Резервуар для хранения — это оборудование, которое используется для хранения продуктов (жидкостей или сжиженных газов) в условиях атмосферного давления. Поскольку в нем нет движущейся части, резервуары для хранения называются статичным, или стационарным оборудованием. По определению такие емкости не могут быть мобильными, но могут быть сборно-разборными. Их можно перевезти с места на место, но хранить содержимое допускается только в стационарном состоянии.
Резервуары для хранения можно разделить на два типа.
- Построенные на месте, большие резервуары
- Меньшие круглые или четырехугольные резервуары (доставляются на площадку в собранном виде)
Большие резервуары для хранения сооружаются на месте, на подготовленном фундаменте.
Различные условия эксплуатации резервуаров, зависящие от района размещения, а также индивидуальные требования к объему обрабатываемого и хранимого продукта приводят к необходимости проектирования и изготовления резервуаров из различных материалов и с различными геометрическими и конструктивными параметрами.
Если классифицировать резервуары по используемому материалу, можно выделить следующие направления:
- металлические
- неметаллические (резинотканевые, стеклопластиковые, железобетонные и др.)
- подземные емкости глубокого заложения
Резервуары для хранения можно разделить на три типа.
- РВС - Резервуар со стационарной обычно с конической крышей: такие крыши фиксированы и приварены по периметру резервуара сверху через специальные узлы крепления.
- РВСП - Резервуар со стационарной крышей с понтоном: резервуар имеет коническую крышу, но с добавлением внутреннего понтона, который плавает прямо на поверхности топлива.
- ВСПК - Резервуар с внутренней плавающей крышей: плавает непосредственно на поверхности жидкости.
По внутренним и рабочим параметрам все резервуары делят на множество групп и подгрупп. Например, по рабочим характеристикам резервуары разделяются на подгруппы:
- По величине избыточного давления
- атмосферные, где избыточное давление равно нулю.
- низкого давления, где рабочее давление не превышает 2КПа
- повышенного избыточного давления, где рабочее давление лежит в пределах от 2 до 7 КПа
- высокого избыточного давления, где рабочее избыточное давление больше 7 КПа.
- По температурному режиму хранения и эксплуатации
- используемые при температуре окружающего воздуха
- эксплуатируемые с дополнительным подогревом хранимого продукта. Данный вид резервуаров используется в основном для высоковязких нефтепродуктов.
- Изотермические резервуары, используемые для хранения продукта при отрицательных температурах. В первую очередь это различные сжиженные газы.
- По объему хранимого продукта
- класс КС-3а - резервуары объемом более 50000 м до 120000 м;
- класс КС-3б - резервуары объемом от 20000 м до 50000 м включительно;
- класс КС-2а - резервуары объемом от 1000 м и менее 20000 м;
- класс КС-2б - резервуары объемом менее 1000 м.
Класс опасности оказывает значительное влияние на проектирование, изготовление и монтаж резервуаров. Расчет прочности стенки резервуара при выборе коэффициентов надежности, требования к методам изготовления и монтажа и многое другое всецело зависят от класса опасности данного резервуара.
Поэтому так важно выполнять правильный прочностной анализ на базе основных характеристик и типа резервуара. Несмотря на то, что стенка является одним из основных компонентов резервуара, необходимо, чтобы методика или программа по расчету на прочность могла проводить расчет и стенки резервуара, и днища, и крыши разного типа.
Резервуары с фиксированной конической или купольной крышей оборудуются внутренними стропилами или фермами и являются каркасными, а некоторые резервуары с конической или купольной крышей большего диаметра также оснащены опорными стойками.
Каркасная крыша резервуара
Установка опорных колонн
Такие строительные сооружения на крыше позволяют рассчитывать не все программные комплексы по анализу резервуаров, поэтому зачастую приходится прибегать к МКЭ-анализу или программам строительного проектирования.
В настоящее время для прочностного анализа металлических резервуаров существует несколько нормативных документов − как российских, так и зарубежных. Основные методики расчета представлены в следующих нормативах - именно они утверждены для проведения анализа:
- ГОСТ 17032-2010 «Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов». Горизонтальная конструкция рассчитана на малый объем — от 3 до 100 м3;
- ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Вертикальная конструкция рассчитана на большой объем — от 100 до 120 000 м3.
- СТО-СА-03-002-2009. Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Стандарт ассоциации экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности «Ростехэкспертиза».
- BS EN 14015:2004 «Вертикальные стальные сварные резервуары с корпусами, приваренными встык, для нефтяной промышленности»
- API 650 «Сварные стальные резервуары для хранения нефти» (API 620 для патрубков на крыше)
- DEP 34.51.01.31-Gen и DEP 64.51.01.31-Gen
Как можно увидеть даже из такого краткого обзора, подбор, расчет и обоснование размеров и типа резервуара − не такая простая задача. Кроме этого, на российском рынке существует ряд программ по расчету на прочность резервуаров, закрывающих разные потребности. Какая-то программа позволяет рассчитывать только прочность и устойчивость стенки, бескаркасной стационарной крыши и днища резервуара, включая ветровые, снеговые и сейсмические воздействия с учетом анкерного крепления стенки и определения допускаемых нагрузок на патрубки врезок в стенку резервуара. Другая программа в дополнение к указанным задачам позволит еще рассчитать и подобрать, например, ростверк под днище, несущий каркас крыши, вентиляцию… Нужно учитывать множество условий!
Поэтому если перед вами, инженерами-прочнистами, поставлена задача по расчету резервуара или его элементов, обращайтесь к нашим специалистам!
Высококвалифицированные сотрудники Группы компаний «Русский САПР» помогут вам не только определиться с правильным выбором программного комплекса для анализа резервуара, но и проконсультируют по правильному подбору параметров и нюансам нормативных документов.
С вами мы можем пройти интересный путь от задумки до готового реального проекта!
Работайте с нами! Работайте с удовольствием!
Наталья Гаврилина
Руководитель направления по системам инженерного анализа
АО «Бюро САПР»