Нефть - главное богатство
России

Гибкие оболочки для хранения и транспорта нефтепродуктов


В последнее время созданы гибкие (эластичные) оболочки для хранения, перевозки морем (Англия и ФРГ) и хранения под водой (Швеция, США и др. страны) нефтепродуктов.

Гибкие и эластичные емкости изготовляются из материалов, основой для которых служат синтетические волокна, каучуки, особенно резина различных марок, получаемая вулканизацией каучуковых смесей, и пластические массы.

Из синтетических волокон находят применение: полиамидные (капрон, амид, энант), полиэфирные (лавсан-терилен, хлорин, нитрон), полихлорвиниловые, полипропиленовые, фторсодержащие (тефлон, фторлен) и сополимерные. Эти волокна обладают высокой прочностью, устойчивостью к истиранию, воздействию окислителей, кислот, света и атмосферному влиянию. Они применяются для изготовления кордной ткани, являющейся каркасом эластичной оболочки.

Эластичные оболочки из синтетического каучука

Натуральный и синтетический каучуки (бутадиен-нитрильный, полихлоропреновый, полисульфидный и полиуретановый), идущие на изготовление эластичных оболочек, подвергаются процессу горячей вулканизации, превращающей их в достаточно прочный материал. Они имеют в своем составе также противостарители, предохраняющие их от окисления и разрушающего воздействия ультрафиолетовых лучей. Особенно ценными материалами являются резиновая смесь на основе бутадиенакрилонитрильного каучука и полихлоропреновый каучук, которые нерастворимы в авиационном бензине, керосине, дизельном топливе и других нефтепродуктах. Эти материалы применяются для покрытия внутренних поверхностей ткани. Для наружного покрытия применяется неопрен, обладающий высокой масло- и светостойкостью, а также стойкостью к истиранию и действию соленой воды, нефтепродуктов и пара.

Хранение нефти в пластмассовых емкостях

Наряду с каучуками для изготовления эластичных оболочек применяются пластические массы (полихлорвинил, полиэтилен, хайпалон, полипропилен и полиамиды). Приготовленные из них пленки, покрытия и клей обладают высокой прочностью и стойкостью к нефтепродуктам и большинству химических реагентов.

Эластичные емкости имеют цилиндрическую форму с конусообразными или сферическими оконечностями, а также бывают в форме подушек-контейнеров. В некоторых случаях для увеличения прочности конусообразные оконечности защищаются конусами из металла или стеклопластика.

Виды конструкций эластичных емкостей

По своей конструкции эластичные емкости бывают без подкреплений и с подкреплениями.

Емкость без подкреплений представляет собой однородную оболочку, помещенную в сетку, изготовленную из синтетического волокна. Для транспортировки сетка крепится к буксирующему канату.

Емкости с подкреплениями имеют продольные тяги, связанные с концевыми или с носовым и кормовым креплениями. Количество и размеры тяг выбираются в зависимости от размеров емкости и тягового усилия. Воспринимая на себя тяговые усилия, они позволяют избегать появления значительных натяжений в материале емкости и уменьшить толщину оболочки.

Оболочка эластичной емкости, обычно толщиной 6—8 мм, выполняется многослойной (6 и более). Для наружных слоев используется полихлорвинил, неопрен, гипалон. Средние слои состоят из полиамидной и кордовой ткани. Внутреннее покрытие, выполняется из полихлорвинила, неопрена и, как уже указывалось, из бутадиеннитрильного и полихлоропренового каучуков.

При изготовлении емкостей из каучуковых материалов отдельные вырезанные по шаблонам заготовки соединяют друг с другом, при помощи резинового клея, а при изготовлении из пластмасс — при помощи специальной сварки. После изготовления емкости проверяются на герметичность.

Срок службы эластичных емкостей может достигать 5—25 лет и они не теряют эластичности в интервале температур (+50) - (— 40)° С.

На емкости имеются горловины и клапаны, предназначенные для наполнения, осмотра и поддержания внутри необходимого давления.

Промышленное освоение бензостойких синтетических эластичных пленочных материалов и накопленный опыт по применению для изготовления емкостей и облицовок позволяют перейти к более широкому и рациональному использованию их в резервуаростроении. Гибкие оболочки необходимо применять в строительстве заглубленных резервуаров, предназначенных для хранения всех видов нефтепродуктов (светлых, темных и масел) и во всем диапазоне емкости (до 40 000 м3 и даже более).

В связи с этим автором предложен новый тип заглубленных резервуаров с использованием гибкой оболочки. Резервуар по своей конструкции является простым. Он состоит из грунтового котлована, гибкой оболочки, облицовывающей котлован, и сборного железобетонного покрытия, расположенного выше уровня земли. Резервуары могут быть в плане прямоугольными и круглыми.

Предлагаемый нами грунтовый резервуар с нефтепроницаемой эластичной оболочкой и сборным железобетонным покрытием отличается от известных типов резервуаров тем, что в его конструкции не применяется листовая сталь, для стенок и днища не используются железобетонные элементы, а сводчатое покрытие состоит только из двух типоразмеров сборных элементов (полусвод и фундаментный блок). При этом резервуар удовлетворяет требованиям хранения различных нефтей и нефтепродуктов как легкоиспаряющихся, так и вязких.

Заглубленный комбинированный с гибкой оболочкой резервуар по предложению Н. М. Оленева.

 

Резервуар представляет собой вырытый в грунте 1 котлован (по типу траншейных), перекрытый сводчатым сборным покрытием 5. Элементы покрытия опираются на фундаменты 2 из сборных бетонных блоков. Сборный элемент покрытия представляет собой тонкостенный полусвод из железобетона или армоцемента с замком 6.

Непроницаемость резервуара против утечки жидкости в грунт обеспечивается эластичной оболочкой 8 из нефте- и бензоустойчивой полиамидной пленки (ПАК-40), армированной капроновой сеткой. Эта оболочка из синтетического материала, выпускаемого отечественной промышленностью, не подвержена коррозии или другому воздействию среды.

Эластичная замкнутая оболочка, создающая герметичную емкость, укладывается на внутренние поверхности резервуара по выравнивающей песчаной подушке 9. Она является только нефтеудерживающим экраном и не несет никаких нагрузок.

Эластичная оболочка монтируется из крупноразмерных полотнищ, изготовляемых на заводе и доставляемых на площадку свернутыми в рулон или пакеты. В резервуаре производится развертывание рулонов и укладка их в проектное положение. Монтажные швы элементов оболочки выполняются сваркой.

Для предотвращения проникновения паров нефтепродуктов через покрытие резервуара, последнее также покрывается полиамидной пленкой 3.

Сверху покрытие засыпается слоем грунта 4.

Наивысший уровень 7 жидкости в резервуаре может находиться на одной отметке с верхней плоскостью фундамента.

Резервуары могут иметь различную емкость. Величина ее изменяется за счет глубины или длины котлована. Сборные элементы (полусвод 5 и блок опорного фундамента 2) при этом не изменяются и применяются одного размера. Последнее обстоятельство позволяет организовать массовое централизованное изготовление этих элементов.

Грунтовые резервуары с нефтенепроницаемой эластичной оболочкой

В грунтовых резервуарах с нефтенепроницаемой эластичной оболочкой возможно хранить нефти и нефтепродукты. При хранении светлых нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива) верхний уровень жидкости, как указывалось, может находиться на одной отметке с верхней плоскостью фундамента. При хранении нефти и темных нефтепродуктов (тяжелое моторное топливо и мазуты) верхний уровень жидкости может находиться на 2 м выше отметки верхней плоскости фундамента. При этом при хранении темных нефтепродуктов необязательно устройство изоляции из полиамидной пленки сверху покрытия.

Емкость резервуара при стандартных пролетах в 18 или 24 м зависит ют формы поперечного сечения резервуара и его длины. При этом площадь зеркала жидкости не должна превышать в одном подземном резервуаре 3000 м3.

Данные о емкости и размерах резервуаров для различных грунтовых условий приведены в таблице. Как видно из таблицы, емкости резервуаров могут изменяться в очень широких пределах— от 1900 до 33 000 м3. Независимо от такого большого диапазона изменения емкости резервуаров для сооружения последних требуются сборные железобетонные элементы только двух типоразмеров. Это обстоятельство коренным образом упрощает процесс сооружения резервуаров и выгодно отличает их от существующих типов, для которых, в зависимости от емкости, на каждый тип резервуара требуются самостоятельные типоразмеры сборных железобетонных элементов в количестве от 5 до 12 и более.

Параметры резервуаров

Ширина резервуара, м

Заложение откосов

Длина резервуара, м

Глубина резервуара, м

Площадь живого сечения котлована, м2

Объем резервуара, м3

Для хранения светлых нефтепродуктов

18

От 1:1,5 до 1:0,35

40-160

4-12

48-166

1900-25000

24

От 1:1,5 до 1:0,35

40-120

4-12

72-238

2900-28000

Для хранения нефти темных нефтепродуктов

18

От 1:1,5 до 1:0,35

40-160

4-12

80-198

3200-32000

24

От 1:1,5 до 1:0,35

40-120

4-12

113279

4500-33000

Технико-экономические показатели комбинированных с гибкой оболочкой резервуаров конструкции Н. М. Оленева в сравнении с показателями резервуаров других конструкций приведены в табл. 20.

Как видно из указанной таблицы, заглубленные комбинированные с гибкой оболочкой резервуары являются наиболее экономичными, по сравнению с другими.