В статье авторы сравнивают понтоны из различных сплавов.
Ключевые слова: сравнение, сплав.
Широкое применение получили резервуары с понтоном. Понтон позволяет сократить потери нефти при испарениях. При их изготовлении применяют различные материалы для понтонов. Проведём сравнительный анализ характеристик понтонов из различных сплавов.
Нефть, которая хранится в РВС имеет, свойство испаряться и чтобы предотвратить и уменьшить эти потери, применяют плавающие покрытия — это и есть понтон (см. рисунок 1).
Рис. 1. Схема блочного алюминиевого понтона
1 — Кольцо периферийное; 2 — Поплавок рядный; 3 — Стойка; 4 — Профиль силовой; 5 — Лента; 6 — Тоннель; 7 — Клапан; 8 — Люк перехода;
9 — Устройство слива; 10 — Уплотнение
Для уплотнения понтонов, могут использоваться следующие типы затворов (см. рисунок 2).
Рис. 2. Схема Затвора
— Специально разработанные затворы для определенных понтонов
— Щелочные затворы, изготавливаются из полиуретана с покрытием из тефлонова. Если, невозможно применить стандартный затвор, то применяют щелочной.
— Пружинный тип затвора, который создает зазор около 45мм и подходит для РВС, номинальным диаметром меньше 8м
При принятии решении об установке понтона (см. таблицу1) нужно руководствоваться тем, какой хранится продукт и его давление, температура вспышки.
Таблица 1
Описание технических характеристик понтона
|
Рассматриваемый параметр |
Значение |
|
Геометрический объём РВС, м 3 |
20000 |
|
Диаметр РВС, мм |
39,9 |
|
Диаметр понтона (без затвора), мм |
39, 500 |
|
Высота понтона (без затвора и стоек), мм |
350 |
|
Масса понтона (на стойках переменной высоты), тонн |
6,7 |
|
Зазор между понтоном и стенкой РВС, мм |
200 |
|
Электрическое сопротивления заземления, Ом |
100 |
|
Промежуток температур, при которых возможно использование |
От -60 до +110 |
Принятие решение о том, будет ли резервуар с понтоном или без, осуществляется на этапе составления задания на проектирование.
При производстве понтонов используют легкие металлы, которые могут обеспечивать поплавковый эффект и непотопляемость.
Например:
— Алюминий;
— Нержавеющая сталь.
Алюминий очень устойчивый к жидким углеводородам, из-за чего очень часто используют именно его при производстве. Одним из главных плюсов понтона из алюминиевого сплава, является способность установки его уже на возведенный РВС.
Нержавеющая сталь является коррозионностойкой и в основном эксплуатируется с высокоагрессивными нефтепродуктами. Минусом является цена изготовления понтона. Допускаются ситуации, когда при алюминиевом понтоне детали, которые контактируют с рабочей средой, изготавливаются из нержавеющей стали, по-другому это комбинированный понтон. Этот вариант экономически целесообразен, по сравнению с полным изготовлением понтона из нержавеющей стали.
Таблица 2
Сравнение стали и алюминия
|
Сплав |
Предел прочности, МПа |
Удельный вес, кг/м 3 |
Температура плавления, о С |
Твердость по Бриннелю, кг/мм 2 |
|
Сталь |
380 |
7870 |
1460 |
131 |
|
Алюминий |
196 |
2700 |
658 |
80 |
Из сравнения (см. таблицу 2) можно заметить, что твёрдость алюминия меньше, чем стали, что очень упрощает обработку металла при подготовке к возведению РВС. Ещё стоит обратить внимание на удельный вес алюминия, который так же меньше, чем удельный вес стали, что позволить уменьшить денежные затраты на транспортировки и монтажа.
В условиях низких температур, сталь по отношению алюминия быстрей теряет свою пластичность, что усложняют условия эксплуатации.
Так же можно обратить внимание на то, что температура плавления у стали в 2,2 раза выше, чем у алюминия, что со стороны пожарной безопасности более подходящее для эксплуатации, но множество опытов показало, что алюминий способен сохранять несущую способность и полную целостность конструкции.
Для того, чтобы сравнить сталь и алюминий — можно использовать параметры прочности, веса и его магнитных свойств. По прочности сталь и алюминий почти одинаковые, но сталь тяжелей алюминия примерно в 3 раза. Хоть сталь и алюминий имеют почти одинаковую прочность, но сталь способна сохранять свой первоначальный вид и качество в течении длительных циклов использования, на алюминий же будет действовать усталость и разрушение. Алюминий немагнитный и отклоняющийся.
Вывод: Хоть сплавы из стали намного дороже, чем сплавы из алюминия, но алюминий зарекомендовал себя, как сплав способный эксплуатироваться в холодных условиях или различных сейсмических активностях. Так же он выдерживает различные нагрузки и используется в местах, где важна высокая стойкость к коррозии, огню, долговечности и именно поэтому предпочитают выбирать сплавы из алюминия.
Литература:
- СП 155.13130.2014. Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы. — Введ. 01.01.2014. — Москва: МЧС России, 2013. — 55 с.
- ГОСТ 31385–2008. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов.
- СНиП 12–04–2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство / Госстрой России. — Москва 2002. — 35 с.
- ГОСТ 12.0.002–11. Система стандартов безопасности труда. Термины и определения.
- Коновалов Н.И, Мустафин Ф.М, Коробков Г. Е. и др. Оборудование резервуаров. — Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2005. — 214 с.
