Анализ методов устранения хлопунов на днищах РВС

В результате технологической эксплуатации резервуара могут возникать различные дефекты его конструкции. Природа дефектов может быть разной, но всех их объединяет одно – они не позволяют вести эксплуатацию резервуара в полном объёме. Одним из видов таких дефектов являются хлопуны.

Хлопун (вмятина) – локальная деформация поверхности конструкции резервуара.

В соответствие с результатами оценки технического состояние вертикальных резервуаров выясняется, что хлопуны составляют примерно 2% от всех всевозможных случаев дефектов [1].

Вред хлопунов проявляется в том, что под действием гидростатического давления хранимой жидкости, он может прогнуться к основанию, или же наоборот выхлопнуть, выгнуться, что также влечёт к увеличению напряжённости металла. Особенно опасно расположение хлопуна вблизи уторного угла [1]. «Игра» хлопунов может привести к трещинам и последующим разрывам сварных соединений. Также наличие хлопунов может повлиять на правильность определения количества топлива, находящегося в резервуаре. К примеру, если хлопун будет находиться точно под люком замерным, и он будет в состоянии, когда прогибается к основанию, то лот измерительной рулетки опустится ниже необходимого уровня и показания будут неверны. Такое развитие событий неверно скажется на учёте топлива и может повлечь за собой различные виды ответственности. Но развитие такого сценария маловероятно, так как на современных складах ГСМ применяются авто- матизированные системы для определения количества и уровня налива топлива.

Всё же наличие дефекта рождает вопрос о его устранении, далее будут рассмотрены способы устранения хлопунов.

Нормативная документация устанавливается специальные размеры хлопунов, что ясно говорит о том, что некоторые резервуары с дефектами можно принять условно разрешёнными к эксплуатации. Допустимые величины высоты хлопунов днища резервуаров, построенных в соответствии с СП 70.13330.2012 «Свод правил. Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87», допустимые величины местных неровностей днища (хлопунов) резервуаров, оценка вмятин и выпучин, имеющих площадь более 5 м2, может выполняться расчетом. Допустимые величины местных неровностей днища (хлопунов) резервуаров, построенных в соответствии с Руководством по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов и ГОСТ 31385-2023 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия», приведены в [2]. В этом же документе указан порядок измерения необходимых размеров для оценки состояния днища.

Существует несколько методов для устранения хлопунов.

• 1.    Первый метод представлен в [3].

• 2.    Второй метод представлен в [4].

  

  Рис. 2. Второй метод

  
  

При ремонте основания резервуаров подбивают края песчаной подушки, заполняют пустоты под днищем в местах хлопунов и исправляют просевшие участки и отмостки. Для ремонта основания применяют гидроизолирующий состав (черный или гидрофобный грунт), состоящий из смеси вяжущего вещества и песка.

Ремонт основания выполняют с подъемом резервуара. Для этого к стенке резервуара приваривают прерывистым швом ребра жесткости из швеллера или двутавра, подводят под них домкраты необходимой грузоподъемности и поднимают резервуар на высоту, превышающую величину осадки на 15-20 см. Затем подбивают просевшую часть основания изолирующим материалом до проектной от- метки. Резервуар можно поднимать также домкратами, установив их в приямки под днищем резервуаров. После опускания резервуара нивелируют окрайки днища.

Если под днищем выявлены пустоты или выпучины (рис. 1) размерами, превышающими допустимые, в днище вырезают отверстие диаметром 20-25 см, засыпают в пустоты изолирующую смесь и уплотняют ее. После этого на вырезанное отверстие устанавливают и приваривают накладку из листа толщиной 5 мм. Размеры накладки выбирают так, чтобы обеспечивался нахлест 30-40 мм.

Рис. 1. Первый метод а – местная просадка основания; б – выпучина в днище; в – отремонтированный участок

Местные просадки основания под полотнищем днища резервуара глубиной не более 150 мм на площади, превышающей 2 м2, устраняют следующим образом. В днище на участке, где имеются пустоты, вырезают одно или несколько отверстий диаметром 200250 мм и подбивают его сухим чистым крупнозернистым песком или гидроизолирующим материалом (9 частей песчаного грунта и 1 часть жидкого битума). Подбивку тщательно уплотняют пневмотрамбовкой. Затем отверстие закрывают круглой накладкой, диаметр которой превышает диаметр отверстия на 100 мм, и приваривают ее по всему контуру плотным швом.

Дефект

Выпучина или хлопун А высотой более 150 мм на площади более 2 м2 с плавным переходом на днище резервуара.

Метод исправления

• 1.    В вершине хлопуна А вырезают отверстие Б диаметром 200-500 мм в зависимости от площади хлопуна и удобства подбивки грунтовой смеси Г. В необходимых случаях вырезают дополнительное отверстие.

• 2.    Пазуху засыпают грунтовой смесью Г (супесчаный грунт, пропитанный битумом), уплотняют глубинным вибратором, пневмотрамбовкой или трамбовкой вручную.

• 3.    Подгоняют круглую накладку В диаметром более отверстия на 100 мм и толщиной не

• 4.    Сварку накладки с днищем выполняют по всему контуру швом с катетом не более 45 мм.

менее толщины днища резервуара.

После рассмотрения методов приступим к их анализу. Безусловно одним из самых явных недостатков первого метода является то, что резервуар поднимается на некоторое расстояние над поверхностью. Это может повлечь за собой изменение его геометрической формы, но для возможного предотвращения этого, привариваются рёбра жёсткости, что увеличивает комплекс работ, ведь мало их установить, после окончания работ их необходимо демонтировать. Также поднятый резервуар может ограничить видимость в зоне ремонта. В обоих методах указано, что необходимо вырезать отверстие некоего диаметра для дальнейших работ. Во втором методе в отличие от первого указано, что отверстие выбирается в зависимости от площади хлопу-на, что может позволить более тщательно провести работы по заполнению пустот грунтовой смесью. Далее в обоих методах указано, что после заполнения на отверстие должна быть подогнана наладка, которая, разумеется, должна быть больше его. Диаметр в первом и втором методе примерно одинаков, но отличается толщина наладки. В первом методе указано, что она должна быть толщиной 5 мм, что кажется неверным, так как днище у резервуаров может быть различной толщины, в зависимости от условий их эксплуатации. Во втором методе указана, что толщина должна быть не менее толщины днища, что кажется верным. Преимуществом первого метода над вторым является то, что в нём также указан порядок устранения хлопунов высотой не более 150 мм. Вопрос состава используемой грунтовой смеси в данной работе рассматриваться не будет, так как он достаточно обширен в связи с тем, что современный уровень науки позволяет проводить его совершенствование относительно легко, путём добавления различных элементов, поэтому библиотека вариантов будет достаточно обширна.

После проведённого анализа в качестве методики для устранения хлопунов предлагается использовать второй вариант, так как он имеет ряд преимуществ по сравнению с первым: меньшая стоимость и меньший комплекс работ, за счёт отсутствия подъёма резервуара, имеются более подробные уточнения на счёт наладки, устанавливаемой на отверстие. Также предлагается доработать данный метод, путём добавления в него устранения хлопунов высотой менее 150 мм и площадью более 2 м2, а также высотой более 150 мм, но площадью менее 2 м2.