Из какой стали делают резервуары для нефтепродуктов

Содержание

Эволюция складов для сырой нефти и нефтепродуктов прошла большой путь от земляных ям до мягких танков. Выбор емкостей хранения опирается на локацию, назначение и объем склада. Так, для сырой нефти в местах добычи используют надземные вертикальные емкости, на АЗС в черте города – горизонтальные заглубленные РГС из металла. Железобетонные сооружения используют для мазута.

Кроме типовых, существуют специальные системы хранения нефти. К ним относят промысловые и фидерные линии углеводородов, резервуары с внутренним понтоном для нефтепродуктов с большим давлением насыщенных газов, мягкие нефтетанки для развертки полевых и стационарных складов.

Особенности резервуаров для нефти

Современные хранилища нефтепродуктов разделяют на перевалочные, распределительные и комбинированные. Они представляют собой группу резервуаров и логистическую платформу – подъездные пути, транспорт, оборудование для перекачки нефти.

Используемые виды емкостей классифицируют по разным признакам:

по месту установки/размещения;
по объему резервуара — характеристика важна, в том числе, для определения класса емкости по опасности;
по конструктивному решению основных и дополнительных элементов;
по материалу основной емкости.

Это ключевые укрупненные классификационные признаки, по которым проводят деление емкостей по типам. В каждом случае резервуары подбирают с учетом места установки, наличия промежуточного этапа перекачки, необходимости переработки нефтепродуктов, их состава, класса опасности объекта, на котором они используются и так далее.

Типы резервуаров по объему и расположению

По способу размещения емкостей выделяют следующие разновидности резервуаров для хранения нефтепродуктов:

надземные – вертикальные или горизонтальные, а также нефтетанки, полностью находящиеся на поверхности земли;
с полуподземным размещением — с заглублением от одной трети до всего объема емкости целиком, при этом ее горловина расположена выше нулевой отметки;
подземные — одно- или двустенные горизонтальные емкости для нефтепродуков с усиленными ребрами жесткости, которые могут заглубляться в грунт на расстояние свыше метра (от верхней точки резервуара до нулевой отметки);
подводные — используются для хранения нефти в местах морской добычи, локализованы под водой, в большинстве используют технологию хранения на водяной подушке.

Отдельно рассматриваются «природные» каркасы — выемки и естественные пустоты в горной породе, льдогрунтовые хранилища, шахты и так далее. Их можно вынести в независимую категорию и не включать в базовую классификацию.

Второй вид деления емкостей — по полезному объему:

К небольшим резервуарам относят цистерны до 50 куб.м. Их допустимо изготавливать непосредственно на нефтеперерабатывающих комплексах, дополняя нужными комплектующими при последующем монтаже.

К крупным относят емкости до 100 000 куб.м., которые производят на специализированных предприятиях и транспортируют к местам сборки комплектами.

Объем и размещение цистерн также учитывают при их классификации по классам:

В первый включают резервуары, размер которых достигает 10 000 куб.м. В категорию входят и емкости до 5000 куб. м, при условии, что они находятся в черте города или на берегу крупной реки, водоема.
Ко второму классу относят цистерны для нефтепродуктов размером 5000-10 000 куб. м.
К третьему — до 5000 куб.м.

Классификация по конструктивным особенностям

В резервуарах из металла есть ключевые конструктивные элементы — корпус, в котором хранятся нефтепродукты, крышка, основание. К ним добавляют ограждения, лестницы вспомогательные конструкции. Стабилизация для защиты от избыточного давления выполнена ребрами жесткости.

Дополнительное оборудование включает:

дыхательные клапаны — для стабилизации перепадов давления при заполнении и опорожнении цистерн, из-за суточных температурных перепадов и так далее;
элементы безопасности — люки для доступа, измерители уровня содержимого, температурные датчики, защита от молний;
обогреватели — если в емкости хранится содержимое повышенной вязкости;

Крыши по типу делят на плавающие и стационарные, в том числе – с понтоном выбор определяют условия хранения содержимого, его тип, условия климатической зоны, расположение емкостей. Учитывается и объем резервуара: при размере до 5000 куб. м его, как правило, оснащают коническими конструкциями на опорах, с 5000 до 30 000 куб.м. — сферическими, стационарными, с опорой на корпус. Плавающие крышки используют для нефтепродуктов с повышенным давлением паров. Понтоны с герметизированными затворами предотвращают потери содержимого из-за испарения.

Корпуса резервуаров для хранения нефти могут быть:

цилиндрическими — вид с малой металлоемкостью, практически без ограничений по вместительности, простой в изготовлении, монтаже и обслуживании;
сферическими — конструкции из сваренных/сфальцованных листов до 30 мм, из-за специфичной округлой формы их устанавливают на кольца (как правило, из железобетона);
каплевидные — бескаркасные емкости для нефтепродуктов, которые производят из мягких материалов и собирают из элементов-«лепестков».

Классификация по материалу корпуса

Ключевая характеристика цистерн для нефтепродуктов — материал. Он определяет конструктивный принцип изготовления корпуса — каркасный или бескаркасный. К первому виду относят:

железобетонные емкости — надежные, устойчивые к разрушениям, но сложные в транспортировке и очень тяжелые, они подходят для мазута, битума и подобных смесей;
металлические цистерны из сплавов, мало восприимчивых к воздействию нефтяных соединений;
емкости из неметаллических материалов — пластика, стеклопластика.

Читайте также: Интерфейс vga что это

Снаружи резервуары для хранения нефти покрывают диэлектриками, предохраняющими корпус от кислотно-щелочных разрушений при контакте с грунтами и водами в них. Конструкционные материалы должны быть коррозионно- и химически устойчивы, непроницаемы, пластичны и не подвержены деформации. Требованиям отвечает листовая сталь — углеродистая и низколегированная. Чтобы хранить составы с большой долей бензиновых фракций, выбирают железобетонные емкости, укрепленные устойчивым покрытием.

К бескаркасным вариантам относятся емкости из резинотканного полотна и прогрессивных полимеров. Они гибкие, мало весят, просто и быстро устанавливаются и не нуждаются в обустройстве фундамента. Это оптимальный способ организации временных некапитальных хранилищ и перспективная разновидность нефтеемкостей.

Мягкие резервуары из полимеров — прогрессивный способ хранения нефти

Наиболее прогрессивны бескаркасные мягкие резервуары, изготовленные из полимерных материалов. Они демонстрируют улучшенные показатели химической и коррозионной устойчивости, компактно хранятся пустыми (их складывают) и оперативно разворачиваются. Ключевой критерий их выбора — инертность к нефти, ее продуктам.

Используемые ранее смеси ПВХ не подвержены воздействию воды, но по отношению к непосредственному содержимому их стойкость ограничена. Полиуретан, который также применялся для изготовления емкостей, не инертен к воде.

Проблему решает использование передовых запатентованных материалов — таких, как "EnviroPro", разработанных для компании «Нефтетанк». Полимер, который эксклюзивно для заказчика производит крупнейший европейский концерн "LOW&BONAR", полностью инертен к воздействию воды и невосприимчив к нефтепродуктам. Емкости 1-500 куб. м производятся в специальных условиях и позволяют решить вопрос хранения нефте- и агропродуктов.

развертка склада в срок 5-7 суток;
отсутствие выброса паров в атмосферу;
не подвержены коррозии, нет риска подтекания;
оснащены бермами с нефтеловушками для защиты от попадания загрязненной ливневой воды в грунт;
не требуется рекультивация земли после демонтажа склада нефтепродуктов;
простое согласование с надзорными органами при размещении складов в охраняемых зонах, т.к. капитальное строительство не требуется.

Комплект поставки включает топливно-насосное оборудование с системами точного учета. Обвязка емкостей в пределах склада выполнена гибкими рукавами, инертными к перекачиваемой среде и разницам температур. Внутри емкостей не образуется конденсат, что предотвращает появление подтоварной воды в продукте. Нефтетанки защищены от испарения, порчи, утечек продукта и являются перспективным оборудованием для полевого и временного хранения нефти, ее продуктов и ГСМ.

Стальные резервуары производства резервуарного завода «ОЗРМ» отличаются увеличенным сроком эксплуатации, что достигается качеством стали, подготовкой поверхности и антикоррозионной обработки металла.

Хранение жидкостей, нефтепродуктов или нефти часто предполагает использование специальных стальных резервуаров. Чаще всего подобные резервуары изготавливают из стали, что позволяет сохранить жидкость от различного рода химических реакций и механических воздействий.

Стальные резервуары получили широкое распространение в промышленности для хранения нефтепродуктов, воды, различных видов спиртов и щелочей, других химических жидкостей, необходимых в производстве различной продукции, хранения химикатов и удобрений в сельском хозяйстве, а также их транспортировки этих жидкостей.

Повышенное внимание к стальным резервуарам объяснимо их прочностью и высокой надежностью.

Сталь считается наиболее прочным материалом для изготовления резервуаров!

Резервуары хранения разных веществ в больших объемах должны не только накапливать хранимый продукт, но, помимо этого, не реагировать на воздействие природной среды, а самое главное — физическим и химическим повреждениям .

При проектирования стальных резервуаров особое внимание уделяют именно стали! Оценивают специфику хранимого вещества, погодно-климатические, технологические условия — всё это является ключевым моментом.

Изготовление стальных резервуаров требует проведения предварительных расчетов и соблюдения всех норм, правил и ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные стальные».
При выборе стального резервуара стоит определить цели, для которых будет использоваться данная емкость.

Изготовление стальных резервуаров организовывается для конкретных климатических условий и для конкретного промышленного объекта. Например, для химической промышленности требуется использование особых стальных сплавов, которые будут химически устойчивы и не будут вступать во взаимодействие с веществом. Для нефтяной промышленности используют конструкционные стали. Пищевые резервуары должны отвечать требованиям по сохранению продуктов, именно использование пищевых видов стали.

Примеры.
Резервуар стальной объемом 1000 м3 для хранения нефтепродуктов в Московскую область — используем сталь 3.
Резервуар стальной объемом 100 м3 для хранения нефти в Тюменскую область — используем сталь 09Г2С.
Резервуар стальной объемом 10 м3 для хранения питьевой воды в Самарскую область — используем сталь 12Х18Н10Т или AISI 304.

При этом производятся резервуары стальные, отличающиеся по классу стали, величине, форме, модели корпуса, способу установки, присутствию дополнительного оснащения.
Все эти резервуары из стали могут быть горизонтальными или вертикальные, подземными или наземные. Также резервуары имеют разную форму:
цилиндрическая (круглое сечение),
прямоугольная или квадратная,
конуснусная (с опорами из стали или бетонные).

Стальные резервуары производятся не только одностенными, но и двустенными, а также бывают многосекционные для хранения в одном резервуаре одновременно несколько жидкостей.

Производство стальных резервуаров в зависимости от типа немного различается, но в целом общая технология состоит из следующих этапов:

Предварительная подготовка и обработка стали.
Изготовление стенки стального резервуара
Производство патрубков, люков и торцевых элементов.
Монтаж стального резервуара и сварочные работы.
Обработка сварных швов.
Осуществление контроля качества сварных соединений (ЛНК).
Подготовка поверхности — пескоструйная очистка. Нанесение антикоррозийного покрытия и обработка стального резервуара.

Стали для резервуаров.
Сталь марки AISI 304 — это сталь с низким содержанием углерода. В Российской Федерации согласно ГОСТу её прямым аналогом является сталь 08Х18Н10.
Нержавеющая сталь AISI 304 является кислотостойкой и выдерживает краткосрочное поднятие температуры до 900 градусов по Цельсию.
Основное применение:
стальные резервуары и оборудование для химических и пищевых предприятий и предприятий общественного питания.
стальные резервуары и оборудование для производства, хранения и транспортировки молока, пива, вина и других напитков, а также химреактивов.
стальные емкости, трубы, клапана, запорная арматура различного назначения и другое.

Особые свойства резервуарам из такой стали дает содержание в ней минимум 18 % Хрома и 10% Никеля.
Российские аналоги стали для резервуаров:
304 AISI – 08Х18Н10,
304 L AISI – 03Х18Н11.
Все аналоги и наименования стали: AISI304, AISI 304, T304, 304 Т, SUS304, SS304, 304SS, 304 СС, UNS S30400, AMS 5501, AMS 5513, AMS 5560, AMS 5565, AMS 5566, AMS 5567, AMS 5639, AMS 5697, ASME SA182, ASME SA194 (8), ASME SA213, ASME SA240, ASME SA249, ASME SA312, ASME SA320 (В8), ASME SA358, ASME SA376, ASME SA403, ASME SA409, ASME SA430, ASME SA479, ASME SA688, ASTM A167, ASTM A182, ASTM A193, ASTM A194, ASTM A666, FED QQ-S-763, Milspec MIL-S-5059, SAE 30304, DIN 1.4301, X5CrNi189, BS 304 S 15, EN 58E, PN 86020 (Польша), OH18N9, ISO 4954 X5CrNi189E, ISO 683 / 13 11, 18-8
Применение данная марка стали находит в изготовлении сборных и сварных резервуаров и металлоконструкций, составных частей трубопроводной арматуры, а также бытового оборудования. Например, ограждения балконов и лестниц, кухонная аппаратура, автомобильные выхлопные системы.
В форме листа сталь AISI 304 делится на холоднокатаный и горячекатаный материал, что определяется методом производства. Форма продажи плоского металлопроката – листы и рулоны.
Лист AISI 304 используется для производства резервуаров, емкостей, баков, бункеров, силосов, электросварных труб, резервуарного оборудования и других строительных конструкций. Он не подвержен коррозии в местах царапин или иных механических повреждений. Изготовленные из данной стали резервуары и ёмкости используются для хранения и перевозки продуктов пищевой и химической отраслей (слабые химреактивы). Сталь для резервуаров зависит от способа обработки: матовая, шлифованная, зеркальная. Из стали AISI 304 изготавливают резервуары для пива и кваса, химическое оборудование, силосы, бункеры, катушки охлаждения, криогенные сосуды, молочное оборудование, испарители, столовые приборы, посуда, кастрюли и сковородки, оборудование для пищевой промышленности, медицинской промышленности, хирургическое оборудование, иглы для подкожных инъекций, раковины для кухни, судовое оборудование и крепеж для атомных судов, сетки фильтра для нефтяных скважин, холодильное оборудование, бумажная промышленность, ёмкости под давлением, сантехническая арматура, клапаны, подающие барабаны, трубы, окрасочное, текстильное оборудование, резервуары и контейнеры для большого разнообразия жидкостей и сухих веществ, промышленное оборудование в горнодобывающей, химической, криогенной, пищевой, молочной и фармацевтических отраслях промышленности.

5.2.1 Общие требования

5.2.1.1 Стали, используемые для изготовления конструкций резервуаров, должны соответствовать требованиям действующих стандартов и технических условий (ТУ), дополнительным требованиям настоящего стандарта, а также требованиям проектной документации.

5.2.1.2 Элементы конструкций по требованиям к материалам подразделяют натри группы: А и Б — основные конструкции:

А — стенка, привариваемые к стенке листы окрайки днища, обечайки люков и патрубков в стенке и фланцы к ним, усиливающие накладки, опорные кольца стационарных крыш, кольца жесткости, подкладные пластины на стенке для крепления конструктивных элементов;
Б1 — каркас крыш, бескаркасные крыши,
Б2 — центральная часть днища, плавающие крыши и понтоны, анкерные крепления, настил каркасных крыш, обечайки патрубков и люков на крыше, крышки люков;
В — вспомогательные конструкции: лестницы, площадки, переходы, ограждения.

5.2.1.3 Для основных конструкций группы А должна применяться только спокойная (полностью раскисленная) сталь.

Для основных конструкций группы Б должна применяться спокойная или полуспокойная сталь. Для вспомогательных конструкций группы В наряду с вышеперечисленными сталями с учетом температурных условий эксплуатации допускается применение кипящей стали.

5.2.1.4 Выбор марок стали для основных элементов конструкций должен проводиться с учетом гарантированного минимального предела текучести, толщины проката и хладостойкости (ударной вязкости). Толщина листового проката не должна превышать 40 мм. Рекомендуемые марки стали приведены в приложении А.

5.2.1.5 Углеродный эквивалент стали с пределом текучести σт ≤ 440 МПа для элементов основных конструкций не должен превышать 0,43 %. Углеродный эквивалент Сэ рассчитывают по формуле

где С, Mn, Si, Cr, Mo, Ni, Сu, V, P — массовые доли, % углерода, марганца, кремния, хрома, молибдена, никеля, меди, ванадия и фосфора, по результатам плавочного анализа.

Значения углеродного эквивалента Сэ стали должны указываться в проектной документации и при заказе металлопроката.

5.2.1.6 Для применяемых сталей соотношение предела текучести и временного сопротивления σт/σв не должно превышать:

0,75 — для сталей σт ≤440 МПа;
0,85 — для сталей σт > 440 МПа.

5.2.1.7 Требования к стали для вспомогательных конструкций должны соответствовать строительным нормам и правилам для строительных стальных конструкций с учетом условий эксплуатации, действующих нагрузок и климатических воздействий.

5.2.1.8 Материалы для сварки (электроды, сварочная проволока, флюсы, защитные газы) должны выбираться в соответствии с требованиями технологического процесса изготовления и монтажа конструкций и выбранных марок стали. При этом применяемые сварочные материалы и технология сварки должны обеспечивать механические свойства металла сварных соединений не ниже свойств, установленных требованиями для выбранных марок стали.

Для сварных соединений из стали с гарантированным минимальным пределом текучести 305-440 МПа твердость HV металла шва и околошовной зоны не должна превышать 280 ед.

5.2.2 Расчетная температура металла

5.2.2.1 За расчетную температуру металла необходимо принимать наиболее низкое из двух следующих значений:

— минимальная температура складируемого продукта;

— температура наиболее холодных суток для данной местности (минимальная среднесуточная температура), повышенная на 5 °С.

Примечание: При определении расчетной температуры металла не принимаются во внимание температурные эффекты специального обогрева и теплоизолирования резервуара.

5.2.2.2 Температура наиболее холодных суток для данной местности определяется с обеспеченностью 0,98 для температур наружного воздуха по [5], таблица 1.

5.2.2.3 Для резервуаров рулонной сборки расчетную температуру металла следует принимать по 5.2.2.1; при толщинах от 10 до 14 мм включ. понижают на 5 °С; то же — при толщинах свыше 14 мм — на 10 °С.

5.2.3 Требования к ударной вязкости

5.2.3.1 Требования к ударной вязкости стали для элементов основных конструкций групп А и Б назначаются в зависимости от группы конструкций, расчетной температуры металла, механических свойств стали и толщины проката.

5.2.3.2 Для элементов основных конструкций группы А из стали с гарантированным минимальным пределом текучести 390 МПа и менее температуру испытаний необходимо определять по номограмме (см. рисунок 2) с учетом предела текучести стали, толщины металлопроката и расчетной температуры металла. При использовании стали с пределом текучести более 390 МПа температуру испытаний следует принимать равной расчетной температуре металла.

Для основных конструкций групп Б1 и Б2 температура испытаний определяется по номограмме (см. рисунок 2) с повышением данной температуры на 10 °С.

5.2.3.3 Для элементов конструкций групп А и Б1 обязательным является определение значения ударной вязкости KCV, а для элементов группы Б2 — KCU, при заданной (см. 5.2.3.2) температуре испытаний.

Нормируемые значения ударной вязкости KCV и KCU листового проката на поперечных образцах зависят от гарантированного минимального предела текучести стали. Для стали с пределом текучести 360 МПа и менее ударная вязкость должна быть не менее 35 Дж/см 2 ; для стали с более высоким пределом текучести — не менее 50 Дж/см 2 .

5.2.3.4 Нормируемое значение ударной вязкости фасонного проката на продольных образцах назначается в зависимости от класса прочности стали не менее значений, представленных в 5.2.3.3, плюс 20 Дж/см 2 .

5.2.3.5 Дополнительные требования по углеродному эквиваленту (см. 5.2.1.5), механическим свойствам (см. 5.2.1.6), твердости металла сварного соединения (см. 5.2.1.8) и ударной вязкости (см. 5.2.3) должны быть указаны в проектной документации (спецификации на металлопрокат).

Рисунок 2. График определения температуры испытания с учетом предела текучести, расчетной температуры металла и толщины листов (пунктирной линией показан порядок действия)

25 Ноября 2011 г.

«Сайтмедиа» —
Создание сайта