Резервуары для битума и битумных материалов

Хранение битумных материалов

Битум и битумные материалы — распространённые и дорогостоящие продукты. Они используются во всех сферах строительства, а также в качестве компонентов строительных материалов.

Битумы представляют собой компоненты нефти с высокой температурой кипения. Это углеводороды с большой молекулярной массой, асфальтены и смолистые вещества. Битумные фракции выделяют их тяжёлых остатков переработки нефти.

Все вещества, входящие в состав битумов обладают не только высокой температурой кипения (более 200-350С), но и большой вязкостью даже при больших температурах.

При воздействии кислорода воздуха, а также при значительных температурных колебаниях битумы подвержены процессам осмоления.  В результате образуются устойчивые твёрды и аморфные соединения, которые не разжижаются и при значительном увеличении температуры.

При хранении битумов процессы осмоления с образованием неразжижаемых остатков и осадков различают:

1. Поверхностные процессы с образованием корок на поверхности;
2. Пристеночные явления с образованием плохо растворимых «шуб»;
3. Осадочные процессы с образованием трудно удаляемых остатков.

Каждый случай застывания большинства вязких продуктов приводит к частичной потере их свойств. Это происходит потому, что при застывании образуются полимеры, которые не разрушаются при последующем нагревании. Битумы хранят при постоянной температуре в зависимости от марки в соответствии с ТУ. Температура хранения обычно лежит в пределах 50-70 С.

Требования к резервуарам для хранения битумов

Резервуары для хранения вязких материалов должны соответствовать всем требованиям к сосудам для жидких продуктов соответствующего класса опасности. Кроме общих требований к таким сосудам применяются и другие, обусловленные свойствами битумов:

1. Резервуары обеспечиваются устройствами подогрева с соответствующими характеристиками;
2. Конструкция сосуда должна обеспечивать регламентированный контакт с воздухом или инертным газом, заданную величину газовой подушки;
3. Стенки сосуда выполняются с учётом свойств битумных смесей, температур окружающей среды, тепловых эффектов и необходимой теплоизоляции;
4. В соответствии с объёмами загрузки, схем погрузки и выгрузки, необходимости периодического перемешивания, внутреннее устройство резервуара может быть поделено на секции.

Проектирование резервуаров

При складировании битумов возникают различные технологические задачи:

1. Раздельное содержание различных сортов;
2. Организация периодического перемешивания;
3. Загрузка и выгрузка содержимого в заданных объёмах с заданной скоростью.
4. Объёмы хранения, параметры загрузок и выгрузок, марки конкретных продуктов и их количества определяют конструкцию резервуаров, их оснащение и вариант обвязки. Практически все резервуары для хранения высоковязких жидких продуктов имеют цилиндрическую форму основной части. По расположению оси цилиндра в пространстве они бывают вертикальными или горизонтальными. Обе конструкции имеют преимущества и недостатки.

Один из важных аспектов проектирования — вариант сборки сосуда на объекте. Так как большинство сосудов для хранения вязких продуктов имеют большие объёмы, чаще всего применяются два способа сборки:

1. Сборка на месте из заготовленных сегментов;
2. Рулонная заводская подготовка обечаек к транспортировке с последующей размоткой до нужных геометрических размеров на объекте.

Подогреватели для битумных хранилищ

Эффективность работы каждого резервуара для хранения битумов и других вязких продуктов  зависит не только от его конструкции, но и от оснащения основными техническими средствами. Подогреватели рассчитываются и конструируются таким образом, чтобы с наименьшими затратами обеспечить:

1. Поддержание заданного диапазона температур, соответствующего условиям хранения с учётом климатических факторов;
2. Нагрев всего объёма или его части с требуемой скоростью до температуры хранения, перемешивания или перекачки;
3. Конвективное перемешивание заданного объёма (если требуется).

Температура хранения битумов обеспечивает их устойчивое состояние и сохранение свойств. Однако, в этом диапазоне продукты имеют слишком высокую вязкость. Транспортировка насосами при таких параметрах невозможна. При таких температурах невозможно и перемешивание хранимого объёма.

В зависимости от типов применяемых насосов и перемешивающих устройств для перекачки небольших количеств или организации перемешивания продуктов с высокой вязкостью достаточно нагреть их до температур порядка 90-110 С. Для интенсивного перемешивания, транспортировки, выгрузки с большой скоростью битумы нагревают до 140-180 С. При таких температурах продукты становятся менее вязкими и их транспортировка наиболее технологична. Однако, величина нагрева определяет мощность нагревателя и величину затрат на нагревание. Поэтому для эффективной работы склада необходим поиск оптимального соотношения затрат на нагрев и перекачки продуктов.

Конструкционные материалы

Битумы в основном состоят из тяжелокипящих нефтепродуктов с высокой вязкостью. Это химически инертные и не агрессивные вещества. В зависимости от марки в таких продуктах могут содержаться различные соли, серосодержашие вещества и другие коррозионно активные компоненты. Конкретный состав продуктов, планируемых к хранению определяет требования к коррозионной стойкости внутреннего материала резервуара и требования в внутреннему покрытию.

Другим важным аспектом выбора материалов для резервуаров является температурный режим. В зависимости от температур хранения и перекачек резервуары или отдельные узлы обвязки требуют тепловой изоляции.

Часто резервуары для хранения битумов и других продуктов высокой вязкости выполняются из многослойных листовых конструкций. Это позволяет снизить конечную стоимость с сохранением высоких эксплуатационных свойств.

Важную роль в эффективности работы складов играют внутренние и наружные покрытия резервуаров и трубопроводов обвязки. Они дополняют конструктивные параметры сосудов, а также продлевают срок их службы.