Полистовой способ строительства
Полистовой способ строительства заключается в том, что непосредственно на строительной площадке изготавливаются и собираются все конструктивные элементы резервуара. Этот способ применяется только в случае необходимости монтажа резервуара в стесненных условиях, с ограниченной площадкой, например в центре резервуарного парка, когда невозможно использовать грузоподъемную и строительную технику.
Монтаж резервуара осуществлялся «снизу вверх», то есть с нижнего пояса до верхнего.
Сначала собирается на прихватках на готовом фундаменте днище. Сварка полотнища днища выполняется швами внахлест. Чтобы не деформировались листы днища от местного перегрева металла от электрической дуги, необходимо строго соблюдать установленный при проектировании режим проведения сварки. Обычно днише сваривается возвратно-поступательным способом, то есть сначала сваривается шов длиной 10—15 см, затем делается отступ примерно на 1,5 метра, и свариваются листы на ту же длину. Затем после остывания предыдущего стыка его вновь удлиняют на 10-15 см и дальше процесс сварки повторяется.
Следует учесть, что днище не испытывает нагрузки гидростатического столба жидкости (далее об этом будет сказано подробнее), она воспринимается фундаментом, поэтому толщина днища принимается с учетом скорости коррозии стали, которая будет зависеть в основном от агрессивности примесей, содержащихся в нефти или нефтепродуктах и наличия подтоварной воды. Обычно в резервуарах емкостью до 1000 м3 принимают толщину днища 4 мм, а большей емкости — 5—6 мм, чтобы увеличить межремонтный срок, связанный с заменой днища.
Следует также учитывать, что в резервуаре наиболее нагруженным является первый пояс и соответственно его толщина максимальная, например, у резервуаров РВС-5000 она составляет 12—14 мм. Приварить лист корпуса такой толщины к днищу, имеющему в два раза меньшую толщину, равнопрочным с металлом сварным швом невозможно, так как для определенной толщины металла должна соответствовать величина тока электрической дуги. Поэтому по образующей линии днища шириной 450-500 мм изготавливаются окрайки с толщиной металла близкой к толщине первого пояса корпуса, к которым приваривается ковер днища сварными швами внахлест и первый пояс корпуса резервуара двухсторонним швом.
Разная толщина поясов корпуса резервуара обусловлена тем, что гидростатическое давление на корпус резервуара на разной высоте неодинаково. Максимальное давление испытывает нижний пояс — его уторный шов, и это давление равно весу столба жидкости, залитой в резервуар. Минимальное давление равное нулю будет на высоте зеркала жидкости. Эпюра давлений представляет собой треугольник.
Перед сборкой корпуса на днище должна быть выполнена разметка образующей линии нижнего пояса резервуара. Эта линия обозначается с помощью чертилки и кернера.
Сборка корпуса осуществляется с применением стрелового крана небольшой грузоподъемности, обычно около 1 т или с помощью копра с электролебедками, которые устанавливаются на днище внутри резервуара. Собирается корпус из заранее заготовленных свальцованных листов. Для придания листам корпуса определенной кривизны они пропускаются через механические вальцы.
Схема распределения гидростатического давления по высоте резервуара
На рисунках показаны 3-валковые вальцы, состоящие из двух нижних валков, которые вращаются в подшипниках, установленных на стойках-опорах и верхнего валка, который может перемещаться по вертикали вверх-вниз и создавать по отношению к нижним валкам требуемый зазор. Листы пропускаются через образуемый зазор и прокатываются обычно три-четыре раза для создания необходимой кривизны. Радиус кривизны зависит от величины зазора межу подвижным и неподвижными валками.
Чертеж вальцев с тремя валками
1- станина; 2 и 3 - неподвижные стойки - опоры нижних валков; 4 - нижние валки;
5 - верхний регулируемый валок; 6- редуктор с приводом от электродвигателя;
7 - опора верхнева валка; 8 - хвостовик
Схема прокатки листов показана на рисунке ниже.
Вальцы с тремя и четырмя валками
а - трехвалковые с симметричным расположением валков; б - трехвалковые с односторонним расположением валков;
в - четырехвалковые с двумя боковыми валками; г - четырехвалковые с одним боковым валком
Сборка корпуса начинается с установки с помощью крана первого листа нижнего пояса и прихватки его к днищу резервуара пунктирным швом. После установки первого листа аналогичным способом устанавливаются и собираются остальные листы первого пояса с прихваткой листов по вертикале встык. На рисунке показана схема сборки резервуара с помощью стрелового крана, оснащенного электрическими лебедками.
Схема установки стрелового крана и монтажа корпуса
1 - трос лебедки подъема листов; 2 - трос лебедки подъема стрелы
Второй пояс монтируется и соединяется с первым сварным швом внахлест. Расположение второго пояса должно быть смещено по горизонтали по отношению к первому на половину длины листа, расположение листов третьего пояса должно быть таким же, как у первого. Это сочетание должно соблюдаться по всей высоте корпуса резервуара. Расположение второго пояса по вертикали, а также последующих поясов, может быть ступенчатым, телескопическим и встык. У резервуаров небольшой емкости до 1000 м3 пояса соединяются встык. У резервуаров большой емкости первые шесть поясов, как правило, располагаются ступенчатым или телескопическим способом, остальные встык. На рисунке приводится схема возможного расположения поясов.
Способы расположения поясов на резервуаре
а - ступенчатый; б - телескопический; в — в стык
В первых конструкциях резервуаров фермы были деревянными, а кровля из листовой кровельной стали. Впоследствии стали применяться металлические фермы с настилом из листовой стали толщиной 4,0 мм, собираемым на заклепках.
В настоящее время кровля резервуара настилается из тонколистовой стали толщиной 2,5 мм и сваривается электросваркой. Для монтажа кровли после сборки корпуса в центре резервуара устанавливается центральная стойка из стальной трубы диаметром Ду-250-300 мм. Затем монтируются радиальные фермы крыши, путем приварки одного конца фермы к верхнему поясу, второго — к центральной стойке. Высота фермы в месте контакта с корпусом примерно 1600-1800 мм, а в месте контакта с центральной стойке больше на 200—300 мм в зависимости от емкости резервуара, то есть должен быть обеспечен уклон кровли от центра к корпусу в пределах, установленных проектом, но не менее 1:100. После установки ферм они соединяются поперечными горизонтальными связями из уголковой стали. В результате внешний вид каркаса крыши напоминает паутину. Схема монтажа ферм крыши резервуара показана на рисунке.
Монтаж ферм крыши резервуара
Затем по каркасу настилается кровля из листовой стали толщиной 2,5 мм. Листы кровли могут расстилаться параллельными полосами со смещением листов в шахматном порядке в каждом ряде или радиальными секторами. Первый способ предпочтительнее, так как меньше отходов стали при раскрое кровли. Радиальное расположение листов обычно применяется, если целиком крыша изготавливается в заводских условиях в виде щитов. Листы кровли свариваются между собой швами внахлест. Для предупреждения «хлопков» кровли листы привариваются к фермам проплавленным швом (электрозаклепками). После сборки крыши центральная стойка обрезается на уровне нижней части ферм.
Схема расположения листов кровли на крыше резервуара
1,2 - параллельными полосами; 3 - секторами и сегментами
После сборки конструкции резервуара на прихватках врезаются лазовые, световые и замерные люки, приемораздаточные патрубки и другие монтажные патрубки и узлы для оборудования. Монтаж резервуара заканчивается сваркой швов и испытанием резервуара на плотность и прочность.