RU2456420C1

RU2456420C1 - Reservoir with aluminium meshy dome roof for storage of oil products under excessive pressure

Info

Publication number: RU2456420C1
Application number: RU2011103764/03A
Authority: RU
Inventors: Алексей Георгиевич Белозеров (RU); Алексей Георгиевич Белозеров; Александр Вячеславович Васильев (RU); Александр Вячеславович Васильев; Рустам Имамгаянович Галимзянов (RU); Рустам Имамгаянович Галимзянов; Михаил Георгиевич Каравайченко (RU); Михаил Георгиевич Каравайченко; Надхат Миртиевич Фатхиев (RU); Надхат Миртиевич Фатхиев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Нефтемонтаждиагностика"
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2012-07-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: aluminium dome roof for a reservoir includes a bearing meshy frame made of rectilinear beams joined in assemblies with the help of assembly pads, resting against a steel support ring of a reservoir, a flooring welded from aluminium sheets in the form of a spherical shell and freely arranged on the frame. Between the flooring and the bearing beams there is a gap, where there is a pad installed along lengths of bearing beams. A stop is installed in the centre of the assembly pad. The height of the pad and the support is determined with account of thermal effect of welding at bearing beams.

EFFECT: provides for gas impermeability at excessive pressure in a gas space of a reservoir, higher accuracy of manufacturing, reduced time of reservoir assembly and installation.

3 cl, 7 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области строительства металлических резервуаров для хранения нефти, нефтепродуктов, в частности резервуаров, работающих под небольшим избыточным давлением в газовом пространстве.The present invention relates to the field of construction of metal tanks for storing oil, oil products, in particular tanks operating under low overpressure in the gas space.

Существует большое количество стальных резервуаров со стальной крышей без понтона, в которых хранятся нефть и нефтепродукты (керосин, дизельное топливо, некоторые нетоварные нефти). Стальная крыша подвержена коррозионному разрушению, особенно в тех резервуарах, где хранятся сернистые нефти и нефтепродукты. Продукты этой коррозии содержат сульфиды железа, способствующие, с одной стороны, к усилению коррозии днища резервуара, а с другой - являющиеся пожароопасными соединениями, способными в определенных условиях к самовозгоранию (известные под названием «пирофорные соединения»). Замена стальной крыши на алюминиевую продлевает срок их службы и повышает безопасность.There are a large number of steel tanks with a steel roof without a pontoon, in which oil and oil products are stored (kerosene, diesel fuel, some non-commodity oils). The steel roof is susceptible to corrosion damage, especially in those tanks where sulphurous oils and petroleum products are stored. The products of this corrosion contain iron sulfides, contributing, on the one hand, to increased corrosion of the tank bottom, and on the other hand, they are fire hazardous compounds capable of spontaneous combustion under certain conditions (known as pyrophoric compounds). Replacing a steel roof with an aluminum one extends their service life and increases safety.

Для крупногабаритных резервуаров купольная крыша, как правило, является самонесущей каркасной, а каркас имеет ребристую, либо ребристо-кольцевую, либо сетчатую конструкции. Алюминиевая крыша этих резервуаров не подвержена коррозии, поэтому срок службы их значительно увеличивается. Кроме того, сетчатую крышу можно разобрать и установить на другом резервуаре. Поэтому за последнее время на многих стальных резервуарах крыша их выполняется из алюминиевых сплавов.For large tanks, the domed roof, as a rule, is a self-supporting frame, and the frame has a ribbed, or ribbed-annular, or mesh structure. The aluminum roof of these tanks is not subject to corrosion, so their service life is significantly increased. In addition, the mesh roof can be disassembled and installed on another tank. Therefore, recently, on many steel tanks, their roof is made of aluminum alloys.

Известны стальные резервуары с сетчатыми алюминиевыми купольными крышами /1, 2/, несущий каркас которых состоит из треугольных ячеек, собираемых из несущих прямолинейных балок, соединяемых в узлах примыкания на высокопрочных болтах с помощью парных (верхних и нижних) узловых накладок. Тонколистовой настил укладывается на каркас и механически крепится к балкам по контуру каждой треугольной ячейки путем прижатия отогнутого (прямым или косым углом) края листового настила прижимной планкой к приливам несущих балок. Под прижимную планку укладывают резиновую прокладку для герметизации соединения от проникновения атмосферной влаги. Узлы примыкания балок герметизируют с помощью колпака из тонколистового алюминия, под кромку которого также укладывают резиновую прокладку на силиконовом герметике. Такая герметизация узловых накладок и настила, при наличии сотни метров соединений, подверженных деформациям, может обеспечить лишь водонепроницаемость крыши. При этом не может обеспечиваться газонепроницаемость с созданием избыточного давления (вакуума) внутри резервуара в газовом пространстве. Это является основным недостатком этих резервуаров.Known steel tanks with mesh aluminum dome roofs / 1, 2 /, the supporting frame of which consists of triangular cells assembled from bearing straight beams connected in the nodes of the abutment on high-strength bolts using paired (upper and lower) nodal plates. The thin sheet flooring is laid on the frame and mechanically attached to the beams along the contour of each triangular cell by pressing the bent (right or oblique) edge of the sheet flooring with the pressure bar to the tides of the supporting beams. A rubber gasket is placed under the pressure strip to seal the connection against atmospheric moisture. The junction points of the beams are sealed with a cap of sheet aluminum, under the edge of which they also lay a rubber gasket on silicone sealant. Such sealing of nodal linings and flooring, in the presence of hundreds of meters of joints subject to deformation, can provide only the waterproofness of the roof. In this case, gas impermeability cannot be ensured with the creation of excessive pressure (vacuum) inside the tank in the gas space. This is the main disadvantage of these tanks.

Известен стальной резервуар с алюминиевой крышей для нефти и нефтепродуктов /3/. Этот резервуар имеет сварную герметичную алюминиевую крышу и может выдерживать небольшое избыточное давление и вакуум в газовом пространстве (обычно не более 250 мм водяного столба давления и до 40 мм водяного столба вакуума). Алюминиевая крыша этого резервуара опирается на стальное опорное кольцо и прикреплена к нему на болтах через диэлектрическую герметизирующую прокладку. Крыша этого резервуара полностью сварная и имеет вид секционного ребристо-кольцевого купола и состоящая из одного центрального и нескольких радиальных щитов. Недостатками этого резервуара являются:Known steel tank with an aluminum roof for oil and petroleum products / 3 /. This tank has a welded sealed aluminum roof and can withstand small excess pressure and vacuum in the gas space (usually not more than 250 mm water column of pressure and up to 40 mm water column of vacuum). The aluminum roof of this tank rests on a steel support ring and is bolted to it through a dielectric seal. The roof of this tank is fully welded and has the form of a sectional rib-ring dome and consisting of one central and several radial shields. The disadvantages of this tank are:

- при сварке каркаса крыши происходит термическое влияние сварочной дуги на несущие балки каркаса, снижая его несущую способность; такое снижение достигает до 45%, особенно при отрицательных температурах окружающего воздуха (по нормативным документам на сварку алюминия, сварка алюминия и его сплавов допускается при температуре не ниже +15°С, коэффициент разупрочнения для термически упрочняемых алюминиевых сплавов для особо ответственных узлов достигает до 0,55 (т.е. ухудшение до 45%);- when welding the roof frame, there is a thermal effect of the welding arc on the supporting beams of the frame, reducing its bearing capacity; such a decrease reaches up to 45%, especially at negative ambient temperatures (according to regulatory documents for aluminum welding, welding of aluminum and its alloys is allowed at a temperature of at least + 15 ° C, the softening coefficient for thermally hardened aluminum alloys for especially critical assemblies reaches up to 0 55 (i.e., deterioration of up to 45%);

- при сварке листового настила на каркасе крыши также происходит термическое влияние сварочной дуги на несущие балки каркаса, что также приводит к ухудшению их несущей способности;- when welding sheet flooring on the roof frame, there is also a thermal effect of the welding arc on the supporting beams of the frame, which also leads to a deterioration in their bearing capacity;

- для снижения последствий термического влияния сварки на несущую способность каркаса приходится принимать специальные меры, что приводит к увеличению трудовых, материальных затрат, а также продолжительности строительства.- to reduce the effects of the thermal effect of welding on the bearing capacity of the frame, special measures have to be taken, which leads to an increase in labor, material costs, and also the duration of the construction.

Предлагаемый резервуар с алюминиевой сетчатой купольной крышей для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением лишен указанных недостатков благодаря тому, что между свариваемым на месте монтажа листвой обшивкой и балками несущего каркаса, собираемого на болтах, образован зазор, в этом зазоре вдоль длины несущих балок установлена подкладка из легкого несгораемого материала (например, низкосортный алюминиевый сплав). Высота этой накладки (расстояние от верхней полки несущих балок до листового настила) зависит от степени термического влияния на прочность несущих балок при сварке листового настила, что, в свою очередь, определяется температурой окружающей среды при сварке, категорией ответственности сварного соединения и марки сплава. Таким образом, величина высоты накладки Н должна отвечать функциональной зависимостиThe proposed tank with an aluminum mesh dome roof for storing oil products under overpressure is devoid of these drawbacks due to the fact that a gap is formed between the sheaths being welded at the mounting foliage and the beams of the supporting frame assembled on bolts, in this gap along the length of the supporting beams a lightweight lining is installed non-combustible material (for example, low-grade aluminum alloy). The height of this lining (the distance from the upper shelf of the load-bearing beams to the sheet flooring) depends on the degree of thermal influence on the strength of the load-bearing beams when welding the sheet flooring, which, in turn, is determined by the ambient temperature during welding, the responsibility category of the welded joint and alloy grade. Thus, the value of the lining height H must correspond to the functional dependence

Н=F[f(T,η)+Σδ_i],H = F [f (T, η) + Σδ _i ],

где Т - температура окружающей среды в зоне сварки;where T is the ambient temperature in the welding zone;

η - коэффициент разупрочнения основного металла при сварке для данной марки сплава и данной степени ответственности сварного соединения;η is the coefficient of softening of the base metal during welding for a given grade of alloy and a given degree of responsibility of the welded joint;

δ_i - сумма толщины верхней узловой накладки и высоты упора над узловой накладкой.δ _i is the sum of the thickness of the upper nodal pad and the height of the stop above the nodal pad.

При равенстве нулю первой слагаемой этой зависимости высота Н определяется как сумма толщины верхней узловой накладки и высоты упора над узловой накладкой.If the first term of this dependence is equal to zero, the height H is determined as the sum of the thickness of the upper nodal pad and the height of the stop above the nodal pad.

Предлагаемый резервуар с алюминиевой сетчатой купольной крышей для хранения нефтепродуктов под избыточным давлением сочетает преимущества собираемого без сварки алюминиевого сетчатого каркаса и сварного герметичного листового настила крыши из алюминия, прикрепляемого к стальной стенке резервуара на болтах через диэлектрическую прокладку. Крыша собирается внизу, на днище резервуара, без применения тяжелых грузоподъемных машин, без сварки, что значительно ускоряет процесс монтажа, а герметично сваренный из листов в цельную сферическую оболочку настил обеспечивает герметичность не только от проникновения атмосферной влаги, как это достигается в купольных крышах - аналогах /1, 2/, но и выдерживает избыточное давление и вакуум в газовом пространстве (как правило, до 250 и 40 мм водяного столба соответственно давления и вакуума). Болтовое (по сути, шарнирное) крепление алюминиевого настила к уторному кольцу стального резервуара через диэлектрическую прокладку обеспечивает компенсацию температурного расширения разных материалов и препятствует образованию гальванической пары между этими материалами. Формовая алюминиевая кольцевая пластина позволяет приспособить листовой настил к неровностям верхней кромки стенки резервуара, за счет чего ускоряется и облегчается подгонка настила к существующим резервуарам. Настил не крепится к несущим балкам сетчатого каркаса. Благодаря этому в случае взрыва в резервуаре настил отрывается или отбрасывается взрывной волной, а каркас крыши и стенка резервуара остаются невредимыми. Еще очень важным преимуществом этой конструкции резервуара является возможность переустановки этой крыши с одного на другой, аналогичный стальной резервуар.The proposed tank with an aluminum mesh dome roof for storing oil products under excessive pressure combines the advantages of an aluminum mesh frame assembled without welding and a welded sealed aluminum sheet roof, bolted to the steel wall of the tank through a dielectric gasket. The roof is assembled below, on the bottom of the tank, without the use of heavy lifting machines, without welding, which significantly speeds up the installation process, and hermetically welded from sheets to a single spherical shell flooring provides tightness not only against atmospheric moisture, as is achieved in domed roofs - analogues / 1, 2 /, but also withstands excess pressure and vacuum in the gas space (as a rule, up to 250 and 40 mm of water column, respectively, pressure and vacuum). The bolted (essentially hinged) fastening of the aluminum flooring to the morning ring of the steel tank through a dielectric gasket provides compensation for the thermal expansion of different materials and prevents the formation of galvanic pairs between these materials. Shaped aluminum ring plate allows you to adapt the sheet flooring to the irregularities of the upper edge of the tank wall, due to which the fitting to the existing tanks is accelerated and facilitated. The flooring is not attached to the supporting beams of the mesh frame. Due to this, in the event of an explosion in the tank, the flooring is torn off or discarded by the blast wave, and the roof frame and the tank wall remain unharmed. Another very important advantage of this tank design is the ability to reinstall this roof from one to another, similar to a steel tank.

Изобретение поясняется чертежами и рисунками.The invention is illustrated by drawings and drawings.

Claims

1. A tank with an aluminum mesh dome roof for storing oil products under overpressure, including a steel cylindrical wall, a bottom, a mesh aluminum dome roof, consisting of a prefabricated bolted frame structure, formed of annular, radial and supporting beams connected in nodes with nodes overlays, and leaning on the support ring of the tank, and hermetically welded sheet flooring, attached to the wall of the tank along its perimeter on bolts, characterized in that between the sheets m deck and the roof structures formed by the gap, this gap on each carrier beam mounted pad, the height of which is determined by the functional relation H = F [f (T, η) + Σδ i],
where T is the ambient temperature in the welding zone;
η is the coefficient of softening of the base metal during welding for a given grade of alloy and a given degree of responsibility of the welded joint;
δ _i is the sum of the thickness of the upper nodal pad and the height of the stop above the nodal pad.

2. The tank with an aluminum mesh domed roof for storing oil products under excess pressure according to claim 1, characterized in that the flooring along the edge is equipped with a molded aluminum ring plate.

3. The tank with an aluminum mesh dome roof for storing oil products under excess pressure according to claim 1, characterized in that the lining is made as an integral part of the load-bearing beams in the process of pressing them.