Инструкция по проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов (часть 4)
Содержание материала
- Инструкция по проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов (часть 4)
- Основания и фундаменты в простых инженерно-геологических условиях
- Основания и фундаменты в сложных инженерно-геологических условиях
- Предельные деформации основания резервуаров
- Осадки основания
- Крен основания
- Требования, предъявляемые к осадкам оснований резервуаров объемом свыше 20000 м3
- Защита резервуаров от коррозии
- Электрохимическая защита от почвенной коррозии наружной поверхности днищ
- Оборудование резервуаров
- Устройства пожарной безопасности
- Устройства молниезащиты резервуаров
- Рекомендации по устройству теплоизоляции
- Все страницы
10 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ
10.1 Основные положения
10.1.1 Основания резервуаров должны проектироваться в соответствии с требованиями СНиП РК 5.01-01-2002 и дополнительных требований настоящего раздела.
Проектирование оснований включает выбор типа основания и типа фундамента, на основании расчета по деформациям и, в необходимых случаях, предусмотренных п.2.3 СНиП РК 5.01-01-2002, - по несущей способности.
10.1.2 Инженерно-геологические и гидрологические изыскания площадки строительства должны соответствовать требованиям Раздела 5 настоящих норм. Материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах:
- литологические колонки под пятно резервуара, количество, глубина и расположение которых должны обеспечить построение достоверных разрезов вдоль контурной окружности основания и по ее диаметрам;
- физико-механические характеристики грунтов, представленных в литологических колонках (удельный вес γ, угол внутреннего трения f, сцепление С, модуль деформации Е, коэффициент пористости ε);
- расчетный уровень грунтовых вод с прогнозом гидрологического режима на ближайшие 20 лет для резервуаров объемом до 10000 м3 и на 50 лет для резервуаров объемом более 10000 м3.
Кроме того, если сжимаемая толща представлена слабыми грунтами (модуль деформации менее 10 МПа), то для каждой грунтовой разности должны быть приведены значения коэффициента фильтрации.
Для величин физико-механических характеристик грунтов должны приводиться однозначные расчетные значения.
При проектировании фундаментов резервуаров в сложных инженерно-геологических условиях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями и содержать данные для выбора типа оснований и фундаментов с учетом возможного изменения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства.
10.1.3 В необходимых случаях в проекте оснований следует предусматривать мероприятия, осуществление которых исключает возможность появления недопустимых деформаций основания и обеспечивает требуемые эксплуатационные качества, надежность и долговечность резервуаров.
Это достигается преобразованием строительных свойств грунтов, устройством свайных фундаментов и другими мероприятиями.
10.1.4 Расчет основания по деформациям предусматривает определение расчетных значений величин, характеризующих абсолютные и относительные перемещения фундаментных конструкций и элементов стальной оболочки резервуара с целью их ограничения, обеспечивающего нормальную эксплуатацию и его долговечность.
10.1.5 Расчет осадок основания резервуара следует выполнять, как правило, с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины, в соответствии с указаниями Приложения 2 к СНиП РК 5.01-01-2002.
В случае, если расчетные значения деформаций основания превышают предельные значения, следует выполнить расчет осадок с учетом совместной работы оболочки резервуара и основания, рассматривая расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентами жесткости, в качестве которых принимаются отношения давления на основание к его расчетным осадкам в различных точках поверхности согласно рекомендациям СНиП 2.01.09-91.
Расчет системы «резервуар-основание» может быть выполнен также с использованием существующих вычислительных комплексов по определению осадок фундаментов с учетом взаимодействия основания и оболочки резервуара.
10.1.6 Проектная высота расположения днища резервуара определяется технологическим заданием, однако, эта высота должна превышать максимальный уровень окружающей спланированной поверхности земли минимум на 0.5 м, а после достижения основанием расчетных осадок высота днища над уровнем окружающей земли не должна быть менее 0.15 м.
10.1.7 Для обеспечения экологической безопасности эксплуатации резервуаров и с целью своевременного обнаружения протечек продукта через днище, под днищем резервуара, ниже гидрофобного слоя, рекомендуется укладывать бензостойкую, армированную пленку с уклоном не менее 0.002 к устройствам сбора и контроля протечек.
10.2 Основания и фундаменты в простых инженерно-геологических условиях
10.2.1 В простых инженерно-геологических условиях под резервуары следует устраивать, как правило, грунтовые подушки с железобетонным фундаментным кольцом под стенкой резервуара или без такового для резервуаров объемом до 1000 м3 с высотой стенки до 9 м.
Примечание - К простым инженерно-геологическим условиям относятся основания, сложенные скальными, крупноблочными, песчаными, глинистыми и пылеватоглинистыми (непросадочными и ненабухающими) грунтами, для которых не требуется предусматривать мероприятия по уменьшению деформаций основания.
10.2.2 Грунтовые подушки должны выполняться из послойно уплотненного при оптимальной влажности грунта, модуль деформации которого, после уплотнения, должен быть не менее 15 МПа (150 кг/см2), коэффициент уплотнения должен быть не менее 0.95.
10.2.3 Грунтовые подушки могут предусматриваться однослойными и двухслойными.
Однослойные подушки на всю толщину выполняются из одного вида грунтового материала.
Двухслойные подушки состоят из нижнего слоя (от дна котлована до отметки на 0.2 м превышающей максимальную отметку окружающей спланированной поверхности земли) и верхнего слоя (от верхнего уровня нижнего слоя до поверхности основания).
10.2.4 При сжимаемых толщах, сложенных глинистыми или пылеватоглинистыми грунтами, применение гравия, песка и других, - аналогичных по фильтрационным свойствам грунтов и грунтовых материалов, - не допускается.
10.2.5 Между днищем резервуара и верхом грунтовой подушки следует предусматривать гидроизоляционный слой из гидрофобного грунта (суглинистый грунт, обработанный органическими вяжущими) толщиной 100 - 150 мм.
При этом, толщина гидроизоляционного слоя между поверхностью железобетонного кольца и окрайками днища должна быть не более 25 мм, но не менее 15 мм.
10.2.6 Откос грунтовой подушки следует выполнять с уклоном не более 1:1.5.
10.2.7 Ширина отмостки (горизонтальной части поверхности подушки) принимается:
- 0.7 м - для резервуаров объемом до 1000 м3;
- 1.0.м - для резервуаров объемом свыше 1000 м3 и, независимо от объема, для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов.
Поверхность подушки за пределами пятна резервуара, горизонтальная и наклонная части, должна быть защищена бетонной отмосткой.
10.2.8 Для резервуаров объемом свыше 1000 м3 под стенкой резервуара устанавливается железобетонное фундаментное кольцо шириной не менее 0.8 м для резервуаров объемом до 3000 м3 и не менее 1.0 м для резервуаров объемом свыше 3000 м3.
Для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 баллов и более фундаментное кольцо устраивается для всех резервуаров, независимо от объема, шириной не менее 1.5 м.
Толщина кольца принимается не менее 0.3 м, а для площадок строительства с расчетной сейсмичностью 7 и более баллов - не менее 0.4 м.
10.2.9 Фундаментное кольцо рассчитывается на основное, а для площадок строительства с сейсмичностью 7 баллов и более также на особое сочетание нагрузок.
В продольном направлении назначается симметричное армирование фундаментного кольца с замкнутой поперечной арматурой.
10.3 Основания и фундаменты в сложных инженерно-геологических условиях
10.3.1 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на просадочных грунтах, следует предусматривать устранение просадочных свойств грунтов в пределах всей просадочной толщи или устройство свайных фундаментов, полностью прорезающих просадочную толщу.
Устранение просадочных свойств грунтов достигается:
- предварительным замачиванием;
- замачиванием с глубинными взрывами;
- глубинным уплотнением пробивкой скважин с заполнением скважин тощим бетоном, шлакобетоном или щебенкой, гравием, шлаком с уплотнением;
- закреплением силикатизацией.
При применении свайных фундаментов концы свай следует заглублять в малосжимаемые грунты и обеспечивать требования по предельным деформациям резервуаров.
10.3.2 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на набухающих грунтах, в случае, когда расчетные деформации основания больше предельных, должны предусматриваться следующие мероприятия:
- полная или частичная замена слоя набухающего грунта ненабухающим;
- применение компенсирующих песчаных подушек;
- устройство свайных фундаментов.
10.3.3 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на водонасыщенных пылевато-глинистых, биогенных грунтах и илах, в случае, когда расчетные деформации основания больше допустимых, должны предусматриваться следующие мероприятия:
- устройство свайных фундаментов;
- для биогенных грунтов и илов - полная или частичная замена их песком, щебнем, гравием и т.д.;
- уплотнение грунтов временной пригрузкой основания в период испытания резервуаров водой до их введения в постоянную эксплуатацию, с выдержкой каждой ступени нагружения до условной стабилизации осадок.
Если применение указанных мероприятий не исключает возможность превышения предельных деформаций основания или в случае нецелесообразности их применения, должны предусматриваться специальные устройства (компенсаторы) в узлах подключения трубопроводов, обеспечивающие прочность и надежность узлов при осадках резервуаров, а также устройство для выравнивания резервуаров.
10.3.4 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на подрабатываемых территориях, в случае, когда расчетные деформации основания больше предельных, должны предусматриваться следующие мероприятия:
- устройство сплошной железобетонной плиты со швом скольжения между днищем резервуара и верхом плиты;
- применение гибких соединений (компенсаторов) в узлах подключения трубопроводов;
- устройство приспособлений для выравнивания резервуаров.
10.3.5 При проектировании оснований резервуаров, возводимых на закарстованных территориях, должны предусматриваться следующие мероприятия, исключающие возможность образования карстовых деформаций:
- заполнение карстовых полостей;
- прорезка карстовых пород глубокими фундаментами;
- закрепление закарстованных пород и (или) вышележащих грунтов.
Размещение резервуаров в зонах активных карстовых процессов не допускается.
10.4 Предельные деформации основания резервуаров
10.4.1 Расчетные значения величин перемещений и деформаций основания, выражаемых через осадки расчетных точек, ограничиваются их предельными значениями.
Количество расчетных точек зависит от объема резервуара и характера инженерно-геологических условий.
Для резервуаров объемом до 20000 м3 при однородном основании назначается расчетная точка в центре основания и четыре, равномерно-расположенные контурные расчетные точки по периметру стенки. При неоднородном основании число контурных точек по периметру стенки должно быть четным, не менее четырех и на расстоянии не более 6.0 м по дуге окружности.
Для резервуаров объемом свыше 20000 м3 при однородном основании назначается расчетная точка в центре основания, четыре, равномерно-расположенные контурные расчетные точки по периметру стенки и четыре срединные точки на серединах радиусов контурных точек. При неоднородном основании назначается кратное четырем число контурных точек на расстоянии не более 6.0 м по дуге окружности и четное число срединных точек, равное половине числа контурных точек.
10.5 Нагрузки на основание резервуаров
10.5.1 Расчетная нагрузка на основание (кПа) определяется по формуле:
где - эксплуатационный уровень налива (м);
- расчетный вес металлоконструкций, стационарного оборудования и теплоизоляции;
- радиус контурной окружности основания (м);
- расчетное значение снеговой нагрузки (кПа);
- усредненный удельный вес грунтового материала подушки и строительных конструкций (кН), размещаемых в объеме подушки (фундаментное кольцо, плита защитного экрана, гидрофобный слой);
- удельный вес грунта, удаляемого из котлована (кН);
=(2+)/3 - расчетная высота подушки в метрах ( , - соответственно, высота подушки на контуре и в центре основания, измеряемая от уровня дна котлована до верха гидрофобного слоя);
- глубина котлована в метрах (разность черной отметки под центром днища резервуара и отметки дна котлована).
10.6 Осадки основания
10.6.1 Осадка отдельной точки поверхности основания определяется по формуле:
Здесь - осадка отдельной точки основания (м), расположенной на расстоянии от центра основания;
- значение функции , определяемой по табл. 10.1 для нижней границы сжимаемой толщи (x = Z/R, Z - вертикальная координата точки сжимаемой толщи);
- приведенный модуль деформации грунтов основания под рассчитываемой точкой (МПа), определяемый по формуле:
где - модуль деформации j -го слоя грунта (j=1…m), слагающего сжимающую толщу (МПа);
, - значения функции , определяемые по табл. 10.1 соответственно для j-го и (j-1)-го слоев грунта.
Осадка точки поверхности основания отсчитывается от ее проектного положения, определяемого как произведение , где - проектный уклон днища.
В табл. 10.1 коэффициент l - интерполяционный коэффициент для вычисления значений при промежуточных значениях .
10.6.2 Усредненная осадка контурной окружности основания определяется соотношением:
где N - общее число расчетных точек контурной окружности;
- осадка i - ой расчетной точки контурной окружности (i =1…N), вычисляемая по формуле (6.2) при x = r.
Усредненная осадка срединной окружности основания определяется соотношением:
где n - общее число расчетных точек срединной окружности;
- осадка i -ой расчетной точки срединной окружности (i =1…n), вычисляемая по формуле (10.2) при x = r/2.
10.7 Крен основания
10.7.1 Крен контурной окружности основания - вертикальный поворот плоскости контурной окружности относительно горизонтальной оси, проходящей через ее центр. Крен контурной окружности основания характеризуется углом поворота и полярным углом , определяющим направление поворота:
где
- полярный угол i -ой расчетной точки контурной окружности.
Крен срединной окружности (центральной зоны основания) - вертикальный поворот плоскости срединной окружности относительно горизонтальной оси, проходящей через ее центр. Крен срединной окружности основания характеризуется углом поворота и полярным углом , определяющим направление поворота:
где
- полярный угол i -ой расчетной точки срединной окружности.
10.8 Требования, предъявляемые к осадкам оснований резервуаров объемом до 20000 м3
10.8.1 Усредненная осадка контурной окружности основания, не должна превышать 0.2 м:
10.8.2 Разность осадки центра основания и усредненной осадки контурной окружности основания должна быть не менее нуля и не более :
где - радиус внутренней поверхности нижнего пояса стенки резервуара (м);
- осадка центра основания, определяемая по формуле (10.2) при x = 0.
При этом, если в правой части двойного неравенства (10.5) выполняется более сильное условие:
то подключение к резервуару приемно-раздаточных трубопроводов может быть выполнено в любой точке вдоль контурной окружности.
Если условие (10.12) не выполняется, то точку подключения приемно-раздаточных трубопроводов следует назначать в пределах дуги контурной окружности, охватывающей центральный угол равный 60° с биссектрисой, проходящей через точку дуги с полярным углом j = yк,, определяемым по формуле:
10.8.3 Крен резервуара, определяемый формулой (10.6) не должен превышать:
а) для резервуаров с понтоном или плавающей крышей
б) для резервуаров со стационарной крышей (без понтона)
10.8.4 Для каждой расчетной точки i (i =1,2…N) контурной окружности должно выполняться условие
- осадка расчетной i -ой точки контурной окружности;
- количество расчетных точек контурной окружности.
10.9 Требования, предъявляемые к осадкам оснований резервуаров объемом свыше 20000 м3
10.9.1 Усредненная осадка контурной окружности основания , не должна превышать 0.3 м:
10.9.2 Разность осадки центра основания и усредненной осадки срединных точек должна быть не менее нуля и не более :
Разность усредненных осадок срединной и контурной окружностей должна быть не менее нуля и не более :
где
При этом, если в правой части двойного неравенства (10.19) выполняется более сильное условие
где
то подключение к резервуару приемно-раздаточных трубопроводов может быть выполнено в любой точке вдоль контурной окружности.
Если условие (10.21) не выполняется, то точку подключения приемно-раздаточных трубопроводов следует назначать в пределах дуги контурной окружности, охватывающей центральный угол равный 60° с биссектрисой, проходящей через точку дуги с полярным углом определяемым по формуле (10.13).
10.9.3 Крен резервуара, а также значения осадок расчетных точек контурной окружности должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к резервуарам объемом менее 20000 м3.
10.10 Требования к технологическому заданию
10.10.1 В технологическом задании на разработку проекта «Оборудование резервуара» указывается точка подключения к резервуару приемно-раздаточных трубопроводов и определяется предельное значение осадки основания в указанной точке.
Если расчетные значения осадок основания удовлетворяют всем требованиям п.п.10.8.1 - 10.8.4 или п.п.10.9.1 - 10.9.3, в зависимости от объема резервуара, но нарушают какое-либо требование или несколько требований технологического задания, и для устранения нарушения или нарушений, необходим переход к более дорогостоящим конструкциям основания, то отказ от строительных решений может быть допущен только в том случае, если требования технологического задания обоснованны и не могут быть изменены, например, за счет:
- переноса точки подключения приемно-раздаточных трубопроводов (с соблюдением требований пунктов 10.8.2 и 10.9.2);
- увеличения компенсационной способности ветвей трубопроводов, примыкающих к резервуару;
- продление сроков гидростатических испытаний с целью предварительного обжатия сжимаемой толщи (без жесткого подключения к резервуарам приемно-раздаточных трубопроводов).
11 ЗАЩИТА РЕЗЕРВУАРОВ ОТ КОРРОЗИИ
11.1 Защита резервуаров от коррозии должна проводиться на основании анализа условий эксплуатации, климатических и иных воздействий на наружные поверхности резервуаров, а также вида и степени агрессивного воздействия хранимого продукта и его паров на внутренние поверхности. По результатам анализа должен быть разработан проект антикоррозионной защиты резервуара с указанием гарантированного срока службы защиты при выполнении принятых в проекте технических решений.
11.2 Защиту от коррозии рекомендуется осуществлять применением систем лакокрасочных или металлизационно-лакокрасочных антикоррозионных покрытий, а также применением электрохимических способов.
В том случае, если нормативный срок службы резервуара превышает расчетный срок службы антикоррозионных покрытий, тогда в техническом задании на проектирование резервуара (Приложение 1) должны быть установлены припуски на коррозию основных конструктивных элементов - стенки, днища, крыши, понтона.
11.3 Материалы и тип антикоррозионного покрытия для защиты внутренних поверхностей резервуаров определяются с учетом эксплуатационных условий и свойств хранимых жидкостей, а также степени их агрессивного воздействия на конструкции резервуаров в соответствии с таблицей 11.1.
11.4 Антикоррозионные покрытия внутренних поверхностей резервуаров должны удовлетворять следующим условиям:
- быть устойчивыми к воздействию нефти (нефтепродуктов), подтоварной воды;
- обладать хорошей адгезией к грунтовочному слою или основному металлу (в зависимости от технологии нанесения);
- не вступать в реакцию с хранимыми нефтью (нефтепродуктами) и не оказывать влияние на их кондицию;
- быть стойкими к растрескиванию;
- обеспечивать совместимость деформаций с корпусом резервуара (с учетом различных толщин стенки по высоте) при заполнении и опорожнении;
- обладать износостойкостью на истирание (в резервуарах с плавающими крышами и понтонами) и долговечностью;
- сохранять адгезионные свойства, механическую прочность и химическую стойкость в расчетном диапазоне температур.
11.5 Наружные поверхности резервуаров, находящиеся на открытом воздухе должны быть защищены антикоррозионными покрытиями на основе лакокрасочных материалов светлого тона с высокой светоотражательной способностью. Степень агрессивного воздействия среды на наружные поверхности резервуаров определяется температурно-влажностными характеристиками окружающего воздуха и концентрацией в нем коррозионно-активных газов в соответствии со СНиП РК 2.01.19-2004.
11.6 При защите от коррозии наружной поверхности днищ резервуаров следует руководствоваться следующими требованиями:
- устройство фундаментов и основания под резервуар должно обеспечивать отвод грунтовых вод и атмосферных осадков от днища;
- при выполнении гидрофобного слоя из битумно-песчаной смеси (соотношение 1:9 по массе) не требуется нанесения защитных покрытий на наружную поверхность днища. Применяемые песок и битум не должны содержать коррозионно-активных агентов.
11.7 В целях активной защиты днища резервуара от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами рекомендуется применение электрохимической защиты - катодной и протекторной.
11.8 Электрохимическая защита от почвенной коррозии наружной поверхности днищ должна осуществляться установками протекторной защиты (УПЗ) или установками катодной защиты (УКЗ).
Выбор метода защиты осуществляется на основании сравнения технико-экономических показателей.
11.8.1 Для протекторной защиты наружной поверхности отдельно стоящих резервуаров необходимо использовать серийные магниевые, алюминиевые и цинковые протекторы, литые и протяжные (ленточные, прутковые).
11.8.2 Установки протекторной защиты резервуаров могут быть:
- с одиночными протекторами, групповыми сосредоточенными протекторами;
- с групповыми рассредоточенными протекторами.
11.8.3 Для установок катодной защиты применяются преобразователи мощностью 0.6 - 5 кВт и поверхностные или глубинные анодные заземлители.
11.8.4 Преобразователи УКЗ должны размещаться во взрывобезопасных помещениях или за пределами резервуарного парка.
11.9 Электрохимическая защита внутренней поверхности резервуара предусматривает защиту внутренних поверхностей днища и нижнего пояса в зоне контакта с донным осадком и слоем подтоварной воды.
11.9.1 Протекторная защита осуществляется с использованием одиночных или групповых протекторных установок.
Часть протекторных установок в резервуаре может выполняться контролируемой по току. Эти установки следует обеспечивать узлами измерения тока.
11.9.2 Катодная защита внутренней поверхности резервуаров осуществляется установкой катодной защиты (УКЗ).
Преобразователь УКЗ следует размещать за пределами обвалованной территории резервуаров.
Материал анодов для УКЗ выбирается исходя из заданного срока службы анодов до их смены, удельного электросопротивления подтоварной воды, конструктивных особенностей и схемы размещения анодов. Схема размещения анодов выбирается, исходя из технологических особенностей резервуара и, может быть, с точечными анодами, равномерно распределенными по днищу резервуара, с линейными радиально расположенными анодами, а также с анодами, поднятыми над днищем.
Для ввода токопровода в резервуар используется вводная коробка, устанавливаемая в люке на стенке резервуара. Вводная коробка должна иметь взрывозащищенное исполнение.
11.9.3 За системой протекторной и катодной защиты резервуара должен осуществляться контроль, путем измерения потенциалов в одной или нескольких точках резервуаров.
11.10 При подготовке резервуара для нанесения антикоррозионных покрытий должны быть выполнены следующие требования
На поверхностях металлоконструкций, подготовленных к выполнению антикоррозионных работ, должны отсутствовать:
- возникшие при сварке остатки шлака, сварочные брызги, наплывы, неровности сварных швов;
- следы обрезки и газовой резки;
- острые кромки до радиуса менее 3.0 мм на внутренней и 1.5 мм на наружной поверхностях корпуса резервуара и плавающей крыши;
- вспомогательные элементы, использованные при сборке, монтаже, транспортировании, подъемных работах и следы оставшиеся от приварки этих элементов;
- химические загрязнения (остатки флюса, составов, использовавшихся при дефектоскопии сварных швов), которые находятся на поверхности сварных швов и рядом с ними;
- жировые, механические и другие загрязнения.
Сварные швы должны иметь плавный переход к основному металлу без подрезов и наплывов. Все элементы металлоконструкций внутри резервуара, привариваемые к стенке, днищу или крыше, должны быть обварены по контуру для исключения образования зазоров и щелей. Кроме того, все элементы металлоконструкций, находящихся на открытом воздухе, при средне-агрессивном воздействии окружающей среды, также должны быть обварены по контору для исключения образования зазоров и щелей.
Перед нанесением защитных покрытий все поверхности должны быть обезжирены до степени 2, очищены от окислов до степени 1 под металлизацинно-лакокрасочные покрытия или до степени 1-2 под лакокрасочные покрытия по ГОСТ 9.402.
11.11 При выполнении антикоррозионных работ должны быть учтены требования к охране окружающей среды и действующих правил техники безопасности в строительстве: СНиП РК 2.01.19-2004, СНиП РК 1.03-05-2001, ГОСТ 12.3.005, ГОСТ 12.3.016, ГОСТ 12.4.011, СН-245-71
12 ОБОРУДОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ
12.1 Проект «Оборудование резервуара» должен быть выполнен специализированной проектной организацией (в интересах настоящих норм - Генеральным проектировщиком).
Оборудование должно обеспечивать надежную эксплуатацию резервуара и снижение потерь нефти и нефтепродуктов.
12.2 Резервуары, в зависимости от их назначения и степени автоматизации, должны быть оснащены:
- приемо-раздаточными устройствами, имеющими местное или дистанционное управление;
- дыхательной аппаратурой;
- приборами местного или дистанционного измерения уровня и температуры хранимых жидкостей, автоматической сигнализацией верхнего и нижнего предельных уровней;
- устройствами отбора проб или средней пробы;
- устройствами для удаления подтоварной воды;
- устройствами для подогрева высоковязких и застывающих нефти и нефтепродуктов;
- устройствами для предотвращения накопления отложений в резервуаре;
- устройствами для зачистки;
- световыми и монтажными люками, люками-лазами и патрубками для установки оборудования;
- устройствами и средствами обнаружения и тушение пожаров, в соответствии с разделом 13 Настоящих норм;
- устройствами молниезащиты, заземления и защиты от статического электричества, в соответствии с разделом 14 Настоящих норм.
Вопросы освобождения резервуаров от хранимых жидкостей в аварийных ситуациях решается схемой технологической обвязки в соответствии с требованиями и нормами технологического проектирования соответствующих предприятий.
12.3 Количество приемо-раздаточных устройств необходимо определять по максимальной производительности заполнения и опорожнения резервуара.
Диаметр приемно-раздаточного устройства должен определяться, исходя из скорости движения потока жидкости не более 2.5 м/c. Допустимые скорости истечения через приемно-раздаточные устройства устанавливаются для каждой жидкости отдельно в зависимости от объемного удельного электрического сопротивления.
При заполнении порожнего резервуара, независимо от допустимой скорости, производительность заполнения должна ограничиваться скоростью через приемо-раздаточное устройство не более 1 м/с до момента заполнения верха приемо-раздаточного патрубка.
Максимальная производительность заполнения (опорожнения) резервуаров с плавающей крышей или понтоном ограничивается допустимой скоростью движения плавающей крыши (понтона), которая не должна превышать 6 м/ч. При нахождении плавающей крыши (понтона) на стойках максимальная скорость подъема уровня жидкости в резервуаре не должна превышать 2.5 м/ч.
Скорость наполнения (опорожнения) резервуара не должна превышать суммарной пропускной способности устанавливаемой на резервуаре дыхательной аппаратуры.
12.4 Дыхательная аппаратура должна устанавливаться на стационарной крыше резервуаров и должна обеспечить проектные величины внутреннего давления и вакуума или их отсутствие (для атмосферных резервуаров и резервуаров с понтоном). В первом случае дыхательная аппаратура выполняется в виде совмещенных дыхательных клапанов (клапанов давления и вакуума) и предохранительных клапанов, во втором случае - в виде вентиляционных патрубков.
Минимальная пропускная способность дыхательных клапанов, предохранительных клапанов и вентиляционных патрубков определяется в зависимости от максимальной производительности приемо-раздаточных операций (включая аварийные условия) по следующим формулам:
- суммарная пропускная способность дыхательных и предохранительных клапанов по внутреннему давлению
- суммарная пропускная способность дыхательных и предохранительных клапанов по вакууму
- пропускная способность вентиляционного патрубка
Здесь: - производитель залива продукта в резервуар, м3/час;
- производитель слива продукта из резервуара, м3/час;
- полный объем резервуара, включая объем газового пространства под стационарной крышей, м3.
Примечания:
1 Не допускается изменение производительности приемно-раздаточных операций после введения резервуара в эксплуатацию без пересчета пропускной способности дыхательной аппаратуры, а также увеличение производительности слива продукта в аварийных условиях.
2 Минимальное количество вентиляционных патрубков резервуаров с понтоном указано в разделе 8.7 настоящих норм.
3 Предохранительные клапаны должны быть отрегулированы на повышенные (на 5 - 10%) величины внутреннего давления и вакуума, чтобы предохранительные клапаны не работали вместе с дыхательными.
Дыхательные и предохранительные клапаны должны устанавливаться совместно с огневыми предохранителями, обеспечивающими защиту от проникновения пламени в резервуар в течение заданного промежутка времени.
Для уменьшения потерь от испарения продукта под дыхательным клапаном рекомендуется устанавливать диск-отражатель, входящий в комплект клапана. Диаметр диска выбирают конструктивно из условия свободного пропуска диска в сложенном виде через монтажный патрубок.
12.5 Резервуары всех типов должны оснащаться замерными люками для ручного замера уровня и отбора проб.
При ручном отборе проб и замере уровня, следует использовать только заземленные устройства, изготовленные из материалов с удельным сопротивлением менее 105 Ом м.
Основные размеры и требования безопасности к замерным люкам должны соответствовать ГОСТ 16133.
12.6 Для слива подтоварной воды резервуары всех типов должны оснащаться сифонными кранами. Краны устанавливаются на первом поясе стенки резервуара в любом месте по обе стороны от оси люка-лаза на расстоянии не менее 1 м.
12.7 Резервуары для хранения нефти при необходимости должны оборудоваться устройствами предотвращения накопления осадка (размывающие головки, винтовые перемешивающие устройства и т.п.). Необходимость применения и выбор устройств определяется технологическими процессами хранения.
12.8 Вязкие нефть и нефтепродукты должны храниться в резервуарах, имеющих теплоизоляционное покрытие и оборудованных средствами подогрева, которые обеспечивают сохранение качества хранимых жидкостей и пожарную безопасность.
Требования к подогреву нефти и нефтепродуктов при хранении, к температуре подогрева, типу используемых подогревателей определяются нормами технологического проектирования соответствующих предприятий.
12.9 Резервуары с учетом сорта хранимых нефти и нефтепродуктов рекомендуется оснащать:
- приборами местного и дистанционного измерения уровня;
- приборами местного и дистанционного измерения температуры;
- сигнализаторами верхнего аварийного, верхнего и нижнего предельных уровней;
- устройством отбора проб;
- средствами обнаружения пожара (пожарными извещателями).
Рекомендуется местное измерение уровня и температуры не предусматривать для объектов, на которых выполняется комплексная диспетчеризация технологических процессов в резервуарном парке с организацией централизованного контроля из пункта управления.
При отсутствии дистанционных сигнализаторов верхнего уровня должны быть предусмотрены переливные устройства, соединенные с резервной емкостью или сливным трубопроводом, исключающие превышение уровня залива продукта сверх проектного.
13 УСТРОЙСТВА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
13.1 Устройства пожарной безопасности подразделяются на устройства пенного тушения и устройства охлаждения резервуаров.
Выбор устройств пожарной безопасности предусматривается в зависимости от температуры вспышки хранимых нефти и нефтепродуктов, конструктивных видов и объемов единичных резервуаров, общей вместимости резервуарного парка, расположения площадки строительства и характеристик операционной деятельности, организации пожарной охраны на предприятии размещения резервуаров.
13.2 Устройства пенного тушения должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 2.11.03-93 в составе стационарных или передвижных установок пожаротушения.
13.3 Стационарные установки пенотушения по способу подачи пены в резервуар выполняются по двум технологическим схемам:
- верхняя подача пены на слой жидкости, понтон или плавающую крышу;
- нижняя подача пены под слой жидкости.
13.4 Стационарные установки пенотушения с верхней подачей пены состоят из генераторов пены, трубопроводов для подачи раствора пенообразователя, площадок обслуживания генераторов пены. Генераторы пены должны устанавливаться в верхнем поясе стенки резервуаров со стационарной крышей или на кронштейнах выше стенки для резервуаров с плавающей крышей.
При креплении трубопроводов к стенке резервуаров должны учитываться перемещения стенки и конструктивные требования по расстояниям между сварными швами стенки и швами крепления постоянных конструктивных элементов, присоединяемых к стенке.
Для удержания гасительной пены в зоне уплотняющего затвора резервуаров с плавающей крышей по периметру плавающих крыш должен быть установлен кольцевой барьер, верхняя кромка которого превышает верхнюю отметку уплотняющего затвора минимум на 200 мм.
Количество генераторов пены, устанавливаемое на резервуарах, определяется расчетом, но должно быть не менее двух.
13.5 Стационарные установки пенотушения с нижней подачей пены включают пенопроводы, присоединяемые к резервуару в нижнем поясе стенки.
13.6 Устройства охлаждения должны выполняться в соответствии с требованиями СНиП 2.11.03-93 в составе стационарных или передвижных установок охлаждения, выбираемых в зависимости от категории склада нефти и нефтепродуктов, компоновки резервуарного парка и общей системы охлаждения резервуарного парка.
Стационарные установки охлаждения состоят из верхнего горизонтального кольца орошения – оросительного трубопровода с устройствами распыления воды (перфорация, спринклерные или дренчерные головки), сухих стояков и нижнего кольцевого трубопровода, соединяющих кольцо орошения с сетью противопожарного водопровода.
Кольцевые трубопроводы и сухие стояки должны опираться на приваренные к стенке резервуара кронштейны. Крепление трубопроводов осуществляется на болтовых хомутах или скобах.
14 УСТРОЙСТВА МОЛНИЕЗАЩИТЫ РЕЗЕРВУАРОВ
14.1 Устройства молниезащиты резервуаров должны быть запроектированы в составе проекта «Молниезащита резервуара» согласно требованиям РД 34.21.122-90.
14.2 По устройству молниезащиты резервуары относятся ко II-ой категории и должны быть защищены от прямых ударов молнии, электростатической и электромагнитной индукции, заноса высоких потенциалов по трубопроводам.
14.3 Нижний пояс стенки резервуаров должен быть присоединен через токоотводы к заземлителям, установленным на расстоянии не более чем 50 м по периметру стенки, но не менее двух в диаметрально противоположных точках. Соединения токоотводов и заземлителей должны выполняться на сварке. Допускается присоединение резервуара к заземлителям производить на латунных болтах и шайбах через медные или оцинкованные токоотводы и приваренные к стенке резервуара бобышки заземления диаметром 45 мм с резьбовым отверстием М16. Каждое соединение (стенка - токоотвод - заземлитель) должно иметь импульсное сопротивление не более 50 ОМ.
Токоотводы и заземлители следует выполнять из стального проката с размерами в сечении не менее указанных в таблице 14.1.
14.4 Защита от прямых ударов молнии должна производиться отдельно стоящими или установленными на самом резервуаре молниеприемниками (молниеотводами). В зону защиты молниеприемников должно входить пространство над каждой единицей дыхательной аппаратуры, ограниченное полушарием радиусом 5 м.
Молниеприемники, устанавливаемые на резервуаре, изготавливают из круглых стержней или труб с поперечным сечением не менее 100 мм2. Крепление молниеприемника к резервуару (к верхнему поясу стенки или к стационарной крыше) должно осуществляться на сварке.
Для защиты от коррозии молниеприемники оцинковывают или красят.
14.5 В проекте «Молниезащита резервуара» должны быть разработаны мероприятия по защите резервуара от электростатической и электромагнитной индукции в зависимости от электрических характеристик продукта, производительности и условий налива продукта, свойств материала и защитных покрытий внутренних поверхностей резервуара.
Для обеспечения электростатической безопасности нефть и нефтепродукты должны заливаться в резервуар без разбрызгивания, распыления или бурного перемешивания (за исключением случаев, когда технологией предусмотрено перемешивание и обеспечены специальные меры электростатической безопасности).
Продукт должен поступать в резервуар ниже находящего в нем остатка. При заполнении порожнего резервуара нефть (нефтепродукты) должны подаваться со скоростью не более 1 м/с до момента заполнения приемного патрубка или до всплытия понтона (плавающей крыши). Дальнейшее заполнение резервуара должно производиться со скоростью потока жидкости в подающем трубопроводе не превышающей следующей величины:
- внутренний диаметр трубопровода, м.
14.6 Защита резервуаров от электростатической индукции и проявлений статического электричества обеспечивается присоединением металлических корпусов установленных на них аппаратов, а также трубопроводов, которые вводятся в резервуар, к заземлителю защиты от прямых ударов молнии.
На резервуарах с плавающими крышами или понтонами необходимо дополнительно устанавливать не менее двух гибких металлических перемычек между плавающими крышами или понтонами и корпусом резервуара.
14.7 Защита резервуаров от электромагнитной индукции выполняется путем установки через каждые 30 м металлических перемычек между внешними трубопроводами, расположенными на расстоянии 10 м и менее друг от друга.
15 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
15.1 Устройство теплоизоляции резервуара должно выполняться по проекту, согласованному с разработчиком проекта КМ.
15.2 Теплоизоляция резервуаров может выполняться только на стенке, или на стенке и стационарной крыше.
15.3 При разработке проекта теплоизоляции должны приниматься во внимание следующие аспекты взаимодействия конструкций резервуара и элементов изоляции (утеплителя, опор под изоляцию, наружной обшивки):
- нагрузка на элементы резервуара от собственного веса теплоизоляции;
- ветровая нагрузка и ее восприятие собственно изоляцией и стенкой резервуара;
- разница тепловых перемещений стенки и наружных элементов изоляции;
- нагрузка на элементы изоляции от радиальных перемещений стенки при гидростатической нагрузке;
- нагрузка на элементы стационарной крыши (не имеющей теплоизоляции) от резкого охлаждения настила, например, в случае дождя.
15.4 В качестве утеплителя для выполнения теплоизоляции могут применяться плиты из минеральной ваты плотностью не менее 50 кг/м3 или аналогичные материалы, отвечающие требованиям пожарной безопасности.
15.5 Конструкции опор под изоляцию включают:
- первичные элементы крепления, присоединяемые на сварке к резервуару;
- вторичные элементы крепления, соединяемые с первичными.
Материал первичных элементов крепления должен соответствовать требованиям раздела 7 Настоящих норм (конструкции группы А). Приварка первичных элементов к резервуару должна выполняться, как правило, только горизонтальными швами или швами с обваркой по контору и должна быть завершена до испытаний резервуара. Вторичные элементы крепления по требованиям к материалу относятся к конструкциям группы С и могут быть приварены или иным образом присоединены к первичным элементам после проведения испытаний и завершения монтажа.
15.6 Наружная обшивка должна выполняться из алюминиевых или оцинкованных стальных листов. Минимальная толщина листов обшивки на стенке резервуаров должна составлять:
- для алюминиевого листа - 0.9 мм;
- для оцинкованного листа - 0.7 мм.
Минимальная толщина листов обшивки на крыше резервуаров должна составлять:
- для алюминиевого листа - 1.2 мм;
- для оцинкованного листа - 0.9 мм.