Изотермические резервуары

Изотермический резервуар: Резервуар для хранения сжиженных газов при температуре кипения и давлении, близком к атмосферному.

Классификация изотермических резервуаров

Изотермические резервуары для хранения сжиженных газов при температуре кипения и давлении, близком к атмосферному, классифицируют по объему хранимого продукта, по количеству контуров сдерживания аварийного разлива хранимого продукта (преград для свободного разлива жидкого продукта) и по конструктивному исполнению крыши внутреннего корпуса.

По объему (вместимости) хранимого продукта ИР подразделяют на три основных типа:

• малотоннажные - объем продукта менее 5000 м;
• среднетоннажные - объем продукта от 5000 м, но менее 60000 м;
• крупнотоннажные - от 60000 м и выше.

По количеству контуров сдерживания возможного аварийного разлива продукта ИР подразделяют на три основных типа:
"одинарного сдерживания", включает:

• внутренний силовой корпус, рассчитанный на сдерживание гидростатического давления жидкости;
• наружный герметичный корпус, рассчитанный на сдерживание избыточного давления газа над жидкостью, но не рассчитанный на аварийный разлив продукта;

"двойного сдерживания", включает:

• силовой корпус;
• открытую защитную ограждающую стенку (или закрытую навесом от попадания атмосферных осадков), рассчитанную на сдерживание аварийного разлива продукта по территории предприятия;

"полного сдерживания", включает два силовых корпуса, концентрически расположенных один в другом, каждый из которых предназначен для сдерживания гидростатического давления жидкости:

• наружный корпус герметичен и рассчитан на сдерживание давления газа;
• внутренний корпус может быть, как герметичным, т.е. иметь собственную герметичную стационарную крышу, так и негерметичным и изготавливаться с паропроницаемой подвесной крышей, закрепленной на подвесках к крыше наружного корпуса ИР.
• с купольной самонесущей герметичной крышей внутреннего корпуса;
• с подвесной паропроницаемой крышей внутреннего корпуса.

Требования к материалам и конструкциям

При проектировании и расчетах ИР, предназначенных для хранения сжиженных газов, конструкционные материалы следует выбирать в соответствии с требованиями нормативных документов, с учетом условий их поставки.

Материал основных листовых конструкций для ИР подразделяют на следующие пять типов:

• I - низколегированная кремний-марганцевая сталь;
• II - низколегированная кремний-марганцевая сталь для работы при низких температурах;
• III - никелевая сталь с содержанием никеля 3,5%-7,5%;
• IV - 9% никелевая сталь;
• V - аустенитная нержавеющая сталь.

Соответствие между хранимым в ИР продуктом и типом стали определяют по таблице 1

Таблица 1 - Соответствие между хранимым в ИР продуктом и типом стали

Продукт	Тип стали		Температура	Минимальная
	ИР одинарного сдерживания	ИР двойного или полного сдерживания	хранимого продукта, °С	рабочая температура стали, °С
Бутан	II	I	Минус 10	Минус 35
Аммиак	II	II	Минус 35	Минус 80
Пропан/пропилен	III	II III	Минус 50	Минус 80
Этан/этилен	IV V	III IV V	Минус 104	Минус 104
СПГ	IV V	IV V	Минус 163	Минус 165

Сталь типа I - углеродистая, низколегированная, кремний-марганцевая, пригодная для работы при температуре до минус 35°С и сталь типа II - углеродистая, низколегированная, кремний-марганцевая, пригодная для работы при температуре до минус 80°С, соответствуют следующим требованиям:

1. горячекатаная сталь в термически обработанном или в термомеханически обработанном состоянии (состояние поставки определяет заказчик и указывает в спецификации);

2. содержание углерода не более 0,20%; углеродный эквивалент стали С_экв  не должен превышать 0,43.

Сталь типа III - хладостойкая, легированная никелем с содержанием никеля 3,5%-7,5%, пригодная для работы при температуре до минус 104°С. Химический состав стали типа III по анализу промышленной выплавки должен соответствовать параметрам, указанным в таблице 2.

Таблица 2 - Массовая доля элементов стали типа III по анализу промышленной выплавки

Элементы	С, % макс.	Si, % макс.	Mn, %	P, % макс.	S, % макс.	Мо, % макс.	Ni, %	V, % макс.
Содержание	0,10	0,35	0,30-0,80	0,015	0,005	0,10	3,5-7,0	0,01
Примечания Для изготовления ИР допускается использовать прокат из стали марки 0Н6Б (тип III) согласно техническим характеристикам, установленным в ГОСТ Р 58915. Содержание химических элементов, не указанных в таблице, не нормируется.

Сталь типа IV - хладостойкая, 9%-ная никелевая сталь (с содержанием никеля 8,5%-10%), пригодная для работы при температуре до минус 165°С. Химический состав стали типа IV по анализу промышленной выплавки должен соответствовать параметрам, указанным в таблице 3.

Таблица 3 - Массовая доля элементов стали типа IV по анализу промышленной выплавки

Элементы	С, % макс.	Si, % макс.	Mn, %	P, % макс.	S, % макс.	Mo, % макс.	Ni, %	V, % макс.
Содержание	0,10	0,35	0,30-0,80	0,015	0,005	0,10	8,5-10,0	0,01
Примечания Для изготовления ИР допускается использовать прокат из стали марки 0Н9 (тип IV) согласно техническим характеристикам, установленным в ГОСТ Р 58915. Содержание химических элементов, не указанных в настоящей таблице, не нормируется.

Требования к определению значений ударной вязкости сталей приведены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 - Требования к определению значений ударной вязкости сталей

Тип стали	Ударная вязкость KCV, Дж/см, не менее	Температура испытаний на ударную вязкость KCV, °С
I	27	Минус 35
II	27	Минус 80
III2	27	Минус 104
IV3	80	Минус 196
V	Аустенитная нержавеющая сталь, соответствующая требованиям, установленным в ГОСТ 7350-77 (таблица 2), группа сталей 12Х18Н9 - 08Х18Н12Т.
Для проката из стали классов С355-С590 (тип I и II) допускается определять значения KCV согласно ГОСТ 27772-2015 (таблица 4) при температурах испытаний ниже указанных в таблице 7.4 (минус 40°С и минус 60°С) и для проката категории 20 из стали марок 09Г2С и 09Г2С-1 (тип II) - согласно ГОСТ 19281-2014 (приложение Б, пункт Б.18). 2) Для проката из стали марки 0Н6Б (тип III) допускается определять значения норм работы удара KV, Дж, согласно ГОСТ Р 58915-2020 (таблица 3). 3) Для проката из стали марки 0Н9 (тип IV) допускается определять значения норм работы удара KV, Дж, согласно ГОСТ Р 58915-2020 (таблица 3).

Требования для материала стального каркаса купольного покрытия аналогичны требованиям к материалам основных листовых конструкций.

Требования к материалам подвесной крыши

Ограждающую конструкцию подвесной крыши следует выполнять из стали типов II-V или из алюминиевого сплава по ГОСТ 21631, соответствующего следующим требованиям:

• условный предел текучести должен быть не менее 125 МПа;
• временное сопротивление должно превышать условный предел текучести не менее чем в 1,45 раза;
• относительное удлинение после разрыва стандартного образца должно быть не менее 15%.

Минимальная расчетная температура материала подвесной крыши должна быть не выше расчетной температуры хранимого продукта.

Требования к материалам закладных деталей и вставок

Закладные детали и вставки необходимо выполнять из углеродистой или хладостойкой стали в зависимости от типа стали присоединяемой конструкции. При использовании одной закладной детали для конструкций из углеродистой и хладостойкой стали, закладную деталь следует изготавливать из хладостойкой стали.

 Требования к материалам анкерных креплений

Анкеры предназначены для исключения подъема окрайки днища резервуара под действием внутреннего давления, ветра и сейсмического воздействия.

Допускаемое растягивающее напряжение в анкерах R_a, МПа, определяют через расчетное сопротивление материала анкеров по пределу текучести R_y, кПа. Для нормальной эксплуатации R_a=0,5 R_y, для режима испытаний R_a=0,85 R_y.