Крыши стальных вертикальных резервуаров

Классификация кровли резервуаров

Типы крыш РВС:

Бескаркасная конструкция, как следует из названия, — это настил без каркаса, который устанавливается на резервуар и опирается на кольцевое ребро жёсткости.

Бескаркасная коническая крыша — конусный настил с углом наклона 15 – 30 градусов. Крышу устанавливают на резервуарах диаметром до 12,5 метров. Их объём не должен превышать 1000 м3.

Настил толщиной до 7 мм выполняют из рулонного полотна. Полистовая сборка используется при толщине металла 7 – 10 мм.

Элементы бескаркасной сферической крыши изготавливаются из металла толщиной до 10 мм и вальцуются на заводе. Детали свариваются друг с другом на месте монтажа. Сферическая крыша используется для резервуаров объёмом свыше 5000 м3 с диаметром до 25 метров.

Конструкции каркасных крыш:

• Состоят из настила и каркаса, которые не приварены друг к другу. Для купольной кровли настил выполняется полистовым способом, для конической — из листов или рулонного полотна.

• Состоят из щитов — трапециевидных секторов, приваренных между собой элементов каркаса и настила. Конструкция применяется для конических крыш. Щиты крепятся к опорному кольцу стенки, а также к центральному кольцу опорной стойки резервуара.

Каркасная коническая крыша устанавливается на резервуары диаметром 10 – 30 метров, объём которых не превышает 5000 м3. Угол её наклона составляет 4,7 – 9,5 градуса. Крыша включает четыре элемента: центральный щит, секторные каркасы, кольцевые детали каркаса, настил.

Каркасная купольная крыша используется для ёмкостей диаметром до 50 метров с объёмом от 5000 м3. Каркас имеет кольцевые и радиальные элементы.

Каркасная крыша может быть выполнена во взрывозащищённом варианте. При монтаже настил соединяется с кольцевым элементом стенки. В случае аварийного повышения давления в ёмкости он отрывается, так как не приварен к каркасу. Это сохраняет целостность стенок и днища резервуара.

Конические, сферические крыши защищают содержимое ёмкости от внешних воздействий, но не препятствуют внутренним негативным процессам. Жидкости в резервуарах испаряются естественным путём, возможны также аварийные и эксплуатационные потери. Особое внимание уделяют испарению нефтепродуктов, которое влечёт за собой экономические убытки, наносит вред окружающей среде и людям.

Чтобы уменьшить потерю жидкости, используют плавающую конструкцию крыши и понтоны. Они располагаются на поверхности хранимого в резервуаре вещества.

Плавающая наружная крыша устанавливается в ёмкостях без стационарной кровли, если снеговая нагрузка не превышает 1,5 кПа. Понтоны относятся к внутренним конструкциям. Они включают в себя плавающую часть и стационарную крышу. Понтон контактирует с поверхностью хранимой жидкости, закрывает её на 95%, исключая испарение вещества.

Однодечная плавающая крыша состоит из металлического листа и герметичных отсеков по краям. Металлический диск можно укрепить рёбрами жёсткости или повысить его непотопляемость с помощью поплавков, расположенных в центральной части настила.

Двудечная плавающая крыша состоит из герметичных отсеков, покрывающих поверхность хранимого вещества. Сектора образуются с помощью перегородок, соединённых верхним и нижнем металлическим настилом.

Материалы для изготовления кровли

Металлическую кровлю выполняют из стальных и алюминиевых сплавов.

Для изготовления крыши применяют раскисленную сталь — металл, очищенный от кислорода. В зависимости от степени раскисления получают спокойную, полуспокойную сталь.

Крыши изготавливают из углеродистой, не содержащей добавок стали, и нержавеющей. Для стационарных конструкций допускается комбинация материалов: использование разных видов металла для каркаса и настила.

В металл добавляют хром для повышения коррозионной стойкости и другие элементы, улучшающие свойства материала. Рекомендованные марки стали указаны в приложениях СТО-СА-03-002-2009, ГОСТ 31385-2016.

В сравнении со сталью, алюминий обладает большей коррозионной стойкостью и стабильностью при контакте с очищенной водой, а также нефтепродуктами. Поэтому он применяется для изготовления понтонов в вертикальных стальных резервуарах. Плотность алюминия — 2712 кг/м3, стали — 7800 кг/м3, то есть первый материал почти в 3 раза легче второго.

Для хранения нефтепродуктов используют каркасную алюминиевую кровлю двух видов:

1. сетчатую сферическую,

2. коническую или сферическую конструкцию с радиальными балками.

Алюминиевая стационарная крыша состоит из каркаса и настила. Элементы кровли соединяются с помощью болтовых креплений без использования сварочного аппарата. Каркас собирают из прессованного двутаврового профиля.

Следует учитывать, что алюминиевая кровля применяется для ёмкостей до 45 метров в диаметре при снеговой нагрузке не более 3,2 кПа.

Рекомендованные сплавы алюминия указаны в ГОСТ 31385-2016.

Неметаллические материалы для крыш применяются в стальных резервуарах в качестве понтонов. Их изготавливают из ПВХ, PP, пенополиуретана, текстолита, полиамида. Материалы отличаются узким температурным диапазоном применения и горючестью. Полимерные или синтетические понтоны используют, чтобы снизить расход металла. 

Комбинированный вариант конструкции заключается в совместном использовании полимерных и металлических материалов.

Плоская кровля резервуаров FLAMAX

Крыша резервуаров FLAMAX имеет плоскую конструкцию. Она собирается из сэндвич-панелей и тонкостенных профилей.

Панели — строительный материал, верхний и нижний слои которого выполнены из металла. Между ними находится полимерный теплоизоляционный материал — PIR или PPU толщиной 60 мм. Утеплитель помогает поддерживать температуру воды, исключает обледенение нижнего слоя панелей.

Сэндвич-панели укладывают встык и крепят на саморезы к опорной конструкции из тонкостенных профилей, сочетающих такие преимущества, как металлоёмкость и прочность. С внутренней стороны стенки резервуара устанавливают консоли. Они располагаются по верхней кромке, фиксируя профили параллельно друг другу. Между собой опорные балки соединяются распорными трубами. С внешней стороны стенки устанавливают уголки жёсткости с шириной полки 50 мм. К ним крепится собранная из панелей и балок конструкция.

Плоская кровля применяется для ёмкостей, диаметр которых не превышает 10 метров. Для резервуаров с большей поперечной длинной используется конусная кровля с углом наклона 4 градуса.

По краю крыши резервуаров с противопожарным или техническим запасом воды установлены нащельники. Они выполняют две функции:

1. Исключают попадание осадков внутрь конструкции.

2. Защищают от солнца срез сэндвич-панелей, так как их утеплитель чувствителен к ультрафиолету.

Для ёмкостей с питьевым запасом воды швы между кровлей и стенкой герметизируют с помощью терморазделяющей полосы.

Кровля проектируется с учётом снеговой нагрузки региона и запасом прочности, поэтому нет необходимости очищать крышу от выпавших осадков.

Заключение

Главная функция крыши резервуара — защита хранимого продукта от внешних воздействий. Крыша подбирается в зависимости от назначения и типа ёмкости, её объёма, условий эксплуатации. Подробные сведения и расчёты можно найти в нормативных документах, таких как СТО-СА-03-002-2009, РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04 и др.

Крыша водяных резервуаров FLAMAX отличается конструкцией, которая даёт ей такие преимущества, как:

• Оперативный монтаж без сварочных работ.

• Применение современной теплоизоляции.

• Элементы конструкции, защищающие ёмкость от влияния атмосферных явлений.

Бренд FLAMAX реализовал более трёхсот проектов водяных резервуаров с кровлей из сэндвич-панелей. Работоспособность установленных ёмкостей, их долговечность и соответствие требованиям доказали эффективность применяемых технологий и материалов.