АЛЮМИНИЕВЫЙ ПОНТОН ПОПЛАВКОВОГО ТИПА

Полезная модель относится к резервуаростроению, в частности, к проектированию и эксплуатации вертикальных цилиндрических резервуаров со стационарной крышей для хранения нефти и нефтепродуктов, оборудованных средством для сокращения потерь от испарения - плавающим понтоном.
Широкое распространение в резервуаростроении получил понтон традиционной конструкции с взаимнопараллельным расположением силовых профилей в поплавковом исполнении. Понтон поплавкового типа из алюминиевых сплавов состоит 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.
Известно изобретение «Понтон для вертикальных стальных резервуаров», несущая конструкция которого выполнена из гнутых по радиусу трубных секций, заглушенных с торцов пробками и сваренных между собой в торообразное кольцо с положительной плавучестью. Покрытие установлено между Байтовыми стяжками, опирается на них и выполнено из вспененного материала, армированного нитеобразными волокнами. (Авторское свидетельство RU 2307776 C1).
Технологические особенности изготовления рассматриваемого понтона предусматривают наличие гнутых деталей, вантовых стяжек, вспененных материалов, что можно отнести к недостаткам предложенного плавающего покрытия.
Известна конструкция понтона для резервуаров с легкоиспаряющимися нефтепродуктами, принимаемая нами за прототип (Авторское свидетельство RU 2370426). Конструкция каркаса понтона образована несущими балками, расположенными перпендикулярно к осям симметрии центральных поплавков. К несущим балкам прикреплены центральные опорные стойки, располагаясь по параллельным линиям.
Изобретение обеспечивает равномерное перераспределение нагрузки на несущие балки, однако, определенную долю нагрузки воспринимают поплавки, деформация и разрушение которых увеличивает риск потопления плавающего покрытия.
Недостатком известного изобретения с параллельно уложенными несущими балками является то, что нагрузка воспринимается местно, передавая усилия от места загружения на силовые профили, находящиеся в непосредственной близости от места загружения. Чем больше значение внутренних усилий в силовых профилях при нагрузках, тем больше сечение профилей, следовательно, выше материалоемкость и вес понтона.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности при эксплуатации резервуара с понтоном за счет увеличения прочностных характеристик плавающего покрытия.
Указанная задача решается тем, что в алюминиевом понтоне поплавкового типа, содержащем каркас из силовых профилей, рядных поплавков и периферийного кольца, согласно полезной модели силовые профили и поплавки расположены радиально от центра понтона к периферийному кольцу, что обеспечивает распределение нагрузки на все несущие элементы.
Конструктивная схема понтона представлена на фигуре. Предлагаемая полезная модель состоит из силовых профилей 1, периферийного кольца 2, опорного кольца 3, листового настила 4, рядных поплавков 5 и стоек 6.
Устройство работает следующим образом. Радиально расположенные силовые профили 1 опираются на периферийное кольцо 2 и опорное кольцо 3, которое расположено в центре понтона. На силовые профили укладывается листовой настил 4 и хомутами крепятся рядные поплавки 5, соосно силовым профилям, в количестве, обеспечивающем необходимый запас плавучести. Также в необходимом количестве поплавки монтируются на периферийном кольце, поплавок представляет собой цилиндрическое полое тело, отвальцованное из листового металла с продольным сварочным швом, на концах поплавки заглушены донышками, приваренными кольцевым сварочным швом. 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 возникновения нагрузки, что позволяет повысить прочностные характеристики понтона в целом.
Расчет внутренних усилий, возникающих в несущих элементах, понтонов различной конструкции, показал, что при одинаковой нагрузке на плавающее покрытие, значения усилий разные. При нагрузке на всю площадь листового настила, момент в силовых профилях понтона радиальной конструкции на 50,44% меньше, по сравнению с понтоном традиционного исполнения, в случае разлива продукта хранения на половину площади листового настила, меньше на 75,30%.
Результаты расчета на прочность свидетельствуют о повышении прочностных характеристик несущего каркаса понтона, при радиальном расположении несущих балок. Что достигнуто путем уменьшения внутренних усилий в силовых профилях, в сравнении с аналогом, что соответственно сокращает затраты на материалы при производстве плавающего покрытия.
Конструкция полезной модели может найти применение в резервуаростроении за счет снижения материалоемкости понтона из алюминиевых сплавов и повышения прочностных характеристик.