Е. А. Богданов Основы технической
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| Рис.13.19. Конструктивные схемы резервуаров
а – со стационарной крышей и пантоном; б – с плавающей крышей; 1 – верхнее положение пантона; 2 – шахтная лестница; 3 – днище резервуара; 4 –днище пантона; 5 –кольцо пантона; 6 – стенка резервуара; 7 –плавающая крыша в верхнем положении; 8 – верхнее кольцо жесткости (ходовая площадка); 9 – направляющая труба; 10 – катучая лестница; 11 – опорная балка; 12 – плавающая крыша в нижнем положении; 13 - стремянка • участкам стенки, имеющим местные выпучины или вмятины и отклонения образующих резервуара от вертикали (в пределах или за пределами допусков); • участкам конструкций, наиболее подверженных коррозии: нижнего пояса и двух верхних поясов стенки, днища, настила и несущих элементов крыши, понтонов и плавающих крыш. Функциональная диагностика резервуаров, включающая контроль параметров их назначения и работоспособности, осуществляется обслуживающим персоналом. Контролируются следующие параметры: давление в газовом пространстве; высота, состав и вязкость данного осадка; температура продукта; степень загазованности; наличие и величина электростатических зарядов; наличие и степень пожароопасное™ пирофорных соединений; внешний вид изоляционного покрытия; глубина погружения плавающей крыши (понтона) и др. Результаты функциональной (оперативной) диагностики также учитываются и анализируются при проведении первого этапа технической диагностики. Перед проведением натурного обследования резервуар опорожняют дегазируют и очищают внутренние и наружные поверхности, подлежащие контролю. Удаление паров нефтепродуктов из резервуаоа осуществляется путем промывки его водными растворами с помощью специального оборудования для механизированной зачистки или пропаркой, а также последующей тщательной вентиляцией, работы по натурному обследованию проводятся по наряду-допуску после прохождения инструктажа по технике безопасности и противопожарной безопасности. Практика показывает, что наибольшая частота отказов резервуа-пов происходит из-за появления сквозных трещин в сварных соединениях элементов днища, основания обечайки и уторных швах. Основными причинами появления таких трещин являются: коррозия днища и основания обечайкикак снаружи, так и внутри обусловленная воздействием подтоварной воды, атмосферными осадками и нарушением гидрофобногослояоснования; неравномерная просадка основания; дефекты сварных соединений из-за некачественной сварки или монтажа (рис. 13.20); •снижение механических характеристик некоторых марок сталей с течением времени (деградация свойств). При визуальном осмотре обязательной проверке подлежит: состояние сварных соединений конструкций резервуаров в соответствии с требованиями проекта и СНиП 3 03 01-87, состояние основного металла стенки, днища, настила и несущих элементов кровли, понтона (плавающей крыши) с установлением наличия коррозийных Рис. 13.20. Контроль угловатости монтажных швов повреждении, царапин, задиров трещин, прожогов, оплавлений, вырывов, расслоений, неметаллических включений, закатов и др. Коррозийные повреждения при этом подлежат разграничению по виду на равномерную коррозию (когда сплошная коррозия охватывает всю поверхность металла); местную (при охвате отдельных участков поверхности); язвенную, точечную и пятнистую, в виде отдельных точечных и пятнистых язвенных поражений, в том числе сквозных; общие и местные деформации, вмятины и выпучины на конструкциях; размещение патрубков на стенке резервуаров по отношению к вертикальным и горизонтальным сварным соединениям в соответствии с требованиями проекта; • состояние уплотнения между понтоном (плавающей крышей) и стенкой резервуара; вертикальность направляющих и опорных стоек, степень износа трущихся частей затвора; состояние сварных соединений и их соответствие нормативно-технической документации, наличие отпотин или трещин в сварных соединениях и основном металле; состояние изоляционных покрытий. На резервуарах, изготовленных по рулонной технологии, особое внимание уделяют вертикальным монтажным швам, где на стыке соединения двух кромок рулона образуется угловатость, которая увеличивает концентрацию напряжений в монтажных швах и повышает вероятность образования в них трещин. За показатель угловатости принимают стрелу прогиба в месте попадания внутрь от проектной образующей резервуара (см. рис. 13.20). При контроле состояния изоляционных покрытий проверяют толщину изоляционного слоя, его адгезию к металлу, отсутствие намокания нефтепродуктом. При контроле теплоизолированных резервуаров оценивают величину теплопотерь изоляции. Повышенные теплопотери могут быть выявлены с помощью тепловизора или по косвенным признакам, например по увеличению скорости падения температуры нефтепродукта при его хранении в резервуаре. О качестве теплоизоляционного покрытия в целом судят по его теплосопротивлению, которое определяется расчетом. Теплосопротивление считается низким, если коэффициент теплопроводности покрытия окажется больше 0,7 Вт/(м3 x К). Все выявленные дефекты подлежат измерению по глубине залегания, протяженности и в масштабе наносятся на эскизы. Объем работ по измерениям толщин устанавливают с учетом результатов визуального контроля. Во всех случаях измерения проводят в местах, наиболее пораженных коррозией. Толщина нижних трех поясов измеряется не менее чем по четырем диаметрально противоположным образующим в трех точках по высоте пояса (низ, середина, верх). Толщина остальных поясов измеряется не менее чем по одной образующей (вдоль шахтной лестницы) также в трех точках по высоте пояса. Толщина листов днища и настила кровли измеряется по двум взаимно перпендикулярным диаметральным направлениям; проводится не менее трех измерений на каждом месте. Результаты измерения толщин используют при вычислении напряжений в металле, а также для определения скорости коррозии. Для выявления действительной геометрической формы резервуара измеряется величина отклонений образующих стенки на уровне верха каждого пояса от вертикали. Измерения отклонений производятся либо с помощью отвеса путем прямых измерений, либо при помощи теодолита. Для определения мест наибольших деформаций и выявления напряженно-деформированного состояния стенки под нагрузкой измерения следует проводить дважды: на заполненном и пустом резервуарах. Неравномерность осадки основания резервуара определяется путем нивелирования наружного контура днища в точках, отстоящих друг от друга не более чем на 6 м (как правило, в точках, соответствующих вертикальным швам нижнего пояса). Нивелирование осуществляется каждый раз в одних и тех же точках, отмеченных марками во время гидравлического испытания после строительства. Величины осадок определяют, сравнивая результаты нивелирования с постоянной абсолютной отметкой репера (грунтового или заложенного в стену здания или сооружения). Исследование химического состава, механических свойств, структуры основного металла и сварных соединений выполняют в случае необходимости: для установления их соответствия требованиям нормативно-технических документов, а также для уточнения влияния эксплуатационных факторов на структуру и свойства металла. Расчеты конструктивных элементов на прочность (в том числе с учетом сопротивления стали хрупкому разрушению) и устойчивость производят в случаях: отклонения фактических толщин от проектных; внесения при сооружении в конструкции изменений, не предусмотренных проектом; назначения сечений усиливающих элементов конструкций при разработке проектной документации на ремонт резервуара; оценки несущей способности конструкций с учетом деградации свойств металла, отклонения элементов резервуара от заданной геометрической формы и др. Расчет на прочность и устойчивость выполняют в соответствии с ПБ 03-605-03. Минимальная расчетная толщина стенки tС в каждом поясе для условий эксплуатации рассчитывается по формуле где g — ускорение свободного падения в районе строительства; - плотность продукта; Н - высота налива продукта; z - расстояние от дна до нижней кромки пояса; r - радиус срединной поверхности пояса стенки резервуара; Rу - расчетное сопротивление материала; - коэффициент условий работы: = 0,7 для нижнего пояса, = 0,8 для всех остальных поясов. Минимальная расчетная толщина стенки в каждом поясе для условий гидравлических испытаний рассчитывается по формуле где - плотность используемой при гидроиспытаниях воды; Нg — высота налива воды при гидроиспытаниях; — коэффициент условий работы (при гидроиспытаниях для всех поясов = 0,9). Проверочный расчет на прочность для каждого пояса стенки резервуара проводится по формуле или где - меридиональное напряжение; - кольцевое напряжение; — коэффициент надежности по назначению, для резервуаров I класса = 1,1, II класса = 1,05, III класса = 1,0. Расчет стенки резервуара на устойчивость выполняется с помощью проверки соотношения где , - первое (меридиональное) и второе (кольцевое) критические напряжения. При невыполнении этого условия для обеспечения устойчивости стенки можно увеличить толщину верхних поясов или установить промежуточные кольца жесткости, или то и другое вместе. Фактические и критические меридиональные и кольцевые напряжения ( , , , ) рассчитываются по методике, приведенной в ПБ 03-605-03. Расчеты на прочность и устойчивость при определении остаточного ресурса резервуаров должны выполняться с учетом эксплуатационной нагрузки (гидростатическое давление жидкости и избыточное давление газа, аварийный вакуум), концентрации напряжений, вызванных местными дефектами в сварных швах, отклонениями в геометрической форме стенки и другими дефектами, а также остаточной толщины стенки. В газовом пространстве резервуаров со стационарной крышей без понтона при эксплуатации должно поддерживаться давление и вакуум. Избыточное давление в резервуаре создается при его наполнении, вакуум — при сливе. По величине избыточного давления (вакуума) судят о работоспособности дыхательной арматуры и герметичности крыши резервуара. При проверочном расчете на прочность и устойчивость выясняют способность выдерживать проектную или назначенную по результатам диагностики величину давления (вакуума). Избыточное давление или вакуум для резервуаров с понтоном (плавающей крышей) принимается равным нулю. Для резервуаров вместимостью более 10 000 м3, имеющих отклонения образующих от вертикали, превышающие допускаемые, и дефекты в зонах монтажных сварных соединений, испытывающих циклические нагружения более 250 полных циклов в год, специализированной организацией выполняются поверочные расчеты на малоцикловую усталость для определения расчетного ресурса. Для резервуаров, эксплуатирующихся при пониженных температурах, необходимо выполнение поверочных расчетов узлов с учетом хрупкого разрушения согласно СНиП 11-23-81 «Нормы проектирования. Стальные конструкции». При выявлении в результате обследования различных недопустимых дефектов производится определение объема и методов восстановительного ремонта резервуара с последующим контролем качества выполненных работ и испытанием под нагрузкой. Резервуары со стационарной и плавающей крышей подвергаются гидравлическому испытанию. Резервуары со стационарной крышей без понтона, эксплуатируемые с установленными на крыше дыхательными клапанами, испытываются на внутреннее избыточное давление и вакуум. Гидравлическое испытание проводят наливом воды на проектный уровень залива продукта или до уровня контрольного отверстия, которое предусмотрено для ограничения высоты наполнения резервуара. Налив воды осуществляют ступенями по поясам с промежутками времени, необходимыми для выполнения контрольных осмотров состояния конструкций и сварных швов. Гидравлическое испытание резервуаров с понтоном или плавающей крышей производят без уплотняющих затворов. По мере подъема и опускания понтона в процессе испытания производят: осмотр внутренней поверхности резервуара; измерение зазоров между бортиком или коробом понтона (плавающей крыши) и стенкой резервуара, а также между направляющими трубами и патрубками в понтоне (плавающей крыше); наблюдение за работой катучей лестницы, водоспуска и других конструкций. При обнаружении течи из-под края днища или мокрых пятен на поверхности отмостки, появлении свищей, течей или трещин в стенке резервуара (независимо от величины дефекта) необходимо прекратить испытание, слить воду, установить и устранить причину течи. Резервуар, залитый водой до верхней отметки, выдерживается под этой нагрузкой в течение обычно следующего времени: резервуар объемом до 20 000 м3 не менее 24 ч; резервуар объемом свыше 20 000 м3 - не менее 72 ч. Резервуар считается выдержавшим испытание, если в течение указанного времени на поверхности стенки или по краям днища не появляются течи и если уровень воды не снижается. После окончания гидравлических испытаний, при залитом до проектной отметки водой резервуаре, производят замеры отклонений образующих от вертикали, замеры отклонений наружного контура днища для определения осадки основания (фундамента). На основании результатов обследования определяется техническое состояние резервуара. В основу оценки технического состояния резервуара положены представления о возможных отказах, имеющих следующие причины: наличие в металле и сварных соединениях дефектов, возникших при изготовлении, монтаже, ремонте или эксплуатации, развитие которых может привести к разрушению элементов резервуара; изменения геометрических размеров и формы элементов (в результате пластической деформации, коррозийного износа и т.п.) по отношению к первоначальным формам и размерам, вызывающие превышение действующих в металле напряжений по сравнению с расчетными напряжениями; изменения структуры и механических свойств металла в процессе длительной эксплуатации, которые могут привести к снижению конструктивной прочности элементов резервуара (усталость при действии переменных и знакопеременных нагрузок, перегревы, действие чрезмерно высоких нагрузок и т.п.); нарушение герметичности листовых конструкций в результате коррозийных повреждений. Эксплуатация резервуара не допускается, когда по условиям прочности и устойчивости, согласно ПБ 03-605-03 и СНиП 11-23-81 «Нормы проектирования. Стальные конструкции», при статических нагружениях отдельные элементы конструкции резервуара вследствие коррозийного износа, механических повреждений, снижения механических свойств металла не соответствуют расчетным эксплуатационным параметрам. В этом случае продление срока службы резервуара возможно при установлении пониженных эксплутационных параметров (снижение уровня залива, уменьшение избыточного давления и вакуума) или после проведения комплексных мероприятий по ремонту и усилению металлических конструкций резервуара. В случае экономической или технической нецелесообразности ремонта дается заключение об исключении резервуара из эксплуатации. Помимо металлоконструкций в процессе технической диагностики проводится проверка работоспособности устройств безопасности и технологического оборудования резервуаров: дыхательной и предохранительной аппаратуры; приборов контроля уровня, температуры и давления; приборов сигнализации и защиты; устройств для отбора пробы и подтоварной воды; противопожарного оборудования и устройств молниезашиты; приемо-раздаточных патрубков с запорной арматурой; устройств подогрева, зачистки и опорожнения; газоуравнительных систем группы резервуаров со стационарными крышами (без понтонов) и другого вспомогательного оборудования. Это оборудование является заменяемым или легко ремонтируемым и остаточный ресурс резервуара не ограничивает. Перечень установленных устройств безопасности и технологического оборудования приводится в паспорте, который составляется на каждый резервуар. жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|