Патрубки и люки в крыше резервуара

 

Количество, размеры и типы патрубков (рисунок 16) зависят от назначения и объема резервуара и определяются заказчиком резервуара.

 

Рекомендуются патрубки в крыше номинальным диаметром 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 мм. Конструктивное исполнение патрубков в крыше должно соответствовать рисункам 12, 16, 17 и таблице 11.

 

Таблица 11 - Конструктивные параметры патрубков в крыше резервуара

 

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр патрубка DN	D	t  (см. примеч.1)	D	В, не менее (см. примеч.2)
50	57	5	-	150
80	89	5	200	150
100	108; 114	5	220	150
150	159; 168	5	320	150
200	219	5	440	200
250	273	6	550	200
300	325	6	650	200
350	377	6	760	200
400	426	6	860	200
500	530	6	1060	200
600	630	6	1160	200
700	720	7	1250	250
800	820	7	1350	250
900	920	7	1450	250
1000	1020	7	1500	250
Примечания:     1) t  - минимальная конструктивная толщина без учета припуска на коррозию;     2) при наличии теплоизоляции крыши размер В следует увеличить на толщину теплоизоляции;     3) отклонения от размеров, указанных в таблице, следует подтверждать расчетом.

 

 

 

 

Рисунок 16 - Патрубки и люки в крыше (условно показаны патрубки с фланцами типа 01)

 

 

Рисунок 17 - Детали патрубков и люков в крыше

Фланцы патрубков в крыше следует выполнять по ГОСТ 33259: типы 01 и 11, исполнение В, ряд 1 на номинальное давление 2,5 кгс/см , если иное не оговорено в техническом задании на проектирование.

 

Если патрубок используется для вентиляции, обечайка (труба) должна быть обрезана снизу заподлицо с настилом крыши (тип "F").

 

По требованию заказчика резервуара патрубки в крыше резервуара без понтона, эксплуатируемого при избыточном давлении в газовом пространстве, могут комплектоваться временными заглушками по АТК 24.200.02-90  на номинальное давление 6 кгс/см , предназначенными для герметизации резервуара при проведении испытаний после окончания монтажа.

 

Для осмотра внутреннего пространства резервуара, его вентиляции при проведении внутренних работ, а также для различных монтажных целей резервуар должен быть снабжен не менее чем двумя люками в крыше.

 

Рекомендуются люки номинальным диаметром 500, 600, 800 и 1000 мм. Конструктивное исполнение люков в крыше должно соответствовать рисункам 16, 17 и таблице 12.

 

Для удобства эксплуатации крышки световых люков должны быть снабжены поворотными устройствами, а крышки монтажных люков - ручками.

 

Таблица 12 - Конструктивные параметры люков в крыше резервуара

 

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр люка DN	D	D	Количество болтов, шт.
500	530	1060	16
600	630	1160	20
800	820	1400	24
1000	1020	1500	28

 

Понтоны

 

6.1.9.1 Понтоны применяют в резервуарах для хранения легко испаряющихся продуктов и предназначены для сокращения потерь от испарения. Понтоны должны отвечать следующим основным требованиям:

 

- понтон должен максимально перекрывать поверхность хранимого продукта;

 

- резервуары с понтоном должны эксплуатироваться без внутреннего давления и вакуума в газовом пространстве резервуара;

 

- все соединения понтона, подверженные непосредственному воздействию продукта или его паров, должны быть плотными и проконтролированы на герметичность;

 

- любой материал, уплотняющий соединения понтона, должен быть совместим с хранимым продуктом.

 

6.1.9.2 Применяют следующие основные типы понтонов:

 

а) однодечный понтон, имеющий центральную однослойную мембрану (деку), разделенную при необходимости на отсеки и расположенные по периметру кольцевые короба (открытые или закрытые сверху);

 

б) двудечный понтон, состоящий из герметичных коробов, расположенных по всей площади понтона;

 

в) комбинированный понтон с открытыми или закрытыми радиально расположенными коробами и однодечными вставками, соединяющими короба;

 

г) понтон на поплавках с герметичным настилом;

 

д) блочный понтон толщиной не менее 60 мм с герметичными отсеками, пустотелыми или заполненными вспененным или иным материалом;

 

е) понтон из неметаллических композитных или синтетических материалов.

 

6.1.9.3 Конструкция понтона должна обеспечивать его нормальную работу по всей высоте рабочего хода без перекосов, вращения во время движения и остановок.

 

6.1.9.4 Борт понтона и бортовые ограждения всех устройств, проходящих через понтон (опор стационарной крыши, направляющих понтона и пр.) с учетом расчетного погружения и крена понтона в рабочем состоянии (без нарушения герметичности отдельных элементов) должны превышать уровень продукта не менее чем на 100 мм. Такое же превышение должны иметь патрубки и люки в понтоне.

 

6.1.9.5 Пространство между стенкой резервуара и бортом понтона, а также между бортовыми ограждениями и проходящими сквозь них элементами должно быть уплотнено с помощью специальных устройств (затворов).

 

6.1.9.6 Понтон должен быть сконструирован таким образом, чтобы номинальный зазор между понтоном и стенкой резервуара составлял от 150 до 200 мм с допускаемым отклонением ±100 мм. Значение зазора должно устанавливаться в зависимости от конструкции применяемого затвора.

 

6.1.9.7 Минимальная конструктивная толщина стальных элементов понтона должна быть не менее: 5 мм для поверхностей, находящихся в контакте с продуктом или его парами (нижняя дека и борт понтона); 3 мм - для прочих поверхностей. При использовании в понтонах элементов из нержавеющей стали, углеродистой стали с металлизационными покрытиями или алюминиевых сплавов их толщину следует определять на основании прочностных и деформационных расчетов, а также с учетом коррозионной стойкости. Толщина таких элементов должна быть не менее 1,2 мм.

 

6.1.9.8 Понтон должен иметь опоры, позволяющие фиксировать его в двух нижних положениях - рабочем и ремонтном.

 

Рабочее положение определяется минимальной высотой, при которой конструкции понтона отстоят не менее чем на 100 мм от верхних частей устройств, находящихся на днище или стенке резервуара и препятствующих дальнейшему опусканию понтона.

 

Ремонтное положение определяется минимальной высотой, при которой возможен свободный проход человека по всей поверхности днища резервуара под понтоном - от 1,8 до 2,0 м.

 

Рабочее и ремонтное положения понтона фиксируют с помощью опор, которые могут устанавливаться в понтоне, а также на днище или стенке резервуара. Возможна фиксация нижних положений понтона путем его подвешивания на цепях или тросах к стационарной крыше резервуара.

 

По согласованию с заказчиком применяют опорные конструкции одного фиксированного положения (не ниже ремонтного).

 

Опоры, изготовленные в виде стоек из трубы или другого замкнутого профиля, должны быть заглушены или иметь отверстия в нижней части для обеспечения дренажа.

 

6.1.9.9 В случае применения опорных стоек для распределения сосредоточенных нагрузок, передаваемых стальным понтоном на днище резервуара, под опорными стойками должны быть установлены стальные подкладки (толщиной, равной толщине днища), приваренные к днищу резервуара сплошным швом. Размер подкладок должен определяться допусками на отклонения опорных стоек понтона.

 

6.1.9.10 Для исключения вращения понтона необходимо использовать направляющие в виде труб, которые одновременно могут выполнять и технологические функции - в них могут располагаться приборы контроля, измерения и автоматики.

 

По условиям надежности работы понтона рекомендуется иметь одну направляющую.

 

В качестве направляющих понтона допускается также использовать тросовые либо другие конструктивные системы.

 

В местах прохода сквозь понтон направляющих должны быть предусмотрены уплотнения для снижения потерь от испарения во время вертикальных и горизонтальных перемещений понтона.

 

6.1.9.11 Понтоны должны иметь предохранительные вентиляционные клапаны, открывающиеся при нахождении понтона на опорах и предохраняющие понтон и уплотняющий затвор от перенапряжения и повреждения при заполнении или опорожнении резервуара. Размеры и количество вентиляционных клапанов определяются производительностью приемо-раздаточных операций.

 

6.1.9.12 В стационарной крыше или стенке резервуара с понтоном должны быть предусмотрены вентиляционные проемы, равномерно расположенные по периметру на расстоянии не более 10 м друг от друга (но не менее четырех), и один проем в центре крыши. Общая открытая площадь всех проемов должна быть больше или равна 0,06 м  на 1 м диаметра резервуара. Отверстия проемов должны быть закрыты сеткой из нержавеющей стали с ячейками 10 10 мм и предохранительными кожухами для защиты от атмосферных воздействий. Установка огнепреградителей на вентиляционных проемах не рекомендуется (если иное не оговорено в действующих национальных стандартах).

 

Конструкция вентиляционных проемов должна обеспечивать надежную вентиляцию надпонтонного пространства и предусматривать возможность открывания защитного кожуха и использования проемов в качестве смотровых люков.

 

6.1.9.13 Для доступа на понтон в резервуаре должно быть предусмотрено не менее одного люка-лаза в стенке, расположенного таким образом, чтобы через него можно было попасть на понтон, находящийся в ремонтном положении.

 

Понтоны должны иметь не менее одного люка номинальным диаметром не менее 600 мм, позволяющего осуществлять вентиляцию и проход обслуживающего персонала под понтон, когда из резервуара удален продукт.

 

6.1.9.14 Все токопроводящие части понтона должны быть электрически взаимосвязаны и соединены со стенкой или крышей резервуара.

 

Это может быть достигнуто при помощи гибких кабелей, идущих от стационарной крыши резервуара к понтону (минимум два). При выборе кабелей следует учитывать их гибкость, прочность, коррозионную стойкость, электрическое сопротивление, надежность соединений и срок службы.

 

6.1.9.15 Закрытые короба понтона должны быть снабжены смотровыми люками с быстросъемными крышками или иными устройствами для контроля возможной потери герметичности коробов.

 

На понтонах резервуаров объемом 5000 м  и более должен быть установлен кольцевой барьер для удержания пены, подаваемой сверху при пожаре в зону кольцевого зазора. Расположение и высоту кольцевого барьера следует определять из условия создания расчетного слоя пены в зоне кольцевого зазора между барьером и стенкой резервуара.

 

Верх барьера должен быть выше уплотняющего затвора не менее чем на 200 мм.

 

6.1.9.16 Понтон рассчитывают таким образом, чтобы он мог в положении на плаву или на опорах обеспечивать несущую способность и плавучесть для нагрузок, указанных в таблице 13.

 

Таблица 13 - Расчетные сочетания воздействий на понтон

Номер сочетания	Расчетное сочетание воздействий	Положение	Примечание
1	Двойной собственный вес	Плавающее	-
2	Собственный вес и 0,24 кПа равномерно распределенной нагрузки	Плавающее	-
3	Собственный вес и 2,0 кН на 0,1 м  в любом месте понтона	Плавающее	-
4	Собственный вес и затопление центральной деки и двух смежных отсеков	Плавающее	Понтоны типа "а"
5	Собственный вес и затопление трех любых коробов	Плавающее	Понтоны типа "б" и "в"
6	Собственный вес и затопление 10% поплавков	Плавающее	Понтоны типа "г"
7	Собственный вес и воздействие газовоздушной подушки на площади не менее 10% площади понтона (плотность газовоздушной фракции не более 0,3 т/м )	Плавающее	По требованию заказчика
8	Собственный вес и 2,0 кН на 0,1 м  в любом месте понтона	На опорах	-
9	Собственный вес и 0,24 кПа равномерно распределенной нагрузки	На опорах	-

 

6.1.9.17 Плотность продукта для выполнения расчетов принимают равной 0,7 т/м .

 

6.1.9.18 Элементы и узлы понтона должны быть запроектированы таким образом, чтобы максимальные усилия и деформации в них не превышали предельных значений по прочности и устойчивости, установленных действующими нормативными документами*.

________________

* На территории Российской Федерации действуют СП 16.13330.2011  "СНиП II-23-81* Стальные конструкции" и СП 128.13330.2012  "СНиП 2.03.06-85 Алюминиевые конструкции".

 

6.1.9.19 Плавучесть понтона при отсутствии повреждений считается обеспеченной, если в положении на плаву превышение верха бортового элемента над уровнем продукта составляет не менее 100 мм.

 

6.1.9.20 Плавучесть понтона при наличии повреждений считается обеспеченной, если в положении на плаву верх бортового элемента и переборок расположен выше уровня продукта.

 

6.1.9.21 Расчет понтона выполняют в такой последовательности:

 

а) выбор конструктивной схемы понтона и предварительное определение толщин элементов исходя из функциональных, конструктивных и технологических требований;

 

б) назначение комбинаций воздействий, приведенных в таблице 13, учитывающих значение и характер действующих нагрузок, а также возможность потери герметичности отдельных отсеков понтона;

 

в) моделирование конструкции понтона методом конечного элемента (КЭ);

 

г) расчет равновесных положений понтона, погруженного в жидкость для всех расчетных комбинаций воздействий;

 

д) проверка плавучести понтона; если плавучесть понтона не обеспечена, проводят изменение его конструктивной схемы и повторяют расчет, начиная с перечисления а);

 

е) проверка несущей способности конструктивных элементов понтона для полученных положений равновесия; в случае изменения толщин элементов, расчет повторяют, начиная с перечисления в);

 

ж) проверка прочности и устойчивости опор.

 

Плавающие крыши

 

6.1.10.1 Резервуары с плавающей крышей являются альтернативой резервуарам со стационарной крышей и понтоном. Выбор между этими типами резервуаров должен основываться на сравнении их технико-экономических показателей и условий эксплуатации.

 

6.1.10.2 Применяют плавающие крыши следующих типов:

 

а) однодечная плавающая крыша, состоящая из герметичных кольцевых коробов, расположенных по периметру крыши, и центральной однослойной мембраны (деки), имеющей организованный уклон к центру;

 

б) двудечная плавающая крыша, имеющая два варианта исполнения:

 

- с радиальным расположением коробов,

 

- с кольцевым расположением отсеков;

 

в) комбинированная плавающая крыша с радиальными герметичными коробами и однодечными вставками между ними.

 

6.1.10.3 Максимально допустимая расчетная снеговая нагрузка:

 

- 240 кг/м  - для однодечных плавающих крыш;

 

- без ограничений - для двудечных и комбинированных плавающих крыш.

 

6.1.10.4 Плавающая крыша должна быть запроектирована таким образом, чтобы при наполнении или опорожнении резервуара не происходило потопления крыши или повреждения ее конструктивных узлов и приспособлений, а также конструктивных элементов, находящихся на стенке и днище резервуара.

 

6.1.10.5 В рабочем положении плавающая крыша должна полностью контактировать с поверхностью хранимого продукта.

 

Верхняя отметка периферийной стенки (борта) плавающей крыши должна превышать уровень продукта не менее чем на 150 мм.

 

В опорожненном резервуаре плавающая крыша должна находиться на стойках, опирающихся на днище резервуара. Конструкции днища и основания должны обеспечивать восприятие нагрузок при опирании плавающей крыши на стойки.

 

6.1.10.6 Плавучесть плавающей крыши должна обеспечиваться ее герметичностью со стороны продукта, а также герметичностью входящих в конструкцию крыши коробов и отсеков.

 

6.1.10.7 Каждый короб или отсек плавающей крыши в верхней части должен иметь смотровой люк с легкосъемной крышкой для визуального контроля возможной потери герметичности.

 

Конструкция крышки и высота обечайки смотрового люка должны исключать попадание дождевой воды или снега внутрь короба или отсека, а также исключать попадание нефти и нефтепродукта на верх плавающей крыши.

 

6.1.10.8 Доступ на плавающую крышу должен обеспечиваться лестницей, которая автоматически следует любому положению крыши по высоте. Одним из рекомендуемых типов применяемых лестниц является катучая лестница, которая имеет верхнее шарнирное крепление к стенке резервуара и нижние ролики, перемещающиеся по направляющим, установленным на плавающей крыше (путь катучей лестницы).

 

6.1.10.9 Конструкция плавающей крыши должна обеспечивать сток ливневых вод с ее поверхности и отвод их за пределы резервуара. Для этой цели плавающая крыша должна быть оборудована системой основного водоспуска, состоящей из ливнеприемных устройств и отводящих трубопроводов (количество ливнеприемных устройств определяется расчетом). Ливнеприемные устройства могут соединяться с одним трубопроводом.

 

Уклон поверхностей в положении крыши на плаву, по которым осуществляется отведение осадков, должен быть не менее 1:100. Ливнеприемное устройство должно быть оборудовано клапаном (задвижкой), исключающим попадание хранимого продукта на плавающую крышу при нарушении герметичности трубопроводов водоспуска.

 

Кроме основного водоспуска плавающие крыши должны иметь аварийные водоспуски для сброса ливневых вод непосредственно в хранимый продукт.

 

Диаметр трубопроводов системы основного водоспуска должен быть не менее:

 

- 80 мм - для резервуаров диаметром до 30 м;

 

- 100 мм - для резервуаров диаметром свыше 30 до 60 м;

 

- 150 мм - для резервуаров диаметром свыше 60 м.

 

6.1.10.10 Плавающие крыши должны иметь минимум два предохранительных вентиляционных клапана, открывающихся при нахождении плавающей крыши на опорных стойках и предохраняющие плавающую крышу и уплотняющий затвор от перенапряжения и повреждения при заполнении или опорожнении резервуара. Размеры и количество вентиляционных клапанов определяются производительностью приемо-раздаточных операций.

 

6.1.10.11 Плавающие крыши должны иметь опорные стойки, позволяющие фиксировать крышу в двух нижних положениях - рабочем и ремонтном. Рабочее положение определяется минимальной высотой, при которой конструкции плавающей крыши отстоят не менее чем на 100 мм от верхних частей устройств, находящихся на днище или на стенке резервуара и препятствующих дальнейшему опусканию плавающей крыши. Ремонтное положение определяется минимальной высотой, при которой возможен свободный проход человека по днищу резервуара под плавающей крышей, - от 1,8 до 2,0 м.

 

Опорные стойки, изготовленные из трубы или другого замкнутого профиля, должны быть заглушены или иметь отверстия в нижней части для обеспечения дренажа.

 

Для распределения нагрузок, передаваемых плавающей крышей на днище резервуара, под опорными стойками должны быть установлены стальные подкладки (см. 6.1.9.9).

 

6.1.10.12 Плавающие крыши должны иметь не менее одного люка номинальным диаметром не менее 600 мм, позволяющего осуществлять вентиляцию и проход обслуживающего персонала под плавающую крышу, когда из резервуара удален продукт.

 

6.1.10.13 Для исключения вращения плавающей крыши следует использовать направляющие в виде труб, выполняющих также технологические функции. Рекомендуется установка одной направляющей.

 

6.1.10.14 Пространство между стенкой резервуара и наружным бортом плавающей крыши должно быть уплотнено при помощи специального устройства - затвора, имеющего также погодозащитный козырек от непосредственного воздействия атмосферных осадков на затвор (установка осуществляется по указанию заказчика).

 

Номинальный зазор между стенкой резервуара и вертикальным бортом плавающей крыши для установки затвора должен составлять от 200 до 275 мм с допускаемыми отклонениями ±100 мм.

 

6.1.10.15 На плавающей крыше должен быть установлен кольцевой барьер для удержания пены, подаваемой при пожаре в зону кольцевого зазора. Расположение и высоту кольцевого барьера следует определять из условия создания расчетного слоя пены в зоне кольцевого зазора между барьером и стенкой резервуара.

 

Высота барьера должна быть не менее 1 м. В нижней части барьера следует предусматривать дренажные отверстия для стока продуктов разрушения пены и атмосферных вод.

 

6.1.10.16 Все токопроводящие части плавающей крыши, включая катучую лестницу, должны быть электрически взаимосвязаны и соединены со стенкой резервуара.

 

Конструкция крепления заземляющих кабелей плавающей крыши должна исключать повреждение кабеля в процессе эксплуатации резервуара.

 

6.1.10.17 Минимальная конструктивная толщина стальных элементов плавающих крыш должна быть не менее 5 мм для нижней деки и наружного борта плавающей крыши; 4 мм - для прочих конструкций.

 

6.1.10.18 Плавающая крыша должна быть рассчитана таким образом, чтобы она могла в положении на плаву или на опорах обеспечивать несущую способность и плавучесть при нагрузках, указанных в таблице 14.

 

6.1.10.19 Плотность продукта для выполнения расчетов принимают равной 0,7 т/м .

 

Таблица 14 - Расчетные сочетания воздействий на плавающую крышу

Номер сочетания	Расчетное сочетание воздействий	Положение	Примечание
1	Собственный вес и равномерно или неравномерно распределенная снеговая нагрузка	Плавающее
2	Собственный вес и 250 мм атмосферной воды	Плавающее	При отсутствии аварийной системы дренажа
3	Собственный вес и два затопленных смежных отсека и равномерно распределенная снеговая нагрузка	Плавающее	Для двудечных крыш
	Собственный вес и затопление центральной деки и двух смежных отсеков		Для однодечных крыш
4	Собственный вес и равномерно или неравномерно распределенная снеговая нагрузка	На опорных стойках	Снеговую нагрузку принимают не менее 1,5 кПа. Неравномерную нагрузку принимают в соответствии с рисунком 18

 

 

 

 

Рисунок 18 - Неравномерное распределение снеговой нагрузки на плавающей крыше

6.1.10.20 Распределение неравномерной снеговой нагрузки по поверхности плавающей крыши p , МПа, принимают в соответствии с формулой:

 

, (16)

 

 

где p  - расчетная снеговая нагрузка на поверхности земли, определяемая в соответствии с действующими нормативными документами*;

_________________

* На территории Российской Федерации действует СП 20.13330.2011  "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия".

 

- безразмерный коэффициент, принимающий, в зависимости от положения расчетной точки на крыше (рисунок 18), следующие значения:

 

; ; ; ; . (17)

Здесь D, H  - диаметр и высота резервуара.

 

6.1.10.21 Рекомендуемые максимальные усилия и деформации элементов и узлов плавающей крыши по прочности и устойчивости определяются в соответствии с действующими нормативными документами*.

________________

* На территории Российской Федерации действует СП 16.13330.2011  "СНиП II-23-81 Стальные конструкции".

 

6.1.10.22 Плавучесть плавающей крыши при отсутствии повреждений рекомендуется считать обеспеченной, если в положении на плаву превышение верха любого бортового элемента (включая переборки) над уровнем продукта составляет не менее 150 мм.

 

6.1.10.23 Плавучесть плавающей крыши при наличии повреждений следует считать обеспеченной, если в положении на плаву верх любого бортового элемента и переборок расположен выше уровня продукта.

 

6.1.10.24 Расчет плавающих крыш рекомендуется выполнять в такой последовательности:

 

а) выбор конструктивной схемы плавающей крыши и предварительное определение толщин элементов исходя из функциональных, конструктивных и технологических требований;

 

б) назначение комбинаций воздействий, приведенных в таблице 14 настоящего стандарта, учитывающих значение и характер действующих нагрузок, а также возможность потери герметичности отдельных отсеков плавающей крыши;

 

в) моделирование конструкции плавающей крыши методом КЭ;

 

г) расчет равновесных положений плавающей крыши, погруженной в жидкость для всех расчетных комбинаций воздействий;

 

д) проверка плавучести плавающей крыши; если плавучесть крыши не обеспечена, производят изменение ее конструктивной схемы и повторяют расчет, начиная с перечисления а);

 

е) проверка несущей способности конструктивных элементов плавающей крыши для полученных положений равновесия; в случае изменения толщин элементов расчет повторяют, начиная с перечисления в);

 

ж) проверка прочности и устойчивости опор с учетом действий снеговой нагрузки.