервуарных конструкциях в последнее время применяют в основном алюминиево-магниевые сплавы, обладающих благоприятным сочетанием хи­мических, механических и технологических свойств. Алюминиевые листы ni профильные изделия обычно используются для изготовления крыш и понтонов | в сочетании с крепежными деталями из нержавеющей или оцинкованной стали, а также с применением сварных соединений.