Нефть - главное богатство
России

Неметаллические резервуары - общие сведения


К неметаллическим резервуарам относятся резервуары самых разнообразных форм и конструкций, сооружаемые из различных материалов: железобетонные, бетонные, кирпичные, каменные, земляные (амбары, ямы) и из синтетических материалов. Неметаллические резервуары, как правило, сооружаются заглубленными, т. е. подземными и полуподземными, и реже — наземными. Они долговечнее металлических, так как в меньшей степени подвержены коррозии.

Материалы для строительства резервуаров

Материалы, применяемые для строительства неметаллических резервуаров, должны быть прочными и непроницаемыми для нефти, ее продуктов и воды. Кроме того, они должны быть морозоустойчивыми.

Применять железобетонные, бетонные и каменные резервуары для всех нефтей и нефтепродуктов нельзя, так как бетон и затвердевшие цементные растворы являются проницаемыми для некоторых нефтепродуктов.

Легкоиспаряющиеся нефтепродукты и нефти с высоким содержанием бензиновых фракций можно хранить только в таких железобетонных резервуарах, в которых непроницаемость конструкций обеспечивается бензо- или нефтеустойчивым покрытием. Без устройства покрытия допускается хранение вязких и высокозастывающих нефтепродуктов (мазутов, битумов и т. п.) и тяжелых нефтей, бедных бензиновыми фракциями. Земляные резервуары применяются в отдельных случаях для хранения мазутов.

Большинство материалов, применяемых для строительства неметаллических резервуаров, не удовлетворяет условиям непроницаемости. С целью устранения этого недостатка устраивается изоляция внутренних поверхностей резервуаров.

В резервуаростроении применяются следующие изоляции: цементно-песчаная, металлическая, синтетические бензо- и нефтеустойчивые.

К цементно-песчаной изоляции относятся штукатурки —цементная (цемент и песок) состава 1:2 — 1:4 и торкретная состава 1:2 —1:3. Водоцементное отношение выбирается в пределах 0,5—0,6.

Цементная штукатурка из-за недостаточной плотности и малой сцепляемости имеет ограниченное применение. Применяется только в резервуарах для битумов, пеков и т. п.

Торкретная штукатурка для резервуарах

Торкретная штукатурка (торкрет) является вполне удовлетворительной цементно-песчаной изоляцией, применяемой в резервуарах для хранения нефти и темных нефтепродутов. Торкрет выбрасывается из сопла под давлением в 2—2,5 ат со скоростью 80—ПЮ м/сек. Благодаря такой скорости торкрет накладывается на изолируемую поверхность очень плотно, заполняет все неровности и дает хорошее сцепление. Плотность торкрета и хорошее сцепление с изолируемой поверхностью создают в нем повышенную сопротивляемость растяжению, сжатию, воздухо- и водопроницаемости, а также воздействию агрессивной среды.

Изоляцию из торкрета можно создавать в несколько слоев, причем последующее торкретирование может производиться только по затвердевании предыдущего слоя. На практике изоляцию из торкрета осуществляют обычно в два слоя толщиной 1 —1,5 см.

Недостатком торкрета является способность к образованию трещин при деформациях защищаемых им конструкций.

Нефтеустойчивые изоляции состоят в основном из синтетических и естественных смол, тиокола, дивенил-ацетиленовых лаков и других, наносимых на изолируемые поверхности кистью или распыливанием, или путем наклейки листовых покрытий.

Изыскания новых способов придания неметаллическим материалам бензо- и нефтенепроницаемости идут по трем основным направлениям: пленочные материалы, лакокрасочные покрытия и плотные бетоны.

В зарубежных странах проводятся большие исследовательские работы по защитным покрытиям для резервуаров. В США, ФРГ и Франции эксплуатируются опытные резервуары с покрытиями из тиокола, латекса, виниловых эмалей, искусственных и природных смол, резиновых лаков, неокрена, тефлона, полиэфиров, каучуковых, эмульсий и стеклопластовых панелей.

Недостатком покрытий является продолжительность процесса нанесения изоляции в связи с многослойностью и медленным высыханием каждого слоя.

Пластмассы для резервуаров для хранения нефти

В качестве пленочных покрытий исследовались различные пластмассовые, резиновые, полиэтиленовые, виниловые и полихлорвиниловые пленки. Наилучшими оказались: винипласт рулонный и листовой, поли-хлорвиниловый пластикат № 359, полиамидный сополимер, пленочный терилен, нитрильная рулонная резина типа 2—9 и полиэтилены.

Экспериментальными исследованиями установлено, что листовые пластмассы СНП-2, винипласт, фторопласт-4 и органическое стекло индифферентны по отношению к бензину и могут применяться в качестве облицовки неметаллических резервуаров для светлых нефтепродуктов.

Синтетическая резина СКН-40 (бутадиеннитрильный каучук) также относится к бензостойким материалам и может применяться для облицовки резервуаров.

Для изоляции и герметизации железобетонных резервуаров разработан пленочный рулонный материал, полученный на основе совмещения поливинилхлоридной смолы и бутадиеннитрильного каучука (СКН-40) в соотношении 2:1. Этот материал обладает хорошей бензо- и водостойкостью, а также бензонепроницаемостью.

Изоляция и герметизация железобетонных резервуаров

Изоляция железобетонных резервуаров и герметизация верхних покрытий осуществляется способом наклеивания пленочного материала на предварительно подготовленную железобетонную поверхность. Клей для приклеивания рекомендуется однотипного с пленкой состава, пленочный материал хорошо поддается тепловой сварка и-принимает фасонные формы деталей железобетонного резервуара и приклеивается, обеспечивая необходимую герметичность.

Физико-механические показатели пленочного материала ПВХ СКН-40 следующие:

Предел прочности при растяжении, кГ/см2 250
Относительное удлинение, % 300
Остаточное удлинение, %  150-180
Морозостойкость 70-80

Недостатки

Недостатком неметаллических изоляционных покрытий является высокая стоимость по сравнению со стальной облицовкой. Ниже приводятся сравнительные данные стоимости 1 л2 покрытия, руб.:

Стальная облицовка 6 = 2,5 мм  3,5
Стальная облицовка 6 = 4 мм  6,0
Синтетическая резина СКН-40  1,8
Винипласт  5,0
Латекс 5,3
Эмали и резиновые лаки 6—7,0
Природные смолы (каури и конго) 8,5—10,0

В области изысканий плотных бетонов имеются реальные успехи. Построены и испытаны резервуары из бетона с добавками гидрата окиси железа, хлористого кальция, хлористого натрия с примесью сульфит-спиртовой барды, фурилового спирта, солянокислого анилина и др. Промышленные испытания резервуаров дали положительные результаты.

Резервуары строятся монолитными и сборными.

Пределом применимости монолитных конструкций может считаться резервуар емкостью 5000 л3. Резервуары большей емкости требуют устройства температурных и осадочных швов вследствие усадки бетона и возможной неравномерной осадки грунта. Они разделяются на секции осадочными швами через каждые 30—40 л длины резервуара.

На форму и размеры резервуара влияет величина заглубления ниже уровня грунтовых вод. При высоком уровне грунтовых вод появляются значительные усилия от гидростатического давления, стремящиеся вытолкнуть резервуар из земли. Если не учесть этих усилий, то незаполненный резервуар может оказаться приподнятым. При необходимости резервуар дополнительно загружается сверху грунтом, вес которого определяется расчетом из условия равновесия всех вертикально действующих сил.

Неметаллические резервуары могут быть круглые, прямоугольные, сферические, с наклонными стенками и т. д. Влияние на выбор формы оказывают вид и характер строительного материала, а также экономические соображения.