2015-07-14
2038
Все элементы конструкций РВС по требованиям к материалам в соответствии с ПБ 03-605-03 разделяются на две группы:
основные конструкции:
подгруппа А – стенка, привариваемые к стенки листы днища или кольцевой окраек, обечайки люков и патрубков в стенке и фланцы к ним, привариваемые к стенке усиливающие накладки, опорное (верхнее) кольцо жесткости;
подгруппа Б – центральная часть днища, анкерные закрепления, каркас крыши (включая фасонки), настил крыши, самонесущие конические крыши, плавающие крыши, промежуточные кольца жесткости, оболочки люков и патрубков на крыше;
вспомогательные конструкции: лестницы, площадки, ограждения и др.
В соответствии с «Правилами устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» для конструкций резервуаров применяется сталь, выплавленная электропечным, кислородно-конвертерным или мартеновским способом. В зависимости от требуемых показателей качества и толщины проката сталь поставляется в состоянии после горячей прокатки, термической обработки (нормализации закалки с отпуском) или после контролируемой прокатки.
|
|
|
Для основных конструкций подгруппы А применяется только спокойная (полностью раскисленная) сталь с классами прочности по ГОСТ 27772-88, поставляемая для низкоуглеродистых сталей по ГОСТ 14637-89, для низколегированных сталей – по ГОСТ 19281-73 и ТУ 14-104-133-92, ТУ-14-1-5270-94, ТУ – 14-1-4349-87.
Основные конструкции подгруппы Б должны выполняться из спокойной или полуспокойной стали по ГОСТ 27772-88.
Для вспомогательных конструкций наряду с выше перечисленными сталями с учетом температурных условий эксплуатации вожможно применение стали с 235 по ГОСТ 27772-88.
Классы прочности поставляемой углеродистой, низкоуглеродистой и низколегированной стали для изготовления конструкций указанной подгруппы должны соответствовать таблице 2.6.
Современными материалами для производства купольных крыш и понтонов являются алюминиевые сплавы. Стальные резервуары, удовлетворяющие СНиП 3.03.01-87 и РД 08-95-95 позволяют производить их реконструкцию с заменой и установкой купольных крыш и понтонов из алюминиевых сплавов. Замена стальной крыши на купольную крышу из алюминиевых сплавов выполняется при условии обеспечения гарантированного срока безопасной эксплуатации резервуара не менее 20 лет. Срок службы купольной крыши и понтона составляет 50 лет, при межремонтном сроке 20 лет. [4]
Подбор алюминиевых сплавов осуществляется в соответствии с условиями эксплуатации и требованиями к алюминиевым сплавам, применяемым в конструкциях купольной крыши и понтона.
При эксплуатации понтон контактирует с продуктом, паровоздушной смесью, атмосферным воздухом, а низ стоек – с подтоварной водой. Купольная крыша при эксплуатации контактирует с паровоздушной смесью, атмосферным воздухом и атмосферными осадками.
|
|
|
При проектировании необходимо учитывать коррозионную стойкость алюминия к атмосферному воздуху. По коррозионной стойкости к атмосферному воздуху алюминиевые сплавы АМг, АД, АМц характеризуются последовательностью (в порядке убывания), представленной в таблице 2.7.
| Таблица 2.6 Класс прочности стали для изготовления основных конструкций резервуаров | Класс прочности | Минимальная температура, при которой гарантируется ударная вязкость, ºС | |||||||
| +10 | -10 | -15 | -20 | -30 | -35 | -40 | -60 | ||
| Ст255 (ВСт3сп) 20,1-40 мм | С 255 (ВСт3сп) 10,1-20 мм | С255 (ВСт3сп) 4-10 мм | |||||||
| С315 40,1-50мм | С315 20,1-40 мм | С315 4-20 мм | |||||||
| С345 (09Г2С) 40,1-50 мм | С345 (09Г2С) 20,1-40 мм | С345 (09Г2С) 10,1-20 мм | С345 (09Г2С) 4-10 мм | ||||||
| (09Г2-У) 8-32мм | |||||||||
| (08ГНБ) 8-25 мм | |||||||||
| (10Г2ФБ) 4-12 мм | |||||||||
| (09ГБ Ю) 4-12 мм | |||||||||
| (10Г2С Б) 8-25 мм | 08Г2БТ-У, 08Г2Б-У 8-16 мм | ||||||||
| С590к (12ГН2МФА Ю) 10-40 мм | |||||||||
| (12ГН2МФА Ю-У) 10-40 мм |
Таблица 2.7 - Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов к атмосферному воздуху
| Атмосфера | Степень коррозивности | Загрязняющие вещества | Прогнозируемый срок службы элементов купола (годы) |
| Тропическая морская | + + + + + | Содержание хлоридов, пары воды | |
| Атмосфера химических производств | + + + + | Содержание SO2, дым, пыль, вещества, зависящие от профиля завода и производств |
| Атмосфера | Степень коррозивности | Загрязняющие вещества | Прогнозируемый срок службы элементов купола (годы) |
| Северная морская | + + + + + + | Содержание хлора Содержание хлоридов | |
| Промышленная | + + | Дым, пыль, соединения серы, углеводороды | |
| Сельская | + | Пыль | |
| Примечание: из сплавов группы АМг необходимо использовать сплавы с меньшим содержанием магния (АМг2, АМг3) |
При проектировании необходимо учитывать коррозионную стойкость алюминиевых сплавов и их свариваемость. По данным ЦНИИПСК им. Мельникова коррозионная стойкость представлена в таблице 2.8 с оценкой по пятибалльной шкале.
Таблица 2.8 - Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов
| Сплав | Общая коррозионная стойкость, балл | Стойкость к межкристаллитной коррозии, балл | Стойкость к межкристаллитному растрескиванию, балл |
| АМг2 | |||
| АМг3 | |||
| АМг6 | 5˟ | 5˟ | |
| АД31 | |||
| Сплав | Общая коррозионная стойкость, балл | Стойкость к межкристаллитной коррозии, балл | Стойкость к межкристаллитному растрескиванию, балл |
| АД33 |
Примечание: 1. 5 – весьма высокий, 4 – стойкий.
2. Оценка по пятибалльной шкале относится не только к основному металлу, но и сварным швам, ˟ - для сварных конструкций 4 балла.
На основании исследований ЦНИИПСК для конструкций резервуаров и понтонов следует выбирать сплавы АМг2, АМг3 и некоторые другие.
Характеристика свариваемости алюминиевых сплавов представлена в таблице 2.9.
Таблица 2.9 - Характеристика свариваемости алюминиевых сплавов
| Марка | Свариваемость | Вид полуфабриката | |||
| Дуговая в среде инертных газов | Контактная сварка | лист | поковка | профиль | |
| АМг2 | Б | А | + | + | + |
| АМг3 | А | А | + | + | + |
| АД31Т5 | Б | Б | - | - | + |
| А – хорошая свариваемость, Б - удовлетворительная |
Выбор марки алюминиевого сплава при проектировании производят с учетом прочностных показателей, размеров фасонного проката и коррозионной стойкости. Для купольных крыш и понтона должны применяться следующие сплавы:
|
|
|
— для несущих – сплавы системы Аl-Si-Mg, Al-Mg;
— для ограждающих конструкций – системы Al-Mn, Al-Mg.
Листы для ограждающих конструкций должны быть плакированными. [20]
Механические свойства алюминиевых сплавов (+20ºС) по ГОСТ 8617-81 представлены в таблице 2.10. Для алюминиевых сплавов ударная вязкость не регламентируется.
| Марка сплава | Состояние материала профилей при изготовлении | Состояние материала образцов при испытании | Толщина полки или стенки, мм | Временное сопротивление, σв, МПа (кгс\мм2) | Предел текучести,σт, МПа (кгс\мм2) | Относительное удлинение, δ, % |
| Амц АМц2 | Без термической обработки | Без термической обработки | Все размеры | 98 (10,0) | - | 16,0 |
| АМг2 | Без термической обработки Отожженое | Без термической обработки Отожженое | Все размеры | 147 (15,0) Не более 225 (23,0) | 59 (6,0) 59 (6,0) | 13,0 13,0 |
| АМг3 | Без термической обработки Отожженое | Без термической обработки Отожженое | Все размеры | 176 (18,0) 176 (18,0) | 78 (8,0) 78 (8,0) | 12.0 12,0 |
| АД31 | Без термической обработки | Закаленное и естественно состаренное | Все размеры | 127 (13,0) | 69 (7,0) | 13,0 |
| Закаленное и естественно состаренное | То же | До 100 вкл. | 127 (13,0) | 69 (7,0) | 13,0 | |
| Закаленное и искусственно состаренное | Закаленное и искусственно состаренное | До 100 вкл. | 196 (20,0) | 147 (15,0) | 10.0 | |
| Не полностью закаленное и искусственно | Не полностью закаленное и искусственно | До 100 вкл. | 157 (16,0) | 118 (12,0) | 8,0 | |
| АД33 | Без термической обработки | Закаленное и естественно состаренное | Все размеры | 176 (18,0) | 108 (11,0) | 15,0 |
| Закаленное и естественно состаренное | То же | До 100 вкл. | 176 (18,0) | 108 (11,0) | 15,0 | |
| Закаленное и искусственно состаренное | То же | До 10 вкл. Св. 10 до 100 вкл. | 255 (26,0) 265 (27,0) | 225 (23,0) 225 (23,0) | 6,0 10,0 | |
| АД35 | Без термической обработки | Закаленное и естественно состаренное | Все размеры | 196 (20,0) | 108 (11,0) | 12,0 |
| Закаленное и естественно состаренное | То же | До 100 вкл. | 196 (20,0) | 108 (11,0) | 12,0 | |
| Закаленное и искусственно состаренное | То же | До 100 вкл. | 314 (32,0) | 245 (25,0) | 8,0 |
Таблица 2.10 Механические свойства алюминиевых сплавов
|
|
|
