Корзина
Нет отзывов, добавить
ООО «Научно-Производственное Предприятие «Укрпромтехсервис»
+380
44
230-60-47
+380
44
230-60-47
+380
44
464-93-07
+380
44
464-93-08
+380
50
310-58-60
Игорь Алексеевич
+380
50
385-93-21
Сергей Александрович
Повышение безопасности эксплуатации стальных резервуаров Стальные вертикальные цилиндрические резервуары принадлежат к числу ответственных металлических конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях. Жесткость конструкции резервуаров, часто эксплуатируемых при значительных минусовых температурах, приводит к большим напряжениям в металле корпуса и в сварных соединениях, особенно в

Повышение безопасности эксплуатации стальных резервуаров Стальные вертикальные цилиндрические резервуары принадлежат к числу ответственных металлических конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях. Жесткость конструкции резервуаров, часто эксплуатируемых при значительных минусовых температурах, приводит к большим напряжениям в металле корпуса и в сварных соединениях, особенно в

Повышение безопасности эксплуатации стальных резервуаров   Стальные вертикальные цилиндрические резервуары принадлежат к числу ответственных металлических конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях.  Жесткость конструкции резервуаров, часто эксплуатируемых при значительных минусовых температурах, приводит к большим напряжениям в металле корпуса и в сварных соединениях, особенно в
Повышение безопасности эксплуатации стальных резервуаров Стальные вертикальные цилиндрические резервуары принадлежат к числу ответственных металлических конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях. Жесткость конструкции резервуаров

10.03.15

Повышение безопасности эксплуатации стальных резервуаров

 

Стальные вертикальные цилиндрические резервуары принадлежат к числу ответственных металлических конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях.

Жесткость конструкции резервуаров, часто эксплуатируемых при значительных минусовых температурах, приводит к большим напряжениям в металле корпуса и в сварных соединениях, особенно в нижних поясах и узле сопряжения первого пояса с днищем. В процессе эксплуатации резервуаров в отдельных случаях наблюдается неравномерная осадка, деформация днища и корпуса, нарушения герметичности и другие повреждения. Кроме того, стальные резервуары от воздействия агрессивных продуктов подвергаются коррозии.

Основными причинами выхода из строя стальных резервуаров являются:

значительная коррозия корпуса резервуаров при хранении в них продуктов, агрессивных по отношению к стали;

нарушение правил технической эксплуатации резервуаров, в частности превышение допустимой высоты взлива продукта, а также превышение давления или образование недопустимого вакуума в газовом пространстве резервуара;

образование трещин в сварных дефектных швах, являющимися концентраторами напряжений, особенно опасных в нижнем по ясе и его сопряжении с днищем резервуара;

склонность основного металла корпуса резервуаров, сваренных из «кипящей» стали, к хрупкому разрушению в условиях резкого перепада температур хранимого продукта и окружающего воздуха в районах с низкой температурой и сильными ветрами;

неравномерная осадка резервуаров в процессе эксплуатации, особенно в районах с неустойчивыми грунтами и при вибрации корпуса при проведении технологических операций.

При анализе работы резервуара зачастую условно принимают для всего резервуара некоторую среднюю его температуру за фактическую. Однако нужно иметь в виду, что теплопотери через корпус и днище резервуара значительно отличаются друг от друга. Если корпус омывается холодными потоками воздуха, то днище соприкасается со слоем грунта, который является относительно хорошим теплоизолятором и затрудняет теплопередачу от хранимого продукта. В резервуаре образуется несколько температурных зон: корпус и часть остывшего продукта имеют температуру, близкую к температуре окружающего воздуха, нефтепродукт на некотором расстоянии от стенок корпуса имеет более высокую температуру, а между ними существует некоторая переходная зона. В восточных районах страны температура окружающего воздуха в зимнее время достигает -35-40 °С, а нефтепро-дукт, перекачиваемый по магистральным трубопроводам, имеет температуру 8-9 °С. Таким образом, разность температур достигает 43-49 °С. На нефтеперерабатывающих заводах при поступлении в резервуар нагретых продуктов разность температур может превышать 100 °С.

В уторном шве остаточные напряжения от сварки и гидростатические напряжения в сумме могут превысить допустимые и вызвать нарушение целостности. При росте разности температур напряжения соответственно увеличатся. Авторами работы зафиксировано несколько случаев подобных нарушений целостности.

В зимний период на одной из перекачивающих станций Петропавловского нефтепромыслового управления появилась трещина в первом поясе резервуара емкостью 5000 м3, заполненного нефтью на высоту 6 м и работающего в режиме параллельного подключения с малым изменением взлива. В ночь, когда произошло разрушение, было сильное похолодание с ветром. При осмотре места повреждения после зачистки установлено, что трещина распространилась вдоль корпуса на 1200 м м по основному металлу, захватив уторный шов. Ширина трещины в нижней части достигла 6 мм.

Аналогичные нарушения зафиксированы также на нефтеперерабатывающих заводах и в более позднее время.

Для нормальной работы резервуаров необходимо обеспечить минимальную разность температур между днищем и корпусом, по крайней мере в пределах первого пояса. Это может быть достигнуто за счет тепловой изоляции первого пояса, а также подвода нефтепродукта с положительной температурой в зону уторного шва, путем парового обогрева шва, уменьшением перепада температур хранимого продукта и окружающего воздуха (понижением температуры продукта).

Внешний осмотр является одним из основных методов определения технического состояния резервуара. При осмотре выявляются такие дефекты, как трещины, плены, коррозионные повреждения, волосовины, царапины, расслоения, следы усадочной раковины, вмятины, неметаллические включения, заусенцы, оспины, рваные кромки, закаты и др. Например, при обследовании и комплексной дефектоскопии в 17 вновь смонтированных резервуарах обнаружено 42 трещины протяженностью от 20 до 3000 мм. В большинстве случаев они встречаются в вертикальных швах нижней части первого пояса, в местах пересечения вертикальных и горизонтальных швов первого и второго поясов. При этом установлено, что в резервуарах, изготовленных с применением автоматической сварки, протяженность дефектных швов оказалась значительно меньшей.

В работе сообщаются данные об анализе причин полного или частичного разрушения резервуаров, изготовленных из стали марки МСт3кп. Из 262 случаев трещинообразования, происшедших в 115 резервуарах, 238 трещин были по сварным швам, что составляет 91% от общего их числа, 20 случаев, т. е. 7,65%, оказалось на уторных уголках и 4 случая, т. е. 1,35°/о, - по основному металлу.

Из 17 случаев полного разрушения резервуара в 14 случаях, как отмечено в актах, очагом разрушения являлся сварной шов, то двух случаях - уторный уголок и в одном - зона термического влияния.

Приведенные данные показывают, что главная причина разрушения резервуаров из стали МСт3кгт заключалась в неудовлетворительном качестве сварки, а не основного металла. Это подтверждается также и тем, что известны случаи разрушения резервуаров и при положительных температурах. Например, на одной из перекачивающих станций в мае месяце при температуре воздуха 18°С и тихой безветренной погоде в ходе испытания после капитального ремонта разрушился резервуар РВС-4600, изготовленный из стали МСт3кп.

Днища стальных резервуаров подвергаются коррозии с внутренней стороны при агрессивности хранимого продукта и с внешней стороны от воздействия почвы или блуждающих токов.

Почвенная коррозия - постоянно действующий фактор и интенсивность ее при прочих равных условиях зависит только от собственной коррозионной агрессивности почвы.

Коррозия, вызываемая блуждающими токами, возможна только при наличии внешних электрических полей, которые возникают вблизи путей электрифицированного железнодорожного транс порта, заземляющих устройств источников постоянного тока, линий электропередач и в других случаях. Интенсивность коррозии от блуждающих токов может во много раз превосходить интенсивность почвенной коррозии и разрушать днище резервуара за 1-2 года.

При наличии нескольких резервуаров, соединенных между собой трубопроводной системой, макрогетерогенность почвы приводит к образованию коррозионной макропары, интенсивность действия которой зависит от ряда факторов: разности между потенциалами днищ резервуаров, катодной и анодной поляризуемости, удельного сопротивления грунтов, состояния изоляционного покрытия и пр.

На днищах стальных наземных резервуаров, находящихся в контакте с почвой, за счет различной ее кислородной проницаефмости создаются микропары неравномерной аэрации. Край дни-ща, доступ кислорода к которому свободен, становится катодом и не корродирует. Далее, на расстоянии 0,25-0,5 м от края, где доступ кислорода затруднен, образуется анодная зона в виде по яса шириной от 1 до 2 м (в зависимости от диаметра днища), подверженная наибольшей коррозии.

Известны и другие причины образования коррозионных микропар; наличие окалины на поверхности металла; соприкосновение поверхности днища с различной по составу почвой; образование ххлопунов» между днищем и почвой.

Днище стальных резервуаров можно защищать от коррозии нанесением изоляционных покрытий или установкой резервуара на гидрофобизированном основании.

Изоляционные (битумные) покрытия малоэффективны, поскольку со временем они теряют первоначальные свойства. Применение гидрофобизированных оснований (песок и связывающие продукты: мазут, нефть, битумы и др.) дает несколько лучшие результаты. Наряду с перечисленными пассивными методами защиты днищ резервуаров от коррозии известны активные методы -катодный, протекторный и электродренажный. Сущность первых двух методов заключается в использовании катодной поляризации для прекращения коррозионных процессов.

Следует иметь в виду, что применение катодной защиты ограничено по условиям техники безопасности (по требованиям взрывобезопасности).

Правила защиты подземных металлических сооружений от подземной коррозии СН 266-63 регламентируют минимальный защитный потенциал, равный -0,87 В по медносульфатному электроду сравнения (МСЭ).

Протекторная защита стальных днищ резервуаров основана на принципе работы гальванического элемента. Вследствие разности потенциалов между протектором и защищаемым резервуаром при замыкании их металлическим проводником в цепи появляется ток, при этом протектор является анодом и постепенно разрушается. В настоящее время чаще всего применяют протекторы из магния, алюминия, цинка и их сплавов.

Для стабильной и более эффективной работы протектор помещают в активатор, который способствует поддержанию постоянной разности потенциалов между сооружением и протектором.

В работе В. Н. Глазкова излагаются основы проектирования электрохимической защиты резервуаров от почвенной коррозии и приводится характеристика оборудования электрохимической защиты днищ резервуаров.

Применение электрохимической защиты в резервуарном парке обязательно согласовывается с местной службой противопожарной охраны.

Защитные заземления сетевых катодных станций должны отвечать требованиям «Правил устройства электроустановок ПУЭ», постоянно содержаться в исправном состоянии и иметь сопротивление растеканию тока не более 5 Ом.

Традиционные теплоизоляционные материалы обладают существенными недостатками, которые ограничивают их применение для изоляции резервуаров в связи с большими габаритами последних. Для покрытия поверхности резервуаров этими материалами требуется сооружение дорогостоящих лесов и подготовка поверхности резервуара под изоляцию.

Вследствие постоянной деформации корпуса резервуаров от часто изменяющегося гидростатического давления в нем жидкости и от изменения его теплового режима изоляция резервуара растрескивается и холодный наружный воздух поступает через трещинки в пространство между корпусом резервуара и изоляцией. При соприкосновении холодного воздуха с теплой стенкой резервуара из воздуха выпадает влага и происходит «запаривание» стенок с усиленной коррозией металла корпуса резервуара. Это явление очень опасно и может быстро вывести резервуар из строя и даже привести к его разрушению, так как наблюдать за процессом коррозии не представляется возможным. Все эти недостатки в значительной мере исключаются при использовании в качестве теплоизоляции пенополиуретана, удельный вес которого 40-50 кгс/м3, т. е. он в 3-20 раз легче других обычно применяемых видов изоляции. Следовательно, дополнительная нагрузка на корпус резервуара будет значительно меньшей. Коэффициент теплопроводности пенополиуретана составляет около 0,03 ккал/ (м • ч • °С) или в 1,5-7 раз меньше, чем у существующих видов теплоизоляции. Пенополиуретан обладает отличной адгезией, т. е. сцеплением даже с неочищенной и окрашенной поверхностью металла; кроме того, он весьма пластичен и поэтому при деформациях корпуса резервуара не разрушается. После нанесения пенополиуретана на корпус резервуара на наружной его поверхности образуется глянцевая воздуховлагонепроницаемая точная пленка.

Пенополиуретан стоек по отношению к отрицательными положительным температурам. При воздействии температур 100 и -50°С он не размягчается и не твердеет. Он стоек к воздействию всех видов нефтепродуктов. Эксплуатация пенополиуретана в условиях суровых зим Урала показала полную стабильность всех его констант. Нанесение теплоизоляции из пенополиуретана производится передвижным дозирующим насосом и пистолетом-смесителем при помощи сжатого воздуха при давлении 4-5 кгс/см2 по тому же принципу, что и окраска резервуаров.

 

 

Источник: автор

Предыдущие статьи