резерв рамки для Теории (1). Размеры рулона назначалась с учетом возможности транспортир
 Скачать 492 Kb.
|
 ВВЕДЕНИЕ До недавнего времени резервуары монтировали из отдельных листов на монтажной площадке в полукустарных условиях. Правда, заводы-изготовители комплектно изготовляли конструкции покрытия, производили правку, резку, вальцовку и разделку кромок листов стенки резервуара и в некоторых случаях поставляли обработанные и замаркированные листы днища и кровли. Изготовление таким образом листы поступали на монтаж в виде отдельных марок, и все наиболее трудоемкие операции – сборка, выверка и сварка – выполнялись в процессе монтажа в неудобных полевых условиях. Этот способ сборки, носящий название полистового, является кустарным, требует больших затрат квалифицированного труда, не всегда обеспечивает требуемое качество изделий, увеличивает сроки строительства. Стоимость работ высокая. В 1929 г. были сварены и свернуты в рулон отдельные пояса стенки резервуара емкостью 300 м3, смонтированные затем методом подращивания, предложенным В.П.Вологдиным. В 1944 г. Институтом им. Е.О.Патона совместно с рядом монтажных организаций был разработан индустриальный способ изготовления и монтажа резервуаров. Полотнища стенки резервуара и днища в заводских условиях собирают и сваривают, а затем сворачивают в рулоны и доставляют в таком виде к месту установки, где рулоны разворачивают. Заводская автоматическая сварка позволила обеспечить высокую прочность и плотность соединений. В условиях монтажной площадки на стенке резервуара и на днище выполнялось минимальное количество швов. Размеры рулона назначалась с учетом возможности транспортир. При проектировании нефтебаз следует применять освоенное и серийно выпускаемое типы оборудования и материалов. Разработка проектов технического перевооружения и реконструкции нефтебаз должна производиться на результатах предпроектного обследования, пожарной и экологической ситуации как на территории самой нефтебазы и её санитарно-защитной зоны, так и на селитебной территории и особо охраняемых природных территориях и объектах находящихся за границей санитарно-защитной зоны, но в зоне влияния нефтебазы. В процессе исследований В.Г.Шухов определил наивыгоднейшие размеры вертикальных цилиндрических резервуаров. В целях экономии стали В.Г.Шухов предложил изменять толщину стенки резервуара по высоте с учетом изменения величины гидравлического давления. 1 Технологическая часть 1.1 Общие сведения о конструкциях резервуаров Пространственные сплошные металлические тонкостенные конструкции, выполненные в виде цилиндрических, конических, сферическими плоскими оболочек называются листовыми конструкциями. Одним из видов листовых конструкции являются вертикальные и горизонтальные резервуары, используемые для хранения различных жидкостей. Вертикальные цилиндрические резервуары, применяемые для хранения нефтепродуктов, проектируют с учетом эксплуатации их в районах с различными климатическими, грунтовыми, технологическими и температурными условиями. Принимается во внимание также степень агрессивности воздействий на них содержащегося в резервуарах продукта и окружающей среды. Резервуары в зависимости от величины внутреннего давления подразделяются: а) на резервуары без давления – с понтоном или плавающей крыше; б) на резервуары низкого давления, предназначенные для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением до 200 мм вод.ст.; в) на резервуары повышенного давления – для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением до 7000 мм вод.ст. Расчетная величина вакуума различна, но не превышает 1/10 наибольшего избыточного давления. Оболочка резервуаров состоит из отдельных металлических листов, соединения которых должны быть прочными и непроницаемыми для жидкостей и газов. Вертикальные цилиндрические резервуары представляют собой вертикально стоящие тонкостенные цилиндры, ограниченные снизу днищем, а сверху кровлей, стационарной или плавающей крышей. Днище вертикального резервуара, лежащее на песчаном основании, под влиянием нагрузки от жидкости, находящейся в нем, испытывает сравнительно небольшие напряжения. Толщина листов днища принимается исходя из условий технологии монтажно-сварочных работ, обеспечения долговечности резервуара и антикоррозионной стойкости металла, из которого он изготовлен. Наиболее ответственным элементом резервуара является его стенка. В вертикальных резервуарах для хранения нефтепродуктов вопросам прочности и плотности сварных соединений стенки надо уделять особое внимание. Вертикальные резервуары строят различных размеров – от небольших, с незначительной емкостью, до весьма крупных, емкость которых измеряется многими десятками тысяч кубических метров. Первые крупные вертикальные цилиндрические стальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов были построены в России в 1878 г. по проекту выдающегося инженера-конструктора и почетного академика В.Г.Шухова. Расход металла (отнесенный к 1 м3 полезной емкости резервуара) на изготовление вертикальных цилиндрических резервуаров низкого давления является наименьшим сравнительно с его расходом на изготовление резервуаров другой формы. Вертикальный стальной резервуар объемом 5000 м3 состоит из стенки, днища и конического покрытия. Размеры резервуара: диаметр 22800 мм, высота стенки корпуса 11920 мм. Масса конструкции 89231 кг. Днище резервуара состоит из центральной части толщиной 5 мм и окрайков толщиной 8 мм, сварных с центральной частью на заводе. Такие окрайки называются прямыми. Материал днища и окрайков – сталь марок ВС3сп и ВС3сп5 Стенка корпуса резервуара состоит из восьми поясов с толщиной 9,8,7 мм и 6 мм, начиная с четверного пояса. Материал стенки тот же, что и окрайков. Каждый пояс сварен из листов 1500х6000 мм. Листы в поясах и пояса между собой сварены встык. Вертикальные швы стенки на первых четырех поясах сварены одним совмещенным швом (по одной вертикали), а на верхних четырех поясах – «вразбежку» или так же, как и на нижних. Стенку приваривают к окрайкам днища двумя сплошными кольцевыми швами (соединение в тавр). При этом днище выступает наружу из-под стенки на 50 мм. Стенку резервуара поставляют в одном рулоне. Покрытие резервуара состоит из 24 трапецеидальных (в плане) радиальных щитов и центрального щита. Уклон покрытия от цента к краям составляет 1:20. Каждый радиальный щит состоит из несущего каркаса и настила толщиной 2,5 мм. Конструкция каркаса включает несущую балку, окантовочный уголок и поперечные связи из швеллера. Щиты соединяют между собой встык, причем подкладкой при этом служит верхняя полка двутавра. Для удобства монтажа начальный щит покрытия имеет несущие балки с обеих сторон, а замыкающий оконтовавывается только уголком. По наружному краю щиты оканчиваются уголком, свальцованным по радиусу стенки, и соединяются сотенкой путем приварки к ней вертикальной полки уголка. В центре резервуара все покрытие опирается на центральную стойку, выполненную из трубы диаметром 426 мм. При изготовлении конструкций резервуара центральную стойку со съемными ободьями используют в качестве барабана для наворачивания рулонов днища. Если резервуар предназначен для хранения легкой нефти и светлых нефтепродуктов (избыточное давление в газовом пространстве 2000 Па), вокруг основания центральной стойки в специальном корпусе устраивают пригрузку (19,3 т) бетона марки 50, чтобы избежать подъема центральной части днища при не полностью залитом резервуаре. Для подъема на крышу резервуара при эксплуатации служит шахтная лестница, а по наружному краю крыши устанавливают ограждение из уголков высотой 1000 мм. Шахтную лестницу также используют в качестве барабана для наворачивания рулона стенки. В первом поясе резервуара для возможности проникновения внутрь во время ремонтов и осмотров устанавливают два люка-лаза: овальный размером 1000х500 мм и круглый диаметром 500 мм. Освещение внутреннего пространства резервуара и подача в него оборудования осуществляется через световой люк диаметром 1000 мм, установленный на покрытий. Чтобы уменьшить влияние на конструкцию солнечной радиации, то есть снизить нагрев хранящегося в резервуаре нефти и нефтепродукта, стенку и покрытие окрашивают (после испытаний) двумя слоями лака с добавлением 15% алюминиевой пудры. Так как относительный расход стали в вертикальных цилиндрических резервуарах уменьшается с увеличением их объема, то резервуары экономически целесообразно строить с максимальной емкостью. Резервуары сооружают, как правило, негабаритными: на поверхности земли – наземные и сравнительно редко, заглубленные (полуподземные и подземные). Негабаритные резервуары сооружают из большого количества стальных листов, соединяя которые получают днище, стенку и кровлю. Настил кровли опирается на металлические конструкции покрытия или совмещается, рамами каркасами. Так образуются кровельные укрупненные щиты, позволяющие монтировать покрытие из крупногабаритных сборных элементов. Швы соединений в резервуарах должны быть прочными и плотными. Ранее листы днища, стенки и кровли, листы и детали конструкций покрытия соединяли с помощью заклепок. Отношение прочности заклепочных швов к прочности основного металла для нахлесточных швов, применяемых в либо напряженных соединениях, составляет всего 0,67-0,73, а для стыковых швов – 0,75-0,93. Прочность и пластичность сварных швов встык, выполненных вручную с подваркой корня, равны прочности и пластичности основного металла. В связи с этим расход металла на изготовление сварных резервуаров на 15-18% ниже расхода на сооружение клепанных. В рабочем положении большую часть объема резервуара заполняют нефтепродуктом, а верхняя, меньшая часть, называемая газовым пространством, остается незаполненным. Газовое пространство в различной степени насыщено парами нефтепродуктов. Давление в нем повышается или понижается и часто создается вакуум. Эти явления возникают при нагревании или охлаждении нефтепродуктов, а также при заполнении или опорожнении резервуаров. Давление внутри резервуара регулируется устанавливаемым на резервуаре оборудованием: при достижении максимально допускаемого давления избыток паров выводится наружу, а в случае образования предельной величины вакуума внутрь поступает воздух. Часть хранящихся нефтепродуктов, испаряясь, теряется безвозвратно. 1.2 Сооружение оснований и фундаментов под вертикальные стальные резервуары Основания под стальные резервуары воспринимают давление от массы хранящегося в резервуаре продукта и собственного веса резервуарных конструкций. Давление резервуаров на грунт при высоте стенки 11,5-12 м составляет 0,12-0,13 МПа, при высоте стенки 17-18 м – 0,18-0,19 МПа. В этом случае достаточно, чтобы площадка под застройку слагалась из грунтов с несущей способностью 0,2-0,25 МПа. Исходя из этих условий вертикальные резервуары сооружают на скальных, полускальных песчаных, крупнообломочных, глинистых и макропористых грунтах. В последнем случае принимаются меры по укреплению грунта и предохранению его от замачивания. Нельзя использовать в качестве основания под резервуар насыпные грунты с органическими включениями, торф и плывуны. В таких случаях фундаменты под резервуары строят по специальным проектам, предусматривающим повышение несущей способности основания одним из существующих способов. Основными способами укрепления оснований резервуаров являются: замена грунта; уплотнение просадочных грунтов тяжелыми трамбовками с последующей защитой от замачивания, силикатизация или смолизация грунтов путем нагнетания в грунт через систему инъекторов растворов силиката натрия или карбамидной смолы с соответствующими отвердителями, цементизация и битуминизация для переувлажненных песчаных или гравелистых грунтов, термическое закрепление грунта путем обжига массива через прорубленные скважины. Выбор способа закрепления грунта зависит от его вида, мощности залегания, конкретных условий площадки. Несмотря на то, что обычно под строительство резервуарных парков площадку выбирают со спокойным рельефом местности, в некоторых случаях строительство приходится вести на участках со значительными уклонами и даже на склонах отдельных небольших гор, холмов или сопок. В таких случаях на косогорных участках группы резервуаров или отдельные резервуары размещают в полувыемках или на полунасыпях. При этом резервуары по возможности устанавливают на материковый грунт. Если это выполнить невозможно, то выемку под фундамент резервуара углубляют, и тогда весь резервуар располагается на насыпном грунте. Это обусловлено различной величиной деформаций материкового и насыпного грунтов. Для резервуаров объемом 5000 м3 основание представляет собой грунтовую подсыпку с уложенной поверх нее песчаной подушкой. Грунтовая подсыпка выполняется обычно из местного грунта, укладываемого слоями 15-20 см с уплотнением каждого слоя. Общая высота грунтовой подсыпки зависит от состава подстилающих грунтов. На макропористых грунтах для подсыпки используют суглинистые грунты естественной влажности. Во всех случаях применения для грунтовой подсыпки слабодренирующих грунтов верхняя отметка подсыпки должна обеспечивать сток воды из-под основания. Поверх грунтовой подсыпки устраивают песчаную подушку, которая выполняется из песка средней крупности с ограниченным содержанием глинистых и пылевидных частиц. Поверхность подушки имеет уклон 2% от центра к краям. Диаметр песчаной подушки на 1,4 м больше диаметра резервуара. Чтобы предотвратить коррозию днища, поверх песчаной подушки укладывают гидрофобный слой, состоящий из супесчаного грунта, который тщательно перемешан с вяжущим веществом. В качестве вяжущего применяют нефтяные битумы, каменноугольные дегти, полугудроны, иногда мазуты, не содержащие сернистых соединений. Количество вяжущего вещества составляет 8-10% объема смеси, а количество глинистых частиц в грунте не должно превышать 5% объема всего грунта. Толщина гидрофобного (гидроизолирующего) слоя должна быть 80-100 мм, для макропористых грунтов – 200 мм. Бермы подушки имеют уклон 1:10 от резервуара, а откосы – 1:1,5. Бермы и откосы замащивают булыжником или бетонируют. Вокруг основания устраивают водосборную канаву с выходом в приемный колодец ливневой канализации. При устройстве оснований на косогорах в зависимости от состава грунтов на них срезают горизонтальную или ступенчатую канаву для отвода ливневых вод. До начала земляных работ при строительстве фундаментов под резервуары на площадке проводят планировочные работы. Для расчистки площадки от кустарника и мелколесье применяют кусторезы Д-514А на тракторе Т-130Г, а для расчистки поверхности грунта – кустарниковые грабли. После удаления кустарника и деревьев с площадки строительства необходимо провести корчевку пней с помощью корчевателей Д-695А или К-2А. По окончании расчистки площадки приступают к разбивке осей котлованов под фундаменты с помощью геодезических инструментов. Размеченные оси закрепляют установкой временных вех или колышков вне площадки котлована. Одновременно намечают трассы временных проездов и места отвалов растительного и подстилающего грунтов. После разметки площадки строительства растительный грунт срезают на глубину 15-25 см и укладывают его в отвал при помощи бульдозера Д-157 или Д-532. После удаления растительного слоя, используя намеченные оси, разбивают границы котлована и оси обвалования. Котлованы небольшой глубины также разрабатывают бульдозерами. Однако при необходимости замены вынутого грунта привозным можно использовать одноковшовые экскаваторы в комплекте с автосамосвалами или скреперы. В таких случаях необходимо заранее выбрать место отвала разработанного грунта и место разработки грунта, заменяющего вынутый. По окончании рытья котлована проводят планировку его дна и выравнивание откосов. При проведении работ необходимо удалять с площадки ливневые воды, для чего поверхность ее вне котлована планируют с уклоном 0,003-0,005 и устраивают водоотводные канавки. Укладку грунтовой подушки ведут послойно, причем толщина укладываемого слоя грунта зависит от способа уплотнения. При уплотнении грунтов вальцовыми гладкими катками толщина слоя не должна превышать 25 см. При использовании катков на пневматических шинах толщину слоя грунтовой подушки можно увеличить до 40 см. Применение для уплотнения тяжелых трамбовок на базе трактора Т-100 или Т-130 позволяет уплотнять грунт сразу на глубину до 1,5 м, однако по сравнению с катками эти машины имеют небольшую производительность и, кроме того, при выполнении работ возможна неравномерность уплотнения грунта по площади. Местные или привозные грунты, укладываемые в подушку, должны иметь влажность: глинистые – до 15%, суглинистые – до 20%, но в обоих случаях не ниже 8%. При меньшей влажности грунта его при засыпке поливают водой. Песчаную подушку засыпают слоями толщиной 20-25 см из песка средней крупности с минимальным размером частиц 1-2 мм. Применять мелкозернистый речной песок для устройства подушки нельзя. Эти требования к материалу подушки обусловлены тем, что подушка, состоящая из отдельных, несвязанных друг с другом частиц, за счет их подвижки принимает форму днища и предотвращает появление в днище неучтенных проектом напряжений. Одновременно с этим материал подушки, обладая хорошими дренирующими свойствами, не позволяет влаге скапливаться под днищем. Грунтовую и песчаную подушки уплотняют до исчезновения фронтальной волны грунта, образующейся перед катком. Поверх песчаной подушки укладывают гидрофобный слой толщиной 80-100 мм во избежание коррозии днища. Для устройства гидрофобного слоя приготовляют смесь из песка или супесчаного грунта с влажностью не более 3%, перемещенного с 10% (по объему) вяжущего вещества, в качестве которого используют жидкие битумы, каменноугольные дегти и мазуты. Смесь приготовляют в растворомешалке. По окончании всех работ откосы подушки облицовывают бетоном. Фундаменты под резервуары обычно сооружает строительная организация, которая должна сдать по акту готовый фундамент монтажной организации. При этом на скрытые работы должны быть представлены акты приемки дна котлована, проверки качества уплотнения и приемки гидроизолирующего слоя. В процессе приемки проверяют размеры фундамента и горизонтальность поверхности гидрофобного слоя от центра к периферии. Горизонтальность фундамента проверяют ниверированием не менее чем в восьми точках, но не реже чем через 6 м длины периметра. Разность отметок соседних точек, а также диаметрально противоположенных не должна превышать величин, указанных в таблице 1.1. Все замеры отметок заносят в ведомость, прилагаемую к приемо-сдаточному акту. Таблица 1-Допустимые отклонения отметок контура фундамента резервуара
|