Общие конструктивные черты крупногабаритных емкостей.

Крупногабаритные металлические емкости, называемые также резервуарами, занимают значительное место среди оборудования на промышленных предприятиях химической, нефтехимической промышленности, черной и цветной металлургии.

Резервуары в форме огромных цилиндров, а иногда и сферической формы выполняют функции хранилища для нефти, нефтепродуктов, аммиачной воды, различных кислот, спиртов, оборотной воды и других жидкостей. Газы как в обычном виде, так и сжиженном под давлением, хранят в ёмкостях специальной конструкции – газгольдерах и изотермических резервуарах.

Используемые в промышленности крупногабаритные металлические емкости, при значительном разнообразии размеров, конструкций и технологического назначения имеют и некоторые общие черты.

Самые распространенные формы – цилиндрическая емкость, расположенная вертикально или горизонтально, а также сферическая. Используемый материал – листовая углеродистая сталь металл толщиной 4÷20 мм, а для некоторых особых случаев 30÷36 мм. Также для хранения химически агрессивных жидкостей, сжиженных газов при низких температурах, применяются специальные легированные и коррозионно-стойкие стали и алюминиевые сплавы.

Сварные вертикальные цилиндрические резервуары.

Наибольшее распространение получили сварные вертикальные цилиндрические резервуары. В упрощенном виде конструкцию таких емкостей представить, как совокупность следующих основных элементов: днища, корпуса и крыши.

Крыша опирается на корпус емкости, а в некоторых случаях дополнительно используются опоры внутри корпуса. Для емкостей, предназначенных для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов крыши резервуаров изготавливаются плавающими непосредственно на поверхности жидкости.

Размеры сварных вертикальных цилиндрических емкостей от 100 до 50000 кубических метров. Возможно изготовление резервуаров до 200000 кубометров. Высота стенки крупногабаритных резервуаров составляет порядка 18 метров, а нужный объем достигается за счет диаметра – 28.5 метров для емкости 10 тысяч кубометров, 34.2 для 15, 39.9 – 20, 45.6 -30, 60 – 50.

Чаще всего при изготовлении сварных вертикальных цилиндрических емкостей применяется традиционный способ «полистовой» сборки всех основных элементов, составляющих резервуар. Также применяется и другая технология изготовления с применением «рулонированных» заготовок.

При полистовой сборке цилиндрические стенки резервуаров емкостью 20000 высотой 18 метров собираются из листов размеров 1500х6000 мм, толщиной от 14 мм в нижних поясах до 6 мм в верхних. При изготовлении методом рулонирования стенка поставляется в виде двух рулонов массой по 40 тонн.

Днище резервуара изготавливается из стали толщиной 5 мм в центральной части с усилением до 8-10 мм по периметру. Стационарные крыши представляют собой сферический купол, монтажные элементы которого сходятся у центрального кольца и опираются на кольцо жесткости на корпусе. Кольцо жесткости необходимо для восприятия ветровой нагрузки и нагрузки от купола. Конструкция усложняется при изготовлении резервуаров с плавающей крышей.

Основная конструкция фундаментов резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов – песчаная или гравийная уплотненная подушка, которая сверху покрывается сверху гидрофобным изолятором из смеси песка с битумом. Для емкостей объемом свыше 10000 кубометров по периметру основания устраивается железобетонное кольцо шириной 500-700 мм.

Мокрые газгольдеры с вертикальными направляющими.

Для хранения газов при низком давлении чаще всего применяются мокрые газгольдеры с вертикальными направляющими объемом от 100 до 50000 кубометров.

Мокрый газгольдер состоит из резервуара, наполненного водой, колокола, представляющего собой открытый снизу цилиндрический сосуд со сферическим верхом, и промежуточных цилиндрических звеньев, так называемого телескопа.

Газгольдеры объемом до 6000 кубометров имеют в своей конструкции только одно подвижное звено – колокол. Газгольдеры большей емкости дополнительно имеют в своей конструкции один или два промежуточных подвижных элемента, а общее устройство напоминает телескоп.

Газгольдеры устанавливают на железобетонных фундаментах. Непроницаемость соединения отдельных частей газгольдера достигается посредством водяного затвора, представляющего собой два кольцевых желоба, в которых находится вода.

К стенкам резервуара приваривают специальные высокие стойки (направляющие), по которым ролики колокола скользят при подъеме, что исключает его перекос. Отдельные направляющие соединяются посредством связей в жесткий каркас.

Конструктивно мокрые газгольдеры очень похожи на вертикальные резервуары: их днища, стенки резервуара, телескопа и колокола аналогичны по конструкции. Это позволяет при изготовлении и монтаже мокрых газгольдеров применять схожие технологии.

Изотермические резервуары

Изотермические резервуары изготавливают одностенными или двустенными. В первом случае теплоизоляционные материалы закрепляются снаружи емкости. Во втором, закладываются в пространство между стенками.

Изотермические резервуары устанавливают на железобетонных фундаментах с подогревом или приподнимают на сваях над землей. Непосредственно под днище закладываются слои из блоков пеностекла. Хранение сжиженного природного газа в изотермических резервуарах более экономично по сравнению с вакуумными резервуарами.

Наиболее распространенным является свободно стоящий цилиндрический металлический двустенный резервуар, вокруг которого возведена невысокая земляная или железобетонная дамба. Наружная оболочка резервуара выполняется из углеродистой стали, внутренняя ― из хладостойкой (никелевой) стали или алюминия.

Ко второму типу изотермических резервуаров относятся емкости, представляющие собой наземные двустенные резервуары с внутренней металлической и наружной бетонной оболочкой. Для изотермического хранения сжиженного природного газа применяются также резервуары с железобетонными внутренней и наружной стенками.

Особенности крупногабаритных резервуаров.

Как видно из вышесказанного резервуары и газгольдеры невозможно изготовить в полностью готовом виде. Их размеры просто не позволяют транспортировку.

При полистовой сборке, на заводе производится обработка листов, такая как правка, обработка кромок, вальцовка. Для сохранности при транспортировке в подготовку листов входит упаковка в пакеты. Подавляющая часть работ по сборке и сварке резервуаров выполняются на месте их установки.

Рулонирование резервуарных конструкций и изготовление укрупненных блоков, коробов понтонов и плавающих крыш позволяет значительную часть сборочно-сварочных работ осуществлять на производственной площадке и широко применять автоматическую сварку и механизировать операций.