Конструкции резервуаров 4 часть

8.10. Плавающие крыши

8.10.1. Резервуары с плавающей крышей являются альтернативой резервуаров со стационарной крышей и понтоном.

Техническая целесообразность и экономическая эффективность применения резервуаров с плавающей крышей определяется следующими граничными условиями:

а) рекомендуемые объемы резервуаров – 5000 м³ и выше;

б) допускаемое соотношение диаметра (D) и высоты (H_s) резервуара – D/H_s ≥ 1,5;

в) максимально допустимая равномерно распределенная расчетная снеговая нагрузка:

– 2,4 кПа для резервуаров диаметром до 40 м;

– 3,2 кПа для резервуаров диаметром св. 40 м до 60 м;

– 4,0 кПа для резервуаров диаметром св. 60 м.

8.10.2. Плавающие крыши могут быть двух основных конструктивных типов:

– однодечная плавающая крыша;

– двудечная плавающая крыша.

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

8.10.4. В рабочем положении плавающая крыша должна полностью контактировать с поверхностью хранимого продукта. Применение плавающих крыш на поплавках (не контактного типа) не допускается.

В опорожненном резервуаре плавающая крыша должна находиться на стойках, опирающихся на днище резервуара.

8.10.5. Плавающая крыша должна быть рассчитана таким образом, чтобы она могла в положении на плаву или на опорах обеспечивать несущую способность и плавучесть при воздействиях и их сочетаниях, указанных в п. 9.4.

8.10.6. Плавающие крыши основных типов (однодечные и двудечные) имеют, как правило, следующее конструктивное исполнение.

Однодечная плавающая крыша состоит из герметичных кольцевых коробов, расположенных по периметру крыши, и центральной однослойной мембраны (деки), имеющей организованный уклон к центру. Уклон мембраны достигается установкой пригрузов или радиальных ребер жесткости.

Двудечная плавающая крыша может выполняться по двум вариантам:

– с радиальным расположением коробов;

– с кольцевым расположением отсеков.

По первому варианту крыша состоит из прямоугольных коробов, располагаемых на плане крыши в радиальном направлении. Пространство между коробами заполняется на монтаже листовыми вставками по нижней и верхней декам, образуя монтажные отсеки.

По второму варианту крыша состоит из верхней и нижней дек, соединяемых серией концентрических колец, образующих кольцевые отсеки. Наружный отсек разделяется радиальными переборками на кольцевые короба.

Выбор конструктивного решения и типа плавающей крыши (однодечной или двудечной) осуществляется Заказчиком на основании анализа вопросов металлоемкости, сроков изготовления и монтажа, надежности эксплуатации.

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

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

Конструкция крышки и высота обечайки смотрового люка должны исключать попадание дождевой воды или снега внутрь короба или отсека.

8.10.8. 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). Конструктивные требования к катучим лестницам изложены в п. 8.8.8.

8.10.9. Плавающие крыши должны иметь основной и, по согласованию с Заказчиком, аварийный водоспуски.

Основной водоспуск должен быть установлен в нижней точке сбора дождевой воды и должен обеспечивать отвод воды за пределы резервуара без ее попадания в хранимый продукт. Для однодечных плавающих крыш основной водоспуск должен иметь обратный клапан или задвижку, исключающие попадание продукта на плавающую крышу при нарушении герметичности трубопроводов водоспуска.

Условный проход основного водоспуска должен быть следующим:

– для резервуаров диаметром до 30 м – 80 мм;

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

– для резервуаров диаметром свыше 60 м – 150 мм.

Возможно устройство систем основного водоспуска, обеспечивающих сбор осадков в нескольких точках, распределенных по поверхности крыши и объединенных в один или несколько отводящих трубопроводов.

Аварийные водоспуски предназначены для сброса дождевой воды непосредственно в хранимый продукт.

Двудечные плавающие крыши могут иметь открытый аварийный водоспуск, заборное отверстие которого находится на верхней деке крыши выше уровня хранимого в резервуаре продукта. Однодечные плавающие крыши могут иметь только клапанный аварийный водоспуск, открываемый при опускании плавающей крыши на опорные стойки.

8.10.10. Плавающие крыши должны иметь вентиляционные клапаны, минимум два, открывающиеся 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.

8.10.11. 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 – около 2,0 м.

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

Для распределения нагрузок, передаваемых плавающей крышей на днище резервуара, под опорными стойками плавающей крыши должны быть установлены стальные подкладки, приваренные к днищу резервуара сплошным швом.

8.10.12. 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.

8.10.13. Для исключения вращения плавающей крыши должны использоваться направляющие в виде труб, выполняющие также технологические функции. Рекомендуется установка одной направляющей.

8.10.14. Пространство между стенкой резервуара и наружным бортом плавающей крыши должно быть уплотнено при помощи специального гибкого устройства – затвора, имеющего также погодозащитный козырек от непосредственного воздействия атмосферных осадков на затвор.

Номинальный зазор для установки затвора должен составлять 200 или 250 мм с допускаемыми отклонениями ±100 мм.

Материал затвора должен выбираться с учетом расчетной температуры района строительства, температуры хранимого продукта, долговечности затвора в условиях истирания и контакта с хранимым продуктом и его парами.

8.10.15. На плавающей крыше должен быть установлен кольцевой барьер для удержания гасительной пены, подаваемой при пожаре в зону кольцевого зазора. Расположение и высоту кольцевого барьера следует определять из условия создания расчетного слоя пены средней или низкой кратности 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.

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

Плавающая крыша должна быть оборудована системой заземляющих кабелей. У резервуаров диаметром до 20 м включительно должно быть предусмотрено не менее двух заземляющих кабелей, у резервуаров большего диаметра – не менее четырех кабелей.

Площадь поперечного сечения заземляющего кабеля должна составлять не менее 50 мм .

8.11. Анкерное крепление стенки

8.11.1. Анкерное крепление стенки резервуара должно производиться в случаях, указанных в п.п. 9.6.4, 10.2.10, когда возникает возможность опрокидывания резервуара – отрыва стенки резервуара и прилегающих к ней участков днища от основания резервуара.

8.11.2. Места присоединения анкерных креплений к стенке резервуара следует рассчитывать на воздействие изгибающих моментов.

Основным местом присоединения анкерных креплений является стенка резервуара, но не листы днища.

Конструкция анкерных креплений должна обеспечивать компенсацию перемещений резервуара под воздействием температурных условий и гидростатического давления, а также минимизацию наведенных напряжений в стенке резервуара.

8.11.3. Конструкция анкерного крепления может выполняться по вариантам, представленным на рис. 8.16:

– анкерные столики с анкерными болтами;

– кольцевая анкерная плита с анкерными болтами.

Рис. 8.16. Крепление стенки анкерными болтами

АНКЕРНЫЕ СТОЛИКИ С АНКЕРНЫМИ БОЛТАМИ

КОЛЬЦЕВАЯ АНКЕРНАЯ ПЛИТА С АНКЕРНЫМИ БОЛТАМИ

8.11.4. Расчет анкерного крепления должен выполняться таким образом, чтобы при чрезмерных нагрузках на резервуар, превышающих расчетные, происходило разрушение анкерного болта, но не опорного столика и швов его соединения со стенкой резервуара.

Допустимая величина растягивающего напряжения в анкерных болтах не должна превышать половины предела текучести или одной трети временного сопротивления материала болта.

8.11.5. Анкерные болты должны быть равномерно затянуты при полном заливе резервуара водой по окончании гидравлических испытаний, но перед созданием внутреннего избыточного давления. Расчетное усилие затяжки анкерных болтов должно составлять около 2100 Н. Усилие затяжки должно назначаться в проекте КМ.

Должны быть предусмотрены средства для предотвращения отвинчивания гаек с помощью таких способов, как проковка резьбы или установка контргаек.

Диаметр анкерных болтов должен быть не менее 24 мм.

8.11.6. Анкерные крепления должны располагаться равномерно по периметру стенки. Расстояние между анкерными болтами должно не превышать 3 м, за исключением резервуаров диаметром до 15 м при их расчете на сейсмику, когда указанное расстояние должно не превышать 2 м.

Количество анкерных болтов, устанавливаемых на резервуаре, должно быть кратно четырем. Анкерные болты должны располагаться симметрично относительно главных осей резервуара и не совпадать с главными осями на плане.

8.11.7. По согласованию с Заказчиком допускается выполнять анкерные крепления стенки резервуара с применением анкерных полос, как это показано на рис. 8.17.

Монтажные стыки анкерных полос должны выполняться в момент времени, соответствующий натяжению анкерных болтов по п. 8.11.5.

8.12. Конструкции для зачистки

По требованию Заказчика резервуар может комплектоваться конструкциями для зачистки, служащими для выполнения следующих операций:

– удаление донного осадка (отложений), образовавшегося в период эксплуатации резервуара;

– удаление остатков (придонного слоя) продукта;

– удаление подтоварной воды;

– удаление атмосферной воды из межстенного пространства резервуаров с защитной стенкой.

Обозначения всех размеров, приведенных в разделе 8.12, указаны на рис. 8.19-8.21.

Рис. 8.17. Крепление стенки анкерными полосами

Рис. 8.18. Патрубки зачистки с отводом

а) ПАТРУБОК СО СВАРНЫМ ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ОТВОДА

б) ПАТРУБОК С ФЛАНЦЕВЫМ ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ОТВОДА

8.12.1. Патрубки зачистки с отводом

Патрубки зачистки с отводом служат для удаления из резервуара остатков продукта и подтоварной воды. Патрубки изготавливаются условным проходом 100, 150, 200 и 250 мм. Конструкция патрубков должна соответствовать рис. 8.18.

8.12.2. Круглые зумпфы зачистки

Круглые зумпфы зачистки служат для удаления из резервуара донного осадка, остатков продукта и подтоварной воды. Круглые зумпфы изготавливаются следующих размеров (диаметр × глубина): Ø 600 × 300, Ø 900 × 450, Ø 1200 × 600, Ø 1500 × 900 для патрубков зачистки, соответственно, Dy50, Dy80, Dy100 и Dy150. Конструкция круглых зумпфов зачистки должна соответствовать рис. 8.19 и таблице 8.8. Необходимость установки, конструкция и требуемое количество опор для внутренней трубы определяется при проектировании в зависимости от величины расстояния от зумпфа до стенки резервуара.

Рис. 8.19. Круглый зумпф зачистки

Таблица 8.8

*- Толщины даны без учета припуска на коррозию

8.12.3. Лотковый зумпф зачистки

Лотковый зумпф зачистки служит для удаления из резервуара донного осадка и для удаления из межстенного пространства резервуаров с защитной стенкой атмосферных осадков. Конструкция лоткового зумпфа зачистки должна соответствовать рис. 8.20. Толщины конструктивных элементов зумпфа даны без учета припуска на коррозию.

8.12.4. Придонные очистные люки

Придонные очистные люки (ПОЛ) служат для удаления из резервуара донного осадка. Номинальный размер люка определяется высотой и шириной обечайки люка. Люки изготавливаются следующих типоразмеров: 600 × 600, 600 × 900, 900 × 1200. Конструкция придонных очистных люков должна соответствовать рис. 8.21 и таблицам 8.9 и 8.10.

Рис. 8.20. Лотковый зумпф зачистки

ОБЩИЙ ВИД

ПЛАН

ФЛАНЕЦ И КРЫШКА

Рис. 8.21. Придонный очистной люк

ОБЩИЙ ВИД

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ

ФЛАНЕЦ

Примечания:

1. Поверхности, прилегающие к прокладке, обработать до RA ≤ 12,5 мкм.

2. Усиливающий лист должен иметь контрольное отверстие М6…М10.

3. Все кромки и углы внутренней поверхности скруглить радиусом не менее 3 мм.

4. Внутренние швы должны быть гладко зашлифованы.

Таблица 8.9

Таблица 8.10

*эквивалентное давление при наливе водой (плотность 1,0).

Расчетные параметры ПОЛ определяются приведенными ниже формулами в зависимости от диаметра резервуара D (м), высоты налива продукта Н (м), а также от размеров ПОЛ.

Толщины вставки стенки (tSI) и усиливающего листа (tR) определяются из условия, что площадь поперечного сечения усиления ПОЛ, равная суммарной площади участков вставки стенки и усиливающего листа выше обечайки, удовлетворяет соотношению:

Acs ≥ 0,5KR·HN·t1.

Здесь и далее

A_cs – площадь поперечного сечения усиления (м²);

t₁ – толщина нижнего пояса стенки (м), требуемая расчетом на прочность по п. 9.2.2;

HN – высота обечайки (м), принимаемая по таблице 8.9;

KR – коэффициент усиления, определяемый следующим образом:

где

Площадь усиления ПОЛ должна рассматриваться в пределах высоты первого пояса стенки, но не более 1,5 HN.

Назначенная толщина вставки стенки (tSI) при наличии усиливающего листа должна превышать толщину нижнего пояса стенки (t1) не менее чем на 2 мм.

Сечение усиления ПОЛ включает толщину усиливающего листа tR и величину превышения толщины вставки tSI над толщиной нижнего пояса стенки t₁.

При выполнении вставки стенки без усиливающего листа ее толщина не должна превышать 60 мм при условии обеспечения площади усиления Acs.

Толщина вставки днища должна удовлетворять следующему соотношению:

где

tBI – номинальная толщина вставки днища (м);

ρ – плотность продукта (т/м3), но не менее 1,0;

LN – ширина обечайки (м), принимаемая по таблице 8.9;

Δtcs – припуск на коррозию стенки (м).

Придонные очистные люки должны изготавливаться в заводских условиях и после сварки подвергаться термообработке (снятие напряжений) в соответствии с требованиями п. 18.5.