Горизонтальные резервуары: виды и назначение

Горизонтальные резервуары (РГС) применяются для хранения веществ 1-4 класса опасности: горючих, химически агрессивных и нейтральных жидкостей, пищевых продуктов, питьевой и технической воды. Их повсеместному распространению способствует возможность доставки полностью готового изделия. Остается только смонтировать площадку и установить на нее стальную емкость. Это очень удобно для заказчиков — сокращает время монтажных работ и связанные с ними финансовые затраты. 

Горизонтальные резервуары выпускаются объемом от 1 до 200 м³. Изделия разделяют на несколько видов с отличными техническими характеристиками и сферой применения. Выбор зависит от типа хранимой жидкости и условий эксплуатации.

Классификация горизонтальных резервуаров

Стальные горизонтальные резервуары делятся по типу конструкции — одностенные и двустенные и по способу монтажа — надземные и подземные. Также важна форма днища. Плоские подходят для емкостей с избыточным давлением не более 0,04 МПа, конические пологие — до 0,05 МПа. Эллиптические и сферические днища применяются в резервуарах, предназначенных для эксплуатации под высоким давлением. 

Немаловажный момент — безопасность изделия в случае землетрясения. Сейсмичность строительной площадки определяется по СНиП- II-7-81. Обычно сейсмоустойчивость горизонтальной емкости составляет до 7 баллов для нефтепродуктов и до 9 баллов для пищевых и химически безопасных жидкостей. 

Горизонтальные резервуары — это сварные конструкции, поэтому для их производства используются материалы с хорошей свариваемостью. Марки стали выбираются в зависимости от вида хранимой жидкости и условий эксплуатации. 

Сталь 09Г2С

Конструкционная легированная сталь, устойчивая к воздействию низких температур. Она способна выдержать высокое давление и не склонна к отпускной хрупкости. Эти свойства дали ей второе название — «котловая сталь». Основная масса горизонтальных резервуаров для уличного размещения делается именно из нее. Сталь 09Г2С используется в холодных регионах с сильными морозами ниже -40⁰С.

Снаружи горизонтальные емкости покрываются двумя слоями антикоррозийной защиты — АФ-133 толщиной не менее 80 мкм. Внутренняя поверхность обрабатывается различными составами, подходящими под определенный вид хранимой жидкости. Например, для технической воды используется ХС-010 и ХВ-785 в 1 и 2 слоя соответственно. Это дает дополнительную защиту помимо оцинковки. 

Горизонтальные емкости из стали 09Г2С применяются для хранения технической воды, нефтепродуктов, масел, неагрессивных химических жидкостей, органических отходов. 

Сталь Ст3сп

Углеродистая конструкционная сталь обыкновенного качества — недорогой материал для резервуара, эксплуатируемого при температуре до -40⁰С. Такие РГС устанавливаются на улице и в крытых помещениях. Для защиты от коррозии стальные листы подвергаются оцинковке, а готовое изделие грунтуется с помощью АФ-133. Эта марка стали хорошо поддается сварке, шов получается надежным и не склонным к образованию различных дефектов вроде трещин. Применение — аналогично емкостям из стали 09Г2С.

Сталь С245

Низколегированная сталь для строительных конструкций. Эквивалентный углерод у этой марки составляет менее 0,25%, что обеспечивает отличную свариваемость материала. На шве не образуются холодные и горячие трещины, что делает эту марку востребованной в производстве герметичных емкостей. Заготовки не нуждаются в предварительной подготовке вроде подогрева и проковки. Для защиты от коррозии стальные листы покрываются слоем цинка. Материал используется для производства емкостей под неагрессивные жидкости: техническая вода, масло, химически нейтральные растворы и не опасные отходы. При необходимости сталь С245 заменяется близкой по физико-механическим свойствам маркой Ст3сп. 

Сталь С345

Сталь повышенной прочности с содержанием углерода до 0,15%. Металл пластичен, отлично сваривается, выдерживает высокое давление и механические нагрузки. Шов получается надежным, не склонным к сине- и красноломкости. Обладает хорошей теплопроводностью, но электрический ток проходит через него плохо. Сталь этой марки склонна к коррозии, не подходит для изготовления резервуаров под агрессивные жидкости. Для продления срока службы изделий листы оцинковываются и готовая емкость дополнительно покрывается антикором. Такой материал подходит для производства РГС больших размеров. Отечественный аналог — сталь 09Г2С. 

Аустенитная нержавеющая сталь 

Для производства горизонтальных накопительных емкостей применяются два вида нержавеющей стали — AISI 304 и AISI 316. Первая относится к жаростойким и выдерживает кратковременное нагревание до 900⁰С. Высокая сопротивляемость к коррозии и химическая инертность делают ее пригодной для использования в пищевой промышленности. В таких емкостях можно безопасно хранить питьевую воду, молоко, алкогольные и безалкогольные напитки. 

Марка AISI 316 — это улучшенная 304 путем добавления 2,5% молибдена. За счет этого материал становится стойким к воздействию кислот и агрессивных химических сред. Он не боится морской воды, хлора и обладает повышенной сопротивляемостью к питтинговой коррозии. Резервуары из такой стали используются в химической, нефтегазовой и пищевой промышленности. 

РГС из нержавеющей стали изготавливаются крайне редко. Основная причина — высокая стоимость материала. 

Мы рассмотрели наиболее распространенные материалы для производства РГС. На самом деле их гораздо больше и описать все в одной статье было бы невозможно. Поэтому марка стали определяется индивидуально для каждого проекта. 

Что касается конструкции, то производство РГС сосредоточено на основных 4 видах: РГСН, РГСП, РГСНД, РГСПД. Они могут быть односекционными и разделенными на герметичные отсеки для хранения разных продуктов. 

Одностенный надземный РГСН

Самый распространенный вид горизонтального резервуара. Отличаются простотой конструкции — удлиненный цилиндр, состоящий из металлических обечаек, соединенных между собой с помощью автоматической или ручной сварки. Изделия оснащаются седловидными опорами, патрубками, горловиной и техническими люками для налива и выдачи продукта, проведения техобслуживания емкости. Внутри привариваются стальные ребра для придания дополнительной жесткости .

Резервуары типа РГСН используются на нефтебазах, химическом и пищевом производстве. Емкости подходят для хранения питьевой и технической воды, нефтепродуктов, битума, спирта, эссенций, метанола, углеводородного конденсата, бытовых стоков, масел. Плотность хранимой жидкости не должна превышать 1300 кг/м³. 

РГСН устанавливается на предварительно подготовленный ЖБИ-фундамент и закрепляется анкерными болтами. Основание должно быть ровным, чтобы избежать деформации стенок. 

Плюсы:

• простое и дешевое производство;
• быстрый монтаж;
• визуальный контроль утечек и простота ремонта.

Минусы:

• занимает много места;
• не подходит для взрывчатых веществ;
• большая площадь разлива в случае крупной утечки. 

Одностенный подземный РГСП

Подземные РГС производятся из легированных и нержавеющих сталей с обработкой резиновой или битумной мастикой. От наземного типа отличаются удлиненной горловиной и наличием шахт-колодцев для налива жидкостей.

Стальные горизонтальные резервуары в подземном исполнении применяются для хранения горючих и взрывчатых веществ плотностью до 1300 кг/м³. К ним относятся темные и светлые нефтепродукты, технические масла, дизельное топливо, бензин, растворители. Такое конструктивное решение повышает уровень безопасности для персонала и окружающей среды. В случае воспламенения жидкость не растекается и огонь не распространяется по большой площади. При взрыве слой почвы гасит часть разрушительной энергии и минимизирует повреждения оборудования и близлежащих построек. Это один из самых экологически безопасных способов хранения ГСМ. 

Подземные горизонтальные емкости также могут использоваться в пищевой промышленности и на фермах для экономии места. Над вкопанной бочкой можно разместить дополнительное оборудование, использовать освободившуюся площадь под посевы или установку времянок. Кроме этого, такие конструкции рекомендуется устанавливать в качестве противопожарных резервуаров в санаториях, гостиницах и домах отдыха. Резервуар незаметен, эстетичен и не загораживает красивый вид. 

Подземные резервуары монтируются сложнее наземных вариантов. Они устанавливаются в котлованы на подготовленный фундамент и закрепляются анкерными болтами для предотвращения всплытия. Под основанием оборудуется песчано-гравийная подушка и слой гидроизоляции для защиты почвы от утечек жидкости. Глубина котлована должна быть ниже точки промерзания грунта. 

Плюсы:

• эстетичность;
• экономия места;
• экологическая безопасность;
• защита от распространения огня и взрыва.

Минусы:

• более сложный монтаж и техобслуживание;
• требует защиты от блуждающих токов;
• повышенный риск коррозии из-за воздействия влажного грунта.

Двустенный надземный РГСНД

Этот тип горизонтальных резервуаров изготавливается по типу матрешки — цилиндр меньшего диаметра помещается в больший. В результате между ними образуется зазор, который рассчитывается индивидуально в зависимости от размера изделия и хранимого вещества. При этом он не должен быть менее 4 мм. Пространство между металлическими цилиндрами заполняется инертным газом, азотом, антифризом. К межстенному веществу предъявляется ряд обязательных требований:

• плотность не выше таковой у хранимой жидкости;
• абсолютная химическая нейтральность в отношении продукта;
• отсутствие изменений физико-химических свойств с течением времени;
• температура вспышки ниже 100⁰С.

Емкости РГСНД оснащаются дополнительным техническим лючком и патрубком для откачки-закачки изолирующей среды. Для контроля герметичности такие изделия рекомендуется оснащать манометром и прибором, измеряющим уровень межстенной жидкости. Высокое давление указывает на разгерметизацию внутренней стенки, низкое — внешней. 

Двустенные металлические резервуары используются для хранения жидкостей плотностью до 1300 кг/м³: сырой нефти и продуктов ее перегонки, агрессивных кислот и других опасных химических веществ, технических масел, растворителей, жидких минеральных удобрений, теплоносителей. Двойные стенки помогают защитить окружающую среду от попадания токсичных продуктов и упрощают контроль за утечками. Также они более безопасны в случае возгорания — снижают риск взрыва, так как выдерживают большее давление, чем одностенные варианты.

Устанавливаются аналогично одностенным РГС — на фундамент и закрепляются анкерными болтами.  

Плюсы:

• высокая экологическая безопасность;
• сниженный риск утечки опасных веществ;
• высокая прочность и взрывоустойчивость.

Минусы:

• более сложное техобслуживание;
• высокая цена по сравнению с одностенными вариантами;
• необходимость в установке дополнительного оборудования для контроля давления межстенной жидкости или газа.

Двустенный подземный РГСПД

Горизонтальные резервуары подземного типа изготавливаются по аналогии с надземными — методом «матрешки». Основная разница заключается в увеличенной длине горловины, наличии шахт-колодцев и удлиненных патрубков для слива и налива жидкости. Способ монтажа схож с подземными одностенными резервуарами, при этом допускается укладка усиленной гидроизоляции для предотвращения загрязнения грунта химическими веществами.

Стальные горизонтальные емкости типа РГСПД применяются в основном для хранения топлива на АЗС, различных горючих, взрывоопасных и химически агрессивных веществ на нефтеперерабатывающих предприятиях и в химической промышленности. Встречаются такие изделия и на крупных фермах с собственными тракторными станциями. 

Грунт выступает в качестве теплоизоляции и гасит ударную волну в случае взрыва, не дает текучим жидкостям разливаться по большой площади и локализует ее при возгорании. В такой емкости проще контролировать температуру хранимого продукта и не допускать его перегрева или переохлаждения. Двойные стенки выдерживают большое давление и зачастую цистерна остается целой в случае аварии — могут деформироваться стенки и выбиваться люки, но массового разлива вещества как правило не происходит. РГСПД обеспечивают максимальную безопасность при хранении опасных веществ, но их цена выше по сравнению с другими видами резервуаров.  

Плюсы:

• очень высокая экологическая и пожарная безопасность;
• эстетичность — емкость скрыта под землей;
• экономия места.

Минусы:

• относительно высокая стоимость;
• более сложное техобслуживание;
• трудоемкий монтаж.

Правильный выбор РГС помогает оптимизировать затраты на техническое оснащение предприятия и обеспечить безопасное хранение продуктов.