Резервуары (Емкости)

Емкости и резервуары – конструкции, без которых невозможно представить себе функционирование современных индустриальных комплексов в целом ряде отраслей промышленности. Сварные и сборно-разборные резервуары востребованы в химической и металлургической, пищевой и косметической, деревообрабатывающей, нефтегазовой, алкогольной и других сферах производства.

Конструктивные особенности

Различают несколько разновидностей резервуаров относительно их конструктивных особенностей, разделяя изделия на:

• шаровые;
• вертикальные;
• горизонтальные.

По типу изготовления и конструктивным особенностям, емкости делятся на:

• одностенные;
• двустенные;
• многокамерные конструкции.

Одностенные изделия представляют собой наиболее дешевые и простые конструкции, которые не применяются для хранения ценных и опасных сред. При сооружении хранилищ высокой ответственности находят применение двустенные изделия. С целью обеспечения сохранности рабочей среды и предотвращения утечек в конструкции двустенных резервуаров пространство между стенками подлежит заполнению жидкостями или газами с пониженной по сравнению с хранимым веществом плотностью. Герметичный каркас межстенного пространства служит местом установки датчиков для регистрации возможных утечек, надежно изолируя внутреннюю среду от вытекания. Данный вид конструкции характеризуется высокой степенью надежности и считается наиболее пожаро- и взрывобезопасным. Возможность для мониторинга за целостностью защитного пространства позволяет предотвратить аварии на производстве и экологические катастрофы, любые внештатные ситуации.

По своей конструкции современные резервуары представляют собой цилиндрические емкости, которые одинаково успешно могут использоваться как в надземном варианте использования, так и быть размещенными под слоем грунта. Подземные резервуары позволяют сэкономить пространство и обеспечить необходимый температурный режим содержимому емкости, которое не подвергается перегреву в летнее время, исключая замерзание зимой. Установка надземных емкостей требует минимальных усилий и затрат. При наличии устойчивого грунта резервуары могут устанавливать на бетонные изделия, расположенные на почве. В случае монтажа крупногабаритных хранилищ могут возводиться фундаменты плитного, ленточного и свайного типа конструкции. При размещении подземных емкостей этап монтажа включает в себя земляные работы по выемке грунта. В котловане аналогичным образом закладывается основание в виде монолитной конструкции или железобетонных блоков, которые призваны обеспечить устойчивость емкости, исключения смещения конструкции в результате воздействия грунтовых вод, просадки почвы, влияния подземных толчков. Готовая емкость располагается на определенной глубине, позволяя не загромождать территорию. Рекомендовано использовать подземные типы хранилищ в зонах сейсмической опасности.

По типу расположения различают горизонтальные и вертикальные конструкции резервуаров, которые отличаются по техническому исполнению и используются в зависимости от наличия свободного пространства, особенностей рельефа, расположения оборудования и т. д. Как правило, вертикальные цилиндрические изделия занимают меньше свободного места, что может быть критично в условиях цехов и непрерывного производства. Для крепления вертикально расположенных емкостей высотой больше 3-х метров используют специальные опорные конструкции.

Горизонтальные емкости являются наиболее распространенными и пользуются высокой популярностью благодаря простоте монтажа и обслуживания, для которого нет необходимости использования лестниц, поясов и т. д. Конструктивно стальные резервуары длинно до 14 метров могут изготавливаться цельными, свыше доставляются к месту монтажа отдельными фрагментами конструкции.

В зависимости от объема емкости по категории опасности разделяют на три категории:

• от 1000 до 5000 метров кубических – опасные конструкции, которые относятся к третьей группе;
• от 5000 до 10 000 метров кубических – изделия второй группы повышенной категории опасности;
• свыше 10 000 метров кубических – особо опасные емкости первой категории.

Как правило, к большинству конструкций в комплектации с изделием прилагаются специальные крышки и люки. Вертикальные резервуары могут оснащаться лестницами и смотровыми площадками, необходимыми для работы и обслуживания в процессе эксплуатации изделий. В определенных случаях изделия укомплектовываются патрубками для монтажа и подключения, подачи рабочей среды. В настоящее время наблюдается тенденции модернизации конструкций электронными аппаратами слежения за уровнем хранимых веществ, состоянием, рабочей температурой, давлением и другими необходимыми параметрами, которые могут определять пригодность вещества к использованию. Системы диагностирования оснащаются специальными датчиками уровня, температуры, давления, позволяя получать сигналы и анализировать состояние для поддержания заданных параметров.

Изготовление

Процесс изготовления емкостей и резервуаров представляет собой сложную технологическую операцию с целым рядом этапов. Детали изделий: обечайки, а также сегменты корпуса изготавливаются из листового металла. При этом все соединения реализуются при помощи автоматической сварки под флюсом, качество которой гарантирует прочность и надежность сварного шва. Днища вертикальных резервуаров могут иметь эллиптическую форму. После изготовления корпуса все шовные соединения подлежат проверке и исследованию на предмет прочности посредством лазерных и ультразвуковых дефектоскопов. На финишном этапе осуществляется покраска поверхностей. Технология производства хранилищ во многом схожа с процессом изготовления труб большого диаметра, где задействуются профилегибочные механизмы, и реализуется автоматическая сварка с постоянным контролем качества.

При конструировании емкостей используются специальные покрытия, которые позволяют сохранить в целости корпус из стали, на который воздействуют перепады температур и влажность. Чтобы избежать разрушения металл покрывается антикоррозионной полиуретановой диэлектрической краской, которая после полного застывания, по сути, образует надежный пластиковый защитный слой, который как капсула обволакивает емкость. Обладая минимальным числом пор, материал представляет собой гидроизоляцию с высокой степенью прочности и надежности.

В качестве материалов для изготовления данной номенклатуры продукции находит применение обычная, углеродистая, а также нержавеющая и оцинкованная сталь. Выбор материала осуществляется в зависимости от применяемой среды. Для обычных жидкостей и веществ могут использоваться стандартные и углеродистые, коррозионностойкие марки сталей. При хранении агрессивных субстанций или горячих продуктов подходят оцинкованные, а также жаропрочные стали. В пищевой промышленности находят применение емкостные конструкции, построенные на основе нержавеющих марок стали, которые в процессе эксплуатации не изменяют свойства воды или других продуктов хранения, транспортировки или подачи. Толщина металла зависит от уровня давления рабочей среды и типоразмеров резервуаров.

Сфера практического применения

Емкости имеют универсальную область использования и находят широкое применение в целом ряде направлений, включая:

• питьевые хранилища и аварийные водозаборы;
• резервуары для хранения газа;
• баки для хранения горячей воды;
• емкости для наполнения и содержания агрессивных сред на объектах химической промышленности;
• противопожарные резервуары для хранения воды;
• конструкции для хранения нефтепродуктов, предназначенные, как для промышленных целей, так и для заправочных и транзитных станций;
• резервуары для хранения сыпучих материалов;
• емкости для строительных растворов;
• резервуары сточного типа;
• емкости компенсационного назначения;
• баки для пищевых продуктов;
• нефте- и газохранилища;
• в фармацевтической промышленности.

В качестве рабочих сред в хранилищах могут находить применение самые различные как неагрессивные, слабоагрессивные, таки агрессивные среды. Отдельные конструкции резервуаров ориентированы на работу с водой, другие, благодаря материалу корпуса позволяют задействовать их в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, выдерживая длительный контакт с агрессивными веществами. В настоящее время форма и вид емкостей определяются нуждами производства. В химической и металлургической промышленности оборудование комплектуется изделиями специальных конструкций. Широко используются емкости в пищевой промышленности, где необходимо хранить чистую воду и спирты, сиропы и прочие субстанции, к качеству которых предъявляются особые требования.

Достоинства

Современные конструкции резервуаров обладают целым рядом неоспоримых преимуществ, которые позволяют эффективно применять изделия в различных сферах промышленности. Среди них:

• богатый ассортимент конструкций, габаритных размеров, позволяющий выбрать изделия необходимой вместительности;
• широкий набор возможностей для контроля за состоянием хранимой среды;
• высокая степень экологической, пожарной безопасности, которая позволяет избежать аварий, взрывов, выбросов и утечек;
• широкий выбор материалов для реализации конструкций, предназначенных для контакта с любыми агрессивными и неагрессивными средами;
• высокая долговечность конструкций, которая насчитывает не менее 25 лет безопасной эксплуатации;
• наличие различных конструкций для надземного и подземного, вертикального и горизонтального размещения хранилищ;
• высокая прочность изделий для изготовления которых используется технология сварки под флюсом;
• отсутствие брака благодаря ультразвуковому контролю над качеством сварных швов;
• наличие датчиков утечек, температуры, давления и прочих параметров для максимального мониторинга за состоянием рабочей среды;
• высокие гидроизоляционные свойства внешних покрытий, позволяющие снизить вероятность развития коррозионных процессов;
• экономичность и практичность резервуаров;
• богатая комплектация изделий, которые оснащаются автоматикой, крышками, люками, патрубками, датчиками, лестницами для осмотра и рабочими площадками в зависимости от конфигурации;
• простота монтажа и установки с возможностью эксплуатации емкостей в условиях различных температур, климатических условий и сейсмической активности;
• высокая вместительность и широкий диапазон емкости;
• высокая универсальность изделий и широкая сфера применения, которая затрагивает все возможные области промышленности, бытовых и сельскохозяйственных нужд.