Вертикальные резервуары

1. Вертикальные резервуары

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ
РЕЗЕРВУАРЫ
1
Подготовили студентки группы СТ-460034 ПГС 3
Радченко Т.А.
Мостовских Д.С.
Паликова М.Е.

2. Вертикальные резервуары

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
• Одним из важнейших
элементов
функционирования
промышленных
производств являются
резервуары.
Предназначение
резервуаров состоит в
приеме, хранении и
выдаче различных жидких
(таких как вода, нефть,
масла, бензин, керосин и
т.д.) и газообразных сред.

3. Резервуар вертикальный стальной 

РЕЗЕРВУАР ВЕРТИКАЛЬНЫЙ
СТАЛЬНОЙ
• вертикальная ёмкость, наземное объёмное
строительное сооружение, предназначенное для
приёма, хранения, подготовки, учёта
(количественного и качественного) и выдачи жидких
продуктов.
3

4. Применение

ПРИМЕНЕНИЕ
• приём, хранение, выдача и учёт (количественный
и качественный) нефтесодержащих стоков,
нефти и нефтепродуктов;
• хранение и отстой пластовой воды и
механических примесей;
• хранение пожарной или питьевой воды;
• хранение жидких пищевых, агрессивных
химических продуктов, минеральных удобрений;
• смешение нефти и нефтепродуктов;
4

5. Классификация

КЛАССИФИКАЦИЯ
• По методам изготовления и монтажа листовых
металлоконструкций
o в рулонном исполнении
o полистовом исполнении
o комбинированном исполнении .
• По назначению
o сырьевые резервуары
o технологические резервуары
o товарные РВС
• По способу изготовления поясов
o свариваются пояса ступенчато;
o привариваются встык;
o изготавливаются телескопически.
5

6. Класс опасности

КЛАСС ОПАСНОСТИ
• класс I — резервуары
объёмом более 50 000 м3;
• класс II — резервуары
объёмом 20 000 — 50 000
м3 включительно, также
резервуары объёмом 10 000
— 50 000 м3 включительно;
• класс III — резервуары
объёмом 1 000 — менее 20
000 м3;
• класс IV — резервуары
объёмом менее 1 000 м3.
• Класс опасности (учитывается
при назначении):
• специальных требований к
материалам, методам
изготовления, объёмам
контроля качества;
• коэффициентов надёжности
по ответственности.
6

7. Технические параметры

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
• Уровень
ответственности
сооружения;
• Класс опасности
резервуара
• Общий срок службы
резервуара
• Расчётный срок
службы резервуара
7

8. Конструкции резервуара

КОНСТРУКЦИИ РЕЗЕРВУАРА
• несущие: стенка, включая врезки патрубков и люков,
окрайка днища, бескаркасная крыша, каркас и
опорное кольцо каркасной крыши, анкерное
крепление стенки, кольца жёсткости;
• ограждающие: центральная часть днища, настил
стационарной крыши, плавающая крыша, пантон. 8

9. Оборудование резервуаров

ОБОРУДОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ
1 — клапан дыхательный совмещенный КДС,
2 — клапан дыхательный механический КДМ,
3 — клапан аварийный АК,
4 — совмещённый механический дыхательный
клапан СМДК,
5 — клапан дыхательный механический КДМ50,
6 — патрубок вентиляционный ПВ,
7 — люк замерный ЛЗ,
8 — люк монтажный ЛМ,
9 — люк световой ЛС,
10 — генератор пены средней кратности
ГПСС,
11 — пробоотбоник плавающий
резервуарный ПП,
12 — пробоотборник стационарный
резервуарный органного типа ПСР ОТ,
13 — пробоотборник стационарный
секционный резервуарный ПСР,
14 — механизм управления хлопушкой
боковой МУ-1,
15 — механизм управления хлопушкой
верхний МУВ,
16 — хлопушка ХП,
17 — приёмораздаточное устройство ПРУ,
18 — кран сифонный КС,
19 — люк-лаз ЛЛ,
20 — приёмораздаточный патрубок ПРП.
9

10. Оборудование резервуаров

ОБОРУДОВАНИЕ РЕЗЕРВУАРОВ
10

11. Надёжность

НАДЁЖНОСТЬ
• Основные параметры, обеспечивающие
надёжность :
o характеристики сечений несущих ограждающих
конструкций, свойства стали;
o качество сварных соединений;
o допуски при изготовлении и монтаже элементов
конструкций.
11

12. Срок службы

СРОК СЛУЖБЫ
• Общий срок службы резервуаров
обеспечивается выбором материала, учётом
температурных, силовых и коррозионных
воздействий, нормированием дефектов сварных
соединений, оптимальных конструктивных
решений металлоконструкций, основания и
фундаментов, допусками на изготовление и
монтаж конструкций,
способов антикоррозионной защиты и
назначением регламента обслуживания.
12

13. Эксплуатация

ЭКСПЛУАТАЦИЯ
• Категория условий эксплуатации зависит от
температуры, влажности воздуха, давления
воздуха или газа с учётом высоты над уровнем
моря, солнечного излучения, дождя, ветра, смены
температуры и т. д.
• Эксплуатация резервуаров осуществляется в
соответствии с инструкцией по надзору и
обслуживанию, утверждённой руководителем
эксплуатирующего предприятия
13

14. Диагностика

ДИАГНОСТИКА
• Двухуровневое диагностирование резервуаров
включает в себя:
o частичное диагностирование (без выведения из
эксплуатации);
o полное диагностирование (с выводом из
эксплуатации, очисткой и дегазацией).
o Первое частичное диагностирование проводится:
o через три года после ввода в эксплуатацию — для
резервуаров I и II классов опасности;
o через четыре года — для резервуаров III класса
опасности;
o через пять лет — для резервуаров IV класса
опасности
14

15. Нагрузки и воздействия

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
• К постоянным нагрузкам относятся нагрузки от
собственного веса элементов конструкций
резервуаров
• К временным длительным нагрузкам относятся:
o - нагрузка от веса стационарного оборудования;
o - гидростатическое давление хранимого продукта;
o - избыточное внутреннее давление или относительное
разряжение в газовом пространстве;
o - снеговые нагрузки с пониженным нормативным
значением;
o - нагрузка от веса теплоизоляции;
o - температурные воздействия;
o - воздействия от деформаций основания, не
сопровождающиеся коренным изменением
структуры грунта.
15

16. Нагрузки и воздействия

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
• К временным кратковременным нагрузкам относятся:
o - ветровые нагрузки;
o - снеговые нагрузки с полным нормативным значением;
o - нагрузки от веса людей, инструментов, ремонтных
материалов;
o - нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении,
транспортировке и монтаже конструкций резервуара.
• К особым нагрузкам относятся:
o - сейсмические воздействия;
o - аварийные нагрузки, связанные с нарушением
технологического процесса;
o - воздействия от деформаций основания,
сопровождающиеся коренным изменением структуры
грунта;
o - нагрузки, возникающие в процессе стихийного бедствия.
16

17. Сбор нагрузок на покрытие резервуара

СБОР НАГРУЗОК НА ПОКРЫТИЕ
РЕЗЕРВУАРА
№ п/п
Наименование
нагрузки
Нормативное
значение нагрузки,
кН/м2
Коэффициент
надёжности по
нагрузке, гx
Расчетное значение
нагрузки, кН/м2
Постоянные
1.
Стальной лист с
полимерным
покрытием (0,2 мм)
0,15
1,05
2.
Утеплитель жесткие
минераловатные
плиты 9150 мм)
0,45
1,1
3.
Стальной
профилированный
настил (Hгофы=75 мм)
0,15
1,05
1,2
0
1,2*0*1,4=0
0,7
1,3
0,7*1,3=0,91
0,5*1,05=0,1575
0,45*1,1=0,495
0,5*1,05=0,1575
Временные
1.
2.
ИТОГО:
Снеговые
(II снеговой район)
Прочие
1,72
17

18. Ветровая нагрузка

ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА
qн=qо * k * c
где:
• qо - нормативное значение ветрового давления (зависит от ветрового
района);
• k- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по
высоте;
• c- аэродинамический коэффициент, учитывающий конфигурацию
сооружения, определяется по схемам СНиП.
Значения коэффициента k.
Высота z, м
Коэффициент k
15
0.5
10
0.65
20
0.85
18

19. Ветровая нагрузка

ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА
При в=15є Се = +0,8 - аэродинамический коэф. с наветренной стороны;
При в=30є Се = +0,4 - аэродинамический коэф. с наветренной стороны.
При в=45є Се = -0,2 - аэродинамический коэф. с наветренной стороны.
При в=135є Се = -0,2 - аэродинамический коэф. с подветренной стороны.
При в=150є Се = +0,2 - аэродинамический коэф. с подветренной стороны.
При в=175є Се = +0,3 - аэродинамический коэф. с подветренной стороны.
Наветренная сторона:
qн=qо*k*Се=60*0.5*(+0,8)=24кГс/м
qн=qо*k*Се=60*0.65*(+0,4)=15.6кГс/м
qн=qо*k*Се=60*0.85*(-0,2)=-10.56кГс/м
Подветренная сторона:
qн=qо*k*Се=60*0,5*(+0,3)=9кГс/м
qн=qо*k*Се=60*0.65*(+0,2)=7.8кГс/м
qн=qо*k*Се=60*0.85*(-0,2)=-10.2кГс/м
Эпюра ветровых нагрузок.
19

20. Технологическая нагрузка

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА
где
• с - плотность бутана при нормальных условиях;
• g - ускорение свободного падения;
• h - высота резервуара.
• с=2,70 кг/м3
• g=9.8 м/с2
• h=16 м
Подставляя, получаем:
20

21. Область допускаемых нагрузок на патрубки

ОБЛАСТЬ ДОПУСКАЕМЫХ НАГРУЗОК
НА ПАТРУБКИ
21

22. уравнение Лапласа

УРАВНЕНИЕ ЛАПЛАСА
22

23. Быстрозатухающие изгибающие моменты

БЫСТРОЗАТУХАЮЩИЕ ИЗГИБАЮЩИЕ
МОМЕНТЫ
23

24. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
• 1.1 Исходные данные к
расчету
o 1. Диаметр резервуара D =
12 м = 12000 мм.
o 2. Высота резервуара H = 12
м = 12000 мм.
o 3. Высота пояса Hп = 3 м =
3000 мм.
o 4. Удельный вес жидкости в
резервуаре γ = 12500 Н/м3 =
12,5 × 10-6 Н/мм3.
o 5. Избыточное давление над
поверхностью жидкости ризб =
0,005 МПа
o 6. Материал резервуара –
Ст3 ГОСТ 380-88
24

25. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
• 1.2 Расчет толщины стенки резервуара
Исполнительная толщина стенки резервуара
определяется по формуле
где D – диаметр резервуара, мм
р – расчетное давление, МПа
[σ] - допускаемое напряжение материала, МПа
с – прибавка на коррозию, мм
φ - коэффициент прочности сварного шва
25

26. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
В рассматриваемом случае:
Прибавка на коррозию определяется по формуле
где c1 – прибавка на коррозию, мм;
c2 = 0,4 ÷ 0,8 мм – прибавка на минусовой допуск листа, мм;
c3 – конструктивная прибавка, мм;
Принимаем c1 = 1 мм;
Принимаем c2 = 0,8 мм.
с = c1 + c2 + c3 = 1 + 0,8 + c3 = 1,8 + c3 мм
Сварку резервуара принимаем ручную, значит φ = 0,95
Для материала резервуара стали Ст3 ГОСТ 380-88 допускаемое
напряжение [σ] = 160 МПа
26

27. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
Расчетное давление определяется по формуле
где Нi – высота гидростатического столба жидкости
для рассматриваемого пояса, мм
27

28. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
• 1.2.1 Расчет толщины стенки первого пояса
резервуара
Из рисунка 1 видно, что H1 = H = 12000 мм,
следовательно,
Окончательно имеем:
Принимаем s1 = 8 мм
28

29. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
• 1.2.2 Расчет толщины стенки второго пояса
резервуара
Из рисунка 1 видно, что H2 = H - Hп = 12000 - 3000 =
9000 мм, следовательно,
Окончательно имеем:
Принимаем s2 = 8 мм
29

30. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
• 1.2.3 Расчет толщины стенки третьего пояса
резервуара
Из рисунка 1 видно, что H3 = Н - 2 × Hп = 12000 - 2 ×
3000 = 6000 мм, следовательно,
Окончательно имеем:
Принимаем s3 = 6 мм
30

31. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
• 1.2.4 Расчет толщины стенки четвертого пояса
резервуара
Из рисунка 1 видно, что H4 = Hп = 3000 мм,
следовательно,
Окончательно имеем:
Принимаем s4 = 4 мм
31

32. Расчет вертикального цилиндрического резервуара

РАСЧЕТ ВЕРТИКАЛЬНОГО
ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕЗЕРВУАРА
Вывод:
• толщина стенки первого пояса s1 = 8 мм
• толщина стенки второго пояса s2 = 8 мм
• толщина стенки третьего пояса s3 = 6 мм
• толщина стенки четвертого пояса s4 = 4 мм
• толщина стенки днища sд = s1 = 8 мм
• толщина стенки крыши sк = s4 = 4 мм
32

33. Пример Расчета Круглый цилиндрический резервуар емкостью 2000 м³

ПРИМЕР РАСЧЕТА
КРУГЛЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР ЕМКОСТЬЮ 2000 М³
33

34.

34

35.

35

36.

36

37.

37

38.

38

39. Особенности вертикальных цилиндрических резервуаров из стали

ОСОБЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ ИЗ СТАЛИ
39

40. Особенности вертикальных цилиндрических резервуаров из стали

ОСОБЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ ИЗ СТАЛИ
• геометрические характеристики сечений несущих и ограждающих
конструкций;
• марки и показатели стали;
• требования к сварным соединениям, в том числе методы их контроля;
• допуски, разрешенные на стадии производства и монтажа РВС.
• разрешает изготавливать и монтировать методом рулонирования
только резервуары вместимостью менее 10 тыс. куб. м;
• рекомендует использовать при сварке листовых элементов стен и
днищ двусторонний стыковой шов с полным проваром;
• ограничивает размер конусообразной бескаркасной крыши
диаметром 12,5 метров, а угол ее наклона величиной от 15° до 30°;
• требует 100% контроля качества всех операций, выполняемых в ходе
производства емкостных элементов.
40

41. Особенности вертикальных цилиндрических резервуаров из стали

ОСОБЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ ИЗ СТАЛИ
• последовательность монтажа и сварки резервуара;
• мероприятия, гарантирующие необходимые прочностные параметры,
неизменяемость и устойчивость сосуда на период его сборки и установки в
проектное положение;
• требования к качеству укрупнительной сварки, виды и количество
контролируемых сварных швов;
• технологическая карта на последующие испытания емкости.
41

42. Особенности вертикальных цилиндрических резервуаров из стали

ОСОБЕННОСТИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ ИЗ СТАЛИ
42

43. KAHoot.it

KAHOOT.IT
43