Ремонт резервуара РВС 20000 м. куб. на ЛПДС «Володарская»

В качестве номинальной толщины δном каждого пояса стенки выбирается значение большей из двух величин, округленное до ближайшего значения из сортаментного ряда листового проката.

             δном ≥ max{δe + Ci +Δ; δкс},                                                                            

где    Сi - припуск на коррозию(5% от δe ), мм;

Δ - фактическое значение минусового допуска на толщину листа, Δ =0,2 мм;

δкс - минимальная конструктивно необходимая  толщина стенки.

 
                                         Решение:

Исходные данные:

- РВС 20 000 ;

-количество поясов n=8:

-высота резервуара Н=11,94 м;

-диаметр резервуара D=45,6 м;

-плотность жидкости (нефти) кг/м3 ;

-предел текучести  т = 350 МПа.

1. По формуле (3.2) определим расчетное сопротивление материала стенки резервуара по пределу текучести

 

  = =296.925 МПа.

2.По формуле (3.1) определим минимальную  толщину стенки резервуара для  условий эксплуатации по формуле

 
 

 

 

Для 1- го пояса: Для 1- го пояса: 
δ1= =0,01115746 м. = 11,15 мм. 
 
Для 2- го пояса: 
δ2= =0,087388 м. = 8,738 мм. 
 
Для 3- го пояса: 
δ3= =0,0072542 м. =7,254 мм. 
 
Для 4- го пояса: 
δ4= =0,0059998 м. = 5,999 мм. 
 
Для 5- го пояса: 
δ5= =0,0047457 м. = 4,745 мм. 
 
Для 6- го пояса: 
δ6= =0,0034914 м. = 3,491 мм.

 
Для 7- го пояса: 
δ7= =0,0022371 м. = 2,237 мм. 

 

 
Для 8- го пояса: 
δ8= =0,00098292 м. = 0,982 мм. 
 
 
 
3. По формуле (3.3) определим номинальную толщину стенки резервуара: 
 
Для 1- го пояса: δном  ≥ max {11,15+0,5575+0,2;11}=11,9075;11≈ 12мм. 
 
Для 2- го пояса: δном  ≥ max {8,738+0,4369+0,2;11}=9,3749;11≈ 10мм. 
 
Для 3- го пояса: δном  ≥ max {7,254+0,3627+0,2;11}=7,8167;11≈ 8мм. 
 
Для 4- го пояса: δном  ≥ max {5,999+0,2999+0,2;11}=6,49895;11≈ 7мм. 
 
Для последующих поясов ( с 5 – по 8-й) принимаем толщину стенки 11 мм. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

Новые подходы и технологии ремонта резервуаров с пригрузами. Применение композитных материалов и холодной сварки при ремонте пригруза.

4.1.Основные понятия.

Наиболее широкое применение в различных областях техники нашли методы безогневого ремонта, основанные на использовании композитных материалов. Ремонт резервуаров с использованием композитных материалов наиболее актуален в тех областях, где невозможно применить сварку.

Ремонт резервуаров традиционно производится при помощи ручной дуговой сварки. Но существуют такие узлы, где применение традиционных технологий с использованием ручной дуговой сварки осложняется многими факторами: воспламенение паров нефтепродуктов, зачистка и т.д. Таковыми узлами являются пригрузы (рис.4.1).

Пригруз резервуара представляет собой цилиндрическую или в виде призмы сварную конструкцию, расположенную на днище резервуара, и служащую для балластировки резервуара.  Полость пригруза заполнена бетоном. Подобный элемент конструкции применяется на резервуарах, установленных в береговой зоне, а также в северных районах. В северных  районах перепады температур могут привести к деформациям основного металла днища, которые в свою очередь могут привести к потере устойчивости самого резервуара.

Во время эксплуатации резервуара пригруз подвержен значительным гидростатическим (давление столба жидкости) и динамическим (воздействие перемещения днища) нагрузкам, также имеет место коррозионный и эрозионный износ. При изготовлении имеют место нарушения технологии сборки и сварки. Вследствие этих и многих других факторов на пригрузе образуются поверхностные и сквозные дефекты, многие из них являются недопустимыми.

Рис. 4.1. Пригруз резервуара.

 

Ремонт с применением сварки осложняется тем, что даже при полной дегазации резервуара, пары нефтепродуктов остаются внутри пригруза и могут служить причиной взрыва при огневых работах. При использовании же композитных материалов на основе металлополимеров при соблюдении техники безопасности можно избежать воспламенения и  взрыва паров нефти и нефтепродуктов.

4.2. Применяемые материалы. Технология ремонта с использованием композитных материалов.

Для ремонта стенки и крыши, стальных пригрузов резервуаров рекомендуется использовать следующие материалы:

РЭМ-Сталь (фирма «Порсил Лтд» Россия); металлополимер «Сталь-керамика» (фирма «ЛЕО» Россия); Меtа1-Тесh SG (фирма «Тhortex» Великобритания); Belzona 1111 (фирма «Belzona» США); Мультиметалл-Рапид (фирма «Линкон-Диамант» Германия).

Композитные материалы составлены на эпоксидной основе и содержат от 65% до 92% мелкодисперсного металлического компонента.

Технология применения указанных материалов на объектах нефтяной и газовой промышленности согласована с Ростехнадзором России.

При ремонте сквозных и несквозных плоскостных или линейных дефектов выполняют следующие операции:

 

- инструментальную оценку размеров  дефекта и толщины стенки ремонтируемого  элемента конструкции в зоне  дефекта;

- подготовку дефекта к ремонту;

- разметку ремонтируемого участка;

- грунтование композитным материалом  ремонтируемого участка и заполнение  корневой части дефекта;

- послойное заполнение полости  дефекта композитным материалом;

- грунтование композитным материалом  металлической накладки;

- нанесение слоя композитного  материала толщиной 4-5 мм на ремонтируемый участок и  если требуется (для армирования ремонтного слоя) установка с натягом металлической накладки на ремонтируемом участке, выдавливая при этом избыточный материал из-под накладки;

- формирование заделки на ремонтируемом участке;

- при температуре окружающего  воздуха ниже плюс 5°С проводятся  дополнительные мероприятия по  поддержанию необходимой температуры  и влажности в процессе отверждения материала.

 

Рис 4.2. Схема ремонта сквозного дефекта без закладки детали

1- ремонтируемая деталь;

                                           2- заделка.

 

4.3. Взаимодействие композитных материалов с ремонтируемой поверхностью.

Природа взаимодействия полимеров с частицами измельченных металлов состоит в обволакивании их полимерами, которые образуют сложные полимерные цепи, обеспечивая высокую адгезию композитов.

Нанося пастообразные композиты на металлы, пластмассы, керамические изделия, за счет адгезионных свойств удается герметизировать повреждения, нарастить изношенный металл, ликвидировать коррозионные и эрозионные дефекты. После перемешивания и нанесения пастообразных композиций они твердеют в естественных условиях за 2-3 мин (материалы "Рапид") или в течение 2-3 ч (материалы стандартной модификации). После отвердевания высоконаполненные композиты приобретают основные свойства металлов - цвет, структуру, возможность механической обработки - шлифовки, фрезеровки, сверления, полирований, нанесения различных покрытий. При этом материалы приобретают новые качества, главное из которых - антикоррозионное свойство.

 

4.4. Преимущества и недостатки применения композитных материалов при ремонте пригруза.

Особую ценность такие методы представляют благодаря возможности проведения ремонта без применения огневых работ.

Эффективность композитов обусловлена: полным отсутствием остаточных напряжений при отвердевании; высокой химической стойкостью к различным агрессивным жидким и газообразным средам; улучшением эксплуатационных свойств; относительной дешевизной в сравнении с традиционными способами ремонтно-восстановительных работ; простотой и удобством их применения.

Благодаря специально подобранным компонентам эти материалы сохраняют свои характеристики на протяжении длительной эксплуатации при значительных изменениях температур, влажности, циклических нагрузках и вибрации. Исследования подтвердили, что даже в жестких условиях эксплуатации долговечность выполненных ремонтов составляет минимум 10 лет.

При проведении исследований были выявлены следующие недостатки:

Т.к. конструкция резервуара с пригрузом типична для северных районов при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5°С необходимо проводить дополнительные мероприятия по поддержанию необходимой температуры и влажности в процессе отверждения материала. Рекомендуется применять безогневые инструменты для поддержания требуемой температуры - тепловые пушки, промышленные фены и т.д

4.5. Вывод.

Применение композитных материалов при ремонте пригруза резервуара решает проблему безопасности ремонта, даёт экономический эффект, упрощает сам ремонт, а также делает конструкцию пригруза и его соединения более надежными.

 

 

 

 

 

 

5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

ОХРАНА ТРУДА И ТРЕБОВАНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕМОНТЕ РЕЗЕРВУАРА

  Меры пожарной безопасности и безопасных условий труда определяются исходя из конкретных условий проведения ремонтных работ, при условии строго исполнения действующих норм и правил по пожарной безопасности и охране труда.

  К огневым работам относятся производственные операции, связанные с применением открытого огня, новообразованием и нагреванием до температуры, способной вызвать воспламенение материалов и конструкций (электрическая и газовая сварка, бензиновая, керосиновая или кислородная резка, кузнечные и котельные работы с применением паяльных ламп и разведением открытого огня).

  Ответственность за обеспечение мер пожарной безопасности при проведении огневых работ возлагается на руководителя предприятия, а также лиц, в установленном порядке назначенных ответственными за обеспечение пожарной безопасности.

  К производству огневых работ допускаются работники, выдержавшие испытания по специальной подготовке и имеющие соответствующие квалификационные удостоверения и талоны по охране труда и пожарной безопасности.

Огневые работы следует производить в светлое время суток (за исключением аварийных ситуаций) по письменному разрешению технического руководителя (начальника, заместителя начальника ЛПДС, НП, НС, согласованному с начальником пожарной службы).

  Выполнение огневых работ проводится только после оформления наряда-допуска на проведение работ повышенной опасности.

 Для организации подготовки и проведения огневых работ назначаются работники из числа инженерно-технического персонала, ответственные за проведение мероприятий, обеспечивающих

 

 

 

пожаровзрывобезопасность подготовительных и огневых работ.

 Огневые работы можно производить только после выполнения всех подготовительных мероприятий, обеспечивающих полную безопасность работ.

При проведении огневых работ рабочие должны быть обеспечены спецодеждой не имеющей следов нефтепродуктов, защитными масками (очками) и другими специальными средствами защиты.

 При проведении огневых работ на рабочем месте должны быть размещены первичные средства пожаротушения.

 Огневые работы производятся только в присутствии ответственного за выполнение этих работ.

При проведении огневых работ в резервуаре все люки (лазы) должны быть открыть.

Все роботы в резервуаре должны контролироваться снаружи работниками (не менее двух), прошедшими инструктаж и имеющими шланговый противогаз.

 При проведении огневых работ баллоны со сжатым, сжиженным и растворенными газами не должны иметь контактов с электропроводящими кабелями.

 Огневые работы должны проводиться исправным инструментом и заземленным сварочным оборудованием. Запрещено использовать приставные лестницы. Во время проведения огневых работ в резервуаре любые другие работы запрещены.Огневые работы должны быть немедленно прекращены при обнаружении несоблюдения мер безопасности, предусмотренных в наряде-допуске на огневые работы, появления в воздухе рабочей зоны паров нефтепродукта или горючих газов, а также возникновении опасной ситуации.

   Ответственный за проведение огневых работ, при возникновении опасной ситуации, должен быть немедленно оповещен.

По окончании огневых работ место их должно быть тщательно проверено и очищено от раскаленных огарков, окалины или тлеющих предметов, а при необходимости залито водой.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. ГОСТ 23118-99 (Конструкции стальные строительные. Общие технические условия).
2. ВРД 39-1.10-013-2000 руководящий документ по применению композитных материалов фирмы «порсил лтд» (г. Санкт-петербург) для ремонтных работ на объектах нефтяной и газовой промышленности.
3. Земенков Ю.Д., Малюшин Н.А. Резервуары для хранения нефтей и нефтепродуктов. Тюмень, 1998, 296с.
4. Транспорт и хранение нефти и газа в примерах и задачах: Учебное пособие. Под редакцией Ю.Д. Земенкова, СПб.: Недра, 2004, 544с.
5. Иванов В.А, Рябков А.В, Кузьмин С.В. Типовые расчёты по сооружению промысловых и магистральных трубопроводов: Учебно – методическое пособие, - Тюмень: ТюмГНГУ,  2005. – 75 с.
6. Новосёлов В.В, Иванов В.А, Шутов В.Е. и др. Резервуары для хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов. - М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. – 365 с.
7. ПБЭ НП-2001 «Правила безопасной эксплуатации и охраны труда для нефтеперерабатывающих производств».
8. РД 153-39.4-078-01 «Правила технической эксплуатации резервуаров магистральных нефтепроводов и нефтебаз».
9. РД 08-95-95 «Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов. » (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 25.07.1995 N 38) (вместе с «Типовой программой полного технического диагностирования резервуара»).