Алюминиевый понтон поплавкового типа, применяемый в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов

Полезная модель относится к резервуаростроению, в частности к проектированию, строительству и эксплуатации вертикальных цилиндрических резервуаров со стационарной крышей для хранения нефти и нефтепродуктов, оборудованных средством для сокращения потерь от испарения - плавающим понтоном. Предложен алюминиевый понтон поплавкового типа с Т-образными алюминиевыми успокоителями - устройствами для обеспечения остойчивости.
Известен понтон поплавкового типа из алюминиевых сплавов, состоящий из периферийного кольца диаметром, меньшим номинального значения внутреннего диаметра резервуара. Параллельно уложенные силовые профили вместе с периферийным кольцом образуют несущий каркас понтона (Резервуары для нефти и нефтепродуктов: том 1. Конструкции и оборудование / Ф.М. Мустафин [и др.]. С.: Недра, 2010. 480 с., ТУ 3689-004-12739584-98).
Недостаток понтона традиционной конструкции в том, что нагрузку воспринимают не все элементы несущей системы понтона, нагрузку на несущий каркас воспринимают элементы, на которые непосредственно воздействует усилие. При оснащении успокоителями такого понтона нагрузка на силовые профили распределяется неравномерно.
Известна конструкция плавающего покрытия для резервуара (патент RU 2302365). Покрытие оснащено успокоителями, выполненными из металла, в виде соединенных сваркой отрезков металлических труб условным диаметром 50 мм, длиной 2-8 м в зависимости от размера понтона.
Полезная модель обеспечивает улучшение остойчивости, но напряженно-деформированное состояние несущих элементов понтона не учитывает, что создает риск деформации покрытия, дальнейшего заклинивания и потопления. Недостатком известной полезной модели является массивная конструкция устройства для обеспечения остойчивости. Чем больше значение внутренних усилий в силовых профилях при нагрузках, тем больше сечение профилей, следовательно, выше материалоемкость и вес понтона.
Известна конструкция алюминиевого понтона для резервуаров, принимаемая нами за прототип (патент RU 146047). Конструкция каркаса понтона образована несущими балками, расположенными радиально.
Полезная модель обеспечивает равномерное перераспределение нагрузки на несущие балки. Однако, понтон не оснащен устройствами для повышения остойчивости, отсутствие которых увеличивает риск крена и потопления плавающего покрытия.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности при эксплуатации резервуара с понтоном за счет увеличения прочностных характеристик плавающего покрытия.
Указанная задача решается тем, что алюминиевый понтон поплавкового типа, применяемый в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов, содержит периферийное и опорное кольца и установленные радиально между ними силовые профили, при этом на силовые профили уложен листовой настил и к нему прикреплены поплавки, а также успокоители облегченной Т-образной конструкции.
Конструктивная схема понтона представлена на фигуре.
Предлагаемый понтон состоит из силовых профилей 1, периферийного кольца 2, опорного кольца 3, листового настила 4, рядных поплавков 5, стоек 6, стенки успокоителя 7 и основания успокоителя 8.
Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов - одно из существенных преимуществ этого материала, применяемого для изготовления понтонов. Следовательно, для изготовления дополнительных устройств понтонов целесообразно применять такие же материалы, механические и физические свойства которых не будут отличаться от материала плавающего покрытия.
Конструирование Т-образных устройств для повышения остойчивости произведено из алюминиевых сплавов марки AMr3. Успокоитель Т-образной формы состоит из основания 8 и вертикальной стенки успокоителя 7, на понтон успокоитель устанавливается верхним ребром вертикальной стенки к днищу понтона.
Разработанный понтон с успокоителями скомпонован для РВСП-5000 (фигура). В зависимости от объема резервуара количество конструктивных элементов может варьироваться. Радиально расположенные силовые профили 1 опираются на периферийное кольцо 2 и опорное кольцо 3, которое расположено в центре понтона. К силовым профилям устанавливается стенка успокоителя 7, на стенку устанавливается основание успокоителя 8. На силовые профили укладывается листовой настил 4 и хомутами крепятся рядные поплавки 5, обеспечивающие необходимый запас плавучести. При опорожнении резервуара понтон опирается на стойки 6, высота стоек устанавливается, исходя из обеспечения нормальных условий проведения работ по обслуживанию резервуара под понтоном и от параметров оборудования, устанавливаемого в придонной части резервуара.
Силовые профили работают на сопротивление нагрузке единым звеном. Нагрузка на поверхность понтона воспринимается всеми несущими балками каркаса, вне зависимости от места установки успокоителей, что позволяет повысить прочностные характеристики понтона в целом и обеспечить остойчивость.
Конструкция полезной модели может найти применение в резервуаростроении за счет снижения материалоемкости понтона из алюминиевых сплавов и повышения прочностных характеристик и остойчивости понтона.
Во время эксплуатации резервуаров понтон подвержен ряду нагрузок, основными элементами, воспринимающими нагрузку от успокоителей и обеспечивающими геометрическую неизменяемость понтона, являются силовые профили.
Увеличение прочностных характеристик плавающего покрытия заключается в применении облегченных Т-образных успокоителей на конструкции понтона с радиальным расположением силовых профилей и установкой опорного кольца. Нагрузки от собственного веса успокоителей в плавающем покрытии данной конструкции распределяется равномерно на все силовые профили.
Покрытие поплавкового типа из алюминиевых сплавов с успокоителями обеспечивает повышение работоспособности резервуара на основании прочностных и остойчивых характеристик предложенного понтона.