Версия для печати

Приложение П.21. Резервуары из коррозионностойкой (нержавеющей) стали

П.21.1 Общие положения

П.21.1.1 Настоящее приложение устанавливает требования к материа­лам, проектированию, изготовлению и монтажу вертикальных цилиндриче­ских резервуаров, изготовленных из коррозионностойких (нержавеющих) ста­лей, обладающих стойкостью против электрохимической и химической корро­зии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.

П.21.1.1 Из нержавеющей стали могут изготовляться целиком резер­вуары или их отдельные конструктивные элементы, например: стационар­ные или плавающие крыши, днища, стенки, нижний и/или верхний пояса стенки, понтоны.

П.21.1.3 Приведенные ниже требования дополняют содержание основ­ного текста настоящего стандарта. В случае, если отдельные положения При­ложения П.21 и основного текста противоречат друг другу, приоритетом поль­зуются требования Приложения П.21.

П.21.2 Материалы

П.21.2.1 Материалы, используемые для изготовления основных конст­рукций резервуаров, должны обладать высокой вязкостью, необходимой для предотвращения хрупкого разрушения, хорошей свариваемостью, достаточ­ной прочностью, обрабатываемостью и не должны изменять своих свойств в процессе изготовления и эксплуатации конструкций, а также должны быть экономически выгодны.

П.21.2.2 Материалы для изготовления конструкций групп А и Б по на­стоящему Приложению должны соответствовать ГОСТ 5632, группа I - коррозионностойкие (нержавеющие) стали аустенитного класса.

П.21.2.3 Рекомендуемыми являются хромоникелевые стали марок 12Х18Н9Т, 10Х18Н10Т, 08Х18Н10Т или аналогичные.

Допускается применение нержавеющей стали по стандартам ASTM, ука­занным в приложении S стандарта API 650: стали класса 304, 316, 317.

Выбор конкретной марки нержавеющей стали должен приниматься в за­висимости от коррозионной активности хранимого продукта, его паров, а так­же атмосферного влияния окружающей среды.

П.21.2.4 Кольца жесткости на стенке резервуаров, опорные кольца ста­ционарных крыш, а также вспомогательные конструктивные элементы (конст­рукции группы В), привариваемые к корпусу или крыше резервуаров, могут изготавливаться из углеродистой стали, рекомендуемой разделом 7 Стандарта. Приварка элементов конструкций из углеродистой стали к нержавеющим конструкциям резервуаров должна производиться через переходные накладки, материал которых соответствует материалу основных конструкций. Приварка оцинкованных конструкций к элементам из нержавеющей стали не допуска­ется. Также не допускается нанесение цинкосодержащих защитных покрытий на нержавеющую сталь.

П.21.3 Требования к механическим свойствам и ударной вязкости

П.21.3.1 Минимальные гарантированные механические свойства проката из нержавеющей стали (предел текучести Ryn и временное сопротивление Run) должны удовлетворять: для российских сталей - ГОСТ 7350 и ГОСТ 5582; для зарубежных сталей - стандарту ASTM, приложению S стандарта API 650.

Требования пп. 7.3.2 и 7.3.3 настоящего Стандарта к конструкциям из нержавеющих сталей не применяются.

П.21.3.2 Требования к ударной вязкости, предъявляемые к основному металлу, металлу сварного шва и околошовной зоны при толщине нержа­веющего проката до 10 мм включительно настоящим Приложением не уста­навливаются. Для толщин свыше 10 мм ударная вязкость по KCV должна со­ставлять на менее 40 Дж/см при температуре испытаний минус 70°С.

П.21.4 Конструкции резервуаров

П.21.4.1 Параметры листового проката

Минимальная ширина листов нержавеющей стали должна составлять 1.2 м. Минимальная номинальная толщина листового проката (без учета при­пуска на коррозию) должна составлять:

- для листов стенки и днища - 4 мм;

- для конструктивных элементов каркасных крыш, свариваемых на монтаж­ной площадке - 3 мм;

- для настила щитов стационарных крыш, изготовленных на заводе с исполь­зованием роботизированной сварки - 1 мм;

- для понтонов и плавающих крыш однодечной или двудечной конструк­ции - 3 мм;

- для обшивки (мембраны) понтонов многослойной конструкции (с наполне­нием пенополиуретаном) - 0.5 мм.

П.21.4.2 Стационарные крыши

Конструкции стационарных крыш из нержавеющей стали могут быть следующих типов:

- бескаркасная коническая или сферическая крыша;

- каркасная коническая или купольная крыша.

С целью сокращения расхода металла, каркасные крыши рекомендуется выполнять в виде щитов, состоящих из соединенных между собой элементов каркаса и настила с минимальной толщиной 1 мм. При монтаже крыш про­странство между щитами заполняется картами листового настила с минималь­ной толщиной 3 мм, допускающих применение обычных способов ручной ду­говой сварки или механизированной сварки в среде защищенных газов.

В элементах настила толщиной 3 мм располагаются патрубки и люки, а также элементы крепления обслуживающих площадок на крыше резервуара.

Рекомендуемые конструкции каркасно-щитовых крыш из нержавеющей стали показаны на рис. П.21.1, П.21.2.

Крыши из нержавеющей стали могут устанавливаться на корпусах ре­зервуаров, выполненных из углеродистой стали.

П.21.4.3 Патрубки и люки

Патрубки и люки, устанавливаемые в стенке или крыше, должны изго­тавливаться из следующих материалов:

- обечайки и усиливающие листы («воротники») патрубков и люков - нержа­веющая сталь, соответствующая материалу стенки или крыши;

- фланцы и крышки к ним - нержавеющая или углеродистая сталь (по согла­сованию с заказчиком), соответствующая группе А (для стенок) или под­группе Б1 (для крыш).

Люки-лазы в стенке резервуаров должны изготавливаться условным прохо­дом Ду600 или Ду800. Применение овального люка 600*900 не рекомендуется.

П.21.4.4 Площадки, лестницы, ограждения

Для резервуаров, изготовленных из нержавеющих сталей, конструкции площадок, кольцевых лестниц и ограждений должны быть подвергнуты го­рячему цинкованию в соответствии с ГОСТ 9307. Площадки и ступени долж­ны изготавливаться из решетчатого настила с зубцами противоскольжения на несущих полосах. Крепление оцинкованных элементов к конструкциям сте­нок и крыш должно выполняться на болтах через опорные столики или ко­сынки из нержавеющей стали. Крепление на сварке не допускается.

П.21.4.4 Понтоны

Понтоны из нержавеющей стали рекомендуется выполнять по одному из следующих вариантов:

- однодечный понтон с радиальными коробами;

- двудечный понтон из унифицированных блоков с заполнением пенопо­лиуретаном;

- двудечный понтон из радиальных блоков с заполнением пенополиуретаном.

Принципиальное конструктивное решение понтонов показано на рис. П.21.3, П.21.4, П.21.5.

П.21.5 Особенности расчета конструкций резервуаров из нержавеющей стали

П.21.5.1 Конструкции из нержавеющей стали, за исключением ука­занных ниже случаев, следует рассчитывать также, как конструкции из уг­леродистой стали, то есть в соответствии с требованиями основного текста настоящего Стандарта.

П.21.5.2 В случае одновременного применения в резервуаре нержа­веющей и углеродистой сталей, следует учитывать дополнительные на­пряжения, возникающие в конструкции вследствие различной способности сталей к температурному расширению.

П.21.5.3 Температурные воздействия при расчете стенки резервуара с поясами из нержавеющей и углеродистой сталей задаются в виде темпера­турного перепада, определяемого от температуры на период монтажа до тем­пературы продукта в процессе эксплуатации резервуара.

Температурные воздействия при расчете стационарных крыш из нержа­веющей стали, установленных на резервуаре из углеродистой стали, задаются в виде двух температурных перепадов, определяемых от температуры на пе­риод монтажа до температуры наиболее холодных и наиболее жарких суток.

П.21.5.4 Коэффициенты линейного расширения для наиболее приме­няемых марок сталей следует принимать по таблице П.21.1, либо по Прило­жению Г ГОСТ Р 52857.1-2007.

Таблица П.21.1

П.21.5.5 В случае применения для различных поясов и (или) днища ре­зервуара нержавеющей и углеродистой сталей, расчет корпуса резервуара на расчетные комбинации воздействий, включающие температурные нагрузки, следует производить методом конечных элементов.

П.21.5.6 Моделирование крыш и понтонов из нержавеющей стали сле­дует осуществлять на основе метода конечных элементов в геометрически нелинейной постановке.

П.21.5.7 Стационарная крыша должна рассчитываться как единая про­странственная система, работающая совместно со стенкой резервуара. Расчет­ная модель должна включать стержневой каркас, опорное кольцо крыши, при­мыкающий участок стенки, верхнее ветровое кольцо стенки (при его наличии), элементы крепления крыши к стенке, а также панели настила крыши, работаю­щие в любом направлении только на растяжение. Опорные связи устанавлива­ются на нижней кромке стенки за пределами зоны влияния краевого эффекта.

П.21.5.8 Расчетные нагрузки и их сочетания должны быть приведены к узлам расчетной схемы каркаса крыши. При этом в пролете каждого стержня должно быть не менее пяти нагружаемых узлов, включая конце­вые узлы стержня.

П.21.5.9 В расчетах крыши следует учитывать коэффициент условий работы, принимаемый равным 0.9.

Для крыш резервуаров диаметром свыше 40 м следует проверять общую устойчивость купола.

Конструктивная жесткость крыши должна обеспечивать максимальные перемещения любой точки каркаса в пределах 1/3 от высоты его стержня с наибольшими размерами поперечного сечения при действии любой расчет­ной комбинации нагрузок.

П.21.6 Изготовление и монтаж

Специальные меры предосторожности должны приниматься на всех эта­пах изготовления, складирования, транспортировки и монтажа конструкций из нержавеющей стали с целью сохранения ее свойств коррозионной стойкости:

- хранение материалов и конструкций должно исключать наличие влаги, за­грязнений, копоти, контакта с грунтом или углеродистой сталью, а также мате­риалами, содержащими хлориды, включая продукты, напитки, масла и жиры;

- термическая резка нержавеющей стали должна выполняться плазменной или лазерной резкой;

- формообразование (гибка и штамповка) деталей из нержавеющей стали мо­гут выполняться в холодном состоянии, в состоянии нагрева до 540°С...650°С или в горячем состоянии при температуре 900°С.. ,1200°С;

- формообразование при температуре между 650°С и 900°С не допускается;

- после выполнения сварки остатки шлака и брызги металла должны быть удалены и зачищены механическими инструментами, оснащенными насад­ками из нержавеющей стали, которые прежде не использовались для очистки других материалов;

- для очистки поверхности нержавеющей стали должна использоваться вода питьевого качества с содержанием хлоридов не более 0.01%, после оконча­ния промывки поверхность должна быть полностью высушена.

П.21.7 Контроль и испытания

П.21.7.1 Для резервуаров из нержавеющей стали контроль герметичности сварных швов с использованием пробы «мел-керосин» или других маслосодер- жащих индикаторов не допускается.

П.21.7.2 Гидравлические испытания резервуаров следует проводить с учетом следующих требований:

- вода для гидроиспытаний должна быть чистой и прозрачной;

- содержание хлоридов не должно превышать 0.2-10-6;

- в воде не должно быть присутствие сульфида водорода в количестве более 50-10-6;

- pH воды должен находиться в пределе 6.0.. .8.3;

- температура воды должна быть ниже 50°С.

При использовании питьевой воды для гидроиспытаний время контакта воды с нержавеющей сталью не должно превышать 20 дней. При использова­нии чистой воды другого качества (с учетом вышеизложенных требований) продолжительность контакта не должна превышать 7 дней.

Рис. П.21.1. Коническая каркасно-щитовая крыша из нержавеющей стали

Рис. П.21.2. Купольная каркасно-щитовая крыша из нержавеющей стали

Рис. П.21.3. Однодечный понтон из нержавеющей стали с радиальными коробами

Рис. П.21.4. Двудечные понтоны из унифицированных блоков с заполнением пенополиуретаном

Рис. П.21.5. Двудечный понтон из радиальных блоков с заполнением пенополиуретаном

<< назад / в начало / вперед >>

22 Мая 2012 г.