СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЕРВУАРА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ, НЕФТЕРОДУКТОВ И СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА
METHOD OF MANUFACTURING OF TANK FOR STORAGE AND TRANSPORTATION OF OIL, PETROLEUM PRODUCTS AND LIQUEFIED NATURAL GAS

Изобретение относится к области хранения и транспортировки нефти, нефтепродуктов (НП) и сжиженного природного газа (СПГ) и может быть использовано при производстве и реконструкции резервуаров для хранения и транспортировки нефти, НП и СПГ.
Из области техники известны решения аналогичного типа.
Так, например, из уровня техники известен «СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЕРВУАРА ИЛИ АНАЛОГИЧНОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА И РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ» (RU 2006135634, В65D 90/02, 20.04.2008). В указанном способе изготовления резервуара для хранения криогенных жидкостей, таких как сжиженный газообразный этилен (СГЭ), или сжиженный природный газ (СПГ), или соответствующее вещество, причем базовая форма резервуара соответствует прямоугольной призме, а резервуар изготавливают из алюминия или аналогичного материала, резервуар изготавливают, по меньшей мере, в основном из предварительно изготовленных элементов конструкции небольшого количества разных типов, при этом плоские элементы, предназначенные для использования в качестве элементов обшивки, изготавливают путем механического прессования выдавливанием профильных элементов, включающих плоскую часть и часть, придающую жесткость и проходящую, по существу, перпендикулярно плоской части и имеющую свободный дистальный конец относительно плоской части, и сваривают плоские элементы друг с другом их плоскими частями посредством сварки трением, а изготовленные таким образом плоские элементы снабжают продольными и/или поперечными ребрами жесткости, изготовленными посредством механического прессования выдавливанием профильных элементов, которые сваривают друг с другом посредством сварки трением, соединяют плоские элементы, имеющие ребра жесткости, друг с другом и/или с отдельно изготовленными краевыми элементами и/или угловыми элементами с получением независимых объемных секций, имеющих, по меньшей мере, четыре стороны, причем ребра жесткости занимают лишь часть внутреннего пространства объемных секций между их противоположными сторонами.
Также известен резервуар для хранения СПГ и способ его изготовления (RU, 2566180, B65G 5/00, F17C 1/00, 20.10.2015 г. Резервуар содержит расположенный на основании из уплотненного грунта и теплоизоляционной прослойки железобетонный резервуар. ПХ СПГ снабжено выходящей из железобетонного резервуара на поверхность земли технологической шахтой с трубопроводами, герметическими люками и лестницей. Верх бетонного резервуара засыпан слоем легкого теплоизоляционного материала. Однотипные элементы постоянной кривизны с сопрягаемыми друг с другом поверхностями выполнены в виде железобетонных блоков вафельной конструкции, скрепляемых между собой внутри резервуара торцевыми внутренними отбортовками и стяжными резьбовыми соединениями через уплотнительные прокладки. Изобретение обеспечивает упрощение строительства резервуара.
Кроме того, из зарубежной патентной информации известны аналогичные решения, в частности, патенты и заявки: JPH 05164296, 29.06.1993, SHINKU KAGAKU KENKYUSHO, JPH 0674395 (A), 15.03.1994, SHINKU KAGAKU KENKYUSHO, NIPPON FERROFLUIDICS KK, CN 2764731 (Y), 15.03.2006, MATSUSHITA ELECTRIC IND CO., LTD.
Общим недостатком перечисленных решений является недостаточно надежная защита охраняемых объектов, в частности резервуаров для транспорта и хранения нефти, НП и СПГ, от влияния солнечной радиации, испарение легких фракций углеводородов из нефти либо НП, высокие затраты на поддержание изотермического режима хранения СПГ.
Задача изобретения заключается в разработке способа изготовления либо реконструкции резервуара для хранения и транспортировки нефти, НП и СПГ, при использовании которого становится возможным решение упомянутых проблем.
Технический результат изобретения заключается в снижении уровня влияния солнечной радиации на резервуары для транспортировки и хранения нефти, НП и СПГ, изготовленные по заявленной технологии.
Указанная задача решается за счет того, что при осуществлении способа изготовления либо реконструкции резервуара для хранения и транспортировки нефти, НП и СПГ на внешнюю поверхность резервуара наносят отражающую пленку, содержащую три слоя, первый - эпоксидный слой (грунтовка), наносимый методом напыления порошкового термореактивного материала, второй - термоплавкий (клеевой) полимерный подслой, представляющий собой композицию на основе сополимера этилена с винилацетатом, либо другого материала, обеспечивающего заданное качество покрытия, и третий слой - светоотражающий слой, представляющий собой металлизированную полиэфирную пленку.
3
При этом эпоксидный слой (грунтовка) может быть выполнен толщиной от 50 до 100 мкм. Термоплавкий полимерный слой может быть выполнен толщиной не более 0,5 мм, а светоотражающий слой может представлять собой металлизированную полиэфирную пленку, выполненную толщиной 12-15 мкм, плотностью 1,4 г/см.
Решение поставленной задачи было достигнуто за счет теоретического и следовавшего за ним экспериментального подбора количественного и качественного состава отражающей пленки.
Цикл экспериментов был проведен на моделях горизонтальных резервуаров. Модели резервуаров были покрыты белой и алюминиевой красками и специальной пленкой в один и два слоя. Нагрев от солнечного света имитировался с помощью прожектора. Изменение температуры окружающего модели резервуаров воздуха наблюдалось посредствам цифрового термометра с точностью до 1 знака после запятой.
3
Также в процессе эксперимента производились контрольные взвешивания резервуаров с нефтепродуктов на весах с высоким классом измерения. В качестве топлива применялся бензин Аи-95 с плотностью 750 кг/м. Эксперименты проводились на резервуарах, заполненных на 90% нефтепродуктами, а также заполненных на 50% и 25%.
Полученные результаты продемонстрированы в Таблице 1 (фиг. 2) «Динамика изменения температуры окружающей среды и бензина Аи-95, в случае заполнения резервуаров на 90%» и на Графике 1 - «Динамика изменения температуры окружающей среды и бензина Аи-95, в случае заполнения резервуаров на 90%».
Толщина первого слоя бралась просто из аналогичного покрытия, без экспериментов, толщина второго слоя определялась как минимальная толщина, при которой будет обеспечена надежная адгезия, толщина третьего слоя определялась из условия производства светоотражающего покрытия, которое при изготовлении имеет толщину 12-15.
3
Наилучшие результаты достигались при следующих параметрах слоев отражающего покрытия: эпоксидный слой (грунтовка) - толщина от 50 до 100 мкм, термоплавкий полимерный подслой - толщина не более 0,5 мм, светоотражающий слой - толщина 12-15 мкм, плотность 1,4 г/см.
Заявленное решение поясняется фиг.1-3, никоим образом не ограничивающими сферу применения заявленного решения.
На фиг. 1 - схематичное изображение фрагмента разреза резервуара с многослойной отражающей пленкой:
1 - стенка резервуара,
2 - эпоксидный (первый) слой,
3 - термоплавкий клеевой (второй) слой,
4 - светоотражающий (третий) слой.
На фиг. 2 - Таблица 1 - «Динамика изменения температуры окружающей среды и бензина Аи-95, в случае заполнения резервуаров на 90%»,
На фиг. 3 - График 1 - «Динамика изменения температуры окружающей среды и бензина Аи-95, в случае заполнения резервуаров на 90%».
На фиг. 3:
Температура окружающей среды.
Температура резервуара, окрашенного в белый цвет.
Температура резервуара, покрытого специальной пленкой.
Температура резервуара покрытого A1 краской.
Температура резервуара покрытого 2-мя слоями специальной пленки.
В трехслойном светоотражающем покрытии объединены такие достоинства, как высокая химическая стойкость и межфазные свойства эпоксидных полимеров с защитными свойствами светоотражающего покрытия.
Характеристики трехслойного светоотражающего покрытия основаны на проявляющемся синергическом эффекте между отдельными слоями, при этом образуются сильные химические связи между компонентами покрытия, что обеспечивает максимизацию проявления химических и механических свойств защитных покрытий в целом.
Первый слой покрытия обычно представляет собой однокомпонентное напыленное эпоксидное покрытие на основе порошка либо двухкомпонентное эпоксидное покрытие, нанесенное в жидком состоянии; толщина слоя праймера колеблется в пределах 50-100 мкм.
Эпоксидный праймер служит для: создания тонкой неразрывной пленки на поверхности металла, характеризующейся высокими химической стойкостью и сопротивлением катодному отслаиванию; обеспечение химической связи с промежуточным полимерным слоем и соответственно хорошей адгезии при рабочих температурах.
Минимально рекомендуемая толщина слоя праймера - около 50 мкм; при такой толщине обеспечивается хорошая адгезия с предварительно зачищенной пескоструйным методом металлической поверхностью трубы.
Выбор типа праймера, использованного в светоотражающем покрытии, зависит от ряда факторов - применяемого оборудования, температуры хранимой или транспортируемой среды, типа верхнего покрытия и т.д.
Праймер из эпоксидного порошка применяется на объектах транспорта и хранения всех диаметров, наносится быстро, качество покрытия легко контролируется. Жидкий эпоксидный праймер без растворителей менее пригоден для нанесения, так как процесс будет связан при этом со значительными потерями покрывного материала, хотя жидкие праймеры могут наноситься при меньших температурах (как правило, комнатных), чем расплавленные порошкообразные.
Праймер, содержащий растворитель, - его основное преимущество заключается в относительно небольших затратах на обычное пневматическое или другое распылительное оборудование, также нет необходимости предварительно подогревать оба компонента эпоксидного покрытия.
Промежуточный полимерный слой состоит из сополимера этилена и винилацетата, сополимера винилиденхлорида и метакрилата или полимера на основе полиацеталей (поливинилбутираля, поливинилбутиральфурфураля и др.).
Толщина промежуточного слоя обычно колеблется в диапазоне 250-400 мкм, в зависимости от метода формирования покрытия. Роль этого промежуточного слоя - обеспечить прочную адгезионную связь между неполярным верхним слоем светоотражающего покрытия и полярной основой, например сталью или эпоксидным праймером.
3
Верхнее светоотражающее покрытие может представлять собой металлизированную полиэфирную пленку, выполненную толщиной 12-15 мкм, плотностью 1,4 г/см. Роль этого слоя - защита объектов транспорта и хранения нефти, НП и СПГ от влияния солнечной радиации.
Как видно из изложенного выше, использование изобретения позволяет существенно снизить негативное влияние солнечной радиации на охраняемые объекты, в том числе, резервуары для транспортировки и хранения нефти, НП и СПГ.