Способ защиты поверхности вертикальных резервуаров с использованием полимерного мягкого двухслойного вкладыша

Изобретение относится к способу защиты поверхности вертикальных резервуаров для хранения жидких стоков путем использования полимерного мягкого двухслойного вкладыша. Способ заключается в осуществлении монтажа и креплении полимерного эластичного двухслойного вкладыша (1) в вертикальном резервуаре (2) на стадии а), а также в последующей проверке на целостность материала полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) на стадии b) путем проведения испытания на герметичность каждой замкнутой секции вкладыша (1), выполняемого путем опрессовки с помощью нагнетателя давления, соединенного с манометрической сборкой (д) вкладыша (1). Полимерный мягкий двухслойный вкладыш характеризуется наличием не менее двух герметичных замкнутых секций из полимерного материала, расположенных на нижней (а) и боковой (б) частях вкладыша (1), образованных путем формирования поперечного (в) и продольного (г) швов, манометрическую сборку (д), которой оснащают каждую секцию вкладыша (1). Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения срока службы промышленного оборудования, которое подвергается воздействию агрессивных сред при хранении жидкостей, а также сокращения времени проведения испытаний на целостность используемого полимерного мягкого вкладыша. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области применения полимерных мягких вкладышей для обеспечения защиты и реставрации поверхности промышленного оборудования, в частности – вертикальных резервуаров, от воздействия агрессивных сред при хранении жидкостей, в том числе продуктов нефтяной, химической и других отраслей промышленности.

Уровень техники

Полимерные вкладные резервуары по сравнению с химически стойкими покрытиями, материалами из легированных сталей, железобетонных конструкций обладают рядом существенных преимуществ, к которым относятся:

- экономия капитальных затрат на устройство защитного покрытия из полимерного эластичного резервуара вкладного по сравнению с нанесением химически стойкого покрытия либо использования легированных сталей, железобетонных конструкций. Стоимость полимерных эластичных резервуаров вкладных в несколько раз ниже,

- быстрый и простой монтаж,

- многократный цикл применения и переустановки. Возможность свертывания полимерных эластичных резервуаров вкладных в рулон (пакет) небольшого объема,

- экологическая безопасность при монтаже. Полимерные эластичные резервуары (ПЭР) не подвержены действию коррозии и неблагоприятным воздействиям окружающей среды. Дополнительно, при монтаже не образуется отходов, влияющих на здоровье человека, как в случае нанесения химически стойких покрытий,

- возможность монтажа на резервуары, имеющие значительные объемы, когда нанесение химически стойких покрытий при объемах выше 5000 м³ имеют недостатки по растяжению и расширению покрытия (есть риски возникновения трещин),

- меньшее удельное давление на основание резервуара по сравнению с железобетонными конструкциями и легированной сталью,

- универсальность. Материал резервуара обеспечивает прочность, герметичность и работоспособность изделий в широком температурном диапазоне в ряде случаев от -50°С до +80°С и в практически во всех агрессивно действующих средах продуктов нефтепереработки.

Известен эластичный резервуар для хранения и перевозки жидкостей, представляющий собой герметичную замкнутую оболочку подушкообразной формы, снабженную сливоналивной горловиной [Магула В.Э. и др. Судовые мягкие емкости. - Л.: Судостроение, 1979, с.162-163]. Недостатками известного эластичного резервуара являются риски утечки содержимого в результате механического повреждения материала. При заполнении резервуара нефтепродуктом на его поверхности и в пространстве вокруг него создаются электростатические поля с напряженностью электрического поля от 300 В до 20 кВ. Наблюдается также примерзание оболочки резервуара к грунту при отрицательных температурах в результате конденсации паров воды из атмосферного воздуха на поверхности резервуара, а в случае разгерметизации замкнутой оболочки или утечки нефтепродуктов происходит загрязнение окружающей среды.

Известен эластичный резервуар, содержащий поддон из брезента, на котором размещена с возможностью фиксации замкнутая оболочка, состоящая из двухслойной резинотканевой материи, содержащей силовой слой из высокопрочной вискозной ткани, размещенный между топливостойким покрытием с внутренней стороны и светозащитным - с наружной, при этом все слои соединены между собой с помощью клеев горячего отверждения. На верхнем полотнище резервуара вблизи одного из углов размещена сливоналивная горловина, изготовленная из легких сплавов [Ю.М.Михеев. Резинотканевые резервуары. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977, с.20].

Недостатком данного эластичного резервуара является:

- масса резервуара, обусловленная высокой материалоемкостью (3-5 кг/м²) резинотканевого материала;

- ограниченная область применения резервуара в зонах с температурой ниже минус 30°С, что связанно с использованием в качестве топливостойкого слоя нитрильной резины с температурным пределом хрупкости минус 30°С;

- высокая пожароопасность при наливе нефтепродуктов, обусловленная диэлектрическими свойствами прорезиненной ткани (изолятор) - удельное объемное электрическое сопротивление составляет 10¹¹-10¹² Ом⋅м.

Практика эксплуатации таких резервуаров показала, что среда из нефтепродуктов может влиять на физико-механические характеристики материала (снижается адгезия внутреннего и внешнего слоев, происходит вымывание сажи и пластификаторов и др.). Все это в целом снижает эффективность использования известного резервуара.

Известен мягкий резервуар для жидкостей (ГосНИИ химмотологии, SU1559617, 20.04.2000), содержащий замкнутую оболочку с торцами, покрытием и днищем, сливоналивные патрубки, расположенные в одном из торцов, подогревательное устройство с узлом сворачивания резервуара в рулон, выполненным в виде гибких элементов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени выгрузки жидкости при одновременном снижении трудозатрат, он снабжен эластичной перегородкой, размещенной над днищем с образованием полости для теплоносителя, гибкие элементы выполнены из материала с эффектом памяти формы, имеют различную длину и вмонтированы в перегородку, при этом начальный участок каждого из гибких элементов расположен на одинаковом расстоянии от торца, противоположно расположенного сливоналивным патрубкам.

Известен резервуар для жидкости (25-ый ГосНИИ Минобороны России, RU2134225, опубл. 10.08.1999), содержащий эластичную замкнутую оболочку, состоящую из верхнего и нижнего полотнищ, на верхнем из которых размещены крышка люка-лаза со сливоналивной горловиной и размещенным внутри оболочки приспособлением для повышения полноты слива с проточными отверстиями. Приспособление для полноты слива выполнено в виде пространственной жесткой конструкции, закрепленной по периметру люка-лаза и имеющей диаметральную жесткую вертикальную перегородку, при этом габаритные размеры приспособления для полноты слива определяют по следующим зависимостям:

D′=(0,8…2,2)D;

М=(0,8…2,5)S;

В=(0,2…0,4)d,

где D′ - внешний диаметр приспособления для полноты слива;

D - внешний диаметр кольца крепления крышки люка-лаза;

М - суммарная площадь проточных отверстий в боковых стенках приспособления для полноты слива;

S - площадь сечения сливоналивной горловины;

В - высота диаметральной жесткой вертикальной перегородки под сливоналивной горловиной;

d - внутренний диаметр сливоналивной горловины.

Также известен мягкий полимерный резервуар для воды и нефтепродуктов (ООО "Нефтетанк", RU2424967, опубл. 27.07.2011), содержащий замкнутую полимерную оболочку с торцами, покрытием и днищем, сливоналивные патрубки, отличающийся тем, что замкнутая оболочка выполнена двойной с герметичной полостью между оболочками, причем соседние оболочки внутри полости соединены перемычками, а из полости наружу резервуара герметично подведен воздушный шланг с функцией накачки через него воздухом полости, причем внутренняя оболочка резервуара выполнена из ПВХ и полиуретана (ПУ), соотношение которых выбрано, исходя из доли 50% на 50% от общего вещества. Данное решение выбрано за прототип.

Недостатком данных изобретений является трудоемкий процесс проведения испытания на герметичность материала, отсутствие возможности использования в существующих вертикальных резервуарах для обеспечения надежности и увеличения времени эксплуатации конструкций, затраты по времени на обнаружение повреждений материала для проведения ремонтных работ.

Краткое описание изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение защиты днищ и стенок вертикальных резервуаров путем использования полимерного мягкого вкладыша, а также проверки герметичности и оперативного обнаружения мест повреждений и утечек агрессивных сред, разрушающих материал существующих резервуаров, в частности - стальных, железобетонных конструкций, внутреннее антикоррозионное покрытие резервуаров и т.д.

Технический результат изобретения заключается в увеличении срока службы промышленного оборудования, которое подвергается воздействию агрессивных сред при хранении жидкостей, а также сокращении времени проведения испытаний на целостность используемого полимерного мягкого вкладыша.

Еще один технический результат заключается в снижении капитальных затрат на проведение диагностики и ремонта промышленного оборудования, в частности – вертикальных резервуаров.

Данная техническая задача решается, и достижение технического результата обеспечивается за счет использования полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1), который включает не менее двух герметичных замкнутых секций, расположенных на нижней (а) и боковой (б) части вкладыша, а также за счет проведения проверки целостности материала указанного полимерного мягкого двухслойного вкладыша. Герметичная замкнутая секция (а), покрывающая днище резервуара, образована путем формирования поперечного шва (в) между слоями данного вкладыша. Герметичная замкнутая секция (б), покрывающая стенки резервуара, образована за счет формирования поперечных (в) и продольных (г) швов между слоями указанного вкладыша. Проверка целостности материала используемых полимерных мягких двухслойных вкладышей проводится путем испытаний на герметичность с помощью опрессовки каждой замкнутой секции путем нагнетания газовоздушной смеси через воздушный шланг, соединяющий манометрическую сборку (д) и нагнетатель давления.

Наличие герметичных замкнутых секций в конструкции полимерного мягкого двухслойного вкладыша позволяет проводить определение целостности его материала на стадиях до и после заполнения вертикальных резервуаров жидкостью, в частности – стоками с промышленных нефтехимических и химических производств, без осуществления дополнительных операций по демонтажу ранее установленного вкладыша.

Таким образом, преимуществом заявленного изобретения является:

- увеличение срока эксплуатации существующих резервуаров;

- снижение капитальных затрат на проведение диагностики внутренней поверхности резервуаров на наличие повреждений;

- уменьшение времени проведения испытания на целостность используемого полимерного мягкого двухслойного вкладыша;

- экологическая безопасность, которая обеспечивается благодаря двойной защите основного материала резервуара от воздействия агрессивных сред. При условии повреждения одного из слоев полимерных мягких двухслойных вкладышей среда не будет взаимодействовать с покрытием резервуара, повреждение будет обнаружено при периодическом осмотре, который должен быть определен в зависимости от скорости коррозии основного материала резервуара. При этом скорость коррозии основного материала определяют по контрольному образцу, в качестве которого используют, например, купон из стали или полимерную ленту, которые не менее чем на 1 месяц помещают в ту же жидкую агрессивную среду, что хранится в резервуаре.

Краткое описание фигур

Для пояснения технических решений, раскрывающих суть настоящего изобретения, представлена Фиг. 1.

На Фиг. 1 представлена схема полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1), где (а) – нижняя герметичная замкнутая секция, (б) – боковая герметичная замкнутая секция, (в) – поперечные межслойный шов, (г) продольный межслойный шов, (д) - манометрическая сборка для проведения проверки целостности замкнутых секций.

Подробное описание изобретения

Далее приводится подробное описание различных аспектов и вариантов реализации настоящего изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением способ защиты поверхности вертикальных резервуаров для хранения жидких стоков заключается в установке полимерного мягкого двухслойного вкладыша в резервуар и проверке целостности всех замкнутых секций путем их опрессовки.

Более конкретно, способ защиты поверхности вертикальных резервуаров для хранения жидких стоков включает следующие стадии:

a) осуществляют монтаж полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) и крепление верхней части смонтированного в вертикальном резервуаре (2) полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) на верхнюю часть вертикального резервуара (2) и крепление каждой секции вкладыша (1) на стенках и днище резервуара (2), в точках, определяемых на месте;

b) проводят проверку на целостность материала полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) путем проведения испытания на герметичность каждой замкнутой секции вкладыша (1), выполняемого путем опрессовки с помощью нагнетателя давления, соединенного с манометрической сборкой (д) вкладыша (1);

c) необязательно проводят повторную проверку на целостность материала вкладыша (1), включающую осуществление действий в соответствии со стадией b),

отличающийся тем, что используют полимерный мягкий двухслойный вкладыш (1), который включает не менее двух герметичных замкнутых секций из полимерного материала, расположенных на нижней (а) и боковой (б) частях вкладыша (1), образованных путем формирования поперечного (в) и продольного (г) швов, манометрическую сборку (д), которой оснащают каждую секцию вкладыша (1).

В соответствии с настоящим изобретением полимерный мягкий двухслойных вкладыш (1) включает герметичные замкнутые секции, расположенные на нижней (а) и боковой (б) частях вкладыша (1). Герметичная замкнутая нижняя секция (а) образована путем формирования поперечного шва (в) между слоями данного вкладыша, и покрывает днище вертикального резервуара (2). Герметичная замкнутая боковая секция (б) образована за счет формирования поперечных (в) и продольных (г) швов между слоями указанного вкладыша, и покрывает стенки вертикального резервуара (2). Количество герметичных замкнутых секций вкладыша (1) составляет не менее 2. В одном из вариантов данного изобретения, количество указанных замкнутых секций не ограничено. Увеличение количества герметичных замкнутых секций, образованных между слоями вкладыша (1), позволяет повысить эффективность проверки целостности материала вкладыша (1), а также сократить время на обнаружение и устранение повреждений материала вкладыша (1).

Каждая сформированная между двумя слоями материала полимерного мягкого вкладыша (1) замкнутая секция (а, б) включает манометрическую сборку (д). Манометрическая сборка (д) включает следующие связанные между собой составляющие: патрубок, манометр, запорно-регулирующую арматуру (ЗРА), клапан предохранительный. Манометр, в одном из вариантов изобретения, характеризуется классом точности не более 0,15 атм и пределом измерения не менее 5 атм. Количество ЗРА составляет не менее двух, один – перед манометром, второй – перед подачей газовоздушной смеси.

Полимерный мягкий двухслойный вкладыш, как правило, изготовлен из поливинилхлорида, термопластичного полиуретана, поливинилиденфторида, поливинилиденхлорида, линейного полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности, предпочтительно из поливинилхлорида.

Монтаж полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) в вертикальном резервуаре (2) осуществляют путем размещения в резервуаре (2) вкладыша (1) и крепления верхней части смонтированного в резервуаре (2) полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) на верхнюю часть резервуара (2) в точках, определяемых на месте.

Перед стадией а), как правило, проводят фосфатирование с последующей огрунтовкой внутренней поверхности эксплуатируемых резервуаров (2) с целью его защиты от коррозии. Для фосфатирования поверхности резервуара (2), в одном из вариантов изобретения, используют фосфорную кислоту. Для огрунтовки выбирают материал в соответствие со стойкостью к хранимому продукту, как правило, не менее 1 мес. для агрессивных сред. В одном из вариантов изобретения, для огрунтовки используют эмаль Полак ЭП 41 №3 ТБС или ее аналоги.

Далее на стадии b) проводят проверку целостности материала полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) путем опрессовки каждой замкнутой секции вкладыша (1) с помощью нагнетателя давления, соединенный с манометрической сборкой (д) вкладыша (1).

Проверка целостности материала вкладыша (1), как правило, проводят в дневное время суток для исключения риска повышения или понижения давления по причине возможного перепада температуры окружающей среды.

Нагнетатель давления выбирают из группы оборудования, которая включает электрический компрессор и механический насос. Нагнетатель давления соединяют с манометрической сборкой (д) вкладыша (1) при помощи гибкого шланга.

Гибкий шланг, в одном из вариантов изобретения, подводят к герметичной замкнутой нижней секции (а) вкладыша (1) через патрубок, который расположен сбоку на нижнем поясе или под днищем самого резервуара. К герметичным замкнутым боковым секциям (б) вкладыша (1) подводят гибкий шланг через верхнее технологическое окно крыши резервуара (1) или патрубки верхнего пояса резервуара (1).

В качестве нагнетающей среды используют газовоздушную смесь или азот в случае хранения горючих или легковоспламеняющиеся жидкостей. В одном из вариантов изобретения, значение давления в ходе испытаний проверки целостности путем опрессовки составляет не более 0,3 атм, предпочтительно не более 0,25 атм. Далее проводят выдерживание давления в ходе испытаний в течение 60 минут, предпочтительно в течение 15 минут.

Герметичными считают замкнутые секции вкладыша (1) при условии, что значение достигнутого давления в секции изменяется не более чем на 0,02 атм в течение времени выдерживания давления. В случае изменения значений давления в ходе испытаний на целостность более чем на 0,02 атм, в одном из вариантов изобретения, проводят устранение повреждений путем наложения заплатки на место повреждения материала вкладыша (1) с дальнейшим повторным проведением испытаний на целостность материала замкнутой секции вкладыша (1).

1. Способ защиты поверхности вертикальных резервуаров для хранения жидких стоков путем использования полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1), включающий следующие стадии:

a) осуществляют монтаж полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) и крепление верхней части смонтированного в вертикальном резервуаре (2) полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) на верхнюю часть вертикального резервуара (2) и крепление каждой секции вкладыша (1) на стенках и днище резервуара (2), в точках, определяемых на месте;

b) проводят проверку на целостность материала полимерного мягкого двухслойного вкладыша (1) путем проведения испытания на герметичность каждой замкнутой секции вкладыша (1), выполняемого путем опрессовки с помощью нагнетателя давления, соединенного с манометрической сборкой (д) вкладыша (1),

отличающийся тем, что используют полимерный мягкий двухслойный вкладыш (1), который включает не менее двух герметичных замкнутых секций из полимерного материала, расположенных на нижней (а) и боковой (б) частях вкладыша (1), образованных путем формирования поперечного (в) и продольного (г) швов, манометрическую сборку (д), которой оснащают каждую секцию вкладыша (1).

2. Способ по п.1, где секции смонтированного вкладыша (1) представляют собой герметичные замкнутые секции, расположенные на нижней (а), прилегающую к днищу резервуара, и боковой (б), прилегающие к стенке резервуара, частях.

3. Способ по п.1, в котором каждая замкнутая секция вкладыша (1) включает манометрическую сборку (д).

4. Способ по п.3, в котором манометрическая сборка (д) включает патрубок, манометр, запорно-регулирующую арматуру (ЗРА), клапан предохранительный.

5. Способ по п.3, где используют манометр манометрической сборки (д), который характеризуется классом точности не более 0,15 атм и пределом измерения не менее 5 атм.

6. Способ по п.1, где полимерный мягкий двухслойный вкладыш (1) изготовлен из поливинилхлорида, термопластичного полиуретана, поливинилиденфторида, поливинилиденхлорида, линейного полиэтилена низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, предпочтительно из поливинилхлорида.

7. Способ по п.1, где перед стадией а) проводят фосфатирование с последующей огрунтовкой внутренней поверхности резервуара (2).

8. Способ по п.1, где нагнетатель давления на стадии b) выбирают из группы оборудования, которая включает электрический компрессор или механический насос.

9. Способ по п.1, где нагнетатель давления соединяют с манометрической сборкой (д) вкладыша (1) при помощи гибкого шланга.

10. Способ по п.9, где гибкий шланг подводят к герметичной замкнутой нижней секции (а) вкладыша (1), прилегающим к днищу резервуара (1) через патрубок, расположенный сбоку на нижнем поясе или снизу под днищем самого резервуара.

11. Способ по п.9, где гибкий шланг подводят к герметичным замкнутым боковым секциям (б) вкладыша (1) через верхнее технологическое окно крыши резервуара (1) или патрубки верхнего пояса резервуара (1).

12. Способ по п. 1, в котором в качестве нагнетающей среды используют газовоздушную смесь или азот.

13. Способ по п. 1, в котором давления в ходе испытаний проверки целостности на стадии b) путем опрессовки составляет не более 0,3 атм, предпочтительно не более 0,25 атм.

14. Способ по п.1, в котором давление в ходе испытаний на стадии b) выдерживают в течение 60 минут, предпочтительно в течение 15 минут.

15. Способ по п. 1, в котором герметичными считают замкнутые секции вкладыша (1) при условии, что значение давления изменяется не более чем на 0,02 атм в течение времени выдерживания давления.

16. Способ по п. 1, в котором необязательно проводят повторную проверку на целостность материала вкладыша (1), включающую осуществление действий в соответствии со стадией b).