ПЛАВАЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
FLOATING COVER FOR VERTICAL STEEL TANKS

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сокращения потерь от испарения легких фракций, например нефти или нефтепродуктов, хранящихся в вертикальных стальных резервуарах со стационарной крышей.
Известен понтон для вертикального цилиндрического резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов (RU 2053176 С1, МКП B65D 88/34, опубл. 1996 г.), содержащий ковер из отдельных секторов с наполнителем и уплотняющий затвор из эластичного полиуретана с узлом его крепления к ковру. Узел крепления образован размещенными по периметру сверху на периферийной части ковра дугообразными гибкими пластинами и средствами их крепления к ковру, каждое из которых выполнено в виде вертикального ребра жесткости с основанием и боковой стенкой, соединенного с основанием с ковром, а боковой стенкой - дугообразной гибкой пластиной.
Al
3
Недостатком этой конструкции понтона является то, что в качестве материала, контактирующего с хранимым продуктом, используется листовой алюминий с плотностью ρ=2700 кг/м, что придает всей конструкции значительный вес. Изготовление ковра понтона из отдельных секторов технологически трудоемко. В конструкции защита нефти или нефтепродукта от испарения производится и ковром понтона, и эластичным затвором, что не целесообразно. При сокращении диаметра понтона можно достигнуть сокращения количества необходимого металла и повысить плавучесть конструкции, хотя значительная ширина уплотняющего затвора может привести к ослаблению поджатия затвора к стенке резервуара, а значит и к нарушению герметичности резервуара и понтона в целом. При эксплуатации и монтаже понтона дугообразные гибкие пластины, расположенные на вертикальных ребрах жесткости, не в состоянии обеспечить герметичность из-за наличия технологических щелей между дугообразными гибкими пластинами и поверхностью понтона. Смещение гибких пластин по описанию предполагает и смещение ребер жесткости, что не предусмотрено в системе крепления между основанием ребра жесткости и поверхностью понтона. При этом установка нескольких болтов снизит плавучесть конструкции и усложнит процесс монтажа.
Известно устройство для сокращения потерь от испарения нефти и нефтепродуктов в вертикальных резервуарах (SU, авторское свидетельство № 371130, МКП B65D 87/18, опубл. 1973 г.), содержащее ковер из жесткого пенополиуретана, кольцевой борт, выполненный из чередующихся между собой жестких и эластичных элементов, выполненных соответственно из жесткого и эластичного пенополиуретана, и уплотняющий затвор из эластичного полиуретана.
Известен понтон для легкоиспаряющихся жидкостей (SU, авторское свидетельство № 1274976 А1, МКП B65D 88/34, опубл. 1986 г.), принятый за прототип, содержащий ковер и периферийную часть, собранную из необходимого количества модулей. Модуль выполнен в виде плоской трапециевидной пластины из жесткого пенополиуретана, обращенной меньшим основанием к центру понтона, с закрепленным на ней элементом эластичного уплотняющего затвора.
Недостатком таких конструкции плавающих покрытий является то, что происходит непосредственный контакт материала конструкции (пенополиуретана и полиуретана) с хранимым продуктом. Пенополиуретан отличается значительными показателями нефтепоглощения, по сравнению с другими полимерными материалами. Все элементы понтона, выполненные из пенополиуретана, соединены между собой посредством клея, дорогостоящего материала. Склеивание модулей не обеспечивает необходимую надежность конструкции. Все это снижает срок эксплуатации понтона. Из-за недостаточной прочности пенополиуретанового покрытия перемещение персонала по понтону, находящемуся на монтажно-эксплуатационных опорах, допускается только по специальным трапам. Монтаж такого плавающего покрытия ведется в течение длительного промежутка времени в условиях токсичной среды в замкнутом пространстве резервуара.
Целью изобретения является повышение плавучести и надежности плавающего покрытия, повышение эксплуатационных и технических характеристик, упрощение монтажа и технического обслуживания, снижение веса и стоимости конструкции.
Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности работы за счет увеличения плавучести понтона, достигаемой при использовании легких полимерных материалов. Значительно снижается вес конструкции по сравнению с аналогами. Изготовление полимерного покрытия и полностью герметизированного пенополиуретанового каркаса с помощью напыляемой эластичной пленки на основе полимочевины исключает прямой контакт пенополиуретана с хранимым продуктом, его проникновение и насыщение нефтью или нефтепродуктом. Повышение эксплуатационных и технических характеристик достигается за счет увеличения срока службы понтона и уменьшения потерь от испарения хранимого продукта. Плавающее покрытие создается за короткий промежуток времени с помощью одной установки напыления, что значительно упрощает и сокращает время монтажа.
Технический результат достигается тем, что понтон для вертикального цилиндрического резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов, содержащий плавающее покрытие из необходимого количества пенополиуретановых модулей, согласно изобретению представляет собой плавающее покрытие в виде пленки на основе полимочевины, на которой размещены пенополиуретановые сектора, выполняющие роль каркаса и поплавка, также покрытые тонким слоем полимочевины.
Плавающее покрытие 2 состоит из полимерной эластичной пленки 3 на основе полимочевины, покрывающей все зеркало хранимого продукта в вертикальном резервуаре 1, и пенополиуретановых секторов 4, выполняющих роль каркаса и поплавка, также покрытых тонким слоем полимочевины. Для сброса парогазовоздушных пробок при их поступлении в резервуар под плавающее покрытие 2 и предотвращения образования вакуума под покрытием 2 в процессе заполнения и опорожнения резервуара 1 на плавающем покрытии 2 установлены дыхательные клапаны 10 поплавкового типа. Кабель заземления 9 служит для снятия зарядов статического электричества. Центральная вертикальная стойка 8 резервуара и направляющие 7 позволяют осуществлять равномерный подъем и спуск плавающего покрытия 2, исключая его закручивание и перекашивание.
На Фиг.1 изображено поперечное сечение плавающего покрытия, размещенного внутри резервуара на монтажно-эксплуатационных опорах.
На Фиг.2 изображен вид сверху на плавающее покрытие.
Монтаж плавающего покрытия 2 осуществляют следующим образом. На монтажно-эксплуатационных опорах 5 резервуара, приваренных к днищу на отметке 1,80 м, собирают горизонтальную опалубку 6 - рабочую поверхность, которая должна быть изготовлена из антиадгезионного материала по отношению к полимочевине (например: алюминий, нержавейка, брезент). Стенки резервуара 1 в районе монтажа обрабатываются специальными смазками или мастиками, необходимыми для легкого снятия излишка материала (например: смазка марки RT). С помощью высокопроизводительной распыляющей машины высокого давления (например: переносная дозирующая система Reactor марки Е30 американской фирмы Graco), предназначенной для нанесения полимочевины, пены и других быстрозатвердевающих материалов, равномерно наносится монолитная эластомерная пленка 3 требуемой толщины (1,5-2 мм) по всей площади сечения резервуара. При этом монолитная эластомерная пленка 3 плотно прилегает к внутренней стороне стенки резервуара 1 с учетом имеющих место отклонений от правильной геометрической формы. Далее создаются пенополиуретановые сектора 4 по всей окружности эластичной пленки 3 с помощью специальной формы сектора, изготовленной заранее также из антиадгезионных материалов по отношению к пенополиуретану и полимочевине. Сектора заполняются пенополиуретаном с помощью той же высокопроизводительной распыляющей машины высокого давления. Для защиты от внешней среды и других факторов сектора из пенополиуретана 4 и другую поверхность полотна повторно покрывают слоем монолитной эластомерной пленки 3 (0,5-1 мм), особое внимание при этом уделяется периферийным участкам плавающего покрытия. Со стенок резервуара удаляются излишки распыленного материала. Проводится тщательный осмотр краев плавающего покрытия, мест его стыковки со стенкой резервуара 1.
ПМ
Н
Б
ППУ
3
3
3
3
Работа плавающего покрытия основана на действии закона Архимеда, за счет плавучести, обусловленной выбором материала, из которого изготовлено покрытие. Плотность напыляемой пленки на основе полимочевины ρ=980÷1120 кг/м. Плотность пенополиуретана значительно меньше плотности нефти или нефтепродуктов. Для сравнения плотность нефти ρ=650÷920 кг/м, бензина ρ=720÷780 кг/м, а пенополиуретана ρ=70÷150 кг/м. Объем пенополиуретана, необходимого для изготовления каркаса, выполняющего роль поплавка, и линейный размер секторов из пенополиуретана рассчитываются с учетом типоразмера резервуара, характеристик хранимого продукта и требуемой плавучести конструкции. Вверх устройство поднимается под действием закачиваемой жидкости, вниз опускается вместе с выкачиваемой жидкостью под действием собственного веса. За счет эластичности пленки плавающее покрытие плотно прилегает к стенке резервуара, предотвращает испарение нефти или нефтепродукта и загрязнение окружающей среды.