Инструкция по проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов (часть 1)

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Предметом настоящих Норм являются еди­ные комплексные требования, предъявляемые к вер­тикальным стальным цилиндрическим резервуарам (далее резервуарам) номинальным объемом от 100 до 100000 м³ для хранения нефти и нефтепродуктов под избыточным давлением близким к атмосфер­ному.

1.2 Нормы распространяются на вновь проекти­руемые резервуары, предназначенные для следую­щих условий эксплуатации:

- назначение - прием, хранение, выдача, учет (ко­личественный и качественный) нефти и нефтепро­дуктов, хранение и отстой пластовой воды и механи­ческих примесей, смешение нефти и нефтепро­дуктов, другие технологические процессы добычи, транспорта и хранения;

- расположение резервуаров - наземное;

- вид хранимых продуктов - нефть и нефтепро­дукты с давлением насыщенных паров не выше 93.3 кПа (700 мм рт. ст.) при температуре 20 ⁰С, вода пластовая, техническая;

- плотность хранимых продуктов - до 1.015 т/м³;

- максимальная температура хранимых продук­тов - до 260 ⁰С (для резервуаров с температурой хра­нения более 90 ⁰С следует учитывать изменения физико - механических характеристик применяемых сталей);

- внутреннее избыточное давление - до 5.6 кПа (560 мм вод. Ст);

- вакуум - до 0.6 кПа (60 мм вод. Ст.);

- сейсмичность района строительства - до 9 баллов.

1.3 Нормы не распространяются на изотерми­ческие резервуары, баки - аккумуляторы для горячей воды и резервуары для хранения агрессивных хи­мических продуктов.

1.4 Реконструкция, усиление и ремонт резервуа­ров должны производиться с учетом требований настоящих Норм.

1.5 Нормы обязательны для всех организаций, осуществляющих свою деятельность на территории Республики Казахстан, независимо от их ведомст­венной подчиненности, организационно - правовых форм и форм собственности.

1.6 Субъектами деятельности, в рамках настоя­щих норм, являются предприятия или физические лица, осуществляющие следующие виды деятель­ности и несущие ответст­венность за соблюдение настоящих норм по результатам этой деятельности:

- Заказчик - предприятие (или физическое лицо), принимающее на себя общее руководство процесс­сом строительства резервуара и ввода резервуара в эксплуатацию: выдает исходные данные для проек­тирования резервуара; выполняет строительные ра­боты по устройству основания и фундаментов под резервуар; осуществляет подготовку площадки строительства; участвует в контроле, испытаниях и приемке резервуара;

- Генеральный проектировщик - предприятие, принимающее на себя по поручению Заказчика об­щее руководство процессом проектирования резер­вуара во всех его частях в полном соответствии с настоящими нормами; осуществляет привязку резер­вуара на генплане объекта, выполняет проект «обо­рудование резервуара» и присоединения резервуара к объектным сетям и технологическим трубо­проводам;

- Проектировщик - предприятие, осуществляю­щее разработку: технического проекта на металло­конструкции резервуара (проект КМ); проекта осно­вания и фундаментов под резервуар; проекта произ­водства монтажных работ (ППР); различных разде­лов проекта «обору­дование резервуара» по заданию Генерального проектировщика или Заказчика;

- Изготовитель - предприятие (завод - изготовитель), осуществляющее изготовление конструкций резервуара;

- Монтажная организация - предприятие, осуществляющее монтаж, испытания и приемку резервуара.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Настоящие нормы разработаны в соответствии со стандартами и нормативными до­кументами Рес­публики Казахстан, а также с использованием приемлемых для Республики Казахстан требований следующих нормативных документов в области ре­зервуаростроения:

СНиП РК 1.01-01-2001 - Государственные норма­тивы в области архитектуры, градо­стро­ительства и строительства. Основные положения

СНиП РК 1.03-05-2001 - Охрана труда и техника безопасности в строительстве

СНиП РК 1.03-06-2002 - Строительное произ­водство. Организация строительства предприятий, зданий и сооружений

СНиП РК 2.01-19-2004 - Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП РК А 2.2-1-2001 - Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений

СНиП РК 2.03-04-2001 - Строительство в сейсми­ческих районах (СНиП II-7-81*, продолжают действо­вать разделы 4 и 5)

СНиП РК 2.04-01-2001* - Строительная климатология.

СНиП РК 5.01-01-2002 - Основания зданий и соо­ружений

СНиП РК 5.04-18-2002 - Металлические конструк­ции. Правила производства и приемки работ

СНиП РК 5.04-23-2002 - Стальные конструкции. Нормы проектирования

СНиП 3.03.01-87 - Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 2.01.07-85* - Нагрузки и воздействия

СНиП 2.01.09-91 - Здания и сооружения на под­рабатываемых территориях и просадочных грунтах

СНиП 2.11.03-93 - Склады нефти и нефтепро­дуктов. Противопожарные нормы

СНиП II-89-80 * - Генеральные планы промы­шленных предприятий

СН РК 2.02-11-2002 - Нормы оборудования зданий, помещений и сооружений системами авто­матической пожарной сигнализации, автоматиче­скими установками пожаротушения и оповещения людей о пожаре;

ГОСТ 8.417-81* - Государственная система обес­печения единства измерений. Единицы физических величин

ГОСТ 9.402-80* - Единая система защиты от коррозии и старения. Подготовка металлических по­верхностей перед окрашиванием.

ГОСТ 12.3.005-75* - ССБТ. Работы окрасочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.016-87 - ССБТ. Строительство. Работы антикоррозионные. Требование безопасности

ГОСТ 12.4.011-89 – ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

ГОСТ 166-89* - Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75* - Линейки измерительные метал­лические. Технические условия

ГОСТ 535-88* - Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 3242-79 - Соединения сварные. Методы контроля качества

ГОСТ 4543-71* - Прокат из легированной конст­рукционной стали. Технические условия

ГОСТ 5264-80* - Ручная дуговая сварка. Соедине­ния сварные. Основные типы, конструктивные эле­менты и размеры

ГОСТ 7502-98 - Рулетки измерительные металли­ческие. Технические условия

ГОСТ 7512-82* - Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

ГОСТ 8713-79* - Сварка под флюсом. Соеди­нения сварные. Основные типы, конструктивные эле­менты и размеры

ГОСТ 9467-75* - Электроды покрытые, метал­лические для ручной дуговой сварки конструкцион­ных и теплоустойчивых сталей. Типы

ГОСТ 1050-88* - Прокат сортовой, калиброван­ный, со специальной отделкой поверхности из угле­родистой качественной конструкционной стали. Об­щие технические условия

ГОСТ 12815-80* - Фланцы арматуры, соедини­тельных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Типы, Присое­динительные размеры и размеры уплотнительных поверхностей.

ГОСТ 12816-80* - Фланцы арматуры, соеди­нительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/см²). Общие технические требования

ГОСТ 12820-80* - Фланцы стальные плоские при­варные на Ру от 0,1 до 2,5 МПа (от 1 до 25 кгс/см²). Конструкция и размеры

ГОСТ 14637-89* - Прокат толстолистовой из угле­родистой стали обыкновенного качества. Техничес­кие условия

ГОСТ 14771-76* - Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конст­руктивные элементы и размеры

ГОСТ 14782-86 - Контроль неразрушающий. Сое­динения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ 19281-89* - Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 21779-82 - Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Техно­логические допуски

ГОСТ 23055-78* - Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация свар­ных соединений по результатам радиографического контроля

ГОСТ 24379.0-80* - Болты фундаментные. Общие технические условия

ГОСТ 27751-88* - Надежность строительных конст­рукций и оснований. Основные положения по расчету

ГОСТ 27772-88* - Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия

ТУ - 02 - 1033-86, ТУ3689-002-10524112-00 - Люк замерной

СТ РК 1.0-2000 - Государственная система стан­дартизации Республики Казахстан. Основные положения

СТ РК 1.1-2000 - Государственная система стан­дартизации Республики Казахстан. Стандартизация и смежные виды деятельности. Термины и опре­деления

СТ РК 1.2-2002 - Государственная система стан­дартизации Республики Казахстан. Порядок разра­ботки государственных стандартов

СТ РК 1.4-99 - Государственная система стан­дартизации Республики Казахстан. Стандарт фирмы. Общие положения

СТ РК 1.5-2000* - Государственная система стан­дартизации Республики Казахстан. Общие требова­ния к построению, изложению, оформлению и содер­жанию стандартов

СТ РК 1.9-99 - Порядок применения междуна­родных, региональных и национальных нормативных документов по стандартизации, метрологии и сертификации.

РД 34.21.122-90 - Инструкция по устройству мол­ниезащиты зданий и сооружений

РДС РК 1.01-01-2001 - Порядок проведения работ по подготовке проектов государственных нормативов в области архитектуры, градостроительства и строи­тельства в Уполномоченном органе по делам архи­тектуры, градостроительства и строительства

РДС РК 1.01-02-2001 - Порядок регистрации го­сударственных нормативов в области архитектуры, градостроительства и строительства, их изда­ния и распространения

ППБС -01-94 - Правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных и огневых работ

ПБ 03-605-03 - Правила устройства вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефте­продуктов (взамен ПБ 03-381-00)

ВБН В 2.2-58.2-94 - Резервуары вертикальные стальные для хранения нефти и нефтепродуктов с давлением насыщенных паров не выше 93,3 кПа

ВСН 311-89 Минмонтажспецстрой СССР - Мон­таж стальных вертикальных цилиндрических резер­вуаров для хранения нефти и нефтепродуктов объе­мом от 100 до 50000 м³

ИСО/МЭК Руководство 2:1991 - Общие термины и определения в области стандартизации и смежных видов деятельности

API 2000 - Venting atmospheric and low-pressure storage tanks

API 620 - Design and construction of large, welded, low-pressure storage tanks

API 650 - Welded steel tanks for oil storage

API 653 - Tank inspection, repair, alteration, and reconstruction

ASTM BS 2654 - British standard specification for manufacture of vertical steel welded non - refrigerated storage tanks with butt-welded shells for the petroleum industry

Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства, утвержденных Госгортех­надзором Республики Казахстан. 1994г. Алматы

Правила устройства и безопасной эксплуатации гру­зоподъемных кранов. 1994г. Алматы, НПА «Кранэнерго»

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящих Нормах использованы следующие термины и соответствующие им определения:

Резервуар стальной вертикальный, цилиндри­ческий - сооружение объемное, наземное в форме стоящего цилиндра, со своими градуировочными харак­теристиками, предназначенное для приема, хранения, измерения объема и выдачи нефти (нефтепродуктов).

Понтон или плавающая крыша - плавающие покрытия, находящиеся внутри резервуара на по­верхности жидкости, предназначенное для сокраще­ния потерь нефти и нефтепродуктов при хранении.

Полезный объем резервуара - величина объе­ма, определяемая произведением горизонтального сечения резервуара на высоту от днища до уровня максимального заполнения для резервуаров СК и до максимального подъема низа плавающей крыши (понтона) для резервуаров ПК или СКП.

Номинальный объем резервуара - условная ок­ругленная величина, принятая для идентификации требований норм для различных по конструктивным особенностям резервуаров при расчетах:

- номенклатуры объемов резервуаров (типоразмер);

- установок пожаротушения и охлаждения (оро­шение стенок) резервуаров;

- компоновки резервуарных парков, определения вместимости групп резервуаров и складов нефти и нефтепродуктов.

Геометрический объем резервуара - вели­чина объема, определяемая произведением горизон­тального сечения резервуара на высоту его стенки.

Основание резервуара - грунтовая подушка, на которую устанавливается резервуар (искусственная часть основания) и грунтовый массив (естественная часть основания), деформации которых учитываются при вычислении осадок и вертикальных коэффици­ентов жесткости основания.

Осадки основания - вертикальные перемещения поверхности основания в результате деформаций грунтовой подушки и подстилающего ее грунтового массива.

Сжимаемая толща - высота грунтовой подушки и мощность грунта естественного сложения, деформа­ции которого учитываются при определении осадки.

Температура вспышки нефти (нефтепродукта) - минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефти (нефтепродукта) от пламени в условиях испытания. Температура вспышки является основой для класси­фикации нефти и нефтепродуктов, определяющих требования для безопасного хранения, в первую оче­редь от их пожарных характеристик. Нефть и нефте­продукты, в зависимости от температуры вспышки, подразделяются на легковоспламеняющиеся (61ºС и ниже) и горючие (выше 61ºС).

Конструкции металлические строительные (металлоконструкции) резервуаров - стальные конструкции, выполняющие несущие, ограждающие или совмещенные (несущие и ограждающие) функции.

Несущие металлоконструкции - конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия и обеспе­чивающие прочность, жесткость и устойчивость резервуара.

Ограждающие металлоконструкции - конструк­ции, предназначенные для изоляции внутренних объемов резервуаров от внешней среды, с учетом нор­мативных требований по прочности, герметичности и т.д.

Степень ответственности резервуара - размер возможного материального и социального ущерба при достижении металлоконструкциями резервуара предельных состояний.

Надежность резервуара - свойство его конст­рукции выполнять назначение приема, хранения и отбора из него нефти и нефтепродуктов при заданных технической документацией на резервуар параметрах. Критериями надежности резервуара считаются: работоспособность, безотказность рабо­ты, долговечность резервуаров и его элементов, ре­монтопригодность элементов резервуаров.

Работоспособность резервуара - состояние, при котором резервуар способен выполнять свои назна­чения по заданному (поставленному) проектом тех­нологическому режиму без отклонений от пара­метров, установленных технической документацией, выполненной в соответствии с настоящими нормами.

Безотказность работы резервуара - свойство резервуара и его элементов сохранять работос­пособность без вынужденных перерывов в работе.

Долговечность резервуара и его элементов - свойство конструкции сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми переры­вами для технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность элементов резервуара - приспособленность элементов к предупреждению и обнаружению неисправности, а также их ремонта в период обслуживания до наступления отказа.

Установка пожаротушения (в интересах этих норм) - стационарные технические устройства для тушения пожара за счет выпуска огнетушащего вещества.

В качестве технических устройств могут приме­няться: пенообразующие (пеногенераторы или др. устройства) и порошковые (огнетушители).

Стационарная установка охлаждения резер­вуара - горизонтальное секционное кольцо ороше­ния (оросительный трубопровод с устройствами для распыления воды - перфорация, дренчерные голов­ки), размещаемое в верхнем поясе резервуара. При необходимости оросительный трубопровод должен иметь устройства, обеспечивающие водяную завесу для защиты дыхательной арматуры резервуара.

Резервуар взрывозащищенный - резервуар, имеющий конструктивные устройства, способст­вующие уменьшению давления при возможном взрыве и обеспечивающие сохранность конструкций резервуаров.

Взрыв (в интересах этих норм) - аварийное сос­тояние резервуара (разрушение) в результате повы­шения внутреннего давления до степени большей, чем способны выдержать конструкции.

В качестве конструктивных устройств взрыво-за­щиты применяются легкосбрасываемые конструкции стационарных крыш резервуаров.

Толщина элемента расчетная - теоретическая толщина элемента, определяемая расчетом по соот­ветствующим формулам.

Толщина элемента номинальная - проектная толщина элемента, принятая по расчетной толщине с округлением до значений, соответствующих сорта­ментам действующих нормативных документов.

Нагрузка (в интересах этих норм) - механи­ческое воздействие, мерой которого является сила, характеризующая величину и направление этого воздействия и вызывающая изменение напряженно-деформированного состояния конструкций резер­вуара и его основания.

Нагрузки рассматриваются: временные, постоян­ные; равномерно-распределенные, распределенные и сосредоточенные; нормативные, расчетные.

Нагрузка временная - нагрузка, имеющая ограни­ченную продолжительность действия и в отдельные периоды срока службы резервуара.

Временные нагрузки подразделяются на:

а) длительные, расчетные значения которых в те­чение срока службы резервуара наблюдаются дли­тельное время;

б) кратковременные, расчетные значения кото­рых в течение срока службы резервуара наблю­даются в течение короткого отрезка времени;

в) особые, возникновение расчетных значений ко­торых возможно либо в исключительно редких слу­чаях (сейсмические и взрывные воздействия, ава­рийные нагрузки и т.п.), либо имеющие необычный характер (например, воздействие неравномерной де­формации грунтов основания).

Нагрузка постоянная, которая действует постоянно в течение всего срока службы резервуара.

Нагрузка равномерно-распределенная - нагрузка постоянной интенсивности, прикладываемая непре­рывно к данной поверхности (линии) или части ее.

Нагрузка распределенная - нагрузка, приложен­ная непрерывно к данной поверхности (линии), ин­тенсивность которой не является постоянной, а изменя­ется по линейному, квадратичному или другому закону.

Нагрузка сосредоточенная - нагрузка, прилагае­мая к весьма малой площадке.

Нагрузка нормативная - устанавливаемая норматив­ными документами нагрузка, исходя из условий заданной обеспеченности ее появления или принятие по ее номи­нальному значению.

Нагрузка расчетная - нагрузка, принимаемая в расчетах конструкций или оснований и равная нор­мативной нагрузке, умноженной на соответствующий коэффициент надежности по нагрузкам.

Нагрузки, учитывающиеся при расчетах металлоконст­рукций и оснований резервуаров приведены в разделе 6.

Воздействие - явление, вызывающее внутрен­ние силы в элементах конструкций резервуара (от неравномерных деформаций основания, от изме­нения температуры, от сейсмических, взрывных, влажностных и других подобных явлений).

Усилия - внутренние силы, возникающие в попе­речном сечении элемента конструкции резервуара от внешних нагрузок и воздействий (продольная и поперечная силы, изгибающий и крутящий моменты).

Прочность - свойство материала конструкции ре­зервуара или ее элемента воспринимать, не разрушаясь, различные виды нагрузок и воздействий.

Устойчивость резервуара - способность конст­рукции и ее элементов противостоять усилиям, стре­мящимся вывести его из исходного состояния стати­ческого равновесия.

Конструкция резервуара сейсмостойкая - конструкция резервуара, способная противостоять сейсмическим воздействиям без потери эксплуа­тационных качеств.

Отклонение предельное - алгебраическая раз­ность между предельно допустимыми и номиналь­ными размерами (величинами) конструкций резер­вуара и их элементами.

Пояс стенки резервуара - цилиндрический учас­ток стенки, состоящий из листов одной толщины. При этом высота пояса равна ширине одного листа.

Окрайки днища резервуара - утолщенные, по сравнению с центральной частью, листы, располагаемые по его периметру в зоне опирания стенки.

Автоматизированный программный комплекс (АПК) - полностью авто­ма­ти­зированная система ди­агностики состояния и прогнозирования надежности резервуара в условиях эксплуатации и испытаний с определением остаточного ресурса.

Остаточный ресурс - время безотказной работы резервуара с наперед заданным уровнем вероятности.

4 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

КМ - Технический проект на конструкции металлические

ГЖ - Горючие жидкости

ЛВЖ - Легковоспламеняющиеся жидкости

ПДК - Плавающая крыша двудечная

ПК - Плавающая крыша однодечная

ППР - Проект производства монтажных работ

СК - Плавающая стационарная крыша без понтона

СКП - Плавающая стационарная крыша с понтоном

УКЗ - Установка катодной защиты

УЛФ - Улавливание легких фракций

УПЗ - Установка протекторной защиты

5 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1 Нормы разработаны для установления общих требований к проектированию, изготовлению, мон­тажу и испытаниям вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов, а также для учета требований промышленной безопасности.

5.2 При проектировании, изготовлении и монтаже резервуаров следует обеспечить:

а) заданный режим эксплуатации;

б) надежность, безопасность, прочность, устой­чивость элементов строительных метал­ло­конструкций и сооружения в целом во время монтажа и эксплуатации;

в) охрану труда, технику безопасности и пожар­ную безопасность при монтаже и экс­плуатации;

г) соблюдение требований по охране окружа­ющей природной среды, принимая меры по макси­мальному сокращению потерь хранимых нефти и нефтепродуктов, а также исключению утечек жид­кости из резервуаров;

д) надлежащий научно-технический уровень и качество строительства.

5.3 Техническое задание на разработку резервуа­ра определяет необходимые требования на всех эта­пах создания резервуара (проектирование, изго­товление, транспортировка, монтаж, контроль, испытания и приемка). Состав технического задания на проекти­рование следует принимать в форме «Бланка Заказа» в соответствии с обязательным Приложением 1.

5.4 Инженерно-геологические изыскания для строительства резервуаров должны содержать дан­ные, необходимые для выбора типа основания и фундаментов с учетом прогноза возможного изме­нения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства, а также инженерных ме­роприятий по ее освоению.

В районах со сложными инженерно-геологи­ческими условиями - по землетрясениям, при нали­чии просадочных и набухающих грунтов или возможности развития опасных геологических процессов (карст, оползни и т.д.), а также на подрабатываемых территориях, инженерные изыскания должны выполнять­ся специализированными организациями.

5.5 При проектировании резервуаров для строи­тельства в районах со сложными инженерно-геологическими условиями необходимо соблюдать требования СНиП РК 5.01-01-2002, предъявляемые к основаниям и фундаментам.

5.6 Настоящие нормы не ставят цель устанав­ливать фиксированные геометрические или конст­руктивные параметры резервуаров, а позволяют осуществить проектирование и строительство резер­вуаров таких параметров, которые бы способст­вовали созданию оптимальных конструктивных форм и в наибольшей степени соответствовали индиви­дуальным требованиям Заказчика.

Установка резервуаров в составе резервуарных парков, взаимное их расположение, обеспечение сис­темами противопожарной защиты и общие требования по охране окружающей среды, должны соответст­вовать требованиям СНиП 2.11.03-93, СНиП II-89-80*.