Законодательная база Российской Федерации

"ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. ПБ 03-381-00" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 27.09.2000 N 55) (ред. от 21.11.2002)

3.1.1. Термины и определения сварных соединений принимать по ГОСТ 2601.

3.1.1.1. Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями.

3.1.1.2. Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте их примыкания.

3.1.1.3. Нахлесточное соединение - сварное соединение двух элементов, расположенных параллельно и частично перекрывающих друг друга.

3.1.1.4. Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента приварен под прямым углом к боковой поверхности другого элемента.

3.1.2. Термины и определения сварных швов.

3.1.2.1. Стыковой шов - сварной шов стыкового соединения с различной разделкой кромок: прямоугольной, Х-образной, К-образной, V-образной.

3.1.2.2. Угловой шов - сварной шов углового, нахлесточного или таврового соединения.

3.1.2.3. Типы сварных швов:

непрерывный шов - сварной шов без промежутков по длине;

прерывистый шов - сварной шов с промежутками по длине, участки шва должны быть не менее 50 мм;

прихватки, выполняемые для фиксации взаимного расположения завариваемых элементов.

3.1.3. Конструктивные элементы сварных соединений и швов, как правило, должны соответствовать требованиям стандартов на применяемый вид сварки:

для ручной дуговой сварки:

сварные соединения - ГОСТ 5264;

сварные соединения под острыми и тупыми углами - ГОСТ 11534;

для автоматической и полуавтоматический сварки под флюсом:

сварные соединения - ГОСТ 8713;

для дуговой сварки в среде защитных газов:

сварные соединения - ГОСТ 14771;

сварные соединения под острыми и тупыми углами - ГОСТ 23518.

3.1.4. Общие требования к сварным соединениям.

3.1.4.1. Сварные швы соединений должны быть плотно-прочными и соответствовать основному металлу по показателям стандартных механических свойств металла шва: пределу текучести, временному сопротивлению, относительному удлинению, ударной вязкости, углу загиба.

3.1.4.2. Для улучшения коррозионной стойкости металл шва и основной металл по химическому составу должны быть близки друг к другу.

3.1.4.3. Технологию сварки следует выбирать таким образом, чтобы избежать возникновения значительных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций.

3.1.5. Ограничения на сварные соединения и швы.

3.1.5.1. Прихватки не рассчитываются на силовые воздействия.

3.1.5.2. Стыковые соединения деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл.3.1, могут выполняться так же, как и деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы разделки кромок и размеры сварочного шва следует выбирать по большей толщине.

Таблица 3.1

При разности в толщине свариваемых деталей свыше значений, указанных в табл.3.1, на детали, имеющей большую толщину, должен быть сделан скос под углом 15° одной или с двух сторон до толщины тонкой детали. При этом конструкцию разделки кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине.

3.1.5.3. Не допускается смещение свариваемых кромок более:

а) 1,0 мм - для деталей толщиной t = 4-10 мм;

б) 0,1t, для деталей t = 10-40 мм, но не более 3 мм.

3.1.5.4. Максимальные катеты угловых сварных швов не должны превышать 1,2 толщины более тонкой детали в соединении.

3.1.5.5. Для деталей толщиной 4-5 мм катет углового сварного шва должен быть равен 4 мм.

Для деталей большей толщины катет углового шва определяется расчетом или конструктивно, но должен быть не менее 5 мм.

3.1.5.6. Заводские сварные соединения рулонных заготовок выполняются встык.

3.1.5.7. Нахлесточное соединение со сваркой с одной стороны допускается при сборке днища и крыши из рулонных заготовок с величиной нахлестки не менее 30 мм. При полистовой сборке днищ и крыш допускаются сварные соединения листов встык на подкладке и нахлесточные соединения с величиной нахлестки 5t, но не менее 30 мм.

3.2.1. Вертикальные соединения стенки.

Вертикальные соединения стенки должны быть стыковыми с полным проплавлением по толщине листов (рис.3.1).

а)	б)
в)	г)

Рис.3.1. Вертикальные стыковые соединения стенки:
а - без разделки кромок;
б - со скосом двух кромок;
в - с двумя скосами кромок;
г - с криволинейным скосом кромок

Вертикальные соединения листов в прилегающих поясах стенки должны быть смещены друг относительно друга на расстояние не менее 8t, где t - наибольшая из толщин листов прилегающих поясов.

Для резервуаров классов II и III при изготовлении стенки из рулонных полотнищ допускаются вертикальные заводские и монтажные стыковые соединения без смещения.

Расстояния между швами патрубков, усиливающих листов и швами стенки должны быть не менее: до вертикальных швов - 250 мм, до горизонтальных швов - 100 мм.

Вертикальные соединения первого пояса стенки должны располагаться на расстоянии не менее 100 мм от стыков окраек днища.

3.2.2. Горизонтальные соединения стенки.

Горизонтальные соединения листов должны выполняться двусторонними стыковыми швами с полным проплавлением (рис.3.2).

а)	б)	в)

Рис.3.2. Горизонтальные стыковые соединения стенки:
а - без разделки кромок;
б - со скосом одной кромки верхнего листа;
в - с двумя скосами одной кромки верхнего листа

Листы вышележащего пояса должны располагаться в пределах толщины листа нижележащего пояса. Взаимное расположение листов соседних поясов устанавливается проектом.

3.2.3. Соединения днища.

3.2.3.1. Стыковые соединения применяются при заводском изготовлении рулонируемых полотнищ днищ. Стыковые соединения на остающейся подкладке применяются для сварки кольцевых окраек, а также при полистовой сборке центральной части днищ.

3.2.3.2. Нахлесточные соединения днища применяются для соединения между собой рулонируемых полотнищ днищ, листов центральной части днищ при их полистовой сборке, а также для соединения центральной части днищ с кольцевыми окрайками (рис.3.3, 3.4, 3.5).

Рис.3.3. Соединение полотнищ днища

Рис.3.4. Соединение листов центральной части днища

Рис.3.5. Соединение центральной части с окрайками днища

3.2.4. Соединение днища со стенкой.

Для соединения днища со стенкой применяется тавровое соединение.

Для резервуаров с толщиной листов нижнего пояса стенки 20 мм и менее рекомендуется тавровое сварное соединение без разделки кромок (рис.3.6,а.). Размер катета каждого углового шва должен быть не более 12 мм и не менее номинальной толщины окрайки.

Для резервуаров с толщиной листов нижнего пояса стенки более 20 мм должно применяться тавровое сварное соединение с разделкой кромок, представленное на рис.3.6,б. Сварные швы должны выполняться, как минимум, в два прохода.

а)

б)

Рис.3.6. Соединение стенки с днищем

3.2.5. Соединение листов крыши.

Для соединения листов крыши применяются стыковые и нахлесточные соединения.

3.2.6. Соединения стационарной крыши со стенкой резервуара см. п.3.7.

3.3.1. Общие положения:

расположение резервуаров - наземное на специально устроенном основании, выполненном по заданию Заказчика;

геометрические параметры - с учетом требований СНиП 2.11.03-93, а также с учетом геологических изысканий площадки строительства;

в приложении 1 приведены основные параметры резервуаров объемом от 100 до 50000 м3, которые предпочтительно применять в соответствии с требованиями настоящего документа;

метод изготовления (полистовое или рулонное исполнение) - задает Заказчик.

3.3.2. Данные, представляемые Заказчиком:

геометрические параметры или объем резервуара;

тип резервуара: со стационарной крышей (с понтоном или без понтона), с плавающей крышей и другие конструктивные особенности;

район строительства;

наименование хранимого продукта с указанием наличия вредных примесей в продукте (содержание серы, сульфидов водорода и т.д.) для обеспечения необходимых мероприятий;

удельный вес продукта;

максимальную и минимальную температуру продукта;

избыточное давление и относительное разрежение;

нагрузку от теплоизоляции;

схему расположения и нагрузки от технологического оборудования;

потребность в зачистных люках и зумпфах;

оборачиваемость продукта (изменение уровня налива продукта во времени);

уровень подтоварной воды;

срок службы резервуара;

припуск на коррозию элементов резервуара.

Данные должны быть согласованы Заказчиком и Проектировщиком.

3.3.3. При отсутсвии полного задания следует руководствоваться пунктом 1.4 настоящих Правил.

3.4.1. Днища резервуаров могут быть плоскими или коническими с уклоном от центра или к центру (рекомендуемая величина уклона 1:100).

3.4.2. Все листы днища резервуаров объемом 1000 м3 и менее должны иметь номинальную толщину не менее 4 мм, исключая припуск на коррозию.

Днища резервуаров объемом от 2000 м3 и более должны иметь центральную часть и утолщенные кольцевые окрайки. Все листы центральной части днища указанных резервуаров должны иметь номинальную толщину не менее 4 мм, исключая припуск на коррозию.

3.4.3 Кольцо из листов окраек должно быть круговой формы с внешней стороны, внутренняя граница окраек может иметь форму правильного многоугольника с числом сторон равным числу листов окрайки. Радиальная ширина окрайки должна обеспечивать расстояние между внутренней поверхностью стенки и швом приварки центральной части днища не менее 300 мм.

Толщина кольцевых окраек должна быть не менее величин, приведенных в табл.3.2.

Таблица 3.2

3.4.4. Кольцевые окрайки собираются между собой с клиновидным зазором и свариваются между собой односторонними стыковыми швами на остающейся подкладке (см. рис.3.5).

3.4.5. Центральная часть днища может быть выполнена как в полистовом, так и в рулонном исполнении. Рулонные полотнища изготовливаются на заводе из листов, сваренных встык.

При монтаже центральной части днища полистовым методом применяются нахлесточные и стыковые соединения на остающейся подкладке (см. рис.3.4).

Нахлесточные соединения днищ свариваются угловым швом только с верхней стороны (см. рис.3.3).

В зоне пересечения нахлесточного соединения днища с нижним поясом стенки должна быть образована ровная поверхность (см. рис.3.5).

3.5.1. Расчетные значения толщины листов стенки должны определяться исходя из проектного уровня налива продукта или воды при гидроиспытаниях. Номинальные толщины листов стенки резервуара назначаются с учетом минусового допуска на прокат и могут включать припуск на коррозию.

3.5.2. Номинальные толщины стенок резервуара определяются в три этапа:

предварительный выбор толщин поясов;

корректировка толщин при поверочном расчете на прочность, включая и расчет на сейсмическое воздействие для сейсмоопасных районов;

корректировка толщин при проведении расчета на устойчивость.

3.5.3. Предварительный выбор номинальных толщин поясов производится с помощью расчета на эксплуатационные нагрузки, на нагрузку гидроиспытаний и по конструктивным требованиям.

3.5.3.1. Минимальная расчетная толщина стенки t_e в каждом поясе для условий эксплуатации рассчитывается по формуле*

* Размерность величин, используемых при расчетах, приведена в системе СИ.

,

где g - ускорение свободного падения в районе строительства;

p - плотность продукта;

H - высота налива продукта;

z - расстояние от дна до нижней кромки пояса;

r - радиус срединной поверхности пояса стенки резервуара;

Ry - расчетное сопротивление материала;

- коэффициент условий работы, =0,7 для нижнего пояса, =0,8 для всех остальных поясов.

3.5.3.2. Минимальная расчетная толщина стенки в каждом поясе для условий гидравлических испытаний рассчитывается по формуле

,

где p_в - плотность используемой при гидроиспытаниях воды;

Hg - высота налива воды при гидроиспытаниях;

=0,9 - коэффициент условий работы при гидроиспытаниях для всех поясов одинаков (в дополнение к обозначениям п.3.5.3.1).

3.5.3.3. Номинальная толщина t каждого пояса стенки выбирается из сортаментного ряда таким образом, чтобы разность t и минусового допуска на прокат была не меньше максимума из трех величин:

,

где c - припуск на коррозию,

t_k - минимальная конструктивно необходимая толщина, определяется по табл.3.3.

Таблица 3.3

3.5.4. Поверочный расчет на прочность и расчет на устойчивость проводится для расчетной толщины t_p поясов, которая определяется как разность номинальной толщины t, минусового допуска на прокат и припуска на коррозию:

.

Поверочный расчет на прочность для каждого пояса стенки резервуара проводится по формуле:

или по формуле

,

где o1 - меридиональное напряжение;

o2 - кольцевое напряжение;

- коэффициент условий работы принимается по п.3.5.3.1;

- коэффициент надежности по назначению, для резервуаров, =1,1 - I класса, =1,05 - II класса, =1,0 - III класса.

Расчетные формулы приведены для резервуара со стационарной крышей. При расчете резервуара с плавающей крышей нагрузки в формулах 3.5.4.1, 3.5.4.2, обязанные своим происхождением стационарной крыше, не учитываются.

3.5.4.1. Кольцевое напряжение o2 вычисляется для нижней точки каждого пояса:

,

где Рн - избыточное давление в резервуаре (в дополнение к обозначениям п.3.5.3.1).

В формуле учтен коэффициент надежности по нагрузке для избыточного давления в резервуаре.

3.5.4.2. Меридиональное напряжение o1 с учетом коэффициентов надежности по нагрузке и коэффициентов для основного сочетания нагрузок вычисляется для нижней точки пояса по формуле

где G_M - вес металлоконструкций выше расчетной точки;

G_O - вес стационарного оборудования выше расчетной точки;

G_Y - вес утеплителя выше расчетной точки;

s - полное нормативное значение снеговой нагрузки.

3.5.4.3. Расчет на сейсмическое воздействие выполняется специализированной организацией.

3.5.4.4. При невыполнении условия п.3.5.4 следует увеличить толщину соответствующего пояса.

3.5.5. В качестве альтернативного варианта по согласованию с Заказчиком минимальные расчетные толщины t_e каждого пояса стенки для условий эксплуатации и минимальные расчетные толщины tg для условий гидравлических испытаний могут назначаться на основе расчета наибольших мембранных кольцевых напряжений o2 в каждом поясе стенки, рассматриваемой как составная цилиндрическая оболочка переменной толщины. Граничные условия в месте сопряжения стенки с днищем задаются в виде нулевых радиальных перемещений и изгибающего момента, равного пластическому моменту в листе окрайки. Подбор толщин производится итерационным методом, уменьшая начальную толщину, определенную по п.3.5.3.1, пока выполняется условие 3.5.4.

Назначение минимальной толщины по описанной методике в резервуарах большого объема может уменьшить расчетную толщину поясов.

3.5.6. Расчет стенки резервуара на устойчивость выполняется с помощью проверки соотношения

,

где o_cт1 - первое (меридианальное) критическое напряжение;

o_cт2 - второе (кольцевое) критическое напряжение.

3.5.6.1. Первое критическое напряжение вычисляется по формуле

,

где t_pmin - расчетная толщина самого тонкого пояса стенки (обычно верхний пояс).

Коэффициент C может быть вычислен по формулам:

C = 0.04 + 40tpmin / r при 400 =< r / tpmin < 1220;

C = 0,085 - r / (tpmin x 10(5)) при 1220 =< r / tpmin =< 2500.

3.5.6.2. Второе критическое напряжение вычисляется по формуле

,

где Hr - редуцированная высота резервуара, а при постоянной толщине стенки для резервуара со стационарной крышей Hr равно полной высоте стенки резервуара H_0.

3.5.6.3. Редуцированная высота резервуара вычисляется по формуле

,

где t_pi - расчетная толщина листа i-го пояса,

hi - высота i-го пояса.

В резервуарах с плавающей крышей для верхнего пояса в качестве hi берется расстояние от нижней кромки пояса до ветрового кольца.

3.5.6.4. Меридиональное напряжение o1 вычисляется для нижней кромки участка стенки постоянной толщины по формуле

где Рвак - величина относительного разряжения в резервуаре (вакуум).

Знак напряжения сжатия o1 условно заменен на положительный.

3.5.6.5. При расчете на устойчивость кольцевое напряжение o2 в резервуарах со стационарной крышей зависит от и эквивалентного ветрового внешнего давления Рвет:

,

где Рвет - значение ветрового давления на уровне верха резервуара Ho, (СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия").

Для резервуаров с плавающей крышей вместо Рвак учитывается разряжение от ветра:

,

где с1 - аэродинамический коэффициент, определяемый в зависимости от отношения высоты резервуара Ho к его диаметру (СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия").

Знак напряжения сжатия o2 условно заменен на положительный.

3.5.6.6. При невыполнении условия п.3.5.6 для обеспечения устойчивости стенки можно увеличить толщину верхних поясов, или установить промежуточные кольца жесткости, или то и другое вместе.

3.5.7. Расчет положения промежуточных колец жесткости производится следующим образом. Обеспечить устойчивость стенки с помощью промежуточных колец жесткости возможно только при выполнении условия o1 / o_ст1 <1. В этом случае из соотношения п.3.5.6 при известных o1, o_ст1, o2 вычисляется величина второго критического напряжения o_ст2 , затем из соотношения п.3.5.6.2 находится значение редуцированной высоты Hmax, при котором условие п.3.5.6 будет выполнено.

3.5.7.1. Место установки первого промежуточного кольца жесткости определяется по следующему алгоритму. Последовательно суммируются приведенные высоты поясов по формуле п.3.5.6.3, начиная с верхнего пояса вниз. Высота верхнего пояса для резервуара с плавающей крышей по-прежнему отсчитывается от уровня ветрового кольца. В процессе суммирования находится номер j пояса, в котором приведенная высота переходит через значение Hmax, а также приведенная высота Hj1, соответствующая нижней кромке этого пояса. Высота установки кольца над нижней кромкой j-го пояса h_j1 вычисляется по формуле

.

Если расчетное место установки кольца попадает ближе 150 мм к горизонтальному сварному шву или есть конструктивные препятствия по установке кольца, место установки переносится выше.

Параметры кольца жесткости находятся по методике п.3.6.4 в зависимости от диаметра резервуара.

3.5.7.2. После назначения места установки первого кольца жесткости продолжается расчет места установки второго (третьего,+) кольца жесткости по алгоритму п.3.5.7.1, полагая, что место стационарной крыши (ветрового кольца открытого резервуара) занимает предыдущее кольцо жесткости.

3.5.7.3. Если приведенная высота последнего участка между нижним кольцом жесткости и днищем окажется существенно меньше допустимой Hmax, следует распределить общее количество колец по стенке таким образом, чтобы приведенные высоты всех участков были по возможности одинаковыми.

3.5.7.4. В качестве альтернативного варианта по согласованию с Заказчиком расчет на устойчивость и определение положения промежуточных колец жесткости могут быть проведены методом конечного элемента с учетом различных толщин поясов оболочки. С помощью такого расчета может быть уточнено количество и расположение колец жесткости, а также расчетные толщины поясов оболочки. Граничные условия для расчета задаются, как описано в п.3.5.5.

3.6.1. Резервуары с плавающей крышей должны иметь верхнее кольцо жесткости, устанавливаемое на верхнем поясе стенки. В соответствии с расчетом на устойчивость стенки в резервуаре могут устанавливаться промежуточные кольца жесткости, количество которых и положение на стенке определено в пп.3.5.7.1-3.5.7.3.

3.6.2. Верхнее кольцо жесткости резервуара без стационарной крыши, используемое в качестве обслуживающей площадки, должно иметь ширину не менее 800 мм и ограждения по внешней стороне. Кольцо жесткости должно иметь опоры в виде подкосов, прикрепляемых к стенке резервуара.

3.6.3. Сечение верхнего кольца жесткости подбирается из условия действия в нем максимального изгибающего момента M, который вычисляется по формуле

.

В формуле коэффициент надежности по ветровой нагрузке принят равным 1,4.

3.6.3.1. Если верхнее кольцо жесткости выполнено из листа и приварено к стенке сплошным угловым швом, в момент инерции кольца включаются части оболочки стенки шириной до 15 расчетных толщин листа пояса вверх и вниз от места сварки.

3.6.4. В случае необходимости установки промежуточных колец жесткости, место расположения которых рассчитано по методике п.3.5.7.1, необходимое сечение подбирается из условия восприятия изгибающего момента M:

,

где Hmax - значение редуцированной высоты стенки, определяемое по методике п.3.5.7.

3.6.4.1. В момент инерции промежуточного кольца жесткости можно включить части оболочки шириной выше и ниже места приварки кольца или вычислять его относительно наружной поверхности стенки.

3.6.5. Сечение подкосов верхнего кольца жесткости и расстояние между ними определяются расчетом.

3.6.6. Кольца жесткости должны располагаться на стенке на расстоянии не менее 150 мм от горизонтальных швов стенки.

3.6.7. Конструкция крепления элементов колец жесткости к стенке резервуара должна быть указана в проекте. Сварные соединения секций колец между собой должны выполняться стыковыми швами с полным проваром или на накладках.

3.6.8. При наличии на резервуаре пожарной системы орошения конструкция колец жесткости должна обеспечивать орошение стенки ниже уровня кольца.

3.7.1. В настоящем разделе устанавливаются общие требования к конструкциям стационарных крыш. Конструкции подразделяются на следующие типы:

самонесущая коническая крыша, несущая способность которой обеспечивается конической оболочкой настила;

каркасная коническая крыша, состоящая из элементов каркаса и настила;

купольная крыша, поверхность которой близка к сферической и образуется изогнутыми элементами каркаса и укрупненными элементами настила.

Разрешается применение крыш других конструкций при условии выполнения общих требований настоящих Правил.

3.7.2. Все крыши по периметру опираются на стенку резервуара с использованием кольцевого элемента жесткости. Минимальный размер кольцевого уголка должен быть не менее 63х5.

3.7.3. Минимальная номинальная толщина элементов настила должна составлять 4 мм. Величина прибавки для компенсации коррозии должна приниматься с учетом условий эксплуатации, срока службы и скорости коррозии.

3.7.4. Все элементы и узлы крыши должны быть запроектированы таким образом, чтобы максимальные напряжения в них не превышали расчетных (без учета припуска на коррозию).

3.7.5. Самонесущая коническая крыша.

3.7.5.1. Геометрические параметры самонесущей конической крыши должны удовлетворять следующим требованиям:

- максимальный и минимальный угол наклона образующей крыши к горизонтальной плоскости должны составлять 30° и 15° соответственно.

3.7.5.2. Минимальная расчетная толщина полотна t_k конической крыши по условию устойчивости без припуска на коррозию определяется по формуле

,

где - угол крыши с горизонтальной плоскостью;

E - модуль упругости стали;

P - расчетная нагрузка.

,

gm - масса 1 м2 листа крыши;

gy - масса 1 м2 утеплителя;

s - полное нормативное значение снеговой нагрузки;

Рвак - величина относительного разряжения в резервуаре под крышей.

Формула применима для углов <30° и при выполнении условия , которое следует проверить после вычисления первого приближения для t_k. Поскольку P в свою очередь зависит от предварительно неизвестной толщины t_k, для расчета потребуется несколько последовательных приближений, в качестве начального приближения может быть принята минимальная номинальная толщина по п.3.7.3.

3.7.5.3. Оболочка крыши может быть изготовлена в виде рулонируемого полотнища (из одной или нескольких частей) или полистовым методом на монтаже.

3.7.5.4. Узел крепления крыши к верху стенки может выполняться по одному из вариантов, представленному на рис.3.7. Узел должен быть рассчитан на кольцевое растягивающее усилие Nk:

,

где P - расчетная нагрузка, определенная в п.3.7.5.2.

Рис.3.7. Соединения конической крыши со стенкой

Узел должен быть рассчитан на прочность при действии погонного усилия Nk пол углом к горизонту.

3.7.5.5. В резервуарах, работающих с избыточным внутренним давлением, узел крепления крыши к верху стенки должен быть рассчитан на кольцевое сжимающее усилие:

,

где Pi - максимальное избыточное давление;

g_min - минимальная вертикальная расчетная нагрузка от веса крыши, g_min = 0,9(gm + gy).

Узел должен быть рассчитан на устойчивость при действии погонного усилия.

3.7.5.6. На рис.3.7 заштрихована площадь поперечного сечения узла, которую можно использовать для восприятия усилий Nk. Расчетную площадь составляют участок крыши шириной l_k, вычисляемой по формуле

,

участок стенки резервуара шириной l_c:

и подкрепляющие узел элементы.

3.7.6. Каркасная коническая крыша.

3.7.6.1. Угол наклона образующей крыши к горизонтальной поверхности должен составлять от 4,7° (уклон 1:12) до 9,5° (уклон 1:6).

3.7.6.2. Рекомендуется применять каркасные конические крыши двух типов:

сборные щитовые, состоящие из соединенных между собой элементов каркаса и настила;

с настилом, не приваренным к несущим элементам (каркасу).

Щиты и стропила крыш крепятся к стенке резервуара и центральному кольцу.

3.7.6.3. Щиты крыш или полотнища настила свариваются между собой внахлестку сверху непрерывным угловым швом. При хранении агрессивных продуктов сварка листов (полотнищ) настила крыши, а также приварка их к каркасу должна производиться как сверху, так и снизу сплошным угловым швом.

3.7.6.4. Крепление настила крыши к верху стенки должно осуществляться, как правило, через кольцевой уголок жесткости с минимальным размером 63х5 мм.

3.7.7. Каркасная купольная крыша.

3.7.7.1. Самонесущие купольные (сферические) крыши должны отвечать следующим требованиям:

минимальный радиус сферической поверхности равен 0,8D;

максимальный радиус - 1,5D, где D - диаметр резервуара;

минимальная толщина настила - 5 мм.

3.7.7.2. Каркасные купольные крыши могут изготовляться в виде щитов или раздельно: из элементов каркаса и листов настила.

3.7.8. Для конической и купольной крыш каркас и узел крепления к стенке резервуара (рис.3.8) должны быть рассчитаны на прочность от воздействия расчетной нагрузки P, определенной по п.3.7.5.2, и устойчивость (для резервуаров, работающих с избыточным давлением) от нагрузки Pi - gmin, определенной по п.3.7.5.5.

Рис.3.8. Соединение сферической крыши со стенкой

3.8.1. Плавающие крыши применяются в резервуарах без стационарной крыши в районах с нормативным весом снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли до 1,5 кПа включительно.

3.8.2. Плавающие крыши могут быть следующих типов:

плавающая крыша однодечной конструкции с герметичными коробами, расположенными по периметру;

плавающая крыша двухдечной конструкции, состоящая из герметичных коробов, образующих всю поверхность крыши;

плавающая крыша поплавкового типа.

3.8.3. Плавающие крыши должны быть запроектированы таким образом, чтобы при заполнении и опорожнении резервуара не происходило потопление крыши или повреждение ее конструктивных элементов, а также технологических элементов и приспособлений, находящихся на днище и стенке резервуара.

3.8.4. Расчетные требования.

3.8.4.1. Независимо от плотности хранимого в резервуаре продукта плавучесть плавающих крыш должна быть рассчитана на плотность хранимого продукта, равную 0,7 т/м3.

3.8.4.2. Плавучесть однодечной плавающей крыши должна быть обеспечена при потере герметичности центральной части и двух смежных коробов.

Плавучесть двухдечной крыши должна быть обеспечена при потере герметичности двух соседних коробов.

По согласованию с Заказчиком плавающие крыши могут иметь аварийные водоспуски дождевой воды непосредственно в хранимый продукт.

Плавающая крыша должна иметь достаточную прочность, чтобы, находясь на стойках в опорожненном резервуаре, выдерживать временную нормативную распределенную нагрузку, равную 1,5 кПа.

3.8.5. Конструктивные требования.

3.8.5.1. Плавающая крыша должна контактировать с продуктом, чтобы исключить наличие паровоздушной смеси под ней.

3.8.5.2. Центральная часть и каждый короб плавающей крыши должны быть герметичны и соответствующим образом испытаны (вакуумкамерой или проникающей жидкостью).

В верхней части короба должен быть установлен смотровой люк для контроля герметичности. Конструкция крышки и обечайки люка должны исключать попадание осадков внутрь короба.

3.8.5.3. Конструкция плавающих крыш должна обеспечивать сток ливневых вод с поверхности к водозабору с их отводом за пределы резервуара. Водозаборное устройство однодечной плавающей крыши должно иметь обратный клапан, исключающий попадание хранимого продукта на плавающую крышу при нарушении герметичности трубопроводов водоспуска.

Номинальный диаметр основного водоспуска должен быть следующим:

для резервуаров диаметром до 30 м - 75 мм;

для резервуаров диаметром от 30 до 60 м - 100 мм;

для резервуаров диаметром свыше 60 м - 150 мм.

Доступ на плавающую крышу должен обеспечиваться лестницей, которая автоматически следует любому положению крыши по высоте. Одним из рекомендуемых типов применяемых лестниц является катучая лестница, которая имеет верхнее шарнирное крепление к стенке резервуара и нижние ролики, перемещающиеся по направляющим, установленным на плавающей крыше. Катучая лестница должна иметь ограждения с двух сторон и самовыравнивающиеся ступени и должна быть рассчитана на вертикальную нагрузку 5 кН, приложенную в средней точке лестницы при нахождении ее в любом рабочем положении.

3.8.5.4. Зазор между внешним краем крыши и стенкой резервуара, а также между патрубками в крыше и направляющими должен быть уплотнен с помощью специальных устройств (затворов).

Материал затворов должен выбираться с учетом совместимости с хранимым продуктом, газоплотности, старения, прочности на истирание, температуры и других факторов.

3.8.5.5. Плавающие крыши должны иметь опорные стойки, позволяющие фиксировать крышу в положении, при котором возможен свободный проход человека по днищу резервуара под плавающей крышей, - около 1800 мм.

По требованию Заказчика плавающие крыши могут иметь опорные стойки, позволяющие фиксировать крышу в двух нижних положениях - рабочем и ремонтном.

Опорные стойки, изготовленные из трубы или другого замкнутого профиля, должны иметь отверстия для обеспечения дренажа.

Для распределения динамических нагрузок, передаваемых плавающей крышей на днище резервуара, под опорными стойками плавающей крыши должны быть установлены стальные подкладки, приваренные к днищу резервуара сплошным швом.

3.8.5.6. Плавающие крыши должны иметь минимум один люк-лаз (световой люк) номинальным диаметром не менее 600 мм, позволяющий осуществлять вентиляцию и вход обслуживающего персонала под плавающую крышу, когда из резервуара удален продукт.

3.8.5.7. Для исключения вращения плавающей крыши должны использоваться направляющие в виде перфорированных в нижней части труб, которые одновременно могут выполнять и технологические функции - в них может располагаться устройство для отбора проб или измерения уровня продукта.

3.8.5.8. Все части плавающей крыши, включая катучую лестницу, должны быть электрически взаимосвязаны и соединены со стенкой.

3.9.1. Понтоны применяются в резервуарах со стационарной крышей и предназначены для сокращения потерь продукта от испарения.

Резервуары с понтоном должны эксплуатироваться без внутреннего давления и вакуума.

3.9.2. Основные типы понтонов:

- мембранные с открытыми или закрытыми коробами, расположенными по периметру;

- двухдечной конструкции из герметичных коробов, расположенных по всей площади понтона;

- поплавковые с герметичным настилом;

- многослойные с применением пенополиуретана с поверхностным покрытием.

3.9.3. Конструкция понтона должна обеспечивать его работоспособность по всей высоте резервуара без перекосов и вращения.

3.9.4. Периферийная стенка (бортик) понтона с учетом его притопления должна превышать уровень продукта не менее чем на 150 мм. Аналогичное превышение должны иметь патрубки понтона.

3.9.5. Пространство между стенкой резервуара и понтоном, а также между патрубками понтона и проходящими сквозь патрубки элементами должно быть уплотнено с помощью специальных устройств (затворов).

3.9.6. Величина зазора между стенкой резервуара и понтоном должна соответствовать принятой конструкции затвора.

3.9.7. Материал затворов должен выбираться после рассмотрения таких параметров, как температура района строительства резервуара, температура хранимого продукта, проницаемость парами хранимого продукта, прочность на истирание, старение, хрупкость, воспламеняемость и других факторов совместимости с хранимым продуктом.

3.9.8. Конструкция понтона должна обеспечивать расчетный запас плавучести с учетом плотности хранимого продукта. Расчет плавучести понтона при наличии пустотелых коробов (поплавков) должен производиться для случая, если два любых короба и центральная часть понтона потеряют герметичность.

3.9.9. Толщина элементов понтона из стали или алюминиевых сплавов должна определяться на основании прочностных и деформационных расчетов, а также с учетом их коррозионной стойкости в конкретных условиях эксплуатации.

3.9.10. Все соединения понтона, подверженные непосредственному воздействию продукта или его паров, должны быть плотными и проконтролированы на герметичность. Любой уплотняющий соединение материал должен быть совместим с хранимым продуктом.

3.9.11. Понтон должен быть обеспечен фиксированными либо регулируемыми опорами. Нижнее рабочее положение определяется минимальной высотой, при которой конструкции понтона оказываются выше различных устройств, находящихся на стенке или днище резервуара и препятствующих опусканию понтона.

Опоры, изготовленные из замкнутого профиля, должны иметь отверстия в нижней и верхней части для обеспечения дренажа и зачистки.

Во избежание разрушения и нарушения плотности особое внимание должно быть уделено креплению опор к элементам понтона.

3.9.12. Для распределения динамических нагрузок на днище резервуара, передаваемых понтоном первых двух типов (п.3.9.2), под опорами понтона должны быть установлены стальные подкладки, приваренные к днищу резервуара сплошным швом.

3.9.13. Понтон должен быть рассчитан таким образом, чтобы в состоянии на плаву или на опорных стойках он мог безопасно удерживать по крайней мере двух человек (2 кН), которые перемещаются в любом направлении; при этом понтон не должен разрушаться, а продукт не должен поступать на поверхность понтона.

3.9.14. Для исключения вращения понтона должны использоваться направляющие в виде труб, которые одновременно могут выполнять технологические функции - в них располагаются измерительное устройство и устройство для отбора проб продукта.

Для исключения вращения понтона могут также использоваться тросовые либо другие конструкции.

3.9.15. Понтоны могут иметь патрубки для установки вентиляционных устройств, которые исключали бы возникновение перегрузок на настил понтона. Вентиляционные устройства должны быть достаточными для циркуляции воздуха и газов из-под понтона в то время, когда понтон находится на опорах в нижнем рабочем положении в процессе заполнения и опорожнения резервуара. В любом случае (при наличии или отсутствии вентиляционных устройств) скорость заполнения и опорожнения резервуара в режиме нахождения понтона на стойках должна быть минимально возможной для конкретного резервуара.

3.9.16. В стационарной крыше или стенке резервуара с понтоном должны быть предусмотрены вентиляционные патрубки (отверстия), равномерно расположенные по периметру на расстоянии не более 10 м друг от друга (но не менее двух), и один патрубок в центре. Общая открытая площадь этих патрубков (отверстий) должна быть больше или равна 0,06 м2 на 1 м диаметра резервуара. При эксплуатации резервуара отверстия вентиляционных патрубков должны быть закрыты сеткой из нержавеющей стали с ячейками 10x10 мм и предохранительными кожухами для защиты от атмосферных осадков.

3.9.17. Для доступа на понтон в резервуаре должен быть предусмотрен, по меньшей мере, один люк-лаз в стенке, расположенный таким образом, чтобы через него можно было попасть на понтон, находящийся на опорных стойках.

3.9.18. В стационарной крыше резервуара с понтоном должны быть установлены смотровые люки в количестве не менее двух для осуществления визуального контроля уплотнения по периметру понтона. Расстояние между люками должно быть не более 20 м.

3.9.19. Все токопроводящие части понтона должны быть электрически взаимосвязаны и соединены с внешней конструкцией резервуара. Это может быть достигнуто при помощи гибких кабелей, идущих от стационарной крыши резервуара к понтону (минимум два, равномерно распределенные). При выборе кабелей следует учитывать их прочность, коррозионную стойкость, электрическое сопротивление, надежность соединений, гибкость и срок службы.

3.9.20. Закрытые короба понтона, требующие визуального контроля и имеющие доступ с верхней части понтона, должны быть снабжены люками с крышками или иными устройствами для контроля за возможной потерей герметичности.

3.10.1. Общие требования.

3.10.1.1. Необходимо применять такие конструкции патрубков и люков-лазов, которые обеспечивают прочность и герметичность врезок, эквивалентные стенке резервуара.

3.10.1.2. Зоны врезок патрубков и люков, расположенных в нижних поясах резервуара, подвергаются воздействию усилий и изгибающих моментов от гидростатического нагружения, нагрузок от трубопроводов, осадок резервуара. Внешние нагрузки от присоединяемых трубопроводов желательно минимизировать с помощью компенсационных устройств.

3.10.1.3. Края отверстий, вырезанных в стенке резервуара, для установки патрубков и люков должны быть очищены и не иметь шероховатостей, превышающих 1 мм, а для конструкций, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40 °С, - 0,5 мм.

3.10.1.4. Все отверстия в стенке для установки патрубков и люков должны быть усилены накладками (воротниками), располагаемыми по периметру отверстий. Допускается установка патрубков с условным проходом до 50 мм без усиливающих накладок.

Минимальная площадь поперечного сечения накладки (в вертикальном направлении, совпадающем с диаметром отверстия) должна быть не менее произведения величины диаметра отверстия на толщину листа стенки резервуара. Рекомендуется выбирать толщину накладки, равную толщине стенки.

Усиление стенки в зонах врезок может не производиться в случае применения в данной зоне стенки вставок - листов большей толщины, которая определяется соответствующим расчетом.

3.10.1.5. Прочность материала накладок предпочтительно должна быть такой же, как и у материала стенки. Допускается применение материала накладок с характеристиками прочности до 80% от основного металла стенки при условии сохранения эффективности усиления. Использование материала для накладок с прочностью большей, чем у материала стенки, не должно учитываться в запас прочности.

3.10.1.6. Патрубки в стенку резервуара должны ввариваться сплошным швом с полным проплавлением стенки.

Катет (K) сплошных угловых швов крепления накладки к стенке резервуара в зоне патрубка должен быть равен толщине стенки при t = 4 - 6 мм; k = t - 1 мм при t = 7 - 10 мм; k = t - 2 мм при t = 11 - 15 мм; k = t - 3 мм при t = 16 - 22 мм; k = t - 4 мм при t >= 23 мм.

3.10.1.7. Усиливающие накладки должны быть снабжены контрольными отверстиями М10, располагаемыми на горизонтальной оси патрубка или люка. В случае изготовления усиливающей накладки из двух частей, сваренных горизонтальным швом, контрольные отверстия (по одному в каждой части накладки) располагаются в средней части по высоте noлyнакладки.

3.10.2. Конструкция патрубков и люков-лазов.

3.10.2.1. Рекомендуемые значения условных проходов патрубков составляют: 80, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700 мм.

Конструктивное исполнение патрубков должно соответствовать табл.3.4, 3.5 и рис.3.9.

Таблица 3.4

Таблица 3.5

Рис.3.9. Общий вид патрубка в стенке резервуара

3.10.2.2. Для расчета патрубков и фланцев условное давление определяется в техническом задании на проектирование. Фланцы патрубков должны соответствовать ГОСТ 12820, если иное не оговорено заказом.

3.10.2.3. Для проникновения внутрь резервуара при его монтаже, осмотре и проведении ремонтных работ каждый резервуар должен иметь не менее двух люков в первом поясе стенки, а резервуары с понтоном (плавающей крышей), кроме того, должны иметь не менее одного люка, расположенного на высоте, обеспечивающей выход на понтон (или плавающую крышу).

3.10.2.4. Люки-лазы должны иметь условный проход не менее 600 мм. Основные параметры и конструкции люков-лазов представлены в табл.3.6 и на рис.3.10; 3.11; 3.12; 3.13.

Таблица 3.6

Основные параметры люков-лазов

Примечание. Параметры фланцев люков в таблице 3.6 принимать по ГОСТ 12820 на условное давление Py = 0,25 МПа.

Рис.3.10. Люк-лаз круглый в первом поясе стенки

Рис.3.11. Люк-лаз овальный 600х900 мм в первом поясе стенки

Рис.3.12. Люк-лаз овальный в третьем поясе стенки (резервуар с понтоном)

Рис.3.13. Люк-лаз круглый в третьем поясе стенки (резервуар с понтоном)

Конструктивное исполнение овального люка-лаза размером 600х900 мм должно соответствовать рис.3.11, 3.12 и таблице 3.6 (для толщин обечайки To и катета шва Ko, принимаемых по люкам с условным проходом Dy 600 и Dy 800).

Для овального люка-лаза (см. рис.3.11) с усиливающей накладкой до днища резервуара катет углового шва Kf приварки накладки к днищу принимается по табл.3.7.

Таблица 3.7

Возможны два варианта усиливающей накладки люка-лаза овального в первом поясе:

до днища (см. рис.3.11);

аналогично люку-лазу овальному в третьем поясе (см. рис.3.12).

3.10.2.5. Крышки люков должны быть снабжены поворотным устройством для облегчения открывания и закрывания.

3.11.1. Номенклатура и количество патрубков, предназначенных для установки различного оборудования на крыше резервуара зависят от назначения и объема резервуара и определяются в задании на проектирование.

3.11.2. Рекомендуемые значения условных проходов патрубков составляют: 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 и 500 мм. Конструктивное исполнение должно соответствовать рис.3.14 и табл.3.8.

Рис.3.14. Патрубки на крыше

Таблица 3.8

3.11.3. Фланцы патрубков должны, как правило, соответствовать ГОСТ 12820 и рассчитываться на условное давление Py = 0,25-1,6 МПа.

3.11.4. Все патрубки в крыше резервуара, эксплуатируемые при избыточном давлении, должны иметь временные заглушки, которые предназначены для герметизации резервуара при проведении испытаний.

3.11.5. Для осмотра внутреннего пространства резервуара, а также для его вентиляции при проведении работ внутри резервуара, каждый резервуар должен быть снабжен не менее чем двумя люками, установленными на крыше резервуара (световые люки). Конструктивное исполнение и схема установки люков должны соответствовать рис.3.15.

Рис.3.15. Люк световой 500

3.12.1. Лестницы для подъема на резервуар могут выполняться отдельно стоящими, с опиранием на собственный фундамент, или кольцевыми - полностью опирающимися на стенку резервуара. Крепление отдельно стоящих лестниц к резервуару должно выполняться в уровне верхнего пояса стенки или к верхнему элементу жесткости и средних поясов и должно учитывать перемещение конструкций при возможной осадке оснований. Шахтные лестницы крепятся к фундаментам с помощью анкерных болтов.

Группы соседних резервуаров могут быть соединены между собой переходами. На каждую группу резервуаров должно быть по крайней мере 2 лестницы (по одной с противоположных сторон группы).

3.12.2. Лестницы должны соответствовать следующим требованиям:

ступени должны выполняться из перфорированного или рифленого металла, препятствующего скольжению, и иметь бортовую обшивку высотой 150 мм, препятствующую проскальзыванию ноги;

минимальная ширина лестницы - 650 мм;

максимальный угол по отношению к горизонтальной поверхности - 50°;

минимальная ширина ступеней - 200 мм;

высота ступеней по всей высоте лестницы должна быть одинаковой и не превышать 250 мм; ступени должны иметь уклон вовнутрь 2-5°;

поручень лестницы должен соединяться с поручнем переходов и площадок без смещения; конструкция поручня должна выдерживать нагрузку 0,9 кН, приложенную в верхней точке ограждения; высота поручня - 1 м;

конструкция лестницы должна выдерживать сосредоточенный груз 4,5 кН;

максимальное расстояние между стойками ограждения, измеренное вдоль поручня, - 2,5 м;

поручни должны располагаться с обеих сторон кольцевой лестницы, если зазор между стенкой резервуара и лестницей превышает 200 мм, при этом зазор между настилом промежуточной площадки лестницы и стенкой резервуара не должен превышать 150 мм;

кольцевые лестницы должны полностью закрепляться на стенке резервуара, а нижний марш не должен доходить до земли на 250 мм;

при полной высоте лестницы более 9 м конструкция лестницы должна включать промежуточные площадки, разница вертикальных отметок которых не должна превышать 6 м.

Вертикальные стремянки обычно не рекомендуются, но если они используются, то должны иметь безопасную клетку (ограждение) при высоте стремянки более 3 м.

3.12.3. Площадки, переходы и ограждения должны выполняться с учетом следующих требований:

переходы должны быть снабжены перилами с открытых сторон;

на резервуарах со стационарной крышей должны быть установлены площадки обслуживания для обеспечения доступа к местам, где расположено оборудование, требующее регулярной проверки или использования;

ограждение должно устанавливаться по всему периметру крыши, а также по наружной (от центра резервуара) стороне площадок;

переходы, соединяющие любую часть резервуара с любой частью соседнего резервуара, либо другой отдельно стоящей конструкцией, должны иметь опорные устройства, допускающие свободное перемещение соединяемых конструкций;

настил площадок и переходов должен изготавливаться из перфорированного металла, препятствующего скольжению;

минимальная ширина площадок и переходов на уровне настила - 700 мм;

высота верхнего поручня ограждения над уровнем настила должна быть не менее 1,25 м;

расстояние между продольными планками должно быть не более 400 мм;

минимальная высота бортовой (нижней) полосы ограждения - 80 мм;

площадки, расположенные на высоте, должны иметь бортик высотой не менее 150 мм с зазором 10 мм для стока воды;

максимальный зазор между бортовой полосой и уровнем настила - 20 мм;

высота от уровня настила до средней полосы ограждения - около 0,5 м;

максимальное расстояние между стойками ограждения - 2,5 м;

конструкция площадок и переходов должна выдерживать сосредоточенный груз 4,5 кН;

ограждение должно выдерживать нагрузку 0,90 кН, приложенную в любом направлении к любой точке поручня.

3.13.1 Конструктивные элементы, присоединяемые к стенке резервуара, подразделяются на временные (технологические приспособления) и постоянные.

3.13.2. Временные конструктивные элементы должны быть удалены до гидравлических испытаний, а возникающие при этом повреждения или неровности поверхности должны быть устранены зачисткой абразивным инструментом.

Зачистка поверхности допускается на глубину, не выводящую толщину проката за пределы минусовых допусков.

3.13.3. Постоянные конструктивные элементы не должны препятствовать перемещению стенки (особенно в зоне нижних поясов) при эксплуатации.

3.13.4. Присоединение конструктивных элементов к стенке должно удовлетворять следующим требованиям:

катет угловых швов крепления конструктивных элементов должен определяться толщиной стенки и привариваемых элементов и не должен превышать 12 мм;

постоянные конструктивные элементы должны располагаться не ближе пяти номинальных толщин стенки от оси горизонтальных швов стенки и днища резервуара, и не ближе десяти номинальных толщин стенки от оси вертикальных швов стенки, а также от края любого другого постоянного конструктивного элемента на стенке;

приварка постоянных конструктивных элементов должна производиться через листовые накладки со скругленными углами, которые привариваются сплошным швом по всему контуру;

временные конструктивные элементы должны привариваться на расстоянии более 50 мм от сварных швов стенки.

3.14.1. Анкерное крепление стенки резервуаров производится в случаях: если максимальное избыточное давление превышает суммарный вес стенки резервуара и крыши, если момент опрокидывания резервуара относительно наружного контура стенки от воздействия расчетной ветровой нагрузки при совместном воздействии внутреннего избыточного давления превышает восстанавливающий момент от веса стенки и крыши, при сейсмических воздействиях.

3.14.2. Возможные конструкции анкерного крепления представлены на рис.3.16.

Рис.3.16. Анкерное крепление стенки

3.14.3. Анкерные болты должны быть равномерно затянуты по окончании выдержки под нагрузкой при полном заливе резервуара водой в процессе гидравлических испытаний.

Должны быть предусмотрены средства для предотвращения отвинчивания гаек, например, установка контргаек.

Минимальный диаметр анкерных болтов должен составлять 24 мм.

3.14.4. Напряжение в анкерных болтах не должно превышать 1/2 предела текучести и принимается по нормативным документам на сталь, из которой изготовлены анкерные болты.

3.14.5. Количество анкерных болтов и расстояние между ними определяются расчетом.