Постановление От 9 июня 2003 г. N 76 об утверждении правил устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов госгортехнадзор России постановляет

2.12.2. При выборе материала болтов и гаек для фланцевых присоединений трубопроводов к патрубкам следует учитывать расчетную температуру металла. При расчетной температуре до -40 град. С включительно для болтов и гаек рекомендуется сталь марки Ст3сп5, при расчетной температуре от -40 град. С до -50 град. С включительно - сталь марки 09Г2С категории 12, при расчетной температуре ниже -50 град. С - сталь марки 09Г2С категории 13.

2.12.3. Выбор марок стали для фундаментных болтов рекомендуется производить согласно действующему стандарту.
III. Конструкция резервуаров
3.1. Сварные соединения и швы
3.1.1. Термины и определения сварных соединений принимать в соответствии с нормативными документами на сварку.

3.1.1.1. Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями.

3.1.1.2. Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте их примыкания.

3.1.1.3. Нахлесточное соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных параллельно и частично перекрывающих друг друга.

3.1.1.4. Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента приварен под прямым углом к боковой поверхности другого элемента.

3.1.2. Термины и определения сварных швов.

3.1.2.1. Стыковой шов - сварной шов стыкового соединения с различной разделкой кромок: прямоугольной, Х-образной, К-образной, V-образной.

3.1.2.2. Угловой шов - сварной шов углового, нахлесточного или таврового соединения.

3.1.2.3. Типы сварных швов:

непрерывный шов - сварной шов без промежутков по длине;

прерывистый шов - сварной шов с промежутками по длине, участки шва должны быть не менее 50 мм;

прихватки, выполняемые для фиксации взаимного расположения свариваемых элементов.

3.1.3. Конструктивные элементы сварных соединений и швов, как правило, должны соответствовать требованиям стандартов на применяемый вид сварки:

для ручной дуговой сварки;

для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом;

для дуговой сварки в среде защитных газов.

3.1.4. Общие требования к сварным соединениям.

3.1.4.1. Сварные швы соединений должны быть плотнопрочными и соответствовать основному металлу по показателям стандартных механических свойств металла шва: пределу текучести, временному сопротивлению, относительному удлинению, ударной вязкости, углу загиба.

3.1.4.2. Для улучшения коррозионной стойкости металл шва и основной металл по химическому составу должны быть близки друг к другу.

3.1.4.3. Технологию сварки следует выбирать таким образом, чтобы избежать возникновения значительных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций.

3.1.5. Ограничения на сварные соединения и швы.

3.1.5.1. Прихватки не рассчитываются на силовые воздействия.

3.1.5.2. Стыковые соединения деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл. 3.1, могут выполняться так же, как и деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы разделки кромок и размеры сварочного шва следует выбирать по большей толщине.
Таблица 3.1

Толщина тонкой детали, мм	Допускаемая разница толщины, мм
до 4	1
свыше 4 до 20	2
свыше 20 до 30	3
свыше 30	4

При разности в толщине свариваемых деталей выше значений, указанных в табл. 3.1, на детали, имеющей большую толщину, должен быть сделан скос под углом 15 град. с одной или с двух сторон до толщины тонкой детали. При этом конструкцию разделки кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.

3.1.5.3. Не допускается смещение свариваемых кромок более:

а) 1,0 мм - для деталей толщиной t = 4 - 10 мм;

б) 0,1t - для деталей толщиной t = 10 - 40 мм, но не более 3 мм.

3.1.5.4. Максимальные катеты угловых сварных швов не должны превышать 1,2 толщины более тонкой детали в соединении.

3.1.5.5. Для деталей толщиной 4 - 5 мм катет углового сварного шва должен быть равен 4 мм.

Для деталей большей толщины катет углового шва определяется расчетом или конструктивно, но должен быть не менее 5 мм.

3.1.5.6. Заводские сварные соединения рулонных заготовок выполняются встык.

3.1.5.7. Нахлесточное соединение со сваркой с одной стороны допускается при сборке днища и крыши из рулонных заготовок с величиной нахлестки не менее 30 мм. При полистовой сборке днищ и крыш допускаются сварные соединения листов встык на подкладке и нахлесточные соединения с величиной нахлестки 5t, но не менее 30 мм.

Вертикальные соединения стенки должны быть стыковыми с полным проплавлением по толщине листов (рис. 3.1).

Для резервуаров II и III класса при изготовлении стенки из рулонных полотнищ допускаются вертикальные заводские и монтажные стыковые соединения без смещения.

Расстояния между швами патрубков, усиливающих листов и швами стенки должны быть не менее: до вертикальных швов - 250 мм, до горизонтальных швов - 100 мм.

Вертикальные соединения первого пояса стенки должны располагаться на расстоянии не менее 100 мм от стыков окраек днища.

3.2.2 Горизонтальные соединения стенки.

Горизонтальные соединения листов должны выполняться двусторонними стыковыми швами с полным проплавлением (рис. 3.2).

3.2.3. Соединения днища.

3.2.3.1. Стыковые соединения применяются при заводском изготовлении рулонируемых полотнищ днищ. Стыковые соединения на остающейся подкладке применяются для сварки кольцевых окраек, а также при полистовой сборке центральной части днищ.

3.2.3.2. Нахлесточные соединения днища применяются для соединения между собой рулонируемых полотнищ днищ, листов центральной части днищ при их полистовой сборке, а также для соединения центральной части днищ с кольцевыми окрайками (рис. 3.3, 3.4, 3.5).

части днища

с окрайками днища

Для соединения днища со стенкой применяется тавровое соединение. Для резервуаров с толщиной листов нижнего пояса стенки 20 мм и менее рекомендуется тавровое сварное соединение без разделки кромок (рис. 3.6, а). Размер катета каждого углового шва должен быть не более 12 мм и не менее номинальной толщины окрайки.

Для резервуаров с толщиной листов нижнего пояса стенки более 20 мм должно применяться тавровое сварное соединение с разделкой кромок, представленное на рис. 3.6, б. Сварные швы должны выполняться, как минимум, в два прохода.
Рис 3.6, а, б. Соединение днища со стенкой
3.2.5. Соединение листов крыши.

Для соединения листов крыши применяются стыковые и нахлесточные соединения.

3.2.6. Соединения стационарной крыши со стенкой резервуара (см. п. 3.7).
3.3. Исходные данные для проектирования
3.3.1. Общие положения:

- расположение резервуаров - наземное на специально устроенном основании, выполненном по заданию заказчика;

- геометрические параметры - с учетом строительных норм и правил, требований противопожарных норм и с учетом геологических изысканий площадки строительства (в приложении 1 приведены основные параметры резервуаров объемом от 100 до 50000 м3, которые предпочтительно применять в соответствии с требованиями настоящего документа);

- метод изготовления (полистовое или рулонное исполнение) - задает заказчик.

3.3.2. Данные, представляемые заказчиком:

геометрические параметры или объем резервуара;

тип резервуара: со стационарной крышей (с понтоном или без понтона), с плавающей крышей и другие конструктивные особенности;

район строительства;

наименование хранимого продукта с указанием наличия вредных примесей в продукте (содержание серы, сульфидов водорода и т.д.) для обеспечения необходимых мероприятий;

удельный вес продукта;

максимальная и минимальная температура продукта;

избыточное давление и относительное разрежение;

нагрузка от теплоизоляции;

схема расположения и нагрузки от технологического оборудования;

потребность в зачистных люках и зумпфах;

оборачиваемость продукта (изменение уровня налива продукта во времени);

уровень подтоварной воды;

срок службы резервуара;

припуск на коррозию элементов резервуара.

Данные должны быть согласованы заказчиком и проектировщиком.

3.3.3. При отсутствии полного задания следует руководствоваться п. 1.4 настоящих Правил.
3.4. Конструкция днища
3.4.1. Днища резервуаров могут быть плоскими или коническими с уклоном от центра или к центру (рекомендуемая величина уклона 1:100).

3.4.2. Все листы днища резервуаров объемом 1000 м3 и менее должны иметь номинальную толщину не менее 4 мм, исключая припуск на коррозию.

Днища резервуаров объемом от 2000 м3 и более должны иметь центральную часть и утолщенные кольцевые окрайки. Все листы центральной части днища указанных резервуаров должны иметь номинальную толщину не менее 4 мм, исключая припуск на коррозию.

3.4.3. Кольцо из листов окраек должно быть круговой формы с внешней стороны, внутренняя граница окраек может иметь форму правильного многоугольника с числом сторон, равным числу листов окрайки. Радиальная ширина окрайки должна обеспечивать расстояние между внутренней поверхностью стенки и швом приварки центральной части днища не менее 300 мм.

Толщина кольцевых окраек должна быть не менее величин, приведенных в табл. 3.2.
Таблица 3.2

Толщина нижнего пояса стенки резервуара, мм	Минимальная толщина кольцевой окрайки, мм
До 7 вкл.	6
8 - 11 вкл.	7
12 - 16 вкл.	9
17 - 20 вкл.	12
20 - 26 вкл.	14
Свыше 26	16

3.4.4. Кольцевые окрайки собираются между собой с клиновидным зазором и свариваются между собой односторонними стыковыми швами на остающейся подкладке (см. рис. 3.5).

3.4.5. Центральная часть днища может быть выполнена как в полистовом, так и в рулонном исполнении. Рулонные полотнища изготовляются на заводе из листов, сваренных встык.

При монтаже центральной части днища полистовым методом применяются нахлесточные и стыковые соединения на остающейся подкладке (см. рис. 3.4).

Нахлесточные соединения днищ свариваются угловым швом только с верхней стороны (см. рис. 3.3).

В зоне пересечения нахлесточного соединения днища с нижним поясом стенки должна быть образована ровная поверхность (см. рис. 3.5).

3.5.2. Номинальные толщины стенок резервуара определяются в три этапа:

предварительный выбор толщин поясов;

корректировка толщин при поверочном расчете на прочность, включая и расчет на сейсмическое воздействие для сейсмоопасных районов;

корректировка толщин при проведении расчета на устойчивость.

3.5.3. Предварительный выбор номинальных толщин поясов производится с помощью расчета на эксплуатационные нагрузки, на нагрузку гидроиспытаний и по конструктивным требованиям.

3.5.3.1. Минимальная расчетная толщина стенки tc в каждом поясе для условий эксплуатации рассчитывается по формуле:
te = [g x ро x (H - z) x r] / (Ry x Yc),
где g - ускорение свободного падения в районе строительства;

ро - плотность продукта;

Н - высота налива продукта;

z - расстояние от дна до нижней кромки пояса;

r - радиус срединной поверхности пояса стенки резервуара;

Ry - расчетное сопротивление материала,

Yс - коэффициент условий работы, равный 0,7 для нижнего пояса, равный 0,8 для всех остальных поясов.

3.5.3.2. Минимальная расчетная толщина стенки в каждом поясе для условий гидравлических испытаний рассчитывается по формуле:

Hg - высота налива воды при гидроиспытаниях;

Yc = 0,9 - коэффициент условий работы при гидроиспытаниях для всех поясов одинаков (в дополнение к обозначениям п. 3.5.3.1).

3.5.3.3. Номинальная толщина t каждого пояса стенки выбирается из сортаментного ряда таким образом, чтобы разность t и минусового допуска Дельта на прокат была не меньше максимума из трех величин:

tk - минимальная конструктивно необходимая толщина, определяется по табл. 3.3.

3.5.4. Поверочный расчет на прочность и расчет на устойчивость проводятся для расчетной толщины tp поясов, которая определяется как разность номинальной толщины t, минусового допуска на прокат и припуска на коррозию:

(сигма - сигма х сигма + сигма ) = R х Y / Y

1 1 2 2 y c k
или по формуле:
сигма = R х Y / Y ,

2 y c k
где сигма - меридиональное напряжение;

1

сигма - кольцевое напряжение;

Y - коэффициент условий работы, принимается по п. 3.5.3.1;

c

Y - коэффициент надежности по назначению, для резервуаров:

Y = 1,1 - I класса,

k

Y = 1,05 - II класса,

Y = 1,0 - III класса.

k
Расчетные формулы приведены для резервуара со стационарной крышей. При расчете резервуара с плавающей крышей нагрузки в формулах пп. 3.5.4.1, 3.5.4.2, обязанные своим происхождением стационарной крыше, не учитываются.

3.5.4.1. Кольцевое напряжение сигма вычисляется для нижней

2

точки каждого пояса:

2 и p
где Р - избыточное давление в резервуаре (в дополнение к

и

обозначениям п. 3.5.3.1).

избыточного давления в резервуаре.

3.5.4.2. Меридиональное напряжение сигма с учетом

1

коэффициентов надежности по нагрузке и коэффициентов для основного

1 m о у

p и

p
где G - масса металлоконструкций выше расчетной точки;

m

G - масса стационарного оборудования выше расчетной точки;

G - масса утеплителя выше расчетной точки;

у

s - полное нормативное значение снеговой нагрузки.

специализированной организацией.

3.5.4.4. При невыполнении условия п. 3.5.4 следует увеличить

толщину соответствующего пояса.

3.5.5. В качестве альтернативного варианта по согласованию с

заказчиком минимальные расчетные толщины t каждого пояса стенки

с

для условий эксплуатации и минимальные расчетные толщины t для

условий гидравлических испытаний могут назначаться на основе

расчета наибольших мембранных кольцевых напряжений 2 в каждом

поясе стенки, рассматриваемой как составная цилиндрическая

оболочка переменной толщины. Граничные условия в месте сопряжения

стенки с днищем задаются в виде нулевых радиальных перемещений и

изгибающего момента, равного пластическому моменту в листе

окрайки. Подбор толщин производится итерационным методом, уменьшая

начальную толщину, определенную по п. 3.5.3.1, пока выполняется

условие п. 3.5.4.

Назначение минимальной толщины по описанной методике в

резервуарах большого объема может уменьшить расчетную толщину

поясов.

3.5.6. Расчет стенки резервуара на устойчивость выполняется с

1 альфа1 2 альфа2

альфа1

сигма - второе (кольцевое) критическое напряжение.

альфа2

3.5.6.1. Первое критическое напряжение вычисляется по формуле:

альфа1 pmin

pmin

Коэффициент С может быть вычислен по формулам:

pmin pmin

pmin pmin

сигма = 0,55 х Е (r/Hr) х (t / r) ,

альфа2 pmin
где Нr - редуцированная высота резервуара, а при постоянной

толщине стенки для резервуара со стационарной крышей Нr равно

полной высоте стенки резервуара Но.

3.5.6.3. Редуцированная высота резервуара вычисляется по

формуле:
2,5

Hr = SUM h x (t / t ) ,

i 1 pmin pi

где t - расчетная толщина листа i-го пояса,

pi

h - высота i-го пояса.

В резервуарах с плавающей крышей для верхнего пояса в качестве

h берется расстояние от нижней кромки пояса до ветрового кольца.

i

3.5.6.4. Меридиональное напряжением вычисляется для нижней

1 m о у

p eax
где P - величина относительного разрежения в резервуаре

eax

(вакуум).

1

положительный.

сигма в резервуарах со стационарной крышей зависит от P и

2 eax

эквивалентного ветрового внешнего давления P :

2 eax eet pmin

eet

правилами).

Для резервуаров с плавающей крышей вместо P учитывается

eaк

2 eat eat pmin

i

зависимости от отношения высоты резервуара Н к его диаметру (в

соответствии со строительными нормами и правилами).

Знак напряжения сжатия сигма условно заменен на

2

положительный.

устойчивости стенки можно увеличить толщину верхних поясов или

установить промежуточные кольца жесткости, или то и другое вместе.

3.5.7. Расчет положения промежуточных колец жесткости

производится следующим образом. Обеспечить устойчивость стенки с

помощью промежуточных колец жесткости возможно только при

выполнении условия сигма /сигма < 1. В этом случае из

1 альфа1

1 альфа1 2

вычисляется величина второго критического напряжения сигма ,

альфа2

высоты H , при котором условие п. 3.5.6 будет выполнено.

ymax

3.5.7.1. Место установки первого промежуточного кольца

суммируются приведенные высоты поясов по формуле п. 3.5.6.3

начиная с верхнего пояса вниз. Высота верхнего пояса для

резервуара с плавающей крышей по-прежнему отсчитывается от уровня

ветрового кольца. В процессе суммирования находится номер j-го

пояса, в котором приведенная высота переходит через значение

H , а также приведенная высота H , соответствующая нижней

ymax j1

j-го пояса h вычисляется по формуле:

j1
2,5

h = (Нj1 - Hymax)/(tpmin/t ) .

j1 yj
Если расчетное место установки кольца попадает ближе 150 мм к

горизонтальному сварному шву или есть конструктивные препятствия

по установке кольца, место установки переносится выше.

Параметры кольца жесткости находятся по методике п. 3.6.4 в

зависимости от диаметра резервуара.

3.5.7.2. После назначения места установки первого кольца

жесткости продолжается расчет места установки второго (третьего,