Номенклатура отечественных стальных резервуаров
В промышленности применяется большое число стальных резервуаров различных типов и объемов без давления (резервуары с плавающей крышей и понтоном) и с давлением до 0,002 МПа (резервуары со стационарной крышей).
В последние годы ЦНИИПроектстальконструкцией разработаны проекты опытных резервуаров объемами 50 и 100 тыс. м3 и проектируются еще более крупные.
Имеются стальные резервуары траншейного типа объемом до 10 тыс. м3 рассчитанные на избыточное давление 0,007 МПа.
Наибольшее распространение в нашей стране получили наземные вертикальные цилиндрические резервуары, которые в зависимости от ихназначения или условий эксплуатации можно разделить на следующие типы.
1. Типовые сварные вертикальные цилиндрические резервуары объемом от 20 тыс. м3 до 100 м3:
ü со стационарной крышей, рассчитанные на избыточное давление 0,002 МПа, с высотой стенки не более 12 м;
ü с понтоном и плавающей крышей, без давления;
ü резервуары, предназначенные для эксплуатации в северных районах (температура до 65 °С).
2. Резервуары с оптимальными параметрами объемом от 10 до 50 тыс.м3, с высотой стенки до 18 м. На заводах резервуарных металлоконструкций при изготовлении рулонов стенки кромки листов строгаются для получения листов одинаковых размеров, например 1490х5990 мм. Таким образом, высота стенки резервуаров получается кратной 1490мм, а длина окружности (стенки) — кратной 5990 мм.
3. Резервуары повышенного давления широкого распространения и не получили. В России сооружено всего несколько каплевидных резервуаров объемом 2000 м3, рассчитанных на избыточное давление 0,03 МПа. Значительно чаще применяют резервуары ДИСИ (Днепропетровского инженерно-строительного института) объемом 400, 700, 1000 и 2000 м3. В общей сложности таких резервуаров, рассчитанных на избыточное давление от 0,01 МПа до 0,013 МПа, построено около 200.
Основные геометрические размеры вертикальных цилиндрических и каплевидных резервуаров повышенного давления приведены в табл. 4.1. Резервуары повышенного давления наиболее экономичны для длительного хранения нефтепродуктов при небольшой их оборачиваемости (не более 10¸12 раз в год).
К числу резервуаров повышенного давления относятся изотермические резервуары для хранения сжиженных газов. Обычно они представляют собой двухслойную конструкцию (резервуар в резервуаре). Для обеспечения постоянной, отрицательной температуры пространство между наружным и внутренним кольцом заполняют теплоизоляционным материалом.
Таблица 4.1
Резервуары повышенного давления
| Показатель | Вертикальные цилиндрические резервуары объемом, м3 | Каплевидные резервуары объёмом, м3 | ||||
| Номинальный объем, м3 | ||||||
| Геометрический объем, м3 | ||||||
| Диаметр, м | 8,53 | 10,43 | 12,3 | 15,2 | 18,3 | 18,45 |
| Высота стенки, м | 7,5 | 9,30 | 10,37 | 10,49 | ||
| Высота торосферической кровли, м | 2,08 | 2,95 | 2,97 | 3,542 | - | |
| Избыточное давление, МПа | 0,02 | 0,018 | 0,015 | 0,013 | 0,025 | 0,03 |
| Вакуум, МПа | 0,0015 | 0,001 | 0,0005 | 0,0005 | 0,001 | 0,003 |
4. Горизонтальные надземные и подземные резервуары, рассчитанные на избыточное давление 0,07 МПа – при конических днищах и 0,04 МПа – при плоских днищах, также являются резервуарами повышенного давления.
В отличие от резервуаров с понтоном или плавающей крышей в вертикальных цилиндрических резервуарах повышенного давления не требуется никаких движущихся конструкций и уплотняющих устройств, в них сохраняется возможность рулонирования стенки и плоского днища, вследствие чего облегчается их изготовление. Эксплуатация таких резервуаров сравнительно проста. Рациональная область применения резервуаров этого типа – объем до 3 тыс. м3. При больших объемах усложняются конструкции крыши и анкерных устройств.
Таким образом, отечественное резервуаростроение охватывает большую номенклатуру резервуаров различных типов и назначений. Однако число типоразмеров, например, в пределах 5¸100 м3 , в нашей стране значительно меньше, чем в развитых зарубежных странах. В отношении взаимозаменяемости, применительно к большим объёмам резервуаров наша номенклатура более чёткая, чем зарубежная.
Климатические условия России вызывают необходимость дифференцированного подхода к применению тех или иных типов резервуаров с учетом специфических условий их эксплуатации, значительных температурных колебаний, больших снеговых и ветровых нагрузок, сейсмических воздействий, вечномерзлых и просадочных грунтов и т.д.
Например, резервуары с понтоном и со стационарной крышей по расходу стали более металлоемки (на 15¸20%) , чем резервуары тех же объемов с плавающей крышей. Однако в районах с большими снеговыми нагрузками или песчаными бурями приходится применять резервуары с понтоном. По аналогичным причинам в северных районах с большими снеговыми и ветровыми нагрузками в целях обеспечения устойчивости стенок резервуаров предпочтительнее резервуары высотой не 18м (экономически более выгодные), а до 12 м. В дальнейшем целесообразно ограничить применение резервуаров больших объемов (50 тыс. м3 и более) в северных районах во избежание возможных хрупких разрушений.
Отечественный индустриальный метод рулонирования применительно к резервуарам больших объемов в связи с ограничением толщины листов требует иногда применения новых конструктивных форм, например двухслойной или предварительно напряженной стенки, усиления бандажами и других решений.
Перечисленные выше специфические условия проектирования, изготовления и монтажа, а также эксплуатации резервуаров отражаются и в методике расчета. В России за основу принят метод расчета конструкций по предельным состояниям.