Этапы монтажа вертикальных резервуаров

 

Все резервуары рассчитываются и выполняются исходя из данных о климате и месте размещения готового изделия. Эти данные необходимы для подбора подходящего материала исполнения, влияющего на безопасность и срок службы металлоконструкций.

Установка резервуаров

До недавнего времени емкости собирали из отдельных стальных листов в виде вальцованных на заводе по проектному радиусу элементов. Сварка при этом производилась вручную, что не способствовало качеству соединений. Также большой объем работ производился на открытом воздухе и зависел от времени года и метеоусловий.

В настоящее время наиболее часто изготовление емкостей происходит рулонируемым способом. Это означает что основные стальные элементы собираются из листов в полотнище в заводских условиях, а затем автоматической сваркой свариваются и сворачиваются в рулон, габарит которого удобен для транспортировки на место установки.

Существует несколько способов сборки резервуаров: рулонный метод, полистовой, метод подъема, подращивания и смешанный метод.

При рулонном способе намотка металлического полотна осуществляется на каркас шахтной лестницы. У этого технологического способа есть некоторые ограничения.

Так по ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные стальные для нефти и нефтепродуктов» стенки и днища цилиндрических резервуаров всех типов объемом 10000 м3 и более должны изготовляться и монтироваться методом полистовой сборки. При этом изготовленные прямоугольные заготовки от 1,8 до 3 метров шириной и до 12 метров в длину стыкуются с помощью сварки на месте установки объекта.

Такие стальные пласты более 14 мм толщиной при сворачивании в рулон приобретают большие остаточные деформации, что затрудняет или даже делает невозможным их использование при рулонируемом способе. В таком случае выбирают полистовой метод.

Если говорить о способах транспортировки рулонированных конструкций на место объекта, то, в силу больших размеров и большой длины, обычно они перевозятся на железнодорожных платформах четырехосного типа с максимальной грузоподъемностью не менее 60 т.

Но несмотря на все сложности этот метод строительства является экономически более эффективным, в сравнении с полистовым вариантом.

Рулонирование является индустриальным методом. Его применение позволяет технологически совершать меньше сварных соединений на площадке и механизировать их. Это позволяет сократить количество крепежных приспособлений, трудоемкость сооружения цилиндрических конструкций, сроки строительства, повысить производительность труда и снизить объем строительных работ.

Подготовительные работы

Приемка основания

До начала строительства стальной емкости производят приемку её основания. Подготовка основания зависит от массы будущей конструкции и качества грунта. Если почва не обладает достаточной несущей способностью, производится усиление грунта за счет уплотнения или его замены вместе с отводом грунтовых вод.

Устройство основания и фундамента является важным этапом, так как он влияет на равномерность и скорость усадки объекта, на сохранение его конструктивных форм и устойчивости.

Далее при приемке основания проверяют его соответствие проекту, разбивку осей, состояние гидроизоляционного слоя, горизонтальность поверхности. Предельные отклонения геометрии основания и фундамента не должны превышать требования ГОСТ 31385-2016.

 

Оснащение строительной площадки

По нормам безопасности площадку следует оснастить: средствами пожаротушения; водой для технических нужд; электричеством для работы ручного механизированного, сварочного и другого оборудования, работы кранов, механизмов, освещения зоны стройки. Также, если нет дорог до места строительства для доставки металлоконструкций, то должны быть обустроены временные подъездные пути и установлены бытовки для персонала задействованного в строительстве, определенно место складирования для сборки и хранения металлоконструкций. Площадку вокруг основания необходимо уплотнить для работы тяжелой техники и каких-либо механизмов.

Монтаж резервуаров для нефтепродуктов

Современные хранилища нефти и нефтепродуктов состоят из емкостей различного объема, которые располагаются в подземном или надземном положении. Требования к хранению нефтепродуктов и их физико-химические свойства диктуют свои нормы и ограничения при работе на площадке хранилища.

 

Все работы по установке емкостей, как вертикальных, так и горизонтальных, должны производиться в строгом соответствии с проектом производства работ ППР, технологической картой (ТТК) и проектом строительства, который является частью рабочей документации.

Перед началом всех монтажных работ первым должен быть разработан ППР, что связано с обязательным исполнением норм, предписанных к соблюдению на опасных объектах. Практически все нефтепродукты характеризуются пожарной и взрывной опасностью различных категорий.

Поэтому и нефтехранилища относятся к одной из категорий опасных технологических объектов. Любые действия и операции на таких объектах жёстко регламентируются нормативами и законодательными актами. Неисполнение существующих требований на опасных объектах влечет административную, а в ряде случаев уголовную ответственность лиц, виновных в нарушениях.

ППР учитывает не только меры безопасности. В плане отражаются все виды выполняемых операций, необходимые инструменты и материалы, трудозатраты и временные ресурсы. Поэтому грамотно составленный проект всегда позволяет качественно выполнить требуемый объем работ с минимальными затратами средств и времени. Это важный параметр, так как в период строительных работ часто приходится прекращать другие операции нормальной эксплуатации нефтехранилища.

Подготовительные работы включают в себя меры безопасности для охраны труда и окружающей среды, а также мероприятия по обеспечению контроля и другие обязательные требования, относящиеся к строительству на опасных объектах.

Все работы на производственной площадке выполняются только квалифицированным персоналом, имеющим соответствующую специальную подготовку. Монтажники оснащены специальным инструментом, средствами защиты, техническими приспособлениями и строительной техникой.

При проведении работ на опасных объектах все применяемые средства и механизмы должны соответствовать нормируемым параметрам и характеристикам. В соответствии с ППР огневые работы и другие виды операций, связанные с возможностью возгораний или искрения оформляются специальными допусками. Перед выполнением работ проводится анализ воздуха на наличие взрывоопасных компонентов.

При обустройстве обвязки резервуаров для нефтепродуктов особое внимание уделяется контролю качества. Существенную роль играют методы непрерывного контроля сварных соединений, контроль за выполнением предписанных норм, наблюдение за отклонениями от проектной и конструкторской документации. От соблюдения технических и нормативных требований зависит эффективность и срок дальнейшей эксплуатации промышленного парка нефтепродуктов.

Устройство дна резервуара

В зависимости от диаметра резервуара днище на площадку строительства может доставляться в виде одного и более элемента. Его части наматывают, как на один общий рулон, так и вместе со стенкой или настилом покрытия.

В случае, если дно имеет кольцевые окрайки, то сборку начинают с них. Листы окраек располагают на основу с учетом осей резервуара, контролируя размеры с помощью разметочного приспособления согласно проекта КМ, КМД и ППР. После контроля основных параметров (отсутствие хлопунов, соответствие зазоров, горизонтальность) проваривают радиальные соединения получившегося кольца.

Рулон с центральной частью днища разворачивают непосредственно на основание и затем перемещают полотнище в проектное положение с помощью тяговых механизмов или трактора. Допускается разворачивать полотно вне основания. Если на периферийных участках днища наблюдаются деформации, то их необходимо выправить

Когда все элементы займут свои положения, производят сварку полотнищ между собой и кольцевыми окрайками. Во время этого процесса необходимо следить за сохранностью формы основания и гидрофобного слоя от воздействия монтажных нагрузок.

При полистовом методе порядок сборки и сварки аналогичен порядку устройства резервуаров из рулонных заготовок. Элементы центральной части укладывают от центра к периферии с нахлестом согласно проекта КМ. Сначала сваривается шов длиной 10—15 см, затем делается отступ примерно на 1,5 метра и свариваются на ту же длину. После чего дают шву остыть и снова удлиняют его на 10-15 см.

Далее по образующей линии делаются окрайки, к которым приваривается ковер дна и первый пояс корпуса вертикального резервуара. Для того чтобы выдержать правильную геометрию используют специальные строительные приспособления, предусмотренные ППР.

По завершению сварки, на днище наносят разметку для дальнейшего монтажа стенки. В центре приваривают шайбу и размечают оси, положение осей стыков, место начального щита покрытия, места приварки приспособлений, ограничительных уголков и т.д.

Устройство стенки резервуара

Рулон стенки поднимают краном в вертикальное положение с опиранием на шарнир. Поднятый рулон должен занять положение из которого производят развертывание. Рулон можно поднять и без опорного шарнира - с помощью двух кранов. Установка рулонов в вертикальное положение производится с опиранием на шарнир краном, перемещающимся в процессе подъема по специально подготовленной площадке.

Технология подъема должна исключить нагрузки на стенку, способные ее деформировать. После её подъема в центре устанавливают и приваривают с помощью специальных упоров монтажную стойку, на которую в последующем будут опираться щиты покрытия при монтаже.

Развертывание рулона производят канатом при помощи трактора через монтажные приспособления, закрепленные на стенки. Необходимо следить, чтобы крепление скобы не работало на изгиб. По мере разворота стенку прижимают к предварительно приваренным ограничительным уголкам через 250-300 мм и прихватывают ее к днищу. В районе стыка уголки на расстоянии около 3 м в обе стороны приваривают после формообразования концов стенки. Для предотвращения потери устойчивости от воздействия ветровых нагрузок стенку закрепляют с помощью расчалок или щитов покрытия. Рулоны высотой 18 м разворачивают участками не более 2 м.

Когда разворот рулона завершен приступают, к формообразованию концов полотнищ. Как правило, при толщине стенки более 8 мм концы полотнищ имеют остаточные деформации, которые необходимо снять путем принудительного придания проектного радиуса специальными приспособлениями.

После того, как конец полотнища займет положение близкое к проектному, нахлест срезают и собираю монтажный стык путем сварки с использованием приспособлений, которые по завершению процесса установки снимаются.

При полистовой сборке резервуара листы соединяют между собой по периметру монтажными приспособлениями. Эти приспособления помимо закрепления листов должны обеспечивать необходимые зазоры в местах соединений между кромками, как по горизонтали, так и по вертикали. По мере монтажа необходимо контролировать совпадения кромок и зазоров, а также геометрическую форму стенки каждого пояса.

В процессе строительства следует строго соблюдать предусмотренную ППР очередность сборки листов, особенно первого пояса стенки резервуара. Для предотвращения развальцовки и деформации листы следует хранить в специальных кондукторах.

Когда из-за транспортных или производственных мощностей нет возможности свернуть рулон равного высоте стенки, применяют комбинированную сборку. В таком случае нижняя часть резервуара монтируется в виде полотна, а верхние пояса собираются полистовым способом.

Сооружение опорных колец и колец жесткости

Кольца жесткости служат для придания прочности и устойчивости емкости, а также для получения необходимой геометрии стенки. Верхнее ветровое кольцо может использоваться в качестве площадки обслуживания.

Элементы колец монтируют по мере разворота. Стенку в месте крепления кольца расчалками выводят в проектное положение, сверяют кривизну по отметке наружного диаметра, размеченной на днище, и затем приваривают. После установки последующей части, перед сваркой их между собой, проверяют отклонение стенки строительным теодолитом или по отвесам. Допускается вариант обустройства укрупненными блоками при помощи крана. При установке промежуточных колец по высоте стенки, их установка должна опережать установку верхнего кольца на 5-7м. При установке колец рекомендуется применять вертикальные самоходные подъемники.

Обустройство кровли

Монтаж крыши зависит от ее конструкции. Это может быть: стационарная каркасная крыша, крыша щитовая, крыша сферическая, конусная оболочка, плавающая крыша и конструкция с понтоном.

В случае использования монтажной стойки перед тем, как установить начальный щит проверяют ее вертикальность. Щиты устанавливают по мере разворота стенки. Щит опускают вершиной на центральную стойку, закрепляют болтами и затем опускают на стенку сосуда. Сферические щиты предварительно сваривают из частей на земле в оправках и лишь затем монтируют.

Покрытие типа коническая оболочка собирают на дне до установки стенки. На покрытие приваривают сразу все металлоконструкции типа патрубков, площадок обслуживания, ограждения. Затем собранную крышу убирают в сторону, разворачивают стенку и после этого готовое покрытие через обвязочный уголок устанавливают на стенку. Плавающая крыша и понтон также монтируются сразу после установки дна.

При разработке технологии сборки покрытия следует учитывать монтажные нагрузки на крышу резервуара и ее конструкций. Необходимо устанавливать временные связи, препятствующие возникновению перекоса и деформаций монтируемых элементов.

Установка вспомогательного оборудования

Заключительным, но не менее важным этапом, является монтаж металлоконструкций резервуара: ограждений, патрубков , лестниц, креплений теплоизоляции, молниеприемников , средств пожаротушения и т.д.

В последнюю очередь для доступа внутрь емкости устанавливаются люки-лазы с условным проходом 600мм, 800мм и овальные 600х900мм. Установка люков и патрубков осуществляется через усиливающие накладки, снабженные отверстием для проверки герметичности. Люки и все металлоконструкции следует выполнять с учетом требования по допустимым расстояниям между сварными швами.

Для предотвращения возникновения нештатной ситуации, резервуары рекомендуется оснащать:

• дыхательной аппаратурой, которая регулирует внутреннее давление и вакуум;

• приборами КИП и автоматикой;

• устройствами пожарной безопасности и водяного охлаждения;

• устройствами молниезащиты и защиты от статического электричества.

Все элементы крепления трубопроводов системы пожаротушения и других указанных систем управления должны быть приварены к стенке резервуара до проведения гидравлических испытаний.