Расчет конструкций резервуара — СТО-СА-03-002-2009

Основные положения

Расчет конструкций резервуаров выполняется по методике предельных состояний в соответствии с ГОСТ 27751 – по предельным состояниям первой и второй групп. Условные обозначения и размерности используемых величин приведены в Приложении П.1.

Нагрузки и воздействия 9.1.1.1 В процессе строительства и в течение расчетного срока службы резервуар должен выдерживать заданные при проектировании нагрузки и воздействия.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 72 9.1.1.2 Классификация, нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий, а также учет их неблагоприятных сочетаний осуществляется исходя из климатических и сейсмических условий, а также технологических особенностей эксплуатации резервуара и в соответствии со СНиП 2.01.07-85*.

Расчетное значение нагрузки следует определять как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию и принимаемый по СНиП 2.01.07-85*.

К постоянным нагрузкам относятся нагрузки от собственного веса элементов конструкций резервуаров.

К временным длительным нагрузкам относятся: – нагрузка от веса стационарного оборудования; – гидростатическое давление хранимого продукта; – избыточное внутреннее давление или относительное разряжение в газовом пространстве; – снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением; – нагрузка от веса теплоизоляции; – температурные воздействия; – воздействия от деформаций основания, не сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта.

К временным кратковременным нагрузкам относятся: – ветровые нагрузки; – снеговые нагрузки с полным нормативным значением; – нагрузки от веса людей, инструментов, ремонтных материалов; – нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении, транспортировке и монтаже конструкций резервуара.

К особым нагрузкам относятся: – сейсмические воздействия; – аварийные нагрузки, связанные с нарушением технологического процесса; – воздействия от деформаций основания, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта; – нагрузки, возникающие в процессе стихийного бедствия.

При определении нагрузки от собственного веса элементов конструкций резервуара следует использовать значения номинальной толщины элементов t. При проверке несущей способности элементов конструкций резервуара используются значения расчетной толщины элементов (t–tc–tm).

Нагрузки и их сочетания, используемые при расчете резервуаров, приведены в Приложении П.4.

Учет уровня ответственности 9.1.2.1 Уровень ответственности (класс опасности) резервуаров при расчете прочности и устойчивости основных несущих конструкций должен учитываться снижением расчетного сопротивления стали на коэффициент надежности по ответственности n , значения которого приведены в таблице 9.1.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 73 Таблица 9.1

Определение нагрузок на фундамент резервуара, а также его проверка на опрокидывание должны производиться с исходными технологическими, климатическими и сейсмическими нагрузками, умноженными на коэффициент надежности по ответственности n.

Учет условий работы Отклонения условий эксплуатации элементов конструкций от нормальных учитываются коэффициентами условий работы с, приведенными в таблицах 9.2, 9.3. Таблица 9.2

Элементы конструкций резервуаров Коэффициент условий работы γc Стенка резервуаров при расчете на прочность по таблице 9.3 Сопряжение стенки с крышей

То же, при расчете на устойчивость

Стационарные и плавающие крыши

Верхние кольца жесткости крыш резервуаров при расчете на прочность и устойчивость

Врезки в стенку резервуара

Остальные элементы конструкций

Таблица 9.3

№ пояса Коэффициент условий работы поясов стенки, c в условиях эксплуатации в условиях гидравлических испытаний 1-ый

Все, кроме 1-го

Уторный узел

Учет температуры эксплуатации Для условий эксплуатации резервуаров при температуре выше плюс 100ºС необходимо учитывать снижение расчетного сопротивления стали путем введения коэффициента t, назначаемого в зависимости от максимальной расчетной температуры металла T по формулам: 20 T t ] [ ] [     , если T>100º С;

1 t   , если T≤100º С, где []T, []20 – допускаемые напряжения стали при температуре соответственно T и 20º С, определяемые по ГОСТ Р 52857.1-2007. В случае применения сталей, не указанных в ГОСТ Р 52857.1-2007, допускаемые напряжения []T, []20 принимаются по согласованию с Заказчиком. Класс опасности n

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 74

Нормативные и расчетные характеристики материалов 9.1.5.1 Нормативные значения характеристик сталей Ryn принимаются по соответствующим ГОСТ и техническим условиям.

Расчетные сопротивления сварных соединений следует определять по СНиП II-23-81*.

• Расчетные сопротивления металлопроката для растяжения, сжатия, изгиба и сдвига следует определять по СНиП II-23-81* с учетом коэффициента надежности по материалу m, принимаемого равным:
• для сталей по ГОСТ 27772, ГОСТ 19281 (Ry <380 МПа) – m=1.05;
• для сталей по ГОСТ 19281 (Ry  380 МПа)– m = 1.1.

Расчет стенки

Настоящий раздел содержит указания по расчету толщин стенки резервуара для расчетных сочетаний нагрузок 1–3 (таблица П.4.1 Приложения П.4).

Общие указания 9.2.1.1 Номинальные толщины поясов стенки резервуара назначаются по итогам выполнения следующих расчетов: а) определение толщины поясов из условия прочности стенки при действии статических нагрузок в условиях эксплуатации и гидравлических испытаний; б) проверка устойчивости стенки; в) проверка прочности и устойчивости стенки при сейсмическом воздействии (в сейсмически опасных районах).

Толщины стенки, назначенные в результате расчета по п. 9.2.1.1б, не должны быть меньше толщин, назначенных по п. 9.2.1.1а. Толщины стенки, назначенные в результате расчета по п. 9.2.1.1в, не должны быть меньше толщин, назначенных по п. 9.2.1.1б.

Назначение толщин стенки из условия прочности при статическом нагружении в условиях эксплуатации и гидро- пневмоиспытаний производится в п. 9.2.2 при действии нагрузки от веса хранимого продукта и избыточного давления.

Устойчивость стенки при статическом нагружении проверяется в соответствии с требованиями п. 9.2.3 при действии нагрузок от веса конструкций и теплоизоляции, от веса снегового покрова, от ветровой нагрузки и относительного разрежения (относительного вакуума) в газовом пространстве.

Прочность и устойчивость стенки при сейсмическом нагружении проверяется в соответствии с требованиями п. 9.6 при действии нагрузок – сейсмической, от веса хранимого продукта, от веса конструкций и теплоизоляции, от избыточного давления, от веса снегового покрова.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 75

Расчет стенки резервуара на прочность 9.2.2.1 Толщины поясов стенки вычисляются по кольцевым напряжениям, определяемым в срединной поверхности цилиндрической оболочки на уровне с координатой xL, в котором радиальные перемещения стенки в пределах пояса являются максимальными.

В процессе прочностного расчета стенки учитывается коэффициент надежности для избыточного давления, равный 1.2 для режима эксплуатации и 1.25 для режима гидро- пневмоиспытаний.

Номинальная толщина стенки t в каждом поясе резервуара должна назначаться по формулам: mU cU Ud t t R r ] p

) H ( g .0 [ t         , mU ig g Ug t R r ] p 25 .1 ) H ( g .0 [ t       , ) t, t max( t Ug Ud U  , где ) t t t( r mL      . По согласованию с Заказчиком допускается принимать xL = 0. Здесь и далее обозначено: n m t yn R R      . Индексы U, L относятся к параметрам поясов, примыкающих соответственно сверху и снизу к i-му стыку (рис.9.1). Расчет производится последовательно от нижнего пояса к верхнему. При вычислении толщины первого пояса следует принять xL = 0. Допускается использовать толщины поясов tL, полученные по результатам расчета стенки на устойчивость (п.9.2.3) и сейсмостойкость (п.9.6).

Результаты расчета толщины t для каждого пояса стенки следует округлить до целого числа в большую сторону в соответствии с толщинами проката по ГОСТ 19903-74, если не указаны специальные условия поставки листового проката.

Пример расчета стенки резервуаров из условия прочности приведен в Приложении П.5.

По согласованию с Заказчиком допускается назначать толщины стенки резервуара на основе конечно-элементного расчета составной цилиндрической оболочки с учетом ее моментного состояния. При этом в расчетную модель должна быть включена окрайка днища, связанная с основанием односторонними связями, не сопротивляющимися отрыву днища от фундамента. Коэффициенты условий работы для поясов стенки в режиме эксплуатации принимаются в этом случае такими же, как для режима гидравлических испытаний.

Устойчивость стенки резервуара Расчет стенки резервуара на устойчивость выполняется в соответствии с указаниями СНиП II-23-81* и включает проверку толщин поясов стенки, не-

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 76 обходимость установки промежуточных ветровых колец, а также назначение мест установки и сечений колец, если таковые требуются.

Критерий устойчивости стенки 9.2.3.1.1 Устойчивость стенки резервуара обеспечена при выполнении следующего условия: 1 2 cr 2 1 cr 1       , где    E C0 1 cr , 3 r 2 cr E H r 55 .0    , m ms t t t r       .

Редуцированная высота стенки вычисляется по формуле:                  n 1

mi m ms r t t t t t t h H . Показатель степени в формуле для величины Hr может быть изменен в меньшую сторону в случае применения уточненных методик расчета устойчивости цилиндрической оболочки переменной толщины. При наличии ребра жесткости в пределах i-го пояса в качестве hi берется расстояние от кромки этого пояса до ребра жесткости. В резервуарах с плавающей крышей для верхнего пояса в качестве hi берется расстояние от нижней кромки пояса до ветрового кольца.

Коэффициент С0 следует определять по формулам:              6 5 0 10 2 .0 10 .0 / 40 04 .0

. при , при , при         

Меридиональные напряжения в i–ом поясе стенки вычисляются следующим образом: а) для резервуаров со стационарной крышей: 2 r t t t p

95 .0 p f

) t t t( r 2 ) G

G 05 .1( 95 .0 G 05 .1 mi s s mi t 0 m 1                  . б) для резервуаров с плавающей крышей: ) t t t( r 2 ) G

G 05 .1( 95 .0 G 05 .1 mi t 0 m 1          .

Кольцевые напряжения в i–ом поясе стенки следует определять по формулам: а) для резервуаров со стационарной крышей:       ) p k

p

95 .0 ( w 2 . б) для резервуаров с плавающей крышей:    w 2 p k , где k - коэффициент учета изменения ветрового давления по высоте стенки z, определяемый по табл.6 СНиП 2.01.07-85*, либо, если 5 м ≤ z ≤ 40 м, по формуле:  .0 z ln .0 k   .

Если Gt=0, или pv=0, или ps=0 формулы 9.2.3.1.4–9.2.3.1.5 должны быть приведены в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

• Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 77 9.2.3.1.7 Коэффициент fs, учитывающий форму стационарной крыши, принимается равным:
• 0.7 для купольных крыш при r < D,
• 0.9 для купольных крыш при D ≤r< 1.1D, – 1.0 для конических и прочих купольных крыш.

При невыполнении условия 9.2.3.1.1 для обеспечения устойчивости стенки следует увеличить толщину верхних поясов, или установить промежуточное кольцо (кольца) или то и другое вместе. При этом место установки промежуточного кольца должно обеспечивать равенство величин HrL, HrU, полученных по формуле 9.2.3.1.2 для участков стенки ниже и выше кольца, и быть не ближе 150 мм от горизонтального сварного шва. Если условие HrL= HrU обеспечить невозможно, ветровое кольцо должно быть установлено на расстоянии 150 мм ниже или выше горизонтального сварного шва, для которого разница величин HrL, HrU будет минимальной.

После установки промежуточного ветрового кольца, участки стенки над кольцом и под ним должны быть устойчивы, то есть должны удовлетворять условию 9.2.3.1.1.

Допускается расчет на устойчивость стенки резервуара выполнять по формулам, выражающим критерий устойчивости через действующие и критические значения вертикальной (осевой) нагрузки и внешнего давления: . E H r E 55 .0 p , ) t t t( E 2 N ,1 P P N N 5 r cr 2 m ms 0 cr cr cr          

В качестве вертикальной нагрузки N следует принимать расчетное сочетание снеговой, весовой нагрузок и вакуума (при наличии стационарной крыши), передающихся на нижнюю отметку наиболее тонкого пояса стенки резервуара, а при одинаковой толщине нескольких поясов – на нижнюю отметку нижнего из них. В качестве внешнего давления P следует принимать расчетное сочетание проектного вакуума и статической составляющей ветровой нагрузки, отнесенной к уровню верха стенки резервуара. Коэффициенты сочетаний нагрузок принимаются по аналогии с пп.9.2.3.1.4–9.2.3.1.6.

Ветровые кольца жесткости на стенке резервуара 9.2.3.2.1 Необходимое сечение ветрового кольца подбирается из условия восприятия изгибающего момента при действии ветрового давления на стенку опорожненного резервуара.

Требуемый минимальный момент сопротивления сечения верхнего кольца жесткости резервуаров с плавающей крышей должен определяться по следующей формуле: s 2 w zt H D R p

W   , где коэффициент 1.5 учитывает разряжение от ветра в резервуаре с открытым верхом.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 78 Если верхнее кольцо жесткости приварено к стенке сплошным угловым швом, в момент сопротивления кольца включаются участки стенки с номинальной толщиной t и шириной 15(t –tc) вниз и, если возможно, вверх от места установки кольца.

В случае необходимости установки промежуточного ветрового кольца, оно должно иметь такую конструкцию, чтобы его поперечное сечение удовлетворяло требованиям: – для резервуаров со стационарной крышей: если pv ≠ 0: max r 2 w zi H D R p

95 .0 p

W     , если pv = 0: max r 2 w zi H D R p

W  ; – для резервуаров с плавающей крышей: max r 2 w zi H D R p

W   , где Hrmax – редуцированная высота участка стенки выше, или ниже промежуточного кольца (что больше) и определяемая по формуле 9.2.3.1.2.

В пунктах 9.2.3.2.2, 9.2.3.2.3 нормативное ветровое давление pw следует назначать не менее 1.2 кПа.

В момент сопротивления промежуточного кольца жесткости можно включать части стенки с номинальной толщиной t и шириной ) t t(r

s    выше и ниже места установки кольца.

Расчет стационарных крыш

Общие положения расчета

Элементы и узлы крыши должны быть запроектированы таким образом, чтобы максимальные усилия и деформации в них не превышали предельных значений по прочности и устойчивости, регламентируемых СНиП II-23-81*, для всех расчетных нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблицах П.4.2, П.4.3 Приложения П.4.

• При расчете учитываются сочетания воздействий, в которых участвуют максимальные значения расчетных нагрузок, действующих на крышу «сверху вниз» (комбинации 1, 3, таблица П.4.2 Приложения П.4):
• от собственного веса элементов крыши в некоррозионном состоянии;
• от веса стационарного оборудования и площадок обслуживания на крыше; – от собственного веса теплоизоляции на крыше;
• от веса снегового покрова при равномерном или неравномерном распределении снега на крыше; – от внутреннего разрежения в газовоздушном пространстве резервуара.

В резервуарах, работающих с внутренним избыточным давлением, следует также учитывать сочетание нагрузок, в котором участвуют следующие воздействия (комбинация 2, таблица П.4.2 Приложения П.4): а) нагрузки, действующие на крышу «сверху вниз» и принимаемые с минимальными расчетными значениями: – от собственного веса элементов крыши в корродированном состоянии,

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 79 – от веса стационарного оборудования и площадок обслуживания на крыше, – от собственного веса теплоизоляции на крыше; б) нагрузки, действующие на крышу «снизу вверх» и принимаемые с максимальными расчетными значениями: – от избыточного давления с коэффициентом надежности по нагрузке 1.2; – от отрицательного давления ветра.

Для сейсмоопасных районов строительства в проверку несущей способности элементов крыши необходимо включать расчет на особые сочетания нагрузок (комбинации 4, 5, 6 таблица П.4.2 Приложения П.4) с учетом сейсмического воздействия, определяемого в соответствии со СНиП II-7-81*.

Номинальные толщины и геометрические характеристики листовых и прокатных элементов крыши назначаются с учетом припуска на коррозию в соответствии с п.7.8 и Приложением П.6.

Учет снеговых нагрузок Несущая способность крыши должна проверяться с учетом равномерного и неравномерного распределения снеговой нагрузки по ее поверхности.

Величина действующей на крышу снеговой нагрузки вычисляется по формуле: s sr p p   .

Коэффициент неравномерности распределения снегового покрова  следует определять по таблице 9.5. Таблица 9.5

Форма крыши Распределение снега неравномерное (по рис. 9.2) равномерное  диаметр крыши, м Купольная при fr /D ≤ 0.05 учитывать не требуется

до 60 вкл. Коническая при ≤ 7º Купольная при 15 2 D f 20 1 r  

     sin r/ z 2 1 r

при отсутствии снегозадерживающих преград 0b 80 ) 60 D (3 85 .0     св. 60 до 100 вкл.                   sin r z r z 75 .0 3 s s 2 r при наличии снегозадерживающих преград Коническая при 7º< ≤ 30º      sin r/ z C 3 r

св. 100

В таблице 9.5 используются следующие коэффициенты: ) D f 14

exp( 55 .2 r 1 r    , D f .8 r s 2 r   , 3 0 3 r 15 .2    , 2 r r s ) D / f( 4 1 ) D / f( 4    .

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 80

 z (z,) (z,) = 0 Рис.9.2. Неравномерное распределение снеговой нагрузки на стационарной кр

ыше Рис.9.1. Геометрические параметры стенки резервуара i-ый стык поясов tU,

tcU, tmU tL, tcL, tmL пояс «U» пояс «L» Hi H Hs D h

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 81

Бескаркасные конические крыши

Расчет толщины настила 9.3.3.1.1 Минимальная толщина настила бескаркасной конической крыши определяется из условия устойчивости оболочки по формулам: E p sin r 48 .4 t r 0 r   ,

0 r r t t t    .

Расчетная нагрузка на крышу вычисляется для сочетаний нагрузок 1, 3 (таблица П.4.2 Приложения П.4) следующим образом: s 2 rt 0 r r r p

95 .0 p

r ) G

G 05 .1( 95 .0 G 05 .1 p        .

Если Grt = 0, или pv = 0, или ps = 0 формула 9.3.3.1.2 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

Формулы 9.3.3.1.1 применимы для углов  ≤ 30º и при выполнении условия r / (tr0 sin ) > 274 , которое следует проверить после вычисления первого приближения для tr0. Поскольку pr в свою очередь зависит от предварительно неизвестной толщины tr0, для расчета требуется несколько последовательных приближений.

Узел сопряжения крыши и стенки 9.3.3.2.1 Узел крепления крыши к верху стенки должен выполняться по одному из вариантов, приведенных на рис. 9.3. В расчетное сечение включается кольцевой элемент жесткости, а также прилегающие участки крыши и стенки.

Узел сопряжения крыши со стенкой должен быть рассчитан на прочность при действии кольцевого растягивающего усилия, возникающего от нагрузок расчетных сочетаний 1, 3 (таблица П.4.2 Приложения П.4). При этом размеры поперечного сечения должны удовлетворять условию:   tg R 2 r p A 2 r r , где Ar – выделенная на рис. 9.3 площадь поперечного сечения уторного узла крыши, причем размеры включенных в расчет участков стенки и настила крыши определяются соотношениями: ) t t(r

s    ,     sin /) t t(r

r r .

В резервуарах, работающих с внутренним избыточным давлением, узел сопряжения крыши со стенкой необходимо также проверить на устойчивость в случае действия кольцевого сжимающего усилия, возникающего от нагрузок расчетной комбинации 2, назначаемой по таблице П.4.2 Приложения П.4. При этом размеры поперечного сечения должны обеспечивать выполнение следующего условия: ] r ) G G ( 95 .0 G p

95 .0 [ tg E 6 r J 2 rt 0 r r 4 y         , где Jy – момент инерции расчетного поперечного сечения относительно вертикальной оси «y-y», совпадающей с осью стенки (рис. 9.3).

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 82

Рис.9.3. Соединение крыши со стенкой Lr Ls 10–20 t  tr0 r y y 10–20 Lr y

y Ls Lr ≤ 15 tr0 tr0 y y Ls

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 83

Каркасные крыши 9.3.4.1 Каркас крыши представляет собой систему радиальных и кольцевых балок. Количество радиальных балок nr определяется по конструктивным соображениям с учетом неравенства:

/ D n r   . Результат округляется до числа, кратного четырем.

Моделирование крыш следует производить методом конечных элементов. Расчетная схема должна включать все несущие стержневые и пластинчатые элементы, предусмотренные конструктивным решением. Если листы настила не приварены к каркасу, то в расчете учитываются только их весовые характеристики.

Модель крыши должна учитывать деформативность ее внешнего опорного контура, т.е. включать элементы уторного узла, верхний участок стенки высотой Ls и кольцевой участок настила крыши шириной Lr. При этом размеры Ls, Lr определяются по формулам 9.3.3.2.2.

Проверка несущей способности узла сопряжения крыши со стенкой производится в соответствии с требованиями п. 9.3.3.2.2.

Каркасные взрывозащищенные крыши 9.3.5.1 Каркасные крыши взрывозащищенного исполнения должны удовлетворять требованиям п.п. 9.3.1, 9.3.2, 9.3.4, а также быть рассчитаны на действие двух дополнительных сочетаний нагрузок (таблица П.4.3 Приложения П.4), которые включают помимо веса конструкций и теплоизоляции, внутреннее избыточное давление с коэффициентами надежности по нагрузке 1.25 (гидро-пневмоиспытания) и 1.6 (аварийный режим).

Для взрывозащищенных крыш должны выполняться условия: а) D ≥ 15 м; б)  ≤ 9.46º (уклон крыши меньше или равен 1:6); в) крыша должна крепиться к опорному уголку односторонним угловым швом с катетом не более 5 мм; г) конструкция узла сопряжения стенки и крыши должна соответствовать одной из схем, приведенных на рис.9.3; д) площадь сечения, выделенного на рис.9.3, должна удовлетворять неравенству:          tg R 2 ) G G G G ( 95 .0 ) G G G ( A rt st 0 r 0 s 1 r r s r , где R – величина, определяемая в п.9.2.2.3.

Если требования пункта 9.3.5.2 не обеспечены, взрывозащищенная крыша должна быть рассчитана в следующей последовательности: а) Выполняется конечно-элементный геометрически нелинейный расчет крыши на действие комбинаций нагрузок, приведенных в таблице П.4.3 Приложения П.4, включающих действие избыточного давления: – 1.25p для гидро-пневмоиспытаний, – 1.6p для условий аварии. В расчетную модель следует включать настил крыши со связями, соответствующими конструктивному решению.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 84 б) Определяются реактивные усилия, передаваемые на шов крепления настила к опорному кольцу крыши и проверяется его прочность по СНиП II-23-81*. в) Крыша является взрывозащищенной, если конструкция узлов сопряжения стенки и крыши, стенки и днища резервуара, а также размеры сварного шва сопряжения настила крыши с кольцевым элементом жесткости удовлетворяют следующим условиям: – прочность шва сопряжения стенки и настила крыши обеспечена в условиях гидро- пневмоиспытаний (комбинация 1, таблица П.4.3 Приложения П.4); – прочность шва сопряжения стенки и настила крыши не обеспечена в условиях аварии (комбинация 2, таблица П.4.3 Приложения П.4); – прочность узла сопряжения стенки с окрайкой днища для всех расчетных сочетаний нагрузок обеспечена, т.е выполняется условие: ) G G G G ( 95 .0 ) G G G ( p r rt st 0 r 0 s 1 r r s ar 2         , где par – избыточное давление, при котором происходит разрушение уторного шва крыши (1.2p < par < 1.6p). Весовые характеристики металлоконструкций в правой части неравенства должны быть назначены за вычетом веса откорродировавшего металла. Прочность узла сопряжения стенки с окрайкой днища в условиях аварии может не проверяться, если резервуар оборудован анкерными устройствами, предотвращающими его подъем при аварийном избыточном давлении.

Расчет плавающих крыш и понтонов

Общие положения расчета 9.4.1.1 Расчет плавающей крыши (понтона) заключается в проверке плавучести и несущей способности конструкции, которая должна быть обеспечена для двух положений: на плаву и на опорных стойках.

Элементы и узлы крыши должны быть запроектированы таким образом, чтобы максимальные усилия и деформации в них не превышали предельных значений по прочности и устойчивости, регламентированных СНиП II-23-81*.

Расчет плавающих крыш (понтонов) в положении на плаву следует производить при наличии повреждений конструкций и в случае их отсутствия. Модель поврежденной плавающей крыши должна включать два любых смежных отсека, потерявших герметичность. Модель поврежденного понтона должна допускать возможность затопления центрального отсека и двух смежных секций понтона.

Плавучесть крыши (понтона) при отсутствии повреждений следует считать обеспеченной, если в положении на плаву превышение верха любого бортового элемента (включая переборки) над уровнем продукта составляет не менее 150 мм.

Плавучесть крыши (понтона) при наличии повреждений следует считать обеспеченной, если в положении на плаву верх любого бортового элемента и переборок расположен выше уровня продукта.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 85 9.4.1.6 Для предотвращения образования газовых пузырей под днищем однодечной крыши допускается применение дополнительных грузов (балласта) на центральной деке. Величину и схему расположения балласта следует назначать расчетом для проектной плотности продукта при отсутствии других нагрузок.

• Нагрузки и воздействия 9.4.2.1 При расчете плавающей крыши (понтона) необходимо учитывать следующие нагрузки и воздействия:
• собственный вес элементов крыши (понтона); – вес оборудования на крыше (понтоне);
• вес снегового покрова при равномерном и неравномерном распределении снега на плавающей крыше; – 250 мм дождевых осадков на плавающей крыше;
• вес обслуживающего персонала (2.2 кН на площади 0.1 м2) в любой точке понтона; – равномерно распределенную по поверхности понтона технологическую нагрузку 0.24 кПа; – выталкивающую силу от продукта плотностью 0.7 т/м3.

Распределение неравномерной снеговой нагрузки по поверхности плавающей крыши принимается в соответствии с формулой п.9.3.2.1 и рис. 9.4, где: 1 = 0.52–0.7Hs / D, 2 = 1.77+1.06Hs / D, 3 = 0.92, 4 = 0.8, 5 = 1.0.

Сочетания нагрузок и воздействий, используемых при проверке плавучести и несущей способности плавающих крыш и понтонов, приведены в таблице П.4.4, П.4.5 Приложения П.4.

Комбинации нагрузок, включающие собственный вес и равномерную снеговую нагрузку (или дождевые осадки), следует учитывать при расчете неповрежденной крыши и крыши с нарушенной герметичностью в положении на плаву.

Комбинации нагрузок, включающие собственный вес и неравномерную снеговую (для крыши) или технологическую (для понтона) нагрузку, следует учитывать при расчете неповрежденной плавающей крыши (понтона) в положении на плаву.

Неповрежденный понтон в положении на плаву должен сохранять плавучесть при действии двойного собственного веса.

В положении плавающей крыши (понтона) на опорах необходимо также проверить несущую способность опор в соответствии с сочетаниями воздействий, приведенных в табл.П.4.4, П.4.5 Приложения П.4.

Порядок выполнения расчетов Расчет плавающих крыш и понтонов производится в следующей последовательности: Этап 1 – выбор конструктивной схемы плавающей крыши (понтона) и предварительное определение толщин элементов исходя из функциональных, конструктивных и технологических требований.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 86

Рис.9.4. Неравномерное распределение снеговой нагрузки на плавающей крыше

A A Dr 2Dr/3 Dr/6 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 2 4 3 2 2 5 5 4 3 Dr/6 A – A

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 87 Этап 2 – назначение комбинаций воздействий (таблица П.4.4, П.4.5 Приложения П.4), учитывающих величину и характер действующих нагрузок, а также возможность потери герметичности отдельных отсеков крыши (понтона). Этап 3 – моделирование конструкции крыши (понтона) методом КЭ. Этап 4 – расчет равновесных положений крыши (понтона), погруженных в жидкость для всех расчетных комбинаций воздействий. Этап 5 – проверка плавучести крыши (понтона). Если плавучесть крыши не обеспечена, производится изменение ее конструктивной схемы и расчет повторяется, начиная с этапа 1. Этап 6 – проверка несущей способности конструктивных элементов крыши для полученных на этапе 4 положений равновесия. В случае изменения толщин элементов, расчет повторяется, начиная с этапа 3. Этап 7 – проверка прочности и устойчивости опор.

Допускаемые нагрузки на патрубки врезок в стенку резервуара

Действие настоящего раздела распространяется на врезки с размерами, регламентированными в п. 8.6, и с условными диаметрами патрубка Dy, соответствующими области, выделенной на рис. 9.5.

Нагрузки на патрубок задаются в виде комбинаций трех усилий (рис. 9.6): радиальной силы вдоль оси патрубка FR * (кН), изгибающего момента в вертикальной плоскости ML * (кНм), изгибающего момента в горизонтальной плоскости MC * (кНм). На рис. 9.6 показаны положительные направления усилий.

Допускаемыми являются такие комбинации нагрузок, которые обеспечивают несущую способность сварных швов по предельным состояниям, то есть попадают внутрь области допускаемых нагрузок, полученной в результате расчета на конечно-элементной модели, включающей стенку, окрайку днища, патрубок, усиливающий лист и все швы в зоне врезки. Моделирование осуществлялось с применением трехмерных конечных элементов и обеспечивало многослойную разбивку по толщине стенки, патрубка и сварных швов. Методика получения границы области допускаемых нагрузок приведена в п. 9.5.4.

Размеры области допускаемых нагрузок (рис. 9.7) определяются по формулам:   4 ... 2 ,1 , e b D e b D e R a i3 0 2 2 0 i1 y 2 p 1 p t                              ; 4 3 1 2 5 a a a a a   ;                            30 0 20 2 0 10 y 2 p 1 p t 0 e b D e b D e R M . Здесь значения коэффициентов с , t , p1 , p2 , определяются соответственно в пп. 9.1.3, 9.1.4, 9.5.7, 9.5.8; MC0 – максимально допускаемая величина момента MC * при FR * = ML * = 0.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 88

FR * ML * MC * Рис. 9.6. Нагрузки на патрубок врезки в стенку резервуара

Рис.9.5. Область допускаемых размеров патрубков Dy для раздела 9

.5 D, м Dy, мм 0 10 20 30 40 50 60 70

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 89

Рис.9.7. Область допускаемых нагрузок на патрубки O ML, кН·м FR, кН a3 a4

a2 a5 a1

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 90 9.5.5 Параметр  вычисляется в зависимости от величины момента MС * по формуле:         . M M если , 0 M M если , M / M 1 0 * 0 * 0 *

Безразмерные коэффициенты e1i – e3i, зависящие от условной высоты налива H* и условного прохода патрубка Dy приведены в таблице 9.6. Таблица 9.6

H*, м Dy100 Dy300 Dy600 e1i e2i e3i e1i e2i e3i e1i e2i e3i9 0

-0.93

-1.25

1

-5.48

-3.38

-3.75 2 -1.19

-10.19 -1.78

-17.63 -1.16 -2.38 -16.88 3

-0.88

-1.45

-0.63

4 -0.43

-1.78 -0.78

-7.13 -0.88 -0.13 -3.88 12 0

-0.15

-2.50

-4.38 1

-1.73

-4.65

-10.73 2 -1.35

-7.81 -2.63

-16.25 -2.01 -6.81 -11.81 3

-0.15

-3.25

-5.63

4 -0.23

-1.08 -1.25

-6.88 -1.13 -4.13 -4.50 18 0

-0.66

-4.63

-0.88 1

-0.53

-10.13

-12.83

2 -3.56

-10.13 -7.13

-18.38 -8.13

-37.50 3

-0.75

-4.25

-8.25

4 -0.51

-1.20 -2.50

-6.80 -1.45 -8.75

24 0

-0.48

-4.37

-0.63

1

-0.78

-10.90

-9.54

2 -3.90

-10.25 -13.46

-26.25 -9.00

-37.0 3

-0.62

-6.26

-13.50

4 -0.55

-1.06 -3.45

-5.52 -1.69 -10.35

Величина H*, используемая в таблице 9.6, определяется по формуле: , r R g .0 t t t H m *       но не более 24 м. Здесь t – назначенная в проекте толщина нижнего пояса резервуара, величина R определяется в п.9.2.2.3 для режима эксплуатации.

Если предусмотрена термообработка узла врезки, то в формулах 9.5.4 следует принять p1=1, в противном случае p1=0.95.

Для учета циклического характера приложения нагрузок используется коэффициент p2, который зависит от условного количества циклов налива (слива) продукта nc и определяется следующим соотношением:                   2 B T 1 n 10 B R 1 2 1 y 2 p , причем, если p2 > 1, следует принять p2 = 1. В представленной формуле параметры В1 и В2, измеряемые в МПа, назначаются по таблице 9.7, соответствующей ГОСТ Р 52857.6-2007.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 91 Таблица 9.7

Стали В1 В2 Углеродистые 6104 0.4 Rm/t Низколегированные 4.5104 Аустенитные коррозионно-стойкие 6104

В таблице 9.7 Rm/t –временное сопротивление стали при расчетной температуре T, принимаемое по ГОСТ Р 52857.1-2007. Единичным наливом (сливом) продукта следует считать технологическую операцию, при которой уровень налива (слива) изменяется не менее чем на 0.5H.

Комбинация фактических нагрузок на патрубок FR *, ML *, MC * является допускаемой, если точка с координатами FR *, ML *, построенная на графике рис. 9.7, располагается внутри многоугольника.

• Комбинация фактических нагрузок на патрубок FR *, ML *, MC * является недопускаемой при выполнении любого из условий:
• точка с координатами FR *, ML *, построенная на графике рис. 9.7, располагается снаружи многоугольника;
• многоугольник на рис. 9.7 вырождается в точку (a1 = a2 = a3 = a4 = 0).

Допускаемые нагрузки на патрубки с величиной Dy, отличающейся от приведенной в таблице 9.6, могут быть получены интерполяцией.

Возможны два варианта применения методики расчета по пунктам 9.5.4-9.5.11. Первый вариант предполагает проверку несущей способности врезки на действие заданных комбинаций фактических нагрузок FR *, ML *, MC *. Второй вариант позволяет получить область допускаемых значений для последующей проверки любых комбинаций нагрузок. В этом случае, предварительно задается набор значений момента MC * в интервале от 0 до MC0, а затем для каждого из этих значений вычисляются границы области, изображенной на рис. 9.7. Полученный набор многоугольников и представляет область допускаемых значений нагрузок на патрубок.

Для врезок c параметрами, выходящими за пределы указанной в п. 9.5.1 области, допускаемые нагрузки определяются конечно-элементным расчетом на модели, указанной в п. 9.5.3. Критерием несущей способности врезки является условие:  ≤ p, то есть максимальная деформация сварного шва  не должна превышать предельно допустимую деформацию этого шва p. Деформация сварного шва определяется как удлинение (укорочение) любой из сторон поперечного сечения сварного шва, отнесенное к ее недеформированному размеру. Предельно допустимая деформация шва вычисляется по формуле: E / R y 2 p 1 p t p       .

Примеры расчета допускаемых нагрузок на патрубок приведены в Приложении П.18.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 92

Расчет сейсмостойких резервуаров

Общие положения 9.6.1.1 Настоящий раздел содержит требования к расчету и проектированию вертикальных цилиндрических стальных резервуаров, эксплуатация которых предусматривается в районах с сейсмичностью выше 6 баллов по шкале MSK-64. Для районов с сейсмичностью 6 баллов и ниже сейсмические нагрузки учитывать не требуется.

Полная нагрузка со стороны продукта на стенку и днище резервуара в условиях землетрясения включает: – гидростатическую нагрузку и нагрузку от действия избыточного давления; – импульсивную (инерционную) составляющую гидродинамического давления; – конвективную (кинематическую) составляющую гидродинамического давления; – составляющую сейсмической нагрузки от вертикальных колебаний грунта. Импульсивная составляющая давления возникает от части продукта, движущегося в условиях землетрясения совместно со стенкой резервуара. Колебания жидкости внутри резервуара создают конвективное давление и приводят к появлению волн на поверхности продукта. Вертикальные колебания основания резервуара также индуцируют дополнительную нагрузку на его стенку.

Сочетания перечисленных нагрузок, а также нагрузок от веса металлоконструкций, оборудования, теплоизоляции и снега (при наличии стационарной крыши) следует производить с учетом коэффициентов сочетаний нагрузок, определяемых в соответствии со СНиП 2.01.07-85*, СНиП II-7-81*.

Проверка сейсмостойкости резервуара предусматривает комплекс расчетов, последовательность которых приведена на рис 9.8. При этом проверка резервуара на сдвиг при землетрясении до 9 баллов включительно не требуется.

Сейсмостойкость резервуара следует считать обеспеченной при одновременном выполнении следующих условий: а) резервуар не опрокидывается при землетрясении (критерием опрокидывания является предельное состояние, при котором на внешнем радиусе приподнятой части днища возникает полный пластический шарнир, рис. 9.9); б) обеспечена устойчивость нижнего пояса стенки от действия продольнопоперечной нагрузки; в) обеспечены условия прочности для всех несущих элементов резервуара.

Если условия 9.6.1.5а или 9.6.1.5б не выполняются, требуется установка анкеров, количество и размеры которых определяются расчетом.

Параметры сейсмического воздействия 9.6.2.1 Параметры сейсмического воздействия выдаются Заказчиком на основе данных сейсмического микрорайонирования площадки строительства. В районах, для которых отсутствуют карты сейсмического микрорайонирования, допускается использовать комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации ОСР-97, или СНиП II-7-81*.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 93

Рис. 9.8. Последовательность расчетов сейсмостойкости резервуара Гидростат

ические Гидродинамические Инерционные от металлоконструкций, оборудования, снега и теплоизоляции От вертикальных колебаний грунта Конвективная Импульсивная Проверка устойчивости нижнего пояса стенки 5 Проверка прочности стенки 7 Вычисление опрокидывающего момента 2 Определение сил, удерживающих резервуар от опрокидывания 3 Проверка резервуара на опрокидывание 4 Определение нагрузок на фундамент 9 Нагрузки 1 Если резервуар опрокидывается или 1-ый пояс теряет устойчивость: а) увеличить толщину окраечного листа днища б) увеличить толщину первого пояса стенки в) уменьшить величину отношения H/D г) назначить анкера (количество и размеры)

8 одно из мероприятий или их комбинация Определение минимальной ширины окраечного кольца 6

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 94

Удерживающие силы от продукта Пластический шарнир Растяжение стенки по вертикали Опрокидывающий момент Ms Le Потеря устойчивости нижнего пояса Реакция фундамента Сжатие стенки по вертикали Удерживающая сила от веса стенки Удерживающая сила от веса крыши Рис. 9.9. Расчетная схема резервуара в условиях землетрясения

Ростехэкспе

• ртиза СТО-СА-03-002-2009 95 9.6.2.2 Задание на проектирование должно включать следующие параметры сейсмического воздействия:
• сейсмичность площадки строительства (баллы по шкале MSK-64);
• категория грунта по сейсмическим свойствам (таблица 1* СНиП II-7-81); – коэффициент вертикального сейсмического ускорения Av.

Коэффициент горизонтального сейсмического ускорения составляет Ah = 0.1, 0.2, 0.4 при землетрясении интенсивностью 7, 8, 9 баллов соответственно. Для грунтов категорий сейсмичности I или III параметр Ah задается по таблице 1* СНиП II-7-81.

Коэффициент вертикального сейсмического ускорения назначается на основе данных сейсмического микрорайонирования. Если данные отсутствуют, допускается принимать Av = 0.5Ah.

В разделе 9.6 принята система безразмерных коэффициентов, представленная в таблицах 9.8, 9.9. Таблица 9.8

Наименование Обозначение Величина Пункты Стандарта Спектральный параметр (коэффиц. динамичности) импульсивный i

пп.9.6.3.1-9.6.3.3 конвективный c по п.9.6.3.5 пп.9.6.3.1, 9.6.3.3 Коэффициент учета неупругих деформаций импульсивный Ki по табл. 9.9 конвективный Kc

Коэффициент учета рассеивания энергии импульсивный Ki

конвективный Kc

Коэффициент условий работы статический c

п.9.6.4.3

п.9.6.4.5 дополнительный сейсмический mk

пп.9.6.3.1, 9.6.3.3 Коэффициент надежности по ответственности n по табл. 9.1 пп.9.6.3.1, 9.6.3.3,

Коэффициент надежности по нагрузке от избыточного давления –

пп.9.6.6.2, 9.6.7.1

Таблица 9.9

Назначение Пункты Стандарта Сейсмическая бальность площадки Класс опасности резервуара Величина коэффициента учета неупругих деформаций Ki Вычисление опрокидывающего момента и сдвигающей силы пп.9.6.3.1,

7–9 1–4

Прочностной расчет стенки п.9.6.3.3 7; 8 1–4

9 1–2 по согласованию с Заказчиком, но не менее 0.6

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 96

Расчетные нагрузки Расчет всех компонент сейсмических нагрузок производится на основе спектрального метода с учетом коэффициентов динамичности и демпфирования, соответствующих основному тону колебаний резервуара и продукта.

Опрокидывающий момент определяется по формуле:   2 1 2 1 r * r s * s k n h s ) K K ( )] H /r .0 .0 ( K K [ H G ) G G ( K m A M               , где               1 )r/ H 84 .1( ch 1 H r ) r H 84 .1( th 84 .1 H r .0 1 .

Допускается уменьшение значения коэффициента i, приведенного в таблице 9.8, если период основного тона импульсивных колебаний продукта получен расчетным путем и использованы соответствующие формулы п.2.6* СНиП II-7-81*.

Нагрузки от продукта, действующие на стенку и днище резервуара, определяются по формулам:        cos ) z ( K K A m 10 r g ) ,z ( p h n k 3 ,        cos ) z ( K K A m 10 r g ) ,z ( p h n k 3 , n k 3 vs K K A m 10 ) z H ( g ) z ( p      , 2 vs 2 2 n n 3 0 p p p p

10 )z H ( g ) ,z( p           , где )r/ H 84 .1( ch )r/ z 84 .1( ch .0 )z (  ,   )z ( H / z .0 )

r/ H 10 ( 1 )z ( 6

      .

Период основного тона конвективных колебаний продукта определяется соотношением: )r/ H 84 .1( th g 84 .1 r 2 Tc   .

Коэффициент динамичности для конвективных колебаний продукта с определяется в зависимости от периода Tc следующим образом: а) по формулам п.2.6* СНиП II-7-81*, если 0 ≤ Tc ≤ T0 = 2 с; б) c = (T0 / Tc)2 0, если Tc >T0 , где 0 =(T0) – значение коэффициента динамичности, полученное по формулам п.2.6* СНиП II-7-81* на границе области низкочастотных сейсмических колебаний продукта при T0 = 2 с.

Проверка сейсмостойкости резервуара 9.6.4.1 Резервуар является устойчивым к опрокидыванию, если момент от вертикальных удерживающих сил превышает момент от инерционных горизонтальных сил.

Опрокидывание резервуара не происходит, если выполняется неравенство:

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 97 2 ) q q ( D M J t 2 s     , где D G G q * r * s t    ; D H g 10 2 H g R ) t t t( .0 q 5 by mb cb b           , tb, tcb, tmb – соответственно толщина, припуск на коррозию и минусовой допуск на прокат окраечных (если предусмотрено – кольцевых) листов днища.

Устойчивость стенки проверяется от действия продольнопоперечной нагрузки, вызывающей ее изгиб и вертикальное сжатие в процессе опрокидывания резервуара с продуктом. За предельное состояние принимается фибровая текучесть стенки (с учетом коэффициентов c и n), проверяемая в вертикальном сечении оболочки. Несущая способность нижнего пояса стенки c расчетным сопротивлением по пределу текучести R1y и номинальной толщиной нижнего пояса t1 обеспечена, если выполняется условие: a 1 m 1 1 max t t t q         , в котором расчетные нагрузки по контуру стенки в основании резервуара qmax вычисляются в п.9.6.6.1, а допускаемые сжимающие напряжения в этом поясе определяются выражением: 0 0 0 y 1 n a E H g R .0 .0                         , где r ) t t t( E 1 m 1 1 0       .

В случае нарушения требований п.п. 9.6.4.2, 9.6.4.3, следует выполнить одно из следующих мероприятий или их комбинацию: а) увеличить толщину окраечного листа днища; б) увеличить толщину первого пояса стенки t1; в) путем изменения размеров резервуара уменьшить величину отношения H/D; г) применить анкеры, которые назначаются в соответствии с указаниями п. 9.6.7.

Толщины каждого i-го пояса стенки ti определяются из условия прочности по кольцевым усилиям цилиндрической оболочки. С учетом сейсмических нагрузок p0(z,), действующих на стенку в точке с координатами zi=H–Hi, =0, имеем: mi iy 0 t t R ) 0, z ( p r t       , где Riy – расчетное сопротивление по пределу текучести i-го пояса стенки.

Максимальные вертикальные усилия сжатия в стенке резервуара

Вертикальные сжимающие усилия в стенке определяются с учетом возможного отрыва части днища от основания. При вычислении удерживающих сил учитывается вес продукта, расположенного над приподнятым участком днища.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 98 9.6.5.2 Максимальные вертикальные усилия сжатия в нижнем поясе стенки резервуара следует определять по формулам:                            . 2 J

если , q J .0 1 ) q q ( 45 .1 ,5.1 J 4 если , q ) 02 .0 J( 18 .0

q q , 4 J если , D M 4 q q t 35 .2 t 2 s t s

Нагрузки на основание и фундамент и размеры окрайки днища в условиях сейсмического воздействия 9.6.6.1 Вертикальные расчетные нагрузки, действующие по контуру стенки резервуара в процессе землетрясения, вычисляются по формулам: а) если требуется установка анкеров , D M 4 q q 2 s t max   

2 s t min D M 4 q q    ; б) если анкеры не требуются , q q s max 

             4 D q M если ,0 4 D q M если , D M 4 q q 2 t s 2 t s 2 s t min .

Максимальная и минимальная вертикальные расчетные нагрузки на основание под центральной частью днища резервуара в процессе землетрясения вычисляются по формуле: 2 vs 2 2 n bc s n f )] 0 ( p [ )] 0,0 ( p [ )] 0,0 ( p [ p

) t H ( g .0 p           , где знаки плюс и минус соответствуют максимальному и минимальному значению давления в диаметрально противоположных точках днища, расположенных по оси сейсмического воздействия.

Горизонтальная сдвигающая сила, передаваемая от резервуара на фундамент при землетрясении, вычисляется по формуле:   2 2 2 2

* r * s k n h s ) K K ( ]} )

r/ H 10 ( 1[ K K { G ) G G ( K m A Q                 , где )r/ H 84 .1( th ) H /r( .0 2   .

Минимальная требуемая ширина окрайки днища в процессе землетрясения (рис.9.9) определяется соотношением: r 07 .0 H g R t 5. 39 by b e    . Окончательно ширина окрайки днища назначается как большая из величин, полученных по формулам п.8.3.6 и п.9.6.6.4.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 99

Требования к установке анкеров 9.6.7.1 Если требуется установка анкеров (см. п.9.6.4.4г), то расчетное усилие в одном анкерном болте определяется по формуле: a * r * s a s 2 a n /) G G D / M 4 r p 2.1( N      , причем значения весовых характеристик Gs*, Gr* принимаются за вычетом веса откорродировавшего металла и без учета снеговой нагрузки.

Количество анкерных болтов, устанавливаемых по периметру резервуара, определяется конструктивно. При этом минимальная расчетная площадь поперечного сечения нетто анкерного болта составляет: ba a ba R / N A  , где расчетное сопротивление анкерных болтов Rba назначается на основе требований раздела 3 СНиП II-23-81*. Номинальный диаметр резьбы болта следует принимать в соответствии с ГОСТ 24379.0.

Назначение размеров конструктивных элементов анкерных стульчиков следует производить в соответствии с требованиями СНиП II-23-81*. Запас прочности конструктивных элементов анкерного стульчика должен быть выше запаса прочности анкерного болта.

Максимальный уровень наполнения резервуара 9.6.8.1 Высота волны на поверхности продукта определяется по формуле: h max A r 84 .0 d   .

Максимальный уровень наполнения резервуара H должен назначаться с учетом высоты волны на поверхности продукта в процессе землетрясения. При этом следует обеспечить выполнение условия: s max H d H H     .

Пример расчета В Приложении П.7 содержится пример расчета резервуара объемом 2000 м3.

Защита резервуаров от стихийного воздействия водного потока

Для резервуаров, возводимых в прибрежных зонах рек, морей и океанов, существует опасность воздействия водных потоков, вызванных паводковыми разливами рек, прорывом плотин и дамб, цунами, нагоном воды из морей в устья реки т.д. При этом возможны сдвиг и опрокидывание резервуаров, расположенных в зонах затопления. Приложение П.8 содержит рекомендации по защите резервуаров от указанного вида стихийного воздействия и включает комплекс мероприятий, проведение которых целесообразно на стадии проектирования и в процессе эксплуатации резервуаров.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 10 Основания и фундаменты

Основные положения

Проектирование основания и фундаментов под резервуар должно выполняться специализированной проектной организацией с учетом положений ГОСТ Р 52910-2008, СНиП 2.02.01-83*, СНиП 2.02.03-85; СНиП 2.02.04-88; СНиП 11-07-87 и дополнительных требований настоящего Стандарта.

Материалы инженерно-геологических и гидрологических изысканий площадки строительства должны содержать следующие сведения о грунтах и грунтовых водах: – литологические колонки под пятно резервуара, количество, глубина и расположение которых должны обеспечить построение достоверных разрезов вдоль контурной окружности основания и по ее диаметрам; – физико-механические характеристики грунтов, представленных в литологических колонках (удельный вес γ, угол внутреннего трения φ, сцепление С, модуль деформации Е, коэффициент пористости ε); – расчетный уровень грунтовых вод с прогнозом гидрологического режима на ближайшие 20 лет для резервуаров объемом до 10000 м3 и на 50 лет для резервуаров объемом более 10000 м3. Кроме того, если сжимаемая толща представлена слабыми грунтами (модуль деформации менее 10 МПа), то для каждой грунтовой разности должны быть приведены значения коэффициента фильтрации. Для величин физико-механических характеристик грунтов должны приводиться однозначные расчетные значения. При проектировании фундаментов резервуаров в сложных инженерногеологических условиях инженерные изыскания должны выполняться специализированными организациями и содержать данные для выбора типа оснований и фундаментов с учетом возможного изменения (в процессе строительства и эксплуатации) инженерно-геологических и гидрологических условий площадки строительства.

Расчет основания по деформациям предусматривает определение расчетных значений величин, характеризующих абсолютные и относительные перемещения фундаментных конструкций и элементов стальной оболочки резервуара с целью их ограничения, обеспечивающего нормальную эксплуатацию резервуара и его долговечность.

Расчет осадок основания резервуара следует выполнять, как правило, с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемой среды: полупространства с условным ограничением глубины сжимаемой толщи или слоя конечной толщины. В случае, если расчетные значения деформаций основания превышают предельные значения, следует выполнить расчет осадок с учетом совместной работы оболочки резервуара и основания, рассматривая расчетную схему основания, характеризуемую коэффициентами жесткости, в качестве которых при-

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 нимаются отношения давления на основание к его расчетным осадкам в различных точках поверхности согласно рекомендациям СНиП 2.01.09. Расчет системы «резервуар-основание» может быть выполнен также с использованием существующих вычислительных комплексов по определению осадок фундаментов с учетом взаимодействия основания и оболочки резервуара.

Проектная высота расположения днища резервуара определяется технологическим заданием, однако, эта высота должна превышать максимальный уровень окружающей спланированной поверхности земли минимум на 0.5 м, а после достижения основанием расчетных осадок высота днища над уровнем окружающей земли должна быть не менее 0.15 м.

В проекте КМ должно быть представлено задание для проектирования основания и фундаментов под резервуар, включающее расчетные реактивные усилия (нагрузки), передаваемые от корпуса резервуара на его фундамент, а также величины допустимых деформаций основания.

Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара

Реактивные усилия, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице П.4.6 Приложения П.4.

В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов. Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают: – вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища; – снеговую нагрузку; – избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара. Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки. Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.

• Перечень необходимых расчетов включает: – определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;
• расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;
• проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;

• СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза – проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;
• проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;
• расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;
• расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;
• расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.
• Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении приведен в п.9.6.6.

Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, вычисляется по формуле: ) M M ( M wr ws n w    , где                           0 s 2 0 s 3 0 s s w ws b H .4 b H .4 b H .0 1 )] 5 H ( 57 .0

[ D p .0 M , w r r wr p S

M   , м 10 b0  .

Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента (рис.10.1). Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетная нагрузка по контуру стенки в основании резервуара определяется по формулам: 2 w max max r M r 2 Q q     , 2 w max min r M r 2 Q q     .

Расчетная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара, соответствующая 1-му расчетному сочетанию нагрузок (таблица П.4.6 Приложения П.4), составляет: } r ) p

95 .0 p f

( )] G G (3.1 ) G G ( 05 .1[ 95 .0 ) G G ( 05 .1 { Q 2 s s rt st 0 r 0 s r s n max            . qmin qmax Рис. 10.1. Нагрузки на фундамент, передаваемые по контуру стенки резервуара

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 10.2.7 Если теплоизоляция, или вакуум, или снеговая нагрузка отсутствуют, формула 10.2.6 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

Коэффициент fs назначается согласно указаниям п. 9.2.3.1.7.

Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- пневмоиспытания). Эту нагрузку следует определять по формулам: ] p

) t H ( g .0 [ p bc s n f       , ] p 25 .1 ) t H ( g .0 [ p bc s g 0 g n fg       .

• Требования по установке анкеров 10.2.10.1 Анкеровка корпуса резервуара требуется если:
• происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;
• момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.

В случаях, указанных в п.10.2.10.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.

Требуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям п.10.2.10.1: 0 Qmin ,   w wvr min M r F Q   . Левая часть второго неравенства представляет момент от удерживающих сил, а правая – опрокидывающий момент, определяемый по формуле п.10.2.4.

Подъемная сила от действия ветра на крышу определяется по формуле: w 2 n wvr p r

F     . Для конических крыш с углом наклона r ≥ 5 и сферических крыш высотой fr ≥ 0.1D, а также для резервуаров с плавающими крышами следует принять Fwvr = 0.

Расчетная минимальная вертикальная нагрузка на фундамент резервуара вычисляется для 3-го расчетного сочетания нагрузок (таблица П.4.6 Приложения П.4) и составляет: ] r p 95 .0

) G G G G ( 95 .0 ) G G [( Q 2 rt st 0 r 0 s r s n min           .

Если теплоизоляция или избыточное давление отсутствуют, формула 10.2.10.5 должна быть приведена в соответствие с полученным сочетанием нагрузок.

Расчетное усилие в одном анкерном болте определяется по формуле: a min a w a n Q D / M 4 N   .

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза

Конструктивные решения фундаментов

Устройство фундаментов под резервуары рекомендуется выполнять с применением следующих конструктивных решений: – грунтовая подушка (рис.10.2); – кольцевой железобетонный фундамент (рис.10.3); – сплошная железобетонная плита (рис. 10.4).

Для устройства грунтовой подушки используются чистые и прочные сыпучие материалы – песок и щебень. Формирование подушки осуществляется слоями толщиной около 150 мм с утрамбовкой слоёв катками массой от 5 до 10 тонн. Высота подушки должна составлять не менее 0.5 м. По верху подушки устраивается гидрофобный слой из битумнопесчаной смеси толщиной не менее 50 мм, состоящей из формованной в горячем состоянии смеси следующих компонентов: 9% битума, растворённого в чистом керосине, 10% портландцемента и 81% чистого песка. Дренаж грунтовой подушки и контроль протечек через возможные повреждения днища обеспечивается путём установки по периметру фундамента на расстоянии не более 5 м друг от друга радиальных дренажных трубок диаметром 75 мм, закрытых с торцов пластиковой сеткой 10×10 мм.

Кольцевой железобетонный фундамент используется при наличии значительных контурных нагрузок по периметру стенки или при необходимости установки анкеров. Ширина кольцевого фундамента должна быть не менее 0.8 м для резервуаров объемом до 3000 м3 и не менее 1.0 для резервуаров объемом свыше 3000 м3. Толщина железобетонного кольца принимается не менее 0.3 м. При строительстве резервуаров в сейсмических районах наличие кольцевого железобетонного фундамента является обязательным. Ширина кольца должна быть не менее 1.5 м, а толщина не менее 0.4м.

Фундамент в виде сплошной железобетонной плиты рекомендуется для резервуаров диаметром не более 15 м на немёрзлых грунтах, для всех резервуаров на мёрзлых грунтах, а также для всех резервуаров при хранении в них этилированных бензинов, реактивного топлива или иных ядовитых продуктов. Для обнаружения возможных протечек продукта железобетонная плита должна иметь уклон не менее 1% от центра к периметру, а также радиально расположенные дренажные канавки.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 Рис.10.2. Грунтовая подушка

Рис. 10.3. Кольцевой железобетонный фундамент

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкс

пертиза

Рис. 10.4. Сплошная железобетонная плита

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-20

09 11 Защита резервуаров от коррозии

Защита резервуаров от коррозии должна проводиться на основании анализа условий эксплуатации, климатических факторов, атмосферных и иных воздействий на наружные поверхности резервуаров, а также вида и степени агрессивного воздействия хранимого продукта и его паров на внутренние поверхности. По результатам анализа должен быть разработан отдельный проект или раздел в составе проекта КМ антикоррозионной защиты (АКЗ) резервуара с указанием систем АКЗ, срока их службы при выполнении принятых в проекте технических решений. Производитель лакокрасочных материалов (ЛКМ) разрабатывает регламент (инструкцию) по нанесению ЛКМ, в котором подробно описывается система АКЗ, применяемые материалы и технология их нанесения. На выполнение работ по антикоррозионной защите резервуара Производитель работ разрабатывает проект производства работ, в котором отражаются технология подготовки поверхностей резервуара, нанесение грунтовочных и покрывных слоев покрытия, методы по контролю качества, применяемое оборудование с учетом требований Регламента производителя ЛКМ, меры безопасности, противопожарные мероприятия.

Защиту от коррозии рекомендуется осуществлять применением систем лакокрасочных или металлизационно-лакокрасочных антикоррозионных покрытий, а также применением электрохимических способов. Для защиты резервуаров от коррозии могут применяться следующие типы ЛКМ со сроком службы не менее 10 лет для внутренней поверхности и 15 лет для наружной поверхности: – эпоксидные покрытия; – двухкомпонентные полиуретановые покрытия; – однокомпонентные полиуретановые влагоотверждаемые покрытия. В том случае, если нормативный срок службы резервуара превышает расчетный срок службы антикоррозионных покрытий, в техническом задании на проектирование резервуара (Приложение П.2) должны быть установлены припуски на коррозию основных конструктивных элементов – стенки, днища, крыши, понтона, плавающей крыши.

При выборе типа ЛКМ необходимо отдавать предпочтение материалам с высокой степенью ремонтопригодности и технологичности их применения, а также учитывать погодно-климатические условия во время нанесения антикоррозионных покрытий: – для эпоксидных и двухкомпонентных полиуретановых покрытий – температура поверхности не ниже +5С и относительная влажность воздуха не выше 80%; – для однокомпонентных полиуретановых влагоотверждаемых покрытий – температура поверхности не ниже 0С и относительная влажность воздуха до 98%.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 11.4 Системы АКЗ, тип покрытия и материалы для защиты внутренних поверхностей резервуаров определяются с учетом эксплуатационных условий и свойств хранимых жидкостей, а также степени их агрессивного воздействия на конструкции резервуаров в соответствии с таблицей 11.1.

Таблица 11.1

Элементы конструкций резервуаров Степень агрессивного воздействия среды на стальные конструкции внутри резервуаров сырой нефти мазута, дизельного топлива, керосина бензина Внутренняя поверхность днища и нижний пояс на высоту 1 м от днища среднеагрессивная среднеагрессивная слабоагрессивная Средние пояса, нижние части понтонов и плавающих крыш слабоагрессивная слабоагрессивная слабоагрессивная Верхний пояс (зона периодического смачивания) среднеагрессивная слабоагрессивная среднеагрессивная Кровля резервуара, верх и бортовые поверхности понтонов и плавающих крыш среднеагрессивная среднеагрессивная слабоагрессивная Примечания: 1. Степень агрессивного воздействия мазута принимается для температуры до 90оС. 2. Для нефти и нефтепродуктов с высоким содержанием серы (более 1,8%) степень агрессивного воздействия на внутреннюю поверхность днища, нижний пояс стенки, кровлю, верх и бортовые поверхности понтонов и плавающих крыш повышается на одну ступень.

• Антикоррозионные покрытия внутренних поверхностей резервуаров должны удовлетворять следующим условиям:
• быть устойчивыми к воздействию нефти, нефтепродуктов, подтоварной воды;
• обладать хорошей адгезией к грунтовочному слою или основному металлу (в зависимости от технологии нанесения);
• не вступать в реакцию с хранимыми продуктами и не оказывать влияние на их кондицию; – быть стойкими к растрескиванию;
• обеспечивать совместимость деформаций с корпусом резервуара (с учетом
• различных толщин стенки по высоте) при заполнении и опорожнении;
• обладать износостойкостью на истирание (в резервуарах с плавающими крышами и понтонами) и долговечностью; – сохранять адгезионные свойства, механическую прочность и химическую стойкость в расчетном диапазоне температур;
• сохранять защитные свойства при совместной работе с электрохимической, катодной и протекторной защитой;
• быть технологичными при нанесении и соответствовать температуре и относительной влажности воздуха во время выполнения работ; – удовлетворять требованиям электростатической искробезопасности.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 11.6 Наружные поверхности резервуаров, находящиеся на открытом воздухе, должны быть защищены антикоррозионными покрытиями на основе ЛКМ светлого тона с высокой светоотражательной способностью – не менее 98% по ГОСТ 896-69. Степень агрессивного воздействия среды на наружные поверхности резервуаров определяется температурно-влажностными характеристиками окружающего воздуха и концентрацией в нем коррозионноактивных газов в соответствии со СНиП 2.03.11-85.

• При защите от коррозии наружной поверхности днищ резервуаров следует руководствоваться следующими требованиями:
• устройство фундаментов и основания под резервуар должно обеспечивать отвод грунтовых вод и атмосферных осадков от днища;
• при выполнении гидрофобного слоя из битумно-песчаной смеси по
• п.10.3.2 не требуется нанесения защитных покрытий на наружную поверхность днища. Применяемые песок и битум не должны содержать коррозионно-активных агентов.

В целях активной защиты резервуара от почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами рекомендуется применение электрохимической защиты. Электрохимическая защита наружной поверхности днища, а также внутренних поверхностей днища и нижнего пояса стенки в зоне контакта с донным осадком и слоем подтоварной воды осуществляется установками протекторной защиты (УПЗ) или установками катодной защиты (УКЗ). Выбор метода защиты осуществляется на основании сравнения техникоэкономических показателей.

При подготовке резервуара для нанесения антикоррозионных покрытий следует руководствоваться требованиями ГОСТ 9.402-2004 «ЕСЗКС. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием». На поверхностях металлоконструкций, подготовленных к выполнению антикоррозионных работ, должны отсутствовать: – возникшие при сварке остатки шлака, сварочные брызги, наплывы, неровности сварных швов; – следы обрезки и газовой резки, расслоения и растрескивания; – острые кромки до радиуса менее 3.0 мм на внутренней и 1.5 мм на наружной поверхностях резервуара; – вспомогательные элементы, использованные при сборке, монтаже, транспортировании, подъемных работах и следы оставшиеся от приварки этих элементов; – химические загрязнения (остатки флюса, составов использовавшихся при дефектоскопии сварных швов), которые находятся на поверхности сварных швов и рядом с ними; – жировые, механические и другие загрязнения. Сварные швы должны иметь плавный переход к основному металлу без подрезов и наплывов. Все элементы металлоконструкций внутри резервуара, привариваемые к стенке, днищу или крыше, должны быть обварены по кон-

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза туру для исключения образования зазоров и щелей. Кроме того, все элементы металлоконструкций, находящихся на открытом воздухе, при среднеагрессивном воздействии окружающей среды, также должны быть обварены по контуру для исключения образования зазоров и щелей. Перед нанесением защитных покрытий все поверхности должны быть очищены от окислов до степени 2 по ГОСТ 9.402-2004 или до степени не ниже Sa 2.5 по ИСО 8501-1, обеспылены и обезжирены. Степень обезжиривания – 1 по ГОСТ 9.402-2004. Степень обеспылевания должна быть не ниже 2 класса по ИСО 8502-3.

При выполнении антикоррозионных работ должны быть учтены требования к охране окружающей среды и требований действующих правил техники безопасности в строительстве: СНиП 2.03.11, СНиП 1.03-05, ГОСТ 12.3.005, ГОСТ 12.3.016, ГОСТ 12.4.011, СН-245.

После проведения антикоррозионных работ по результатам пооперационного контроля составляется заключение о качестве нанесенных защитных материалов, разрешающее выполнение следующего этапа работ. После завершения всего комплекса работ по антикоррозионной защите оформляется Акт освидетельствования комплексного защитного покрытия.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 12 Оборудование резервуаров

Общие требования

Проект «Оборудование резервуара» с привязкой к проекту КМ должен быть выполнен специализированной проектной организацией (в интересах настоящего Стандарта – Генеральным проектировщиком). Оборудование должно обеспечивать надежную эксплуатацию резервуара, снижение потерь нефти и нефтепродуктов, ограничение последствий аварии, взрыва или пожара.

• Резервуары, в зависимости от их назначения, конструкции и места расположения, должны быть оснащены:
• приемо-раздаточными устройствами, имеющими местное или дистанционное управление;
• устройствами для вентиляции резервуара в соответствии с разделом 13 настоящего Стандарта;
• приборами местного или дистанционного измерения уровня и температуры хранимых жидкостей, автоматической сигнализацией верхнего и нижнего предельных уровней; – устройствами отбора проб; – устройствами для удаления подтоварной воды;
• устройствами для подогрева высоковязких и застывающих нефти и нефтепродуктов; – устройствами для предотвращения накопления отложений в резервуаре; – устройствами для зачистки; – устройствами и средствами обнаружения и тушение пожаров;
• устройствами молниезащиты, заземления и защиты от статического электричества, в соответствии с разделом 14 настоящего Стандарта.

В том случае, если вышеперечисленное оборудование требует выполнения на стенке или крыше резервуара соответствующих врезок люков или патрубков, конструкция этих врезок должна быть разработана в проекте КМ в соответствии с требованиями раздела 8 настоящего Стандарта.

Вопросы освобождения резервуаров от хранимых жидкостей в аварийных ситуациях решается схемой технологической обвязки в соответствии с требованиями и нормами технологического проектирования соответствующих предприятий.

Марки и типы оборудования и аппаратуры должны соответствовать требованиям проектной документации для конкретного резервуара, вида хранимого продукта и характера технологических операций.

Оборудование, устанавливаемое на резервуаре, по исполнению и категории условий эксплуатации в зависимости от воздействия климатических факторов внешней среды должно по своему исполнению и категории соответствовать требованиям ГОСТ 15150.

Резервуарное электрооборудование должно поставляться во взрывозащищенном исполнении и быть сертифицировано органами Ростехнадзора.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза

Приемо-раздаточные устройства

Приемо-раздаточные устройства (ПРУ) предназначены для подачи продукта в резервуар или отбора продукта из резервуара. Количество приемо-раздаточных устройств необходимо определять по максимальной производительности заполнения и опорожнения резервуара.

ПРУ должны иметь отсекающую продукт задвижку, заслонку или «хлопушку», устанавливаемые внутри ПРУ (до фланца присоединения наружных трубопроводов) и управляемые снаружи резервуара. Приемо-раздаточные устройства могут быть совмещены с устройствами размыва данных отложений, перемешивания продукта, а также распределения потока продукта для резервуаров с понтоном или плавающей крышей (внутренние распределительные трубы).

Конструкция ПРУ должна быть согласована с разработчиком проекта КМ. В проекте КМ должен быть дан усиливающий лист приварки патрубка ПРУ к стенке резервуара.

Диаметр приемно-раздаточного устройства должен определяться, исходя из скорости движения потока жидкости не более 2.5 м/c. Допустимые скорости истечения через приемно-раздаточные устройства устанавливаются для каждой жидкости отдельно в зависимости от объемного удельного электрического сопротивления. При заполнении порожнего резервуара, независимо от допустимой скорости, производительность заполнения должна ограничиваться скоростью через приемо-раздаточное устройство не более 1 м/с до момента заполнения верха приемо-раздаточного патрубка. Максимальная производительность заполнения (опорожнения) резервуаров с плавающей крышей или понтоном ограничивается допустимой скоростью движения плавающей крыши (понтона), которая не должна превышать 6 м/ч для резервуаров объемом до 30000 м3 и 4 м/ч для резервуаров объемом свыше 30000 м3. При нахождении плавающей крыши (понтона) на стойках максимальная скорость подъема уровня жидкости в резервуаре не должна превышать 2.5 м/ч. Скорость наполнения (опорожнения) резервуара не должна превышать суммарной пропускной способности установленной на резервуаре дыхательной аппаратуры.

Устройства тушения пожара

Устройства тушения пожара подразделяются на устройства пенного тушения и устройства охлаждения резервуаров. Для ликвидации и локализации возможных пожаров в резервуарах и резервуарных парках следует предусматривать устройства пенного тушения и водяного охлаждения. Устройства тушения и охлаждения резервуаров при пожаре могут быть стационарные (автоматические или неавтоматические), полустационарные, передвижные.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 12.3.2 Устройства тушения и охлаждения резервуаров следует выполнять в соответствии с нормами проектирования резервуарных парков на складах нефти и нефтепродуктов или на основе инженерного обоснования в зависимости от температуры вспышки хранимых нефти и нефтепродуктов, конструктивного вида и пожаровзрывоопасности резервуара, включая предварительное планирование тушения возможного пожара, объемов единичных резервуаров и общей вместимости резервуарного парка, расположения площадки строительства и характеристик операционной деятельности, организации пожарной охраны на предприятии размещения резервуаров, с учетом норм проектирования установок пенного тушения и водяного охлаждения, включая предварительное планирование тушения возможного пожара.

При размещении оборудования стационарных установок пенного тушения и охлаждения на конструкциях резервуара следует учитывать расчетное состояние и поведение крыши резервуара при взрыве и пожаре, перемещения стенки и конструктивные требования по расстояниям между сварными швами стенки и швами крепления постоянных конструктивных элементов, присоединяемых к стенке. Кольцевые трубопроводы и сухие стояки должны опираться на приваренные к стенке резервуара кронштейны. Крепление трубопроводов осуществляется на болтовых хомутах или скобах.

Стационарные установки пожаротушения должны предусматривать стационарные пеногенераторы и пенокамеры и системы подачи пены средней и низкой кратности на слой или под слой горящего продукта.

Пеногенераторы и пенокамеры должны устанавливаться: – для РВС, РВСП – в верхнем поясе или на крыше; – для РВСПК – выше стенки.

Стационарная установка охлаждения резервуара состоит из верхнего горизонтального кольца орошения (перфорированного трубопровода или трубопровода с дренчерными оросителями), стояков и нижнего кольцевого трубопровода, соединённого с противопожарным водопроводом или с устройствами для подключения пожарных машин. Схема трубопроводов и задвижек установки охлаждения должна обеспечивать подачу воды на расчётную часть периметра резервуара. В противном случае суммарный расход воды на охлаждение соседних резервуаров при любой обстановке пожара должен обеспечивать охлаждение по всему периметру каждого расчётного соседнего резервуара.

Интенсивность (удельные интенсивности – на единицу охлаждаемой площади стенки или длины периметра охлаждаемого резервуара) подачи воды на охлаждение горящего резервуара и соседнего с горящим резервуара должна быть обоснована теплотехническим расчетом или принята по нормам проектирования резервуарных парков.

Устройства специального назначения

Резервуары всех типов должны оснащаться замерными люками для ручного замера уровня и возможности ручного отбора проб.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 12.4.2 Для слива подтоварной воды резервуары всех типов должны оснащаться сифонными кранами.

Резервуары для хранения нефти, при необходимости, должны оборудоваться перемешивающими устройствами - устройствами предотвращения накопления осадка (размывающие головки, специальные приемораздаточные устройства, винтовые перемешивающие устройства и т.п.). Необходимость применения и выбор устройств определяется технологическими процессами хранения. Поставщик перемешивающих устройств должен представить соответствующие доказательства эффективной работы поставляемых им устройств по всему объему хранимой нефти.

Вязкие нефть и нефтепродукты должны храниться в резервуарах, имеющих теплоизоляционное покрытие и оборудованных средствами подогрева, которые обеспечивают сохранение качества хранимого продукта и пожарную безопасность. Требования к подогреву нефти и нефтепродуктов при хранении, к температуре подогрева, типу используемых подогревателей определяются нормами технологического проектирования соответствующих предприятий.

Резервуары с учетом сорта хранимых нефти и нефтепродуктов рекомендуется оснащать: – приборами местного и дистанционного измерения уровня; – приборами местного и дистанционного измерения температуры; – сигнализаторами верхнего аварийного, верхнего и нижнего предельных уровней; – устройствами отбора проб с фиксированного уровня (точечные пробы) или устройствами отбора объединенной (средней) пробы по всей высоте хранимого продукта; – средствами обнаружения пожара (пожарными извещателями). При отсутствии дистанционных сигнализаторов верхнего уровня должны быть предусмотрены переливные устройства, соединенные с резервной емкостью или сливным трубопроводом, исключающие превышение уровня залива продукта сверх проектного. Для резервуаров с плавающими крышами или понтонами необходимо устанавливать (на равных расстояниях по периметру) не менее трех сигнализаторов уровня, работающих параллельно. Пробоотборные устройства должны состоять из системы пробоотборных трубок (внутренний диаметр 15 мм), верхние торцы которых установлены внутри резервуара на заданных заказчиком уровнях, а нижние торцы выведены за стенку резервуара. При кинематической вязкости продукта свыше 50сСт слив проб должен выполняться в принудительном порядке с использованием вакуумного насоса и пробоотборных трубок внутренним диаметром не менее 25 мм. Перед отбором пробы должна быть произведена прокачка системы вакуумным насосом до полного удаления из пробоотборных трубок отстоявшегося или загустевшего продукта.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 13 Вентиляция резервуаров

Общие требования

Настоящий раздел содержит требования к нормальной эксплуатационной и аварийной вентиляции резервуаров со стационарными крышами без понтона или с понтоном.

Вентиляция резервуаров должна обеспечивать поддержание или отсутствие внутри резервуаров давления и вакуума, рабочие (нормативные) значения которых предусмотрены заданием на проектирование, а также отсутствие аварийных значений давления и вакуума, которые могут вызвать катастрофические последствия – разрушение стенки, отрыв стенки от днища, разлив хранимого продукта.

Системы вентиляции должны быть защищены от проникновения дождевой воды, посторонних предметов, от конденсации, полимеризации и возгонки продукта, от замерзания воды или конденсата продукта. Вентиляционные системы должны быть устойчивы к воздействию коррозии.

Вентиляция резервуаров должна обеспечиваться установкой на стационарной крыше резервуаров дыхательных клапанов, аварийных клапанов или вентиляционных патрубков.

Дыхательные клапаны

Дыхательные клапаны следует применять для резервуаров, предназначенных для эксплуатации при избыточном давлении и вакууме. Установочные значения давления и вакуума клапана не должны превышать, соответственно, расчетные значения давления и вакуума при требуемой пропускной способности.

Установочные значения давления pu и вакуума pvu не должны более чем на 20% превышать нормативные значения внутреннего давления p и вакуума pv: p  pu  1.2p; pv  pvu  1.2pv . Здесь нормативные значения избыточного давления и вакуума, устанавливаемые заданием на проектирование, принимаются, как правило, p = 2.0 кПа, pv = 0.25 кПа.

Пропускная способность клапанов по внутреннему давлению и вакууму должна быть не менее производительности заполнения и опорожнения резервуара с учетом выделения газов и паров из поступающего в резервуар продукта, изменения температуры окружающей среды и газового пространства резервуара.

Для обогащенных продуктов (например, метаном) или при температуре продукта выше 40С пропускная способность клапанов по внутреннему давлению должна быть увеличена в 1.7 раза.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 13.2.5 Дыхательные клапаны нормально закрытые в атмосферу, за исключением периодов срабатывания на избыточное давление и вакуум, должны устанавливаться совместно с огневыми преградителями, которые должны предотвращать распространение пламени в резервуар, хранящий огнеопасную жидкость, что может привести к воспламенению паров внутри него.

Вентиляционные патрубки

Вентиляционные патрубки следует применять для резервуаров, эксплуатируемых при отсутствии избыточного давления и вакуума, то есть для атмосферных резервуаров и резервуаров с понтоном.

Вентиляционные патрубки атмосферных резервуаров должны располагаться равномерно по периметру резервуара на расстоянии не менее 10 м друг от друга (но не менее двух). Общая открытая площадь патрубков должна быть не менее 0.03 м2 на 1 м диаметра резервуара. Дополнительно в центре крыши должен быть вентиляционный патрубок площадью не менее 0.03 м2.

Отверстия вентиляционных патрубков должны быть закрыты сеткой из нержавеющей стали с ячейками 10×10 мм и предохранительными кожухами для защиты от атмосферных осадков. Установка огнепреградителей на вентиляционных патрубках не допускается.

Применение традиционных вентиляционных патрубков для резервуаров с понтоном не допускается. Вентиляция этих резервуаров должна выполняться в соответствии с п.8.9.15.

Аварийное вентилирование

В аварийной ситуации резервуар может нагреваться от расположенного рядом источника огня, что приводит к быстрому увеличению объема газа за несколько минут и, спустя несколько часов, к полному испарению продукта (кипению продукта). В этой ситуации, а также при взрыве или пожаре внутри резервуара, для безопасного сброса внутреннего избыточного давления (без разрушения корпуса резервуара), необходимо предусмотреть установку аварийных клапанов или создание «ослабленного узла» соединения настила стационарной крыши со стенкой резервуара в соответствии с требованиями п. 9.3.5.

Аварийные клапаны предназначены для аварийного сброса давления и защиты резервуара от воздействия внешнего огня или неисправности других систем вентиляции (например, дыхательных клапанов или газовой подушки).

Расчет аварийного вентилирования должен учитывать: интенсивность теплопередачи на единицу площади стенки резервуара от очага пожара в обваловании; размер резервуара и долю общей площади, подверженной тепловому воздействию от очага пожара; время, необходимое для доведения

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 содержимого резервуара до кипения; время, необходимое для нагрева несмачиваемой стенки или крыши резервуара до температуры потери прочности металла; влияние способа удержания и удаления пролитой жидкости, применения водяного охлаждения и тепловой изоляции резервуара в снижении воздействия пожара и теплопередачи. Влияние указанных средств защиты от теплового воздействия соседнего очага пожара учитывается умножением расчетного теплового потока на резервуар на один из понижающих коэффициентов: 0.5 – при отводе пролитой жидкости из обвалования резервуара; 0.3 – при водяном орошении резервуара; 0.3 – при защите резервуара тепловой изоляцией; 0.15 – при сочетании всех вышеупомянутых факторов защиты. Смоченная площадь резервуара должна быть рассчитана на основе первых 9 м над уровнем земли. Рекомендуемая пропускная способность аварийных клапанов представлена в таблице 13.1. Таблица 13.1

Объем резервуара, м3 Обогреваемая смоченная поверхность, м2 Производительность аварийных клапанов, м3/час 89 Предел для атмосферного резервуара 700 и более 260 и более

Аварийные клапаны должны иметь самозакрывающуюся крышку и должны устанавливаться без огневых преградителей.

Производитель дыхательных клапанов должен представить соответствующие доказательства герметичности (закрытия) клапана в стационарном режиме эксплуатации (до достижения установочного значения срабатывания клапана).

Установочное давление срабатывания аварийных клапанов должно определяться расчетом прочности резервуара. При этом не должно происходить разрушение стенки резервуара и узлов соединения стенки резервуара с днищем и стационарной крышей. Установочное значение давления срабатывания аварийных клапанов pa должно составлять pa = 1.4p. При проведении гидравлических испытаний резервуар должен быть испытан на давление pa , при котором должно произойти срабатывание аварийного клапана.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 14 Молниезащита и защита от статического электричества

Устройства молниезащиты резервуаров должны быть запроектированы в составе проекта «Оборудование резервуара» согласно требованиям СО 153-34.21.122-2003.

Уровень и надежность защиты устанавливается в соответствии с СО 153-34.21.122-2003 в пределах 0.9…0.99 в зависимости от типа резервуара, хранимого продукта и вместимости склада (категории склада) в соответствии с таблицей 14.1. Таблица 14.1

Характеристика резервуара Уровень защиты Надежность защиты Склад нефти и нефтепродуктов категории I РВС для ЛВЖ

РВСП

РВСПК (РВСПДК)

РВС для ГЖ

Склад нефти и нефтепродуктов категории II РВС для ЛВЖ

РВСП

РВСПК (РВСПДК)

РВС для ГЖ

Склад нефти и нефтепродуктов категории III РВС для ЛВЖ

РВСП

РВС для ГЖ

Защита от прямых ударов молнии должна производиться отдельно стоящими (при уровне защиты I или II) или установленными на самом резервуаре молниеприемниками (молниеотводами) – при уровне защиты III. Расчет молниеприемников следует выполнять исходя из требуемого уровня защиты по методике СО 153-34.21.122-2003. Молниеприемники, устанавливаемые на резервуаре, изготавливают из круглых стержней или труб с поперечным сечением не менее 100 мм2. Крепление молниеприемника к резервуару (к верхнему поясу стенки или к стационарной крыше) должно осуществляться на сварке. Для защиты от коррозии молниеприемники оцинковывают или красят с применением цинконаполненных лакокрасочных материалов. Вершина молниеприемника на длине около 1 м должна быть подвергнута горячему оцинкованию.

Нижний пояс стенки резервуаров должен быть присоединен через токоотводы к заземлителям, установленным на расстоянии не более чем 20 м по периметру стенки, но не менее четырех на равных расстояниях. Присоединение резервуара к токоотводам и токоотводов к заземлителям должно выполняться, как правило, на сварке. Допускается присоединение через медные или оцинкованные токоотводы с использованием латунных болтов, гаек и шайб. Каждое соединение (стенка – токоотвод – заземлитель) должно иметь импульсное сопротивление не более 50 Ом.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 Токоотводы и заземлители следует выполнять из стального проката с размерами в сечении не менее указанных в таблице 14.2. Таблица 14.2

Наименьшие размеры стальных токоотводов и заземлителей Форма сечения токоотводов и заземлителей Расположение снаружи, на воздухе в земле Круглые стержни диаметром, мм 8 10 Тросы диаметром, мм 8 - Полосовая сталь: сечением, мм2 толщиной, мм 50 6 4 Угловая сталь: сечением, мм2 толщиной, мм - – 4 Трубы с толщиной стенки, мм

В проекте «Молниезащита резервуара» должны быть разработаны мероприятия по защите резервуара от электростатической и электромагнитной индукции в зависимости от электрических характеристик продукта, производительности и условий налива продукта, свойств материала и защитных покрытий внутренних поверхностей резервуара. Для обеспечения электростатической безопасности нефть и нефтепродукты должны заливаться в резервуар без разбрызгивания, распыления или бурного перемешивания (за исключением случаев, когда технологией предусмотрено перемешивание и обеспечены специальные меры электростатической безопасности). Продукт должен поступать в резервуар ниже находящего в нем остатка. При заполнении порожнего резервуара нефть (нефтепродукты) должны подаваться со скоростью не более 1м/с до момента заполнения приемного патрубка или до всплытия понтона или плавающей крыши. Дальнейшее заполнение резервуара должно производиться со скоростью потока жидкости в подающем трубопроводе не превышающей следующей величины: d / 64 .0  , где V – скорость потока, м/с; d – внутренний диаметр трубопровода, м.

Защита резервуаров от электростатической индукции и накопления статического электричества обеспечивается присоединением металлических корпусов установленных на резервуарах аппаратов, а также трубопроводов, которые вводятся в резервуар, к заземлителю защиты от прямых ударов молнии по п. 14.4. На резервуарах с понтонами или плавающими крышами необходимо дополнительно устанавливать не менее двух гибких металлических перемычек между понтоном или плавающей крышей и корпусом резервуара.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 15 Рекомендации по устройству теплоизоляции

Необходимость устройства теплоизоляции резервуаров определяется Заказчиком и может потребоваться с целью хранения продукта с повышенной температурой, с целью исключения суточных колебаний температуры продукта, вызывающих потери от «малых» дыханий и т.п.

Устройство теплоизоляции резервуара должно выполняться по проекту, согласованному с разработчиком проекта КМ.

Теплоизоляция резервуаров может выполняться только на стенке, или на стенке и стационарной крыше.

• При разработке проекта теплоизоляции должны приниматься во внимание следующие аспекты взаимодействия конструкций резервуара и элементов изоляции (утеплителя, опор под изоляцию, наружной обшивки):
• нагрузка на элементы резервуара от собственного веса теплоизоляции;
• ветровая нагрузка и ее восприятие собственно изоляцией и стенкой резервуара;
• разница тепловых перемещений стенки и наружных элементов изоляции;
• нагрузка на элементы изоляции от радиальных перемещений стенки при гидростатической нагрузке;
• нагрузка на элементы стационарной крыши (не имеющей теплоизоляции) от резкого охлаждения настила, например, в случае дождя.

В качестве утеплителя для выполнения теплоизоляции могут применяться следующие системы: а) Стеганое синтетическое минеральное волокно или минераловатные плиты с металлической обшивкой Термоизоляция должна состоять из стеганой минеральной ваты (плиты) объемной плотностью не менее 48 кг/м3. Термоизоляционные плиты должны крепиться к горизонтальным элементам крепления и фиксироваться при помощи оцинкованной проволоки толщиной 1 мм (минимум) для использования с обшивкой из оцинкованной стали или проволоки из нержавеющей стали толщиной 0.5 мм (минимум) для использования с обшивкой из алюминия или стали с защитным полимерным покрытием. Термоизоляционные плиты должны плотно зажиматься проволокой между горизонтальными элементами крепления при плотном соединении всех краев плит встык, и со смещением вертикальных соединений плит по поясам. Расстояние между двумя проволоками должно быть не больше 0.5 м, при этом на одну термоизоляционную плиту должно приходиться не менее двух горизонтальных витков проволоки или двух крестообразных, располагаемых под углом 45 к горизонтальным элементам проволочных креплений. б) Иная плиточная или блочная теплоизоляция с металлической обшивкой Пенополиуретановые (или полиизоциануратные) плиты или сегменты заводского изготовления применяются для теплоизоляции стенок и стационарной крыши. Способ их крепления может быть аналогичен креплению плит из минеральной ваты или может выполняться с помощью пенополиуретанового клея, наносимого тонким слоем методом напыления. Для приклеивания плит и сег-

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 ментов должна применяться марка пенополиуретана, имеющая незначительное (3 – 7 сек) время старта и по характеристикам аналогичная пенополиуретану, из которого выполнены плиты. Сегменты из пенополиуретана должны быть выполнены с радиусом, соответствующим радиусу резервуара. Места стыков плит и сегментов следует запенивать аналогичной маркой пенополиуретана. в) Заливка пенополиуретана под металлическую обшивку на месте монтажа Марка пенополиуретана выбирается из условий работы (температура, влажность) с учетом физико-технических и теплофизических характеристик и согласовывается предприятием-изготовителем теплоизоляции, изготовителем резервуара и заказчиком. Применяемая заливочная марка пенополиуретана должна иметь время старта не менее 40 секунд. Технология заливки пенополиуретана должна быть таковой, чтобы предотвратить деформацию обшивки в процессе возникновения реактивных сил при реакции вспенивания. Операции по заливке пенополиуретанов следует производить поэтапно: каждая последующая заливка должна производиться после создания жесткого пенополиуретанового слоя предыдущей заливки и уменьшения температуры в процессе пенообразования до наружной температуры. При использовании метода заливки требуется высокая степень адгезии (не менее 1 кг/см2) к стенкам резервуара, обшивки и другим металлическим элементам конструкции с одновременной теплоизоляцией других соединений. В местах контакта пенополиуретана с воздушной средой образуется пароизоляционная пленка, препятствующая проникновению атмосферных осадков в пенополиуретан. Марка заливочного пенополиуретана и контроль качества работ должны согласовываться изготовителем теплоизоляционного покрытия с Заказчиком. г) Теплоизоляция стенки и стационарной крыши резервуара методом напыления жестким пенополиуретаном Физико-технические и теплофизические характеристики марки напыляемого пенополиуретана должны быть согласованы изготовителем теплоизоляционного покрытия, изготовителем резервуара и Заказчиком. Напыление может производиться на конструкцию резервуара с внутренней или наружной стороны. Толщина теплоизоляционного слоя должна отвечать требованиям Заказчика и соответствовать марке пенополиуретана. Образцы – эталоны пенополиуретана, которыми покрывается резервуар, размером 30×30 см соответствующей толщины передаются изготовителем теплоизоляционного покрытия Заказчику. Нанесение жесткого пенополиуретана производится проверенным на практике пенонапылительным оборудованием (Пена-15 Э, Пена-15 М или аналогичным по техническим характеристикам). Нанесение пенополиуретана должно производиться послойно, толщина каждого слоя 8…12 мм. Последующий слой наносится на предыдущий после окончания процесса вспенивания, образования интегральной (пароизоляционной) пленки и остывания образовавшегося слоя теплоизоляции до наружной температуры. Для защиты пенополиуретанового слоя от атмосферных воздействий следует использовать один из методов: – нанесение двух слоев полимерного покрытия различного цвета; – нанесение специального огнестойкого покрытия;

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза – при необходимости получения повышенной устойчивости к механическим повреждениям, между двумя слоями защиты от атмосферных явлений наносится укрепляющая среда; д) теплоизоляция резервуаров синтетическим вспененным каучуком K-FLEX Теплоизоляция резервуара может выполняться материалом из синтетического вспененного каучука c закрытыми порами K-FLEX. Термоизоляционные рулоны должны быть приклеены к стенке и крыше резервуара с помощью клея K-FLEX на предварительно обработанную и загрунтованную поверхность. Места стыков рулонов дополнительно проклеиваются теплоизоляционной лентой. Теплоизоляционный материал K-FLEX должен быть закрыт от механических повреждений и УФ излучения полимерным , металлическим или иным покрытием. Для материала K-FLEX не требуется дополнительных креплений на резервуарах; е) изоляция жидкими термоизолирующими керамическими материалами типа TSM Ceramic Физико-технические и теплофизические характеристики напыляемого ЖКТП должны быть согласованы изготовителем теплоизоляционного покрытия, проектировщиком (проект КМ) и Заказчиком. Напыление производится на конструкцию резервуара с наружной стороны при температуре изолируемой поверхности от +1°С до +150°С. Изолируемая поверхность не требует обработки грунтами. Толщина теплоизоляционного слоя должна отвечать требованиям Заказчика и соответствовать марке ЖКТП. Нанесение ЖКТП производится безвоздушным оборудованием плунжерного типа (GRACO: ULTRA MAX, MARK-V) или аналогичным по техническим характеристикам. Нанесение ЖКТП должно производиться послойно, толщина каждого технологического слоя 0.4-0.6 мм. Последующий слой наносится на предыдущий после высыхания. Время сушки технологического слоя не менее 24 часов при температуре 20°С. Покрытие не требует защиты от атмосферных воздействий. Температура эксплуатации от 47°С до +260°С.

Конструкции опор крепления теплоизоляции включают: – первичные элементы крепления, присоединяемые на сварке к резервуару; – вторичные элементы крепления, соединяемые с первичными. Материал первичных элементов крепления должен соответствовать требованиям раздела 7 настоящих норм (конструкции группы А). Приварка первичных элементов к резервуару должна выполняться, как правило, только горизонтальными швами или швами с обваркой по контуру и должна быть завершена до испытаний резервуара. Вторичные элементы крепления по требованиям к материалу относятся к конструкциям группы В и могут быть приварены или иным образом присоединены к первичным элементам после проведения испытаний и завершения монтажа.

Наружная обшивка должна выполняться из алюминиевых или оцинкованных стальных листов. Минимальная толщина листов обшивки на стенке и крыше резервуаров должна составлять для алюминиевого листа 1.0 мм, для оцинкованного листа или листа с полимерным покрытием 0.7 мм.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 16 Изготовление конструкций резервуаров

Общие требования

Заводское изготовление конструкций резервуаров должно производиться в соответствии с настоящим Стандартом на основании: – сертифицированной системы управления качеством выпускаемой продукции, обеспечивающей выполнение требований ГОСТ P серии ИСО 9000 или стандартов серии ISO 9000; – рабочих деталировочных чертежей КМД конструкций резервуаров, разработанных в соответствии с проектом КМ; – утвержденного в установленном порядке технологического процесса, обеспечивающего выполнение требований настоящего Стандарта.

Настоящий Стандарт предусматривают заводское изготовление резервуаров с использованием традиционных процессов обработки, сборки и сварки металлоконструкций общего назначения (далее – нерулонируемых конструкций), а также предусматривают возможность изготовления листовых конструкций резервуаров с применением метода рулонирования (далее – рулонируемых конструкций).

Методом рулонирования могут изготавливаться листовые конструкции стенки, днища резервуара, настила стационарной крыши, днища понтона, днища плавающей крыши. Изготовление этих конструкций осуществляется в виде рулонируемых полотнищ, свернутых в габаритные для транспортировки рулоны.

Материалы, применяемые при изготовлении резервуаров и поступившие Изготовителю, должны подвергаться входному контролю на их соответствие требованиям проектной, нормативной и товаросопроводительной документации.

Металлопрокат должен быть рассортирован, замаркирован, сложен по профилям, маркам стали и плавкам. При последующей обработке номер плавки должен быть нанесен клеймением на всех листовых деталях стенок и днищ резервуаров.

Обработка металлопроката должна выполняться с применением металлорежущего, кузнечно-прессового, механизированного газо-резательного, плазменного и иного оборудования, обеспечивающего получение деталей с размерами, формой, чистотой поверхности и предельными отклонениями, установленными чертежами КМД.

Листовые детали, предназначенные для изготовления стенок резервуаров, рулонных или полистовых, должны обрабатываться строганием, фрезерованием или плазменно-дуговой резкой на машинах с числовым программным управлением. Резка на гильотинных ножницах допускается для деталей стенок толщиной до 10 мм без последующей обработки кромок строганием или фрезерованием.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 16.1.8 Кромки деталей после механической, кислородной или плазменно-дуговой резки должны не иметь неровностей, заусенцев и завалов, превышающих 0.5 мм, если иное не указано в чертежах КМД. Требования к шероховатости поверхностей по ГОСТ 2789-73 настоящим Стандартом не устанавливаются.

Изготовленные конструкции резервуара должны иметь маркировку Изготовителя, содержащую номер заводского заказа и условное обозначение монтажного элемента в соответствии с монтажной схемой чертежей КМД. Монтажная маркировка наносится непосредственно на монтажные элементы или на ярлыки, прикрепляемые к пакету элементов одной марки.

Транспортировка конструкций на площадку строительства должна осуществляться в упакованном виде – в соответствии с утвержденными чертежами отгрузки (в рулонах, контейнерах, пакетах). Упаковка конструкций является ответственностью Изготовителя и должна обеспечить сохранность геометрической формы конструкций при надлежащем выполнении транспортных операций.

Изготовитель гарантирует соответствие конструктивных решений, принятых при разработке рабочих чертежей, требованиям настоящего Стандарта и проекту КМ. Согласованные изменения проектов хранятся у Изготовителя.

Конструкции, имеющие брак, допущенный Изготовителем, подлежат ремонту или замене за счет Изготовителя независимо от того, на каком этапе был выявлен брак.

Изготовление нерулонируемых конструкций

• Изготовление нерулонируемых конструкций резервуаров, включая сборку, сварку и контроль, должно выполняться в соответствии с требованиями настоящего Стандарта и должно обеспечить:
• собираемость конструкций на монтаже с учетом заданных предельных отклонений;
• свободное прилегание деталей или совмещение их кромок для выполнения предусмотренных проектом сварных соединений; – получение проектных геометрических параметров резервуара.

Сборка нерулонируемых конструкций, как правило, должна производиться в кондукторах. При сборке металлоконструкций не должно допускаться изменение их формы, не предусмотренное технологическим процессом, а при кантовке и транспортировании - их остаточное деформирование. При сборке конструкций в новых, ранее не использовавшихся кондукторах, Изготовитель должен провести контрольную сборку следующих элементов резервуара (в объеме, не менее указанного в проекте КМ): – фрагмента каркасной конической или купольной крыши; – секций ветровых и опорных колец жесткости; – коробов понтонов и плавающих крыш; – катучей лестницы резервуара с плавающей крышей.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 16.2.3 Предельные отклонения нерулонируемых конструкций должны соответствовать указанным в таблице 16.1. Таблица 16.1

Вид конструкции Наименование параметра Предельные отклонения, мм Листовые детали стенок Ширина ± 0.5 Длина ± 1.0 Серповидность (прямолинейность) кромок по длине и ширине листа, не более

Разность длин диагоналей, не более

Радиус вальцовки (просвет между шаблоном длиной 2 м и поверхностью листа)

Волнистость торцевой кромки после вальцовки:

• по всей длине 4 – на 1 м длины 2 Листы центральной части днища, днища понтона, плавающей крыши Ширина:

• при монтажной сборке листов встык ± 0.5 – при монтажной сборке листов внахлест ± 5.0 Длина ± 1.0 Разность длин диагоналей, не более

Серповидность (прямолинейность кромок) по длине и ширине листа, не более:

• на всей длине при монтажной сборке листов встык

• на длине 1м при монтажной сборке листов внахлест

Листы окраек днища Расстояние между торцевыми кромками листов ± 2.0 Радиус наружной кромки (зазор между шаблоном длинной 2 м и радиусной кромкой)

Детали с тремя ортогональными сторонами. Ширина ± 0.5 Длина ± 2.0 Отклонение от перпендикулярности продольной и поперечной кромок

Детали с двумя ортогональными сторонами. Ширина ± 2.0 Длина ± 2.0 Отклонение от перпендикулярности продольной и поперечной кромок

Радиальные щиты конических крыш. Расстояние от обушка уторного уголка до оси отверстия радиально балки ± 7.0 Прямолинейность радиальной балки

Стрелка кривизны уторного уголка ± 10.0 Радиальные щиты сферических крыш. Стрелка прогиба радиальной балки ± 15.0 Просвет между шаблоном длиной 1.5 м по дуге и гнутой поверхностью

Секции опорных колец. Стрелка кривизны гнутого швеллера ± 10 Просвет между шаблоном длиной 1.5 м по дуге и поверхностью гнутого швеллера

Элементы промежуточных колец жесткости. Стрелка кривизны криволинейной кромки ± 10.0 Элементы для наворачивания полотнищ. Наружный диаметр колец ± 20.0 Отклонение от цилиндрической поверхности на всей длине (между торцевыми кольцами) ± 30.0

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза Конструкции (детали) с криволинейной кромкой, присоединяемой встык Просвет между криволинейной кромкой и шаблоном длиной 1.5м

Конструкции (детали) с криволинейной кромкой, присоединяемой внахлест Просвет между криволинейной кромкой и шаблоном длиной 1.5м

Конструкции (детали) с криволинейной свободной кромкой. Просвет между криволинейной кромкой и шаблоном длиной 1.5м

Конструкции (детали), присоединяемые по одной стороне или двум смежным сторонам. Габаритные размеры (ширина, длина) ± 10.0 Конструкции (детали), присоединяемые по двум противоположным сторонам или по периметру внахлест. Расстояние между присоединяемыми сторонами ± 5.0 Конструкции (детали), присоединяемые по двум противоположным сторонам (кромкам, поверхностям) или по периметру встык. Расстояние между присоединяемыми сторонами (кромками) ± 2.0

• По внешнему виду сварные швы нерулонируемых металлоконструкций должны удовлетворять следующим требованиям:
• швы должны иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должна превышать 1 мм);
• металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом; – металлоконструкции резервуаров, находящиеся при среднеагрессивном воздействии окружающей среды, должны быть обварены по замкнутому контуру для исключения образования зазоров и щелей;
• трещины любых видов и размеров, несплавления, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры и цепочки пор, прожоги и свищи – не допускаются; – подрезы основного металла допускаются:
• для металлоконструкций резервуаров 1 и 2 классов опасности – глубиной до 5% толщины, но не более 0.6 мм;
• для металлоконструкций резервуаров 3 и 4 классов опасности – глубиной до 10% толщины, но не более 0.8 мм.
• Длина подреза не должна превышать 10% длины шва, причем под длиной шва следует понимать длину в пределах кромки отдельной детали.

Размеры сварных швов нерулонируемых металлоконструкций должны удовлетворять требованиям нормативно-технических документов на конкретный вид сварки или требованиям чертежей КМД.

Сварные швы настилов щитов стационарных крыш, настилов и коробов плавающих крыш и понтонов должны быть герметичными.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009

Изготовление рулонируемых конструкций

Рулонируемые конструкции должны собираться, свариваться, контролироваться и сворачиваться в рулоны на специальных установках для рулонирования, действующих по двум основным схемам (рис.16.1) На установках с верхним сворачиванием могут изготавливаться полотнища стенок резервуаров толщиной до 16 мм, на установках с нижним сворачиванием - полотнища стенок толщиной до 18 мм. Максимальная толщина рулонируемых полотнищ днищ резервуаров, настила стационарных крыш, днищ понтонов и плавающих крыш составляет 7 мм.

Рулоны должны иметь правильную цилиндрическую форму, которая должна обеспечиваться жесткостью элементов, на которые наворачиваются полотнища – каркасами для рулонирования или шахтными лестницами. Наружный диаметр колец элементов для наворачивания полотнищ должен быть не менее 2.6 м. Расстояние между кольцами должно быть не более 3 м. Требования к рулонам должны приниматься по таблице 16.2. Таблица 16.2

Вид рулона Наименование параметра Величина параметра, мм Рулон полотнища стенки толщиной до 6 мм Зазоры между витками, не более 50 Рулон полотнища стенки толщиной свыше 6 мм Зазоры между витками, не более 30 Рулон полотнища стенки Смещение торцевой кромки каждого последующего витка относительно предыдущего, не более 30 Общее смещение торцевой кромки, не более 80 Рулон полотнищ днищ, настила стационарных крыш, днищ понтонов и плавающих крыш Зазоры между витками, не более 80

Крепление начальной кромки полотнищ стенок резервуаров должно обеспечивать ее плотное прилегание к кольцам элемента для наворачивания и отсутствие перегибов витков рулона, связанных с выпучиванием начальной кромки. Для выполнения этого требования начальная кромка полотнищ стенок с толщиной нижнего пояса свыше 10 мм должна иметь технологическую надставку в соответствии с рис.16.2.

Крепление конечной кромки полотнищ должно выполняться с помощью упаковочных планок. Для полотнищ стенок с толщиной нижнего пояса свыше 10 мм конечная кромка полотнищ должна иметь технологическую надставку в соответствии с рис.16.2.

Предельные отклонения ширины полотнища от проектного размера не должны превышать: – при ширине полотнища до 9 м

±11.0 мм; – при ширине полотнища от 9 до 15 м ±16.0 мм; – при ширине полотнища свыше 15 м ±19.0 мм.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза Рис. 16.1. Схемы сворачивания рулонируемых полотнищ

Ростехэкспертиза СТО-С

А-03-002-2009 Рис. 16.2. Технологические надставки рулонируемых полотнищ стенки

СТО-СА-0

3-002-2009 Ростехэкспертиза 16.3.6 Предельные отклонения линейных размеров и формы листовых деталей рулонируемых полотнищ стенок резервуаров следует принимать по таблице 16.1, аналогично деталям нерулонируемых конструкций.

Кромки деталей полотнищ, не проплавляемые при сварке на заводе-изготовителе, не должны иметь неровностей, заусенцев и завалов более 1 мм.

Для полотнищ стенок выступы отдельных деталей на нижней кромке должны быть не более 1 мм, а на верхней кромке – не более 3 мм. Для прочих полотнищ выступы деталей, выходящие на свободные (не свариваемые) кромки, и выступы деталей, выходящих на кромки, подлежащие сварке внахлест, должны быть не более 5 мм. Выступы деталей, выходящих на кромки, подлежащие сварке встык, должны быть не более 1 мм.

• Полотнища не должны иметь угловых деформаций стыков более
• 20 мм на длине 1 м. Угловые деформации стыков, выходящих на свободные кромки полотнищ, не должны превышать 30 мм.
• Местные отклонения полотнищ от плоскостности (на длине 1 м) не должны превышать:
• для листов толщиной до 6 мм – 16 мм;
• для листов толщиной свыше 6 мм до 12 мм – 14 мм;
• для листов толщиной свыше 12 мм – 12 мм.
• Примечание: Угловые деформации и отклонения от плоскостности контролируются до сворачивания полотнища в рулон.

Расстояние от сварных швов технологических деталей, используемых при изготовлении полотнищ (полос крепления полотнищ к элементам для наворачивания, тяговых полос и т.п.), до сварных швов полотнищ должно быть более 100 мм. После использования технологические детали должны удаляться кислородной резкой без повреждения основного металла. Места резки технологических деталей должны зачищаться заподлицо с основным металлом полотнища механическим способом.

• По внешнему виду сварные швы рулонируемых полотнищ должны удовлетворять следующим требованиям:
• швы должны иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должна превышать 1 мм);
• металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом;
• трещины любых видов и размеров, несплавления, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры и цепочки пор, прожоги и свищи - не допускаются;
• подрезы основного металла допускаются для резервуаров 2, 3 и 4 классов опасности не более величин, указанных в таблице 19.1.

Размеры сварных швов должны удовлетворять требованиям нормативно-технических документов на конкретный вид сварки или требованиям чертежей КМД.

Для стыковых соединений полотнищ допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга, не более:

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 – для деталей толщиной до 10 мм - 1.0 мм; – для деталей толщиной свыше 10 мм - 10% толщины, но не более 2.0 мм.

Сварные швы соединений полотнищ должны быть герметичными, непроницаемыми и иметь значения временного сопротивления, ударной вязкости, угла загиба не менее, чем нормативные значения основного металла, что достигается отработанными процедурами сварки Изготовителя.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 17 Монтаж

Конструкции, поступившие на монтаж, должны иметь маркировку Изготовителя и сертификат качества на конструкции резервуара (Приложение П.9).

Перед началом монтажа производитель работ (Монтажная организация) должен иметь следующую нормативную и проектную документацию: – настоящий Стандарт; – технический проект КМ; – рабочие деталировочные чертежи КМД; – проект производства монтажных работ (ППР).

При отсутствии в проектной документации специальных требований, предельные отклонения геометрических параметров конструкций, поступивших на монтаж, должны соответствовать: для конструкций группы А – 4 классу по ГОСТ 21779; для конструкций групп Б и В – 5 классу по ГОСТ 21779.

Монтаж резервуаров следует производить на основании ППР, требований настоящего Стандарта, «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», «Правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных и огневых работ».

В ППР должны быть предусмотрены: – строительный генплан монтажной площадки; – технологическая последовательность монтажа и сварки металлоконструкций; – грузоподъемные, тяговые механизмы; – приспособления и такелажная оснастка для монтажа металлоконструкций резервуара; – оборудование, инструменты и материалы для производства монтажносварочных работ; – виды и объемы контроля; – мероприятия, обеспечивающие требуемую точность сборки элементов, пространственную неизменяемость, прочность и устойчивость конструкций в процессе монтажа; – требования к качеству сборочно-сварочных работ; – технологическая карта проведения прочностных (приемочных) испытаний резервуара; – требования безопасности и охраны труда; – требования к охране окружающей среды.

До начала монтажа конструкций резервуара должны быть выполнены все работы по устройству основания и фундаментов под резервуар.

Зона монтажной площадки должна быть спланирована в соответствии со строительным генпланом с обеспечением отвода поверхностных вод. Зона монтажной площадки включает: площадки складирования; площадки работы и перемещения кранов; временные дороги; временные бытовые и другие помещения.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 Граница зоны монтажной площадки должна быть ограждена по всему периметру и обозначена предупредительными знаками. Зона монтажной площадки должна иметь не менее двух въездов (выездов.)

Монтажная площадка должна быть обеспечена: средствами связи и пожаротушения; технической водой; электроэнергией для работы кранов, механизмов, сварочного и другого оборудования, а также для освещения зоны монтажа.

Приемка основания и фундаментов под резервуар производится Заказчиком совместно с представителями строительной и монтажной организаций и оформляется актом приемки по форме Приложения П.10.

Предельные отклонения размеров и формы основания и фундаментов от проектных не должны превышать величин, указанных в таблице 17.1.

Таблица 17.1

Наименование параметра Предельное отклонение, мм, при диаметре резервуара до 12 м св. 12 м до 25 м св. 25 м до 40 м св. 40 м до 65 м св. 65 м Основания и фундаменты 1. Отметка центра основания: – при плоском основании – с подъемом к центру – с уклоном к центру

0…+10 0…+10 0…- 5

0…+20 0…+20 0…-10

0…+30 0…+30 0…-15

0…+40 0…+40 0…-20

0…+45 0…+45 0…-20 2. Отметки грунтового основания по перимет- ру стенки: – разность отметок смежных точек через 6 м – разность отметок любых точек

10 20

15 25

15 25

15 25

15 25 3. Отметки поверхности кольцевого фундамента (гидроизолирующего слоя) по периметру стенки: – разность отметок смежных точек через 6 м – разность отметок любых точек

10 15

15 25

15 30

20 40

10 20 4. Ширина кольцевого фундамента, через 6 м по периметру 0…+50 5. Наружный диаметр кольцевого фундамента, четыре измерения под углом 45о ± 20 ± 20 +30 -20 +40 -30 +50 -30 6. Толщина гидроизолирующего слоя (на ос- нове песка и вяжущих присадок) на поверхности кольцевого фундамента 0…+5

Предусмотренная ППР технология сборки и сварки металлоконструкций резервуаров должна обеспечить требуемые геометрические параметры, указанные в проекте КМ. Предельно-допустимые отклонения параметров геометрической формы (размеров) смонтированного резервуара не должны превышать указанных в таблицах: 17.2 – для днищ; 17.3 – для стенок; 17.4 – для стационарных крыш; 17.5 – для понтонов и плавающих крыш.

При монтаже люков и патрубков в стенке резервуара должны выполняться требования по допускаемым расстояниям между сварными швами.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза До выполнения проектных швов приварки люков и патрубков должны контролироваться предельные отклонения расположения их осей и фланцевых поверхностей в соответствии с таблицей 17.6.

При производстве монтажных работ запрещаются ударные воздействия на сварные конструкции из сталей с временным сопротивлением до 430 Н/мм2 при температуре ниже минус 20оС, то же с временным сопротивлением свыше 430 Н/мм2 при температуре ниже 0оС. Таблица 17.2

Наименование параметра Предельное отклонение, мм, при диаметре резервуара Примечание до 12 м св. 12 м до 25 м св. 25 м до 40 м св. 40 м Днища резервуаров 1. Высота местных выпучин или вмятин на центральной части днища f ≤ 0.1R ≤ 80 f – максимальная стрелка вмятины или выпучины на днище, мм; R – радиус вписанной окружности на любом участке вмятины или выпучины, мм. Резкие перегибы и складки не допустимы 2. Местные отклонения от проект- ной формы в зонах радиальных монтажных сварных швов кольца окраек (угловатость) ± 3 Измерения производить шаблоном на базе 200 мм 3. Подъем окраек в зоне сопряже- ния с центральной частью днища fо ≤ 0.03L0 fо ≤ 0.04L0 fо - высота подъема окрайки, мм; L0 - ширина окрайки, мм 4. Отметка наружного контура дни- ща при пустом резервуаре:

• разность отметок смежных точек через 6 м по периметру

10

15

15

20 – разность отметок любых точек 20 25 30 40 5. Отметка наружного контура днища при заполненном водой резервуаре:

• разность отметок смежных точек через 6 м по периметру

20

25

25

30 – разность отметок любых точек 30 35 40 50 6. Зазор между нижней кромкой стенки и днищем 3

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 Таблица 17.3

Наименование параметра Предельное отклонение, мм, при диаметре резервуара Примечание до 12 м св. 12 м до 25 м св. 25 м до 40 м св. 40 м Стенки резервуаров 1. Внутренний диаметр на уровне 300 мм от днища 0.005r0.003r0.002r0.0015r Четыре измерения под углом 45°; r – радиус резервуара 2. Высота стенки: – до 12 м – свыше 12 м до 18 м – свыше 18 м

± 20 ± 30 ± 40 Восемь измерений под углом 45° 3. Отклонение по вертикали образующих на высоте каждого пояса (Н-расстояние от днища до точки измерения) ± 1/200 Н Измерения производить не реже, чем через 6 м по периметру стенки. Измерения производить в пределах 50 мм ниже верхней кромки пояса 4. Локальные отклонения от проектной формы для листов толщиной: – до 12 мм – свыше 12 мм

15 10 Измерения производить вертикальной рейкой и горизонтальным шаблоном на базе 1000 мм 5. Местные отклонения от проектной формы в зонах монтажных сварных швов (угловатость) для листов толщиной: – 5…9 мм – 10…12 мм – свыше 12 мм

10 8 5 Измерения производить шаблоном на базе 500 мм

Таблица 17.4

Наименование параметра Предельное отклонение, мм, при диаметре резервуара Примечание до 12 м св. 12 м до 25 м св. 25 м до 40 м св. 40 м Стационарные крыши 1. Отметка верха конических и сферических крыш ±30 ±50

2. Разность отметок смежных радиальных балок в зоне сопряжения со стенкой 20

3. Отклонение от проектного радиуса сферических крыш (просвет между шаблоном длиной 1.5 м и гнутой поверхностью).

Измерения производить по каждой радиальной балке.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза Таблица 17.5

Наименование параметра Предельное отклонение, мм, при диаметре резервуара Примечание до 12 м св. 12 м до 25 м св. 25 м до 40 м св. 40 м Понтоны и плавающие крыши 1. Отметки верхней кромки наружного кольцевого борта:

- разность отметок смежных точек через 6 м по периметру 30 - разность отметок любых точек 40 2. Отклонение наружного кольцевого борта от вертикали 10 Измерения производить через 6 м по периметру 3. Отклонение направляющих от вертикали 1/1000 Нн Нн – высота направляющей, мм 4. Зазор между верхней кром- кой наружного кольцевого борта и стенкой резервуара ±10 Измерения производить через 6 м по периметру в положении понтона или плавающей крыши на днище 5. Зазор между направляющей и патрубком в понтоне или плавающей крыше ±15 Измерения проводить в положении понтона или плавающей крыши на днище 6. Отклонение опорных стоек от вертикали при опирании на них понтона или плавающей крыши 30

Таблица 17.6

Наименование параметра Предельное отклонение, мм для патрубков для люков Патрубки и люки 1. Отметки высоты установки ±4 ±10 2. Расстояние от наружной поверхности фланца до стенки резервуара ±5 ±10 3. Отклонение оси от проектного положения (поворот), измеренное по наружной поверхности фланца в вертикальной и горизонтальной плоскостях 6 10 4. Поворот главных осей фланца в вертикальной плоскости ±5º ±5º

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 18 Сварка

Общие требования

Требования настоящего раздела распространяются на сварку конструкций резервуаров при изготовлении и монтаже 18.1.1 Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, в полной мере удовлетворяющих требованиям проекта КМ по всему комплексу физико-механических характеристик и геометрических параметров, а также по предельным размерам и видам дефектов, допускаемых настоящим Стандартом.

• Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом (процедурами), в котором должны быть предусмотрены:
• требования к форме и подготовке кромок деталей, подлежащих сварке;
• способы и режимы сварки, сварочные материалы, а также последовательность выполнения технологических операций; – конкретные указания по закреплению деталей перед сваркой;
• мероприятия, исключающие образование прожогов, смещение шва от его
• оси на величину более 2 мм для толщины деталей до 10 мм и на величину
• более 3 мм для толщины деталей свыше 10 мм; – мероприятия, направленные на снижение сварочных деформаций.

• Монтажную сварку резервуарных конструкций следует выполнять
• в соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:
• наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения; – сварочные материалы, удовлетворяющие требованиям проекта КМ по уровню механических свойств;
• требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;
• последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва, обеспечивающих минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;
• режимы и указания по технике сварки, которые должны обеспечить необходимый уровень механических свойств сварных соединений, а также получение требуемых структур металла шва и околошовных зон; – необходимая технологическая оснастка и оборудование для выполнения сварных соединений;
• допускаемая температура металла, при которой возможна сварка соединений без их подогрева, а также допускаемая скорость ветра в зоне сварки;
• указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с графиком работ).

В ППР должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на обеспечение требуемой геометрической точности резервуарных конструкций, включая меры по компенсации или подавлению термодеформационных процессов усадки сварных швов, которые могут привести к потере устойчиво-

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза сти тонкостенной оболочки корпуса резервуара и образованию вмятин или выпуклостей его поверхности.

Руководство сварочными работами должно возлагаться на специалиста, имеющего специальное образование и прошедшего аттестацию на знание настоящего Стандарта и ПБ 03-273-99. Руководитель сварочными работами назначается приказом по предприятию: заводу-изготовителю или монтажной организации.

• Руководитель сварочных работ перед началом монтажа резервуара обязан:
• изучить проектную документацию на монтаж и сварку резервуара;
• укомплектовать объект в соответствии с ППР оборудованием и материалами;
• отобрать для сварки резервуара сварщиков, имеющих допуск к сварке ответственных конструкций, провести их инструктаж и организовать сварку каждым сварщиком пробных образцов соединений, которые им предстоит выполнять.

Сварщики должны быть аттестованы в соответствии с действующими Правилами аттестации, утвержденными Росгортехнадзором, что должно быть подтверждено удостоверениями. Окончательное решение о допуске сварщиков к сварке соответствующих типов сварных соединений на резервуаре принимается руководителем сварочных работ на основании результатов контроля образцов, выполненных каждым сварщиком. Каждому сварщику, допущенному к сварке резервуаров, приказом по заводу (монтажной организации) присваивается личное клеймо.

Рекомендуемые способы сварки

• Применяемые способы и технология сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:
• высокую производительность и экономическую эффективность сварочных процессов;
• высокий уровень однородности и сплошности металла сварных соединений с учетом требований прочности, пластичности, твердости, ударной вязкости и хладостойкости; – минимальный уровень деформаций свариваемых конструкций.

При заводском изготовлении резервуарных конструкций основными способами сварки должна быть автоматизированная сварка под флюсом и механизированная сварка в углекислом газе или в смеси газов на основе аргона, при этом рекомендуется следующее соотношение газов: аргон – 82%; углекислый газ – 18%.

Рекомендуемые способы сварки для различных типов сварных соединений при монтаже резервуаров методами рулонной, полистовой или комбинированной сборки, приведены в таблицах 18.1 и 18.2. Учитывая, что ручная дуговая сварка характеризуется относительно высоким уровнем удельного тепловложения, приводящим к повышенным свароч-

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 ным деформациям, а также сравнительно низкой производительностью, применение этого способа сварки при монтаже резервуаров должно быть ограничено.

Таблица 18.1

Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров рулонной сборки Сварное соединение Рекомендуемый способ сварки 1 2 Стыковые соединения окраек днища 1.Механизированная сварка в углекислом газе. 2.Механизированная сварка порошковой проволокой Соединения элементов центральной части днища 1.Автоматизированная сварка под флюсом. 2.Механизированная сварка порошковой проволокой 3.Механизированная сварка в углекислом газе Монтажные стыки стенки 1.Механизированная сварка в углекислом газе Уторные швы в сопряжении стенки и днища 1.Механизированная сварка в углекислом газе. 2.Механизированная сварка порошковой проволокой 3.Автоматизированная сварка под флюсом. Сварные соединения каркаса крыши при укрупнении в блоки 1.Механизированная сварка в углекислом газе Сварные соединения люков и патрубков на стенке и крыше 1.Механизированная сварка в углекислом газе Сварные соединения в сопряжении крыши со стенкой и колец жесткости со стенкой 1.Механизированная сварка в углекислом газе. 2.Ручная дуговая сварка. Сварные соединения настила крыши 1.Механизированная сварка в углекислом газе. 2.Механизированная сварка порошковой проволокой Сварные соединения понтонов и плавающих крыш 1.Механизированная сварка в углекислом газе. 2.Механизированная сварка порошковой проволокой Примечания: 1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра; 2. Для всех типов сварных соединений возможно применение ручной дуговой сварки.

Таблица 18.2

Рекомендуемые способы монтажной сварки резервуаров полистовой и комбинированной сборки Сварное соединение Рекомендуемый способ сварки Вертикальные соединения стенки 1. Автоматизированная сварка с принудительным формиро- ванием шва порошковой или активированной проволокой. 2. Механизированная сварка в углекислом газе. Горизонтальные соединения стенки 1. Автоматизированная сварка под флюсом. 2. Механизированная сварка в углекислом газе. 3. Сварка порошковой проволокой с полупринудительным формированием шва. Прочие сварные соединения В соответствии с таблицей 18.1 Примечания: 1. При сварке в углекислом газе в условиях ветра необходимо применять технологию, обеспечивающую повышение устойчивости защитной струи газа и стойкости к порообразованию, или применять заграждения от ветра; 2. Для всех типов сварных соединений возможно применение ручной дуговой сварки.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза

Требования к подготовке и сборке конструкций под сварку

До начала сварочных работ любые соединения резервуаров должны фиксироваться в проектном положении, что может быть обеспечено применением кондукторов, специальных сборочных приспособлений, привариваемых к деталям соединений, или постановкой прихваток. Сборочные приспособления должны иметь достаточную прочность и жесткость, чтобы исключить чрезмерную усадку швов и перемещения свариваемых элементов. Если при сварке соединений ожидаются значительные деформации, приводящие к изменению проектной формы, тогда при сборке деталей или узлов конструкций необходимо предусматривать соответствующие компенсирующие мероприятия (предварительный прогиб, строительный подъем, переменный зазор и пр.).

Прихватки, предназначенные для соединения свариваемых деталей, должны располагаться в местах расположения основных швов. Размеры сечения прихваток должны быть минимально необходимыми для обеспечения расплавления их при наложении швов проектного сечения. Наложение шва поверх прихваток допускается производить только после зачистки последних от шлака и брызг металла. Прихватки с порами, раковинами и трещинами должны быть удалены и вновь заварены. При необходимости постановки электроприхваток на монтажных стыках стенки их рекомендуется располагать с противоположной стороны от части сечения шва, выполняемой первой. Размер прихваток должен быть минимально необходимым. При выполнении зачистки корня шва такие прихватки удаляются. Прихватки должны выполняться сварочными материалами и с использованием технологий, рекомендуемых для сварки основных швов сварных соединений. Постановка прихваток при монтажной сборке конструкций должна выполняться аттестованными сварщиками.

Требования к технологии сварки

• Способы, режимы и техника сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:
• требуемый уровень механических свойств и хладостойкости сварных соединений, предусмотренный проектом КМ; – необходимую однородность и сплошность металла сварных соединений; – минимальную величину сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;
• коэффициент формы каждого наплавленного шва (прохода) в пределах от

до 2.0 (при сварке со свободным формированием шва).

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 18.4.2 При сварке резервуарных конструкций в зимнее время необходимо систематически контролировать температуру металла и, если расчетная скорость охлаждения металла шва превышает допускаемое значение для данной марки стали, необходимо организовать предварительный, сопутствующий или послесварочный подогрев свариваемых кромок. Требуемая температура и схема подогрева должны быть определены в ППР. Как правило, при осуществлении подогрева кромок следует нагревать металл на всю толщину в обе стороны от стыка на ширину 100 мм. Контроль температуры подогрева следует выполнять термокрасками, термокарандашами, контактным термопарным термометром, оптическим пирометром. При сварке в зимнее время, независимо от температуры воздуха и марки стали, свариваемые кромки необходимо просушивать от влаги.

При использовании способов сварки с открытой дугой в зоне производства сварочных работ следует систематически контролировать скорость ветра. При превышении допускаемой скорости ветра, величина которой указывается в ППР, сварка должна быть прекращена или устроены соответствующие защитные укрытия.

Сварка должна производиться при стабильном режиме. Колебания величины сварочного тока и напряжения в сети, к которой подключается сварочное оборудование, не должны превышать ±5%.

Последовательность выполнения сварных соединений конструкций резервуара и схемы выполнения каждого сварного шва в отдельности должны соблюдаться в соответствии с заводскими процедурами или указаниями ППР, исходя из условий обеспечения минимальных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций.

Не допускается выполнение каких-либо сварочных работ по поверхностям или соединениям, покрытых влагой, маслом, скоплениями окалины, шлака или другого рода загрязнениями. Не допускается выполнение сварочных работ на резервуаре при дожде, снеге, если кромки элементов, подлежащих сварке, не защищены от попадания влаги в зону сварки.

Все сварные соединения на днище и стенке резервуаров при ручной или механизированной сварке должны выполняться, как правило, не менее чем в два слоя. Каждый слой сварных швов должен проходить контроль внешним осмотром, а обнаруженные дефекты должны устраняться. Не допускается возбуждать дугу и выводить кратер на основной металл за пределы шва.

Удаление дефектных участков сварных швов должно выполняться механическим методом (шлифмашинками или пневмозубилом) или воздушнодуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.

Заварку дефектных участков сварных швов следует выполнять способами и материалами, предусмотренными технологией. Исправленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю внешним осмотром или физическими методами. Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выпол-

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза няться при обязательном контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ. Выполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне конструкций группы А должно согласовываться с разработчиком технологического процесса.

Удаление технологических приспособлений, закрепленных сваркой к корпусу резервуара, должно производиться, как правило, механическим способом или кислородной резкой с последующей зачисткой мест их приварки заподлицо с основным металлом и контролем качества поверхности в этих зонах. Вырывы основного металла или подрезы в указанных местах недопустимы.

После сварки швы и прилегающие зоны должны быть очищены от шлака и брызг металла.

Каждый сварщик должен ставить личное клеймо на расстоянии 40…60 мм от границы выполненного им шва сварного соединения: одним сварщиком в одном месте; при выполнении несколькими сварщиками – в начале и в конце шва. Взамен постановки клейм допускается составление исполнительных схем с подписями сварщиков. Руководителем сварочных работ по каждому резервуару ведется «Журнал сварочных работ».

Термообработка врезок в стенку резервуаров

Термообработке после сварки должны подвергаться врезки с условным проходом 300 мм и более в листы стенки резервуаров толщиной: – свыше 25 мм для стали с пределом текучести менее 295 МПа; – свыше 18 мм для стали с пределом текучести от 295 МПа до 345 МПа; – свыше 12 мм для стали с пределом текучести свыше 345 МПа. В состав врезки (термообрабатываемого узла) входит: лист стенки; усиливающий лист; обечайка (труба) люка или патрубка, утолщенная окрайка днища (только для придонного очистного люка по п. 8.12.3). Примечание: Сварной шов приварки фланца к обечайке люка или патрубка термообработке может не подвергаться. Термообработка врезок должна осуществляться до приварки термообрабатываемых узлов к смежным листам стенки и днищу резервуара. Термообработка должна производиться в печах по технологическому процессу, разработанному с учетом следующих требований: – термообрабатываемый узел должен быть полностью собран на заводе и термообработан при температуре от 590ºС до 640ºС из расчета 25 минут на каждые 10 мм толщины листа стенки; – температура печи в момент помещения в нее узла не должна превышать 315ºС, повышение температуры нагрева, начиная с 315ºС, не должно превышать 200ºС в час; – во время нагрева перепад температуры узла не должен превышать 150ºС;

• Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 – во время нагрева и периода выдержки атмосфера печи должна контролироваться, чтобы избежать чрезмерного окисления поверхности обрабатываемого материала, не должно быть непосредственного воздействия пламени на материал;
• узел должен охлаждаться в печи до температуры 400ºС со скоростью не более 240ºС в час. Ниже температуры 400ºС узел может охлаждаться на открытом воздухе при температуре не ниже 5ºС;
• после термообработки сварные швы узла должны быть проконтролированы методом магнитопорошковой или цветной дефектоскопии.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 19 Контроль

Общие требования

Качество работ по изготовлению и монтажу конструкций резервуаров должно являться предметом тщательного контроля со стороны Заказчика, Изготовителя и Монтажной организации. Качество смонтированных конструкций резервуара должно удостоверяться Актом по форме Приложения П.11. Официальным представителям Заказчика, а также представителям проектной организации, осуществляющим авторский надзор, должен быть предоставлен свободный доступ ко всем рабочим местам, где выполняются работы по изготовлению конструкций и монтажу резервуаров, а также предоставлена необходимая рабочая документация по инспектируемым вопросам.

Для контроля качества изготовления и монтажа резервуаров должны применяться следующие методы контроля: – входной контроль конструкторской документации; – входной контроль материалов; – внешний осмотр; – измерения; – контроль герметичности сварных швов (керосином, вакуумом, давлением); – физические методы контроля (контроль радиографический, ультразвуковая дефектоскопия, магнитопорошковая или цветная дефектоскопия).

Входной контроль конструкторской документации

• Вся поступающая Изготовителю конструкторская документация (проект КМ, задание Заказчика на проектирование, дополнительные технические требования и условия Заказчика) должна быть рассмотрена и проанализирована с целью:
• выявления ошибок и несоответствий; – проверки собираемости конструкций; – оценки технологичности проекта; – оценки экономической целесообразности изготовления конструкций в условиях предприятия;
• согласования изменений марок сталей, конструктивных решений узлов и типов соединений.
• При положительном результате проверки конструкторской документации техническим руководителем предприятия-изготовителя принимается
• решение о передаче объекта в производство. По сложным и уникальным объектам решение принимается на техническом совете предприятия.

Входной контроль материалов

Поступающие на предприятие-изготовитель от поставщиков металлопрокат (прокат), сварочные, лакокрасочные материалы и крепежные изделия при приемке должны быть проверены службой технического контроля

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 предприятия по количеству, комплектности и соответствию стандартам, техническим условиям, договорам о поставке, наряд-заказам.

Вид и план входного контроля устанавливают технические службы предприятия, при необходимости по согласованию с поставщиком.

На каждый принятый вагон металлопроката, вид проката, марку стали, плавку должен быть составлен приемочный акт.

При приемке проката следует проверять: – количество по теоретической массе, сортамент и марки сталей по нарядзаказам, клеймам или биркам предприятия-поставщика; – отсутствие видимых в прокате расслоений, трещин, раковин, закатов, вмятин и общих деформаций, превышающих допустимые соответствующими стандартами и ТУ.

При наличии отклонений от требований Стандарта или ТУ необходимо составить рекламационный акт.

После приемки производят дополнительную маркировку проката: наносят белой краской номер приемочного акта и цветной - марку стали в соответствии с системой, принятой на предприятии.

На складе металла следует вести компьютерный, картотечный или журнальный учет движения проката по его приходу и расходу. Учет следует вести по каждому профилю проката с учетом марки стали и номера приемочного акта.

• При приемке сварочных и лакокрасочных материалов, крепежных изделий необходимо выполнять следующие правила:
•  проверять наличие сопроводительного документа, в котором должно быть указано наименование материала, номер партии и показатели, удостоверяющие соответствие материала требованиям нормативно-технической документации (НТД); – определять сохранность тары внешним осмотром; – определять количество материалов взвешиванием, поштучным пересчетом, теоретически;
• результаты приемки оформляют приемочным актом и включают в общую систему движения материалов на предприятии;
• при необходимости следует нанести на тару краской номер приемочного
• акта, а на тару лакокрасочных материалов - дату окончания их годности.

Внешний осмотр

Внешний осмотр должен производиться невооруженным глазом, в сомнительных случаях – с помощью лупы четырехкратного увеличения, а также с использованием контрольных образцов, щупов и шаблонов.

Внешним осмотром должно быть проконтролировано в полном объеме качество поверхности проката, деталей, конструкций, как до сварки, таки после сварки, а также качество поверхности сварных швов. Если внешний осмотр выявил неудовлетворительные стыковые швы листов стенки, то

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза их принятие или браковка должны основываться на результатах неразрушающих методов контроля.

По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям: – по форме и размерам швы должны соответствовать проекту; – швы должны иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность (высота или глубина впадин не должны превышать 1 мм); – металл шва должен иметь плавное сопряжение с основным металлом; – швы не должны иметь недопустимых внешних дефектов. К недопустимым внешним дефектам сварных соединений резервуарных конструкций относятся трещины любых видов и размеров, несплавления, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры и цепочки пор, прожоги и свищи. Подрезы основного металла допускаются не более величин, указанных в таблице 19.1. Выпуклость швов стыковых соединений не должна превышать значений, указанных в таблице 19.2. Для стыковых соединений деталей одной толщины допускается смещение свариваемых кромок относительно друг друга не более: – для деталей толщиной до 10 мм – 1.0 мм;

• для деталей толщиной более 10 мм – 10 % толщины, но не более 2 мм.
• Выпуклость или вогнутость углового шва не должна превышать более чем на 20% величину катета шва.
• Уменьшение катета углового шва допускается не более 1 мм. Увеличение катета углового шва допускается не более следующих значений:
• для катетов до 5 мм – 1.0 мм;
• для катетов свыше 5 мм – 2.0 мм.
• В местах пересечения сварных швов и в местах исправления дефектов необходимо обеспечить минимальную концентрацию напряжений за счет плавного сопряжения шва с основным металлом.
• Таблица 19.1

Сварное соединение Допускаемая величина подреза Резервуары 4 класса Резервуары 3 класса Резервуары 2 класса Резервуары 1 класса Вертикальные швы стенки 5% толщины, но не более 0.5 мм не более 0.3 мм не более 0.3мм не допускается Соединение стенки с днищем не более 0.5 мм не более 0.4 мм не более 0.3мм не допускается Горизонтальные швы стенки 5% толщины, но не более 0.8 мм 5% толщины, но не более 0.6 мм 5% толщины, но не более 0.5 мм не допускается Прочие соединения 5% толщины, но не более 1.0 мм 5% толщины, но не более 0.8 мм 5% толщины, но не более 0.6 мм 5% толщины, но не более 0.6 мм Примечание: Длина подреза не должна превышать: 10 % длины шва для резервуаров 3 и 4 класса опасности; 5% длины шва для резервуаров 1 и 2 класса опасности. За длину шва принимается участок шва, (вертикального или горизонтального) между его пересечениями другими швами.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 Таблица 19.2

Толщина листов, мм Максимальная величина выпуклости шва, мм Вертикальные соединения стенки Прочие соединения Резервуары 3 и 4 классов Резервуары 1 и 2 классов Резервуары 3 и 4 классов Резервуары 1 и 2 классов до 12

свыше 12 до 24

свыше 24

Измерения

Измерения должны производиться рулеткой, соответствующей второму или, по согласованию с Заказчиком, третьему классу точности по ГОСТ 7502, измерительной линейкой по ГОСТ 427 и штангенциркулем по ГОСТ 166, а также другими измерительными инструментами, шаблонами и геодезическими приборами. Измерения шаблонами предусматривают контроль предельных отклонений размеров и формы конструктивных элементов. Шаблонами могут контролироваться следующие параметры: угловые деформации сварных соединений листовых конструкций резервуара, кривизна деталей после гибки, размеры и форма сварных швов и пр.

Контроль герметичности

Контролю на герметичность подлежат все сварные швы, обеспечивающие герметичность резервуара, а также плавучесть и герметичность понтона или плавающей крыши.

Контроль герметичности сварных швов керосином осуществляется с использованием пробы «мел-керосин». При этом одна из сторон сварного соединения подвергается обильному смачивания керосином (обычно менее доступная для тщательного внешнего осмотра). На противоположной стороне сварного соединения, предварительно покрытой водной суспензией мела или каолина, не должно появляться пятен. Продолжительность контроля должна быть не менее 8 часов. Время выдержки может быть уменьшено в соответствии с требованиями технологического процесса в зависимости от толщины металла, типа сварного шва и температуры испытания. При предварительном нагреве смазываемых керосином деталей до температуры 60…70С время выдержки может сокращаться до 2 часов.

При вакуумном способе контроля герметичности сварных швов вакуум камеры должны создавать разрежение над контролируемым участком с перепадом давления не менее 2.5 кПа. Перепад давления должен проверяться вакуумметром. Неплотность сварного шва обнаруживается по образованию пузырьков в нанесенном на сварное соединение мыльном или другом пенообразующем растворе. В зимних условиях в пенообразующий раствор следует добавить от 100 до 200 грамм поваренной соли на 1 литр воды в зависимости от температуры наружного воздуха.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза

Допускается не производить контроль на герметичность стыковых соединений листов стенки толщиной 14 мм и более.

Контроль давлением применяется для проверки герметичности сварных швов приварки усиливающих листовых накладок люков и патрубков в стенке резервуаров. Контроль производится путем создания избыточного воздушного давления от 4.0 до 40.0 кПа в зазоре между стенкой резервуара и усиливающей накладкой с использованием для этого контрольного отверстия в усиливающей накладке. При этом на сварные швы, как внутри, таки снаружи резервуара, должна быть нанесена мыльная пленка, пленка льняного масла или другого пенообразующего вещества, позволяющего обнаружить утечки. После проведения испытаний контрольное отверстие должно быть заполнено ингибитором коррозии. Контроль давлением применяется для проверки герметичности сварных соединений настила стационарных крыш резервуаров в процессе гидравлического и пневматического испытаний. Контроль герметичности коробов и отсеков понтонов или плавающих крыш следует производить керосином или внутренним давлением. Методика проведения контроля и величина внутреннего давления должны определяться указаниями ППР по согласованию с автором проекта КМ.

Физические методы контроля

• Объем контроля сварных соединений резервуаров физическими методами определяется в проекте КМ в зависимости от:
• класса опасности резервуара; – категории сварного шва; – уровня расчетных напряжений в сварном соединении;
• условий и режима эксплуатации резервуара, включая температуру эксплуатации, цикличность нагружения, сейсмичность района строительства и т.д.

Контроль радиографический.

Контроль радиографический (рентгенографированием или гаммаграфированием) должен производиться в соответствии с ГОСТ 7512 для резервуаров всех классов опасности. Радиографический контроль выполняется только после приемки сварных соединений по внешнему осмотру. При контроле пересечений швов рентгеновские пленки должны размещаться Т-образно или крестообразно – по две пленки на каждое пересечение швов. Снимки должны иметь длину не менее 240 мм, а ширину – согласно ГОСТ 7512. Чувствительность снимков должна соответствовать 3 классу по ГОСТ 7512. Маркировочные знаки должны устанавливаться по ГОСТ 7512 и должны содержать идентификационные номера резервуара и контролируемого конст-

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 руктивного элемента, а также номер рентгенограммы, указанный на развертке контролируемого элемента. Для соединений из деталей толщиной 8 мм и более допускается вместо радиографического контроля применять контроль ультразвуковой дефектоскопией.

• Оценка внутренних дефектов сварных швов при радиографическом контроле должна производиться по ГОСТ 23055 и должна соответствовать:
• для резервуаров 4-го класса опасности – 6 классу;
• для резервуаров 3-го класса опасности – 5 классу;
• для резервуаров 1 и 2-го классов опасности – 4 классу.
• Допускаемые виды и размеры дефектов в сварных соединениях в зависимости от их класса регламентируются ГОСТ 23055.

• При радиографическом контроле стыковых сварных швов
• стенки и стыковых швов окраек днищ количество и размещение рентгенограмм устанавливается следующим образом:
• полотнища стенок резервуаров рулонной сборки должны контролироваться в соответствии с таблицей 19.3;
• для резервуаров рулонной сборки монтажные стыки стенок резервуаров 3
• класса опасности должны контролироваться в объеме 100%, для резервуаров
• 4 класса опасности 100% контролю подлежат все пересечения вертикальных монтажных стыков с горизонтальными швами;
• стенки резервуаров полистовой сборки должны контролироваться в соответствии с таблицей 19.4;
• все радиальные швы кольцевых окраек днищ должны контролироваться в зоне
• примыкания нижнего пояса стенки (один снимок на каждый радиальный шов);
• участки вертикальных сварных соединений стенки в зонах примыкания к
• днищу на длине не менее 240мм подлежат 100% контролю;
• при выборе зон контроля преимущественное внимание следует уделять местам пересечения швов.
• Таблица 19.3

• Зона контроля Объем контроля сварных соединений рулонируемых полотнищ стенок резервуаров, % Резервуары 4 класса Резервуары 3 класса
• объемом до 10000 м3 объемом 10000 м3 и более Вертикальные сварные соединения в поясах:
• 1; 2 – 3; 4 – 5; 6 – остальные 10 5 2 – 25 10 5 – 50 25 10 5 Горизонтальные сварные соединения между поясами:
• 1 и 2 – 2 и 3 – 3 и 4 – остальными

5 2 – –

10 5 2 –

15 10 5 2

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза Таблица 19.4

• Зона контроля Объем контроля сварных соединений стенок резервуаров полистовой сборки, % Резервуары 4 класса Резервуары 3 класса Резервуары 2 класса Резервуары 1 класса объемом до 10000 м3 объемом свыше 10000 м3 Вертикальные сварные соединения в поясах:
• 1; 2 – 3; 4 – 5; 6 – остальные 20 5 2 – 25 10 5 – 50 25 10 5 50 25 10 50 25 Горизонтальные сварные соединения между поясами:
• 1 и 2 – 2 и 3 – 3 и 4 – остальными 3 1 – – 10 5 2 – 15 10 5 2 20 10 5 2 25 15 10 5

При обнаружении недопустимых дефектов сварного шва должны быть определены границы дефектного участка. Кроме того, должен быть сделан дополнительный снимок (не считая снимков, необходимых для определения границ дефекта) в любом месте этого же, или другого шва, выполненного сварщиком, который допустил дефект. На схемах расположения рентгенограмм должны быть указаны места, где были обнаружены недопустимые дефекты и проводилось исправление. Результаты радиографического контроля о качестве сварных соединений вносятся в Заключение (Приложение П.12).

Ультразвуковая дефектоскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия должна производиться в соответствии с ГОСТ 14782 для выявления внутренних дефектов швов (трещин, непроваров, шлаковых включений, газовых пор) с указанием количества дефектов, их эквивалентной площади, условной протяженности и координат расположения.

• Магнитопорошковая или цветная дефектоскопия.
• Контроль магнитопорошковой или цветной дефектоскопией производится с целью выявления поверхностных дефектов основного металла и сварных швов, не видимых невооруженным глазом.
• Контролю магнитопорошковой или цветной дефектоскопией подлежат: – все вертикальные сварные швы стенки и швы соединения стенки с днищем резервуаров, эксплуатируемых при температуре хранимого продукта свыше 120ºС;
• сварные швы приварки люков и патрубков к стенке резервуаров после их термической обработки;
• места на поверхности листов стенок и днищ резервуаров с пределом текучести свыше 345 МПа, где производилось удаление технологических приспособлений.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 20 Испытания и приемка резервуаров

Резервуары всех типов, независимо от конструктивного исполнения, должны быть подвергнуты гидравлическому испытанию. Резервуары со стационарной крышей без понтона должны быть подвергнуты дополнительно пневматическому испытанию на внутреннее избыточное давление и вакуум, величины которых устанавливаются проектом КМ.

Испытания резервуаров проводят после окончания всех работ по монтажу и контролю, перед присоединением к резервуару трубопроводов (за исключением временных трубопроводов для подачи и слива воды для испытаний) и после завершения работ по устройству обвалования или иного защитного сооружения.

До начала испытаний должна быть представлена вся техническая документация, предусмотренная разделами по изготовлению, монтажу и контролю качества резервуаров в соответствии с обязательными приложениями к настоящему Стандарту.

Испытания должны проводиться в соответствии с технологической картой испытаний, которая должна быть составной частью проекта производства работ (ППР).

Гидравлическое испытание следует проводить наливом воды на расчетный уровень, определяемый проектом КМ. Налив воды следует осуществлять ступенями по поясам с промежутками времени, необходимыми для выдержки и проведения контрольных осмотров.

На время испытаний должны быть установлены и обозначены предупредительными знаками границы опасной зоны с радиусом от центра резервуара, равным не менее двух диаметров резервуара, в которой не допускается нахождение людей, не связанных с испытаниями. Все контрольно-измерительные приборы, задвижки и вентили временных трубопроводов для проведения испытаний должны находиться за пределами обвалования (защитного сооружения) на расстоянии не менее двух диаметров резервуара. Допуск к осмотру резервуара разрешается не ранее, чем через 10 минут после достижения установленных испытательных нагрузок.

Испытания следует производить при температуре окружающего воздуха не ниже плюс 5оС. При испытаниях резервуаров при температуре ниже плюс 5оС должна быть разработана программа испытаний, предусматривающая мероприятия по предотвращению замерзания воды в трубах, задвижках, а также обмерзания стенки резервуара.

В течение всего периода гидравлического испытания все люки и патрубки в стационарной крыше резервуара должны быть открыты.

Гидравлическое испытание резервуаров с понтоном или плавающей крышей необходимо производить без уплотняющих затворов. Скорость подъема (опускания) понтона (плавающей крыши) при испытаниях не должна превышать эксплуатационную.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза По мере подъема и опускания понтона (плавающей крыши) в процессе гидравлического испытания производят: – осмотр внутренней поверхности стенки резервуара для выявления и последующей зачистки брызг наплавленного металла, заусенцев и других острых выступов, препятствующих работе уплотняющего затвора; – измерение минимальных и максимальных зазоров между наружным бортом понтона (плавающей крыши) и стенкой резервуара, которые должны находиться в пределах работы уплотняющего затвора, а также зазоров между направляющими трубами и патрубками в понтоне (плавающей крыше); – наблюдение за работой катучей лестницы, водоспуска и других конструкций. В процессе испытания следует убедиться в том, что понтон (плавающая крыша) свободно перемещается от нижнего рабочего, до верхнего проектного уровней без нарушения герметичности. Появление влажного пятна на поверхности понтона (плавающей крыши) должно рассматриваться как признак негерметичности. Уплотняющий затвор следует устанавливать после окончания всех испытаний резервуара при положении понтона (плавающей крыши) на опорных стойках.

• По мере заполнения резервуара водой необходимо наблюдать за состоянием конструкций и сварных швов.
• При обнаружении течи из-под края днища или появления мокрых пятен
• на поверхности отмостки необходимо прекратить испытание, слить воду, установить и устранить причину течи. Если в процессе испытания будут обнаружены свищи, течи или трещины в стенке резервуара (независимо от величины дефекта), испытание должно быть прекращено и вода слита до уровня:
• при обнаружении дефекта в I поясе – полностью;
• при обнаружении дефекта в II-VI поясах – на один пояс ниже расположения дефекта;
• при обнаружении дефекта в VII поясе и выше –до V пояса.

Резервуары, залитые водой до верхнего проектного уровня, выдерживаются под этой нагрузкой в течение следующего времени (если в проекте нет других указаний): – резервуары объемом до 20000 м3 не менее 24 часов; – резервуары объемом свыше 20000 м3 – не менее 72 часов. Резервуар считается выдержавшим гидравлическое испытание, если в течение указанного времени на поверхности стенки или по краям днища не появляются течи и если уровень воды не снижается. После окончания гидравлических испытаний, при залитом до проектной отметки водой резервуаре, производят замеры отклонений образующих от вертикали, замеры отклонений наружного контура днища для определения осадки основания (фундамента). Предельные отклонения должны соответствовать требованиям таблиц 17.1, 17.2, 17.3. Результаты гидравлического испытания оформляются актом по форме Приложения П.13.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 20.12 Штатное испытание на внутреннее избыточное давление и вакуум проводят во время гидравлического испытания. Контроль давления и вакуума осуществляется U-образным манометром, выведенным по отдельному трубопроводу за обвалование. Избыточное давление принимается на 25%, а вакуум – на 50% больше нормативного значения, если в проекте нет других указаний. Продолжительность нагрузки 30 минут. В процессе испытания резервуара на избыточное давление производят контроль герметичности сварных швов стационарной крыши резервуара. Результаты испытания резервуара на внутреннее избыточное давление и вакуум оформляются актом по форме Приложения П.14.

После штатного испытания на избыточное давление проводят испытание давлением системы аварийного вентилирования при уменьшении уровня испытательной воды на 1 м от проектной отметки. При этом нормативное давление должно быть увеличено на 40% и должно соответствовать установочному давлению аварийного клапана. В результате этого испытания необходимо убедиться, что аварийный клапан срабатывает при установочном давлении, а до этого момента испытательное давление не снижается, что подтверждает герметичность крыши.

На резервуар, прошедший испытания, составляется акт завершения монтажа конструкций по форме Приложения П.15. После завершения монтажа не допускается приварка к резервуару какихлибо деталей и конструкций. На резервуаре производятся предусмотренные проектом работы по антикоррозионной защите, устройству теплоизоляции и установке оборудования с оформлением соответствующих документов. После окончания этих работ на резервуар составляется паспорт по форме Приложения П.16, резервуар вводится в эксплуатацию.

СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 21 Обеспечение надежности резервуаров при эксплуатации

Общие требования

Эксплуатация резервуаров должна осуществляться в соответствии с разработанной и утвержденной техническим руководителем предприятия Инструкцией по обслуживанию и надзору за резервуарами, устройство которых соответствует требованиям настоящего Стандарта.

Для каждой категории эксплуатационных и ремонтных работников администрацией предприятия должны быть разработаны должностные инструкции, определяющие круг их служебных обязанностей, порядок проведения основных технологических операций, ремонтных и аварийных работ и необходимые при этом мероприятия по технике безопасности и пожарной безопасности.

Каждый резервуар должен постоянно иметь полный комплект оборудования и устройств, предусмотренных проектом «Оборудование резервуара». Эксплуатация резервуара при неисправном оборудовании не допускается.

Надежная работа резервуаров должна быть обеспечена проведением регулярных осмотров с оценкой технического состояния резервуаров, техническим обслуживанием и ремонтом их в соответствии с графиком, утвержденным руководителем предприятия.

Ремонтные работы на резервуарах, требующие проведения сварочных работ на стенке, днище и несущих конструкциях стационарной крыши, должны выполняться по проекту, разработанному специализированной организацией. Требования к ремонту аналогичны требованиям к изготовлению и монтажу, изложенным в настоящем Стандарте.

Нормативный срок службы резервуаров, выполненных в соответствии с настоящим Стандартом, должен составлять не менее 30 лет, если иное не указано в проекте КМ.

Оценка технического состояния резервуаров

• Оценка технического состояния резервуаров по совокупности диагностируемых параметров с целью выработки рекомендаций об условиях их дальнейшей безопасной эксплуатации, сроках и уровнях последующих обследований, либо о необходимости проведения ремонта или исключения резервуаров из эксплуатации включает два уровня проведения работ:
• частичное техническое диагностирование с наружной стороны (без выведения резервуара из эксплуатации);
• полное техническое диагностирование с выведением резервуара из эксплуатации, с его опорожнением, зачисткой и дегазацией.

Частичное техническое диагностирование должно проводиться в течение всего нормативного срока службы резервуара с периодичностью, зави-

• Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009 сящей от коррозионной активности хранимого продукта и режима эксплуатации резервуара (цикличности налива-слива), но не реже одного раза в 5 лет.
• Техническое диагностирование должно включать в себя следующие этапы:
• ознакомление с эксплуатационно-технической документацией на резервуар и сбор информации о работе резервуара; – анализ конструктивных особенностей резервуара и имеющейся информации по изготовлению, монтажу и ремонту;
• внешний осмотр всех конструкций резервуара с наружной стороны;
• выборочное измерение толщины всех поясов стенки, выступающих за стенку листов днища, настила крыши;
• измерение геометрической формы стенки и нивелирование наружного контура днища; – проверка состояния основания и отмостки.
• Примечание: Возможно техническое диагностирование опорожненных резервуаров с внутренней стороны, если снаружи они закрыты теплоизоляцией.
• Качество подготовки поверхностей для контроля определяется требованиями применяемого метода контроля.

• Первое частичное диагностирование должно проводиться в сроки:
• через 3 года после ввода в эксплуатацию для резервуаров 1 и 2 классов опасности;
• через 4 года – для резервуаров 3 класса опасности;
• через 5 лет – для резервуаров 4 класса опасности.

Полное техническое диагностирование должно проводиться не реже одного раза в 10 лет и включать в себя, в дополнение к указанным в п. 21.4.2, следующие этапы: – внешний осмотр всех конструкций резервуаров с внутренней стороны, в том числе осмотр понтона или плавающей крыши; – анализ состояния понтона или плавающей крыши; – контроль методами дефектоскопии, необходимость и объем проведения которого устанавливается по результатам внешнего осмотра.

• При техническом диагностировании первоочередное внимание следует уделять:
• условиям эксплуатации, отличающимся от проектных; – соответствию конструкций резервуара требованиям раздела 8 настоящего Стандарта;
• вертикальным стыкам и пересечениям швов на I – III поясах стенки (считая снизу);
• сварному шву и околошовной зоне соединения днища со стенкой; – местам присоединения к стенке трубопроводов, особенно передающих вибрационные нагрузки;
• участкам стенки, имеющим местные выпучины или вмятины и отклонения
• образующих от вертикали (в пределах или за пределами допусков);
• участкам конструкций, наиболее подверженных коррозии, и участкам конструкций, подвергнутым ремонту.

• СТО-СА-03-002-2009 Ростехэкспертиза 21.2.6 По результатам частичного или полного диагностирования должна быть произведена оценка технического состояния резервуара, с выдачей соответствующего заключения, в целях:
• установления возможности безопасной эксплуатации или вывода резервуара из эксплуатации;
• определения остаточного ресурса безопасной эксплуатации в случае обнаружения дефектов или после окончания нормативного срока службы;
• разработки прогноза о возможности и условиях эксплуатации сверхнормативного срока службы, а также после аварии или повреждения отдельных конструктивных элементов.

При оценке технического состояния резервуара, отработавшего нормативный срок службы, необходимо произвести оценку физикомеханических свойств и структуры металла методом неразрушающего контроля или лабораторными исследованиями, а также установить объем и характер циклических нагружений.

При оценке технического состояния резервуаров, находящихся в эксплуатации более 5 лет, предельные отклонения размеров и формы стенок и днищ, указанные в настоящем Стандарте, могут быть увеличены на 30%.

Расчеты на прочность и устойчивость при определении остаточного ресурса резервуаров должны выполняться с учетом фактических толщин и механических характеристик металла конструкций (предел текучести и временное сопротивление), эксплуатационной нагрузки, концентрации напряжений, вызванных отклонениями геометрической формы и другими дефектами. При этом следует принимать tm = 0, а tс равным прогнозируемой коррозии на оставшийся срок эксплуатации резервуара.

Эксплуатация резервуара не допускается, когда отдельные конструктивные элементы не соответствуют расчетным эксплуатационным параметрам. В этом случае продление срока службы резервуара возможно при установлении пониженных эксплуатационных параметров или после проведения комплексных мероприятий по ремонту и усилению конструкций.

Ростехэкспертиза СТО-СА-03-002-2009