Конструкции оснований и днищ резервуаров

Вертикальные цилиндрические резервуары располагают на достаточно простых песчаных основаниях ввиду незначительности передаваемого на них давления (рис. 2).

Схемы оснований под резервуары.

Рис. 2.

Обычно вначале удаляют растительный слой, засыпают площадку насыпным грунтом и уплотняют его катками. Поверх насыпного грунта укладывают и уплотняют песчаную подушку, выравнивают её, организуя уклон от центра к периферии для стока и последующего удаления подтоварной воды и отстоя. Уклон выполняется равным 1:50 для резервуаров объёмом 10−20 тыс. м³,.

1:75 — для объемов 30−40 тыс. м³ и 1:100 для объемов более 50 тыс. м³. Диаметр подушки должен быть на 1,4 м больше диаметра днища резервуара. Между днищем резервуара и песчаной подушкой располагают гидроизоляционный (гидрофобный) слой толщиной около 100 мм.

Обычно это смесь песка с жидким битумом или каменноугольным дегтем.

Для резервуаров объёмом 10 000 м³ и более по периметру основания устраивают железобетонное монолитное кольцо.

На скальных грунтах устройство оснований иногда сводится к выравниванию площадки и подсыпке песчаной подушки.

Вокруг резервуара предусматривается устройство ограждений в виде грунтовых валов, железобетонных или металлических стенок. Их назначение — удержать хранимый продукт при вытекании из резервуара в аварийных случаях.

Вертикальные цилиндрические резервуары имеют плоские днища, изготовленные из стальных листов толщиной 4−6 мм, и стенки в виде цилиндрической оболочки, толщина которой увеличивается пропорционально росту давления жидкости по мере приближения к днищу. Днища резервуаров испытывают незначительные напряжения от давления жидкости, поэтому толщина их принимается по технологическим соображениям удобства и надежности выполнения сварных соединений и сопротивляемости коррозии, но не менее 4 мм, исключая припуск на коррозию.

При небольшом слое жидкости в резервуаре и внутреннем избыточном давлении края днища могут отрываться от песчаного основания. Чтобы этого не происходило, нижний пояс стенки у сопряжения с днищем прикрепляют анкерными болтами к железобетонному фундаменту, являющемуся вместе с уплотненным над ним грунтом противовесом. Анкерные болты располагаются по периметру стенки на расстоянии 1,5 — 2,5 м один от другого и представляют собой стальные стержни диаметром не менее 30 мм. К стенке они крепятся с помощью консольных столиков (рис. 3).

Рис. 3 Анкерное крепление стенки резервуара повышенного давления к фундаменту: 1 — закладная плита; 2 — стенка; 3 — днище

Усилия в анкерных болтах можно определить по формуле:

N_a=(l, 2P^r²-0,9G)/n,

где:

Рп — нормативное избыточное давление;

G — масса кровли, стенки и части днища шириной полосы 0,5—1,0 м;

0,9 — коэффициент недогрузки;

п — число болтов по периметру резервуара.

По этому усилию определяется сечение болта и рассчитывается анкерный столик.

Центральная часть днища может быть выполнена и в полистовом исполнении. При монтаже центральной части днища полистовым методом при меняют нахлёсточные и стыковые соединения на остающейся подкладке. Нахлесточные соединения листов должны иметь по длинным кромкам перекрытие 30−60 мм, а для толщин 4−5 мм — по всем кромкам, при условии подгибки листов в местах тройной нахлестки.

В резервуарах объемом более 5000 м³ (7000 м³) окрайки получаются значительной толщины (табл. 4.1), что не позволяет равномерно сворачивать полотнища в рулон. Поэтому толстые окрайки днища поставляют из отдельных листов сегментной формы и приваривают к основным полотнам внахлёст.

Таблица 4.1.

При рулонном исполнении днища резервуаров больших объёмов состоят из нескольких полотен, каждое из которых обычно не превышает 12 м по ширине (должно быть четное число полотен для возможности создания уклона). Полотна свариваются из листов размерами 1500×6000 мм или 2000×8000 мм толщиной 5 мм при объеме до 10 000 м³ и толщиной 6 мм при больших объемах. Сборку и сварку полотен на заводах выполняют на механизированных станах, где плоская большеразмерная заготовка сворачивается в многослойный габаритный рулон, удобный для перевозки к месту монтажа по железной дороге. Из этого условия масса рулона не должна превышать 60 т.

Соединение листов полотнищ производят двухсторонней автоматической сваркой плотнопрочными швами с полным проваром по толщине свариваемого металла. Присадочные материалы должны обеспечивать равнопрочность сварного шва встык основному металлу.

Рис. 4. Схема днища

а) — из листов одинаковой толщины; б) — с прямоугольными окрайками; в) — с сегментными окрайками. 1 — заводские швы; 2 — монтажные швы; 3 — листы центральной части днища; 4 — прямоугольные окрайки поперечные; 5 — прямоугольные окрайки продольные; 6 — сегментные окрайки Кромки листов, свариваемых встык, обрабатывают прострожкой или обрезают на гильотинных ножницах по заданному раскрою. Для криволинейных участков кромок используют механизированную огневую резку. Поперечные стыки полотен днища обычно совмещают в прямую линию. В редких случаях, когда применяют разбежку всех или части поперечных стыков, величина последней должна быть не менее 500 мм.

На монтаже изготовленные и рулонированные на заводе полотна днища с рядовыми окрайками накатываются на подготовленное основание, освобождаются от закрепления и разворачиваются в проектное положение. Полотна днища соединяются внахлест, минимальная величина нахлеста 30 мм (?5tmin). В местах опирания стенки в нахлесточном соединении вырезают «лыску» и сваривают этот участок шва длиной 250−300 мм встык на остающейся подкладке. Усиление шва удаляют шлифмашиной.

Монтаж днищ резервуаров объёмом 10 000 м³ и более начинается с раскладки кольца окраек, отгруженных с завода отдельными сегментными элементами, упакованными в пакеты. Сегменты окраек собирают встык на остающейся подкладке с V-образной разделкой.

Между кромками обеспечивается зазор 4 мм у края днища и 10−12 мм в конце стыков, направленных к центру резервуара для компенсаций деформаций окраек из-за усадки при сварке уторного шва.

Сварные швы, выполняемые вручную, выполняют электродами типа Э42А, Э46А, Э50А ГОСТ 9467–75* в зависимости от применяемой в днище стали.

Для контроля геометрических размеров днища и стенки резервуара в центре днища приваривают шайбу? 50−60 мм толщиной 8 мм с отверстием? 10 мм в центре, которая остается на весь период эксплуатации. На днища резервуаров с понтонами или с плавающей кровлей дополнительно навариваются опорные плиты под стойки и направляющие понтонов.

Расчёт на прочность днищ (окраек) резервуаров сводится к проверке изгибных напряжений в месте сопряжения со стенкой.