Понтон для резервуара з легковипаровуваними нафтопродуктами і спосіб його виготовлення

Группа изобретений относится к резервуаростроению для химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении понтонов для резервуаров для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов. Как известно, для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов в мировой практике получили широкое распространение резервуары с понтонами. Известен, например, понтон для резервуара с цилиндрическим вертикальным корпусом, ковер которого (понтона) целиком выполнен из вспененного жесткого пенополиуретана [1]. Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому является понтон для резервуара с легкоиспаряющимися нефтепродуктами, представляющий собой выполненный из цельного слоя вспененного жесткого пенополиуретана ковер, к которому по периферии прикреплены соединенные между собой модули в виде трапециевидных в плане пенополиуретановых пластин, обращенных меньшими основаниями к центру понтона. Сверху на них по контуру понтона жестко закреплены эластичные элементы уплотнения, также в виде пластин, ширина которых для плотного прилегания друг к другу несколько превышает ширину большего основания модулей. Поверхности понтона покрыты слоями латекса и электропроводящего латекса [2]. Известно, что хорошие условия хранения жидких продуктов возникают в понтонных резервуарах тогда, когда понтон резервуара удовлетворяет взаимоисключающими в определенной степени друг друга условиям. Обладая хорошей плавучестью, чтобы надежно покрывать все зеркало находящейся под ним жидкости, он, в то же время, имея большую площадь, должен быть достаточно жестким и прочным. Охарактеризованные выше аналоги этим требованиям не соответствуют. Выполнение ковра из цельного слоя пенополиуретана, которое возможно только на месте, внутри резервуара, путем напыления, исключает возможность точного соблюдения заданных удельной плотности материала и толщины ковра по всей его площади. Эти параметры зависят от таких переменных факторов как температура окружающей среды и скорость напыления, а также от трудно контролируемого в условиях стройплощадки соответствия исходных материалов технологическим нормам. В результате как удельная плотность, так и толщина цельного слоя ковра оказываются неравномерными по его площади, что снижает жесткость и прочность ковра. В процессе хранения нефтепродуктов ввиду неизбежного их испарения на поверхности понтона скапливается конденсат, что снижает его плавучесть. Это усугубляется тем, что при трении пластин уплотнения о стенку резервуара возможны зависания понтона, то есть отставания тех его участков, на пути которых оказываются выступающие внутрь неровности стенки. При таких зависаниях изгибающие моменты, действующие на понтон, многократно возрастают еще и в результате перетекания конденсата на нижние участки поверхности понтона. В то же время возможность усиления понтона обычными конструктивными приемами ограничена ввиду того, что элементы усиления уменьшают плавучесть. В результате изоляция жидкости от газовой фазы ухудшается, повышаются потери хранимого продукта от испарения. Кроме того, вследствие трения боковых поверхностей уплотняющих элементов о стенку резервуара происходит разрушение электропроводящего слоя латекса. Нарушение целостности этого слоя ухудшает условия отвода статического электричества из хранимой жидкости, что приводит к увеличению времени, необходимого для заполнения или опорожнения резервуара. Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления понтона для резервуара с легкоиспаряющимися нефтепродуктами, включающий формирование периферийной части понтона путем укладки на горизонтальной опалубке по внутреннему периметру резервуара изготовленных в заводских условиях трапециевидных в плане модулей из жесткого пенополиуретана с последующей заливкой пенополиуретаном зазоров между ними. После его затвердевания образуют остальную, большую, часть ковра путем заливки пенополиуретаном. После установки элементов уплотнения поверхности понтона покрывают слоями латекса и электропроводящего латекса [2]. Недостатки данного способа обусловлены недостатками получаемой в результате конструкции, о которых сказано выше. Особенно необходимо подчеркнуть невозможность контролирования удельной плотности и толщины слоя ковра по всей его площади вследствие того, что цельный слой ковра толщиной 100 мм и более образуют путем напыления. Кроме того, напыление большого количества токсичных веществ в замкнутом пространстве резервуара негативно отражается на здоровье монтажников. Наконец, согласно действующим технологическим нормам, процесс напыления для образования пенополиуретанового слоя должен производиться при температуре окружающей среды не менее 20°С, что ограничивает проведение этих работ только летним периодом. В основу предлагаемой группы изобретений положена задача создания понтона для резервуара с легкоиспаряющимися нефтепродуктами, который сможет уменьшить потери хранимой жидкости от испарения и повысить скорость заполнения и опорожнения резервуара за счет повышения плавучести понтона при сохранении его достаточно высокой жесткости и прочности, обеспечение дренажа понтона и усиления его электростатической защиты. При этом степень индустриальности работ должна быть повышена таким образом, чтобы повысить качество изготавливаемой конструкции, устранить зависимость работ по изготовлению от погодных условий и существенно снизить объем технологических операций, связанных с применением токсичных веществ. Для решения поставленной задачи предлагается понтон для резервуара с легкоиспаряющимися нефтепродуктами, содержащий ковер из жесткого синтетического материала, верхняя и нижняя поверхности которого покрыты слоями латекса и электропроводящего латекса, и элементы уплотнения по контуру понтона. Согласно изобретению ковер понтона выполнен слоистым из плит прямоугольной формы, расположенных со взаимным сдвигом в разных слоях таким образом, что края плит вышележащего слоя находятся над серединами плит нижележащего слоя, и снабжен металлическими элементами крепления типа болтов, которые размещены равномерно по площади ковра и соединяют плиты разных слоев и слои электропроводящего латекса между собой и с заземляющим контуром резервуара, причем в плитах ковра понтона выполнены дренажные отверстия для отвода конденсата, а элементы уплотнения выполнены в виде эластичного петлеобразного затвора. Наличие равномерно распределенных по площади понтона металлических элементов крепления, соединяющих слои электропроводящего латекса с заземляющим контуром, позволяет не только повысить степень электростатической защиты резервуара, но и надежно сплотить слои ковра для их совместной работы на изгиб. Выполнение каждого слоя ковра из отдельных плит заводского изготовления дает возможность обеспечить постоянные толщину и удельную плотность по всей площади ковра. При указанном расположении плит разных слоев плиты нижележащего слоя оказываются равномерно защемленными плитами вышележащего слоя. Все это позволяет достичь достаточной жесткости и прочности ковра понтона, что очень важно для надежного функционирования понтона как во время эксплуатации, так и при профилактических и ремонтных работах, так как непосредственно по ковру предлагаемого резервуара может передвигаться обслуживающий персонал. Отметим, что, по крайней мере, в изготавливаемых в странах СНГ понтонных резервуарах жесткость и прочность ковра понтона из вспененных материалов не позволяют передвигаться по нему. Существенно важно то, что достаточно высокие жесткость и прочность ковра понтона достигнуты за счет указанных конструктивных мероприятий, без использования традиционных металлоемких усилительных элементов, что благоприятно влияет на плавучесть понтона. Наличие дренажных отверстий в ковре предотвращает скопление конденсата на его поверхности, что уменьшает степень испарения и также повышает плавучесть понтона; исключается возможность многократных перегрузок на ковер от скоплений конденсата в нижних участках понтона при зависаниях перемещающегося понтона, имеющих место в прототипе. Однако, использование традиционных эластичных петлеобразных уплотнений в сочетании с другими признаками позволяет предотвратить эти зависания понтона. В отношении дренажных отверстий нужно подчеркнуть, что слоистое устройство ковра делает возможным такое выполнение этих отверстий, при котором не только обеспечивается надежный отвод конденсата, но и предотвращается прямой контакт жидкой и газовой фаз хранимого продукта. В конечном счете все это повышает эксплуатационную надежность резервуара с понтоном. Для решения поставленной задачи предлагается также способ изготовления понтона для резервуара с легкоиспаряющимися нефтепродуктами, включающий образование понтонного ковра из вспененного синтетического материала с последующим нанесением на его поверхности слоев латекса и электропроводящего латекса, осуществляемые на предварительно установленной внутри резервуара опоре, в котором, согласно изобретению, ковер понтона образуют из отдельных плит, которые предварительно формуют вне резервуара и укладывают на опоре послойно. Взаимную фиксацию плит осуществляют с помощью клеящей композиции, а после укладки плит всех слоев их последовательно равномерно обжимают с помощью металлических крепежных элементов типа болтов, которые устанавливают в предварительно образованные отверстия в плитах, после чего на верхнюю и нижнюю поверхности ковра напыляют последовательно слои латекса и электропроводящего латекса. Образование всего ковра понтона из плит небольшого размера, которые могут изготавливаться в заводских условиях с обеспечением соответствующего контроля их качества, позволяет в значительной степени индустриализовать процесс изготовления понтона, который становится независимым от погодных условий и может реализовываться круглый год, а не только в летний сезон. Так как на строительной площадке внутри резервуара осуществляют напыление только слоев латекса и электропроводящего латекса, удельный объем работ, связанных с использованием токсичных веществ, существенно снижается. Использование клеящей композиции для взаимного соединения плит дает возможность быстро зафиксировать плиты в нужном положении. Последующее затем обжатие плит элементами крепления позволяет не только гарантированно надежно объединить все плиты в монолитный диск, в том числе и за счет некоторого расширения от полимеризации клеевых прослоек при уже установленных элементах крепления и повышении таким образом степени обжатия плит ковра, но и выровнять толщину слоя клеящей композиции путем ее выдавливания из мест скопления. В результате предотвращается образование концентраторов напряжения между плитами при работе ковра на изгиб в местах утолщения клеевой прослойки, которые были бы возможны при невыполнении обжатия плит. На фиг. 1 чертежей схематически показан предлагаемый резервуар с понтоном в нижнем положении; на фиг. 2 - фрагмент вида сверху ковра; на фиг. 3 - узел соединения слоев ковра понтона; на фиг. 4 - фрагмент ковра с дренажными отверстиями; на фиг.5 - узел А с фиг. 1. В резервуаре с цилиндрическим вертикальным корпусом 1 (фиг. 1) размещен понтон 2. По контуру понтона закреплено уплотнение в виде эластичного петлеобразного затвора 3. Понтон представляет собой ковер, образованный из 2-х или более слоев плит 4 (фиг. 2,3) размерами 500 х 500 х 50 мм из жесткого вспененного синтетического материала - полихлорвинила, пенополиуретана и др. Плиты 4 в каждом слое плотно пристыкованы друг к другу и соединены боковыми сторонами с помощью какой-либо из клеящих композиций 5, выпускаемых промышленностью для соединения таких материалов, например, "Полиур". Плиты вышележащего слоя сдвинуты относительно плит нижележащего слоя с расположением стыков между плитами вышележащего слоя над серединами плит нижележащего слоя. Плиты разных слоев скреплены между собой металлическими болтами, шпильками и т.п. 6, установленными по углам плит верхнего слоя. Верхняя и нижняя поверхности ковра покрыты слоями латекса 7 и электропроводящего латекса 8. Верхний и нижний слои 8 соединены между собой болтами 6. Для повышения надежности электростатической защиты болты 6, расположенные по 2-3 диаметрам понтона, а также по его периферии, электрически соединены между собой гибким медным проводом 9, который, кроме того, соединяет два из этих болтов, находящиеся на концах одного диаметра, с заземляющим контуром резервуара (на черт. не изображен). По периметру ковра в плитах 4 выполнены дренажные отверстия 10. Для предотвращения прямого контакта между жидкой и газовой фазами продукта дренажные отверстия целесообразно выполнять со смещенными друг относительно друга в смежных слоях осями, как показано на фиг. 4. Эластичный петлеобразный затвор 3 выполнен из двухсторонней обрезиненной материи, способной деформироваться при движении понтона и создающей необходимое уплотнение (фиг. 5). Затвор 3 закреплен по контуру понтона прижимными кольцами 11 и болтами 12. Для фиксации положения понтона в плане служат направляющие 13 (фиг. 1). Уплотнения в соответствующих отверстиях понтона имеют традиционное устройство (на черт, не показано). В нижней части резервуара расположена монтажно-эксплуатационная опора в виде центральной 14 и промежуточных 15 стоек и горизонтальных радиальных элементов 16, расположенных на отметке примерно 1800 мм. В стенке корпуса 1 несколько выше монтажно-эксплуатационной опоры устроен люк 17, необходимый для монтажных работ и контролирования состояния понтона в процессе эксплуатации. Перед изготовлением понтона возводят известными способами корпус 1 резервуара. Затем на временном настиле (на черт. не показан), установленном на элементах 16, укладывают плиты 4 нижнего слоя. Плиты изготавливают на заводе из жестких синтетических материалов путем отливки в форме с помощью известных технологий и подают на сборку через люк 17. Сначала собирают плиты нижнего слоя. Сборку плит вышележащего слоя ведут, укладывая их с перекрытием стыков нижележащего слоя таким образом, чтобы над стыками нижележащего слоя (слоев) находились середины плит вышележащего слоя. Положение плит в каждом слое и между слоями фиксируют с помощью клеящей композиции "Полиур", которую наносят на все контактирующие поверхности смежных плит. Сразу после укладки плит верхнего слоя заводят в предварительно образованные по углам плит отверстия болты 6, которые равномерно затягивают. После укладки плит верхнего слоя и установки эластичного петлеобразного затвора 3 на верхнюю и нижнюю поверхности ковра с помощью распылителей наносят последовательно слои латекса 7 и электропроводящего латекса 8. При заполнении пустого резервуара после достижения нефтепродуктом уровня понтона последний всплывает и. перемещаясь вместе с зеркалом жидкости, разобщает ее от газового пространства резервуара. Образующийся при хранении жидкости конденсат стекает с верхней поверхности понтона в дренажные отверстия 10. Наличие металлических болтов 6 способствует усилению электрического поля в приповерхностных слоях жидкости с проявлением известного эффекта увеличения электропроводимости органических жидкостей в сильном электрическом поле, что увеличивает скорость стекания зарядов на слой электропроводящего латекса 8. Тем самым может быть повышена безопасная, с точки зрения электростатической защиты резервуара, скорость его заполнения и опорожнения.