Испытание вентильных разрядников

Измерение сопротивления изоляции изолирующих оснований разрядников с регистраторами срабатываний.

Производится при капитальном ремонте, и в межремонтный период. Измеряется мегаомметром на напряжение 1000 — 2500 В.Измеренное сопротивление изоляции изолирующих оснований разрядников с регистраторами срабатывания должно быть не мене 1 МОм. Регистраторы срабатывания служат для учета количества срабатывания вентильных разрядников.

По их показаниям в ряде случаев удается установить причину повреждения оборудования от перенапряжений. Регистраторы срабатывания являются обязательным элементом разрядников на номинальное напряжение 6 кВ и выше. Промышленность для этой цели выпускает два типа счетчиков (регистраторов):

РВР — регистратор вентильных разрядников и РР — регистратор разрядников (см. рис. 5). При пробое искровых промежутков разрядника через резистор 1 проходит импульсный ток, который создает на нем падение напряжения. При достижении напряжения 2 – 2,5 кВ искровой промежуток 2 пробивается и ток проходит через плавкую вставку 3.

Плавкая вставка выполняется из нихромовой проволоки диаметром 0,1 мм и служит упором для отсчетного барабанчика с циферблатом. При прохождении тока плавкая вставка сгорает, и барабанчик поворачивается до упора следующей вставки при этом в окошечке РВР появляется следующая цифра. Появление красной риски означает, что счет окончен. Барабанчик счетчика снова заряжается новой проволокой.

Рис. 5. Схема регистратора срабатывания РВР (а) и РР (б).
1 — резистор; 2, 4 — искровой промежуток; 3 — плавкая вставка; 5 — электромагнитный счетчик телефонного типа; 6 — тервитовый диск.
Искровой промежуток 4 служит для ограничения величины перенапряжения в счетчике в случае, если произойдет повторное срабатывание разрядника в момент поворота барабанчика, когда сгоревшая плавкая вставка заменяется следующей.
Счетчики типа РР предназначены для применения с разрядниками, амплитуда сопровождающего тока которых не превышает 100 А.
Для импульсного тока индуктивность электромагнитного счетчика представляет большое сопротивление, поэтому импульсный ток проходит через тервитовый диск.
Электромагнитный счетчик приводится в действие при прохождении через него сопровождающего тока.

Описание некоторых резервуаров

Резервуар РВС 400, характеристики которого отличаются только малыми размерами, рассчитан на 400 кубометров нефтепродуктов. Обращая внимание на слово «малыми» надо понимать, что его размер меньше лишь по отношению к более крупным аналогам.

Например, высота стенки РВС 400 составляет 7,5 метра. Он прекрасно подходит для заправочных станций и хозяйств, где не требуется хранение большого количества нефтепродуктов. У резервуара РВС 400 технические характеристики могут несколько отличаться, в зависимости от стали и оснащения, которые подбираются под условия, свойства хранимого продукта и пожелания заказчика.

Резервуар РВС 1000 по техническим характеристикам соответствует РВС 400 всем, кроме размеров. Высота его стенки равна 12 метров, а диаметр основания составляет 10,5 метров. Характерно, что РВС 400 имеет диаметр основания 8,5 метров, что не намного меньше.

Это ярко демонстрирует то, насколько мало места на участке занимают вертикальные цилиндрические резервуары большой емкости, и то, насколько они выгоднее большого количества малых аналогов. С другой стороны этот же РВС может иметь более широкое днище и низкую стенку при сохранении внутренней емкости.

Резервуар РВС 2000, технические характеристики которого не отличаются от прочих РВС, является основой резервуарного парка крупных перевалочных, транспортных и перерабатывающих предприятий. Увеличение внутреннего объема может происходить двумя путями: посредством увеличения высоты (при этом придется усиливать стенку дополнительными ребрами жесткости), либо посредством увеличения диаметра основания. Чем больше внутренний объем, тем выше требования к толщине стенки и (или) несущим конструкциям.

Резервуар РВС 10000, характеристики которого аналогичны, отличается лишь размерами – т.е. диаметром днища и высотой и толщиной стенки. Все эти параметры могут в определенных пределах варьироваться при сохранении полезного объема.

Минимальная высота резервуаров ограничена только целесообразностью, площадью участка и спецификой оснащения. Нет смысла строить широкий, но низкий РВС, если из него не получится слить все содержимое без остатка, а большая площадь «зеркала» приведет к интенсивному испарению ценного сырья.

. Разрядники 6 КВ, 10 КВ, 35кВ, 110 кВ, 220 кВ

Основные характеристики разрядников 6-220 кВ приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Технические характеристики разрядников 6 кВ, 10 кВ

Таблица 3 – Технические характеристики разрядников 35кВ, 110 кВ, 220 кВ

Диагностика

Общий срок службы резервуара обеспечивается проведением регулярного двухуровневого диагностирования с оценкой технического состояния и проведением ремонтов (при необходимости)[15].

Периодичность частичного или полного диагностирования зависит от особенностей конструкции и конкретных условий эксплуатации резервуара[15]. Полное техническое диагностирование резервуаров проводится с интервалом не более 10 лет; конкретные сроки назначаются экспертной организацией[15].

Двухуровневое диагностирование резервуаров включает в себя[15]:

Первое частичное диагностирование проводится[15]:

Измерение пробивных напряжений при промышленной частоте.

Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте должно быть в пределах значений, указанных в табл. 7.

Таблица 7. Пробивное напряжение искровых промежутков элементов вентильных разрядников при промышленной частоте

Измерение пробивного напряжения для разрядников без шунтирующих резисторов производится по схеме рис. 4.а. Напряжение регулируется с помощью регулятора типа РНО. Контроль напряжения допускается производить по вольтметру, установленному в первичной цепи испытательного трансформатора.

Измерение пробивного напряжения разрядников с шунтирующими резисторами (РВС, РВМ, РВМГ и др.) производится по методике завода-изготовителя и только при наличии специальной испытательной аппаратуры (см. схему рис. 4,б), позволяющей довести испытательное напряжение на разряднике до пробивного в течение не более 0,5 с, но не менее 0,1 с и ограничивающий ток через разрядник до 0,1 А во избежание перегрева и повреждения шунтирующих сопротивлений.

Интервал перед повторным пробоем должен быть не менее 10 с. Пробивное напряжение измеряется при помощи электронного осциллографа, включенного через емкостной делитель. Отключение установки при пробое разрядника осуществляется посредством реле практически мгновенно, но не более чем через 0,5 с.

Рис. 4,а. Схема измерения пробивного напряжения вентильного разрядника.
1 — регулировочный трансформатор; 2 — испытательный трансформатор; 3 — токоограничивающий резистор; 4 — искровой разрядник; 5 — измеряемый разрядник

Рис. 4,б. Схема измерения пробивного напряжения вентильного разрядника с шунтирующими резисторами. 1 — регулировочный трансформатор; 2 — испытательный трансформатор; 3 — емкостной делитель напряжения; 4 — реле; 5-измеряемый разрядник

Проведение периодических проверок, измерений и испытаний вентильных разрядников, находящихся в эксплуатации

В процессе эксплуатации за разрядниками ведется систематический надзор, который состоит из периодических осмотров, плановых ремонтов и профилактических испытаний. Перед производством измерений и испытаний вентильные разрядники должны быть подвергнуты осмотру, при котором необходимо проверять целостность фарфоровых покрышек, на которых могут быть сколы и трещины, особенно вблизи фланцев.

Трещины в покрышках могут появляться по разным причинам, например при упоре подставных лестниц к разрядникам во время их чистки от загрязнений, от перетяжки ошиновки при монтаже (с понижением температуры наружного воздуха тяжение увеличивается и разрушает фарфоровую покрышку), от установки тяжелых переносных заземляющих закороток на ошиновку разрядника.

Сильные порывы ветра, создающие нагрузку на разрядник, также могут вызвать трещины в фарфоровых покрышках. Наряду с внешними механическими нагрузками на разрядники существенное влияние оказывают и термомеханические усилия, возникающие в разрядниках вследствие различия температурных коэффициентов фарфора, цемента и металла при резких изменениях температуры наружного воздуха, а также усилия от замерзшей воды, проникшей в цементные швы при нарушении их защитного покрова.

При этих усилиях могут давать трещины как фарфоровая покрышка, так и силуминовые фланцы. С целью предупреждения попадания влаги в полость разрядника в эксплуатации цементные швы между фланцем и фарфоровой покрышкой должны быть целыми и закрашены влагостойкой масляной или эмалевой краской.

Следует иметь в виду, что загрязнение поверхности фарфоровых покрышек элементов разрядника вызывает искажение распределения напряжения по искровым промежуткам, перегрев шунтирующих резисторов каскадный пробой искровых промежутков при рабочем напряжении, причем на разрядники, состоящие из нескольких рабочих элементов, загрязнение оказывает большее влияние, чем на одноэлементные разрядники на то же напряжение.

Особое внимание следует обратить на появление потеков ржавчины на поверхности фарфоровых покрышек. Эти потеки появляются вследствие несвоевременного прокрашивания головок и гаек крепежа элементов разрядника. Потеки образуют проводящие дорожки по фарфору и могут привести к перекрытию разрядника по поверхности.

Опыт эксплуатации показал, что вентильные разрядники могут иметь также повреждения, которые невозможно выявить наружными осмотрами разрядников. Такие повреждения, как правило, имеют место внутри разрядника при нарушении герметизации разрядников и проникновения влаги во внутреннюю полость.

При увлажнении у некоторых промежутков снижается разрядное напряжение вследствие закорачивания их каплями воды или продуктами коррозии электродов. Частичное увлажнение шунтирующих резисторов приводит к неравномерному распределению напряжения по искровым промежуткам, снижению пробивного напряжения и дугогасящих свойств разрядника.

Разрядники с пониженным пробивным напряжением срабатывают при внутренних перенапряжениях, на которые они не рассчитаны, и разрушаются. У дисков нелинейных последовательных резисторов при увлажнении значительно изменяются характеристики: повышается коэффициент вентильности и уменьшается их пропускная способность.

Встречаются также разрывы цепи в шунтирующих резисторах и между последовательным резистором и герметизирующей латунной прокладкой. В первом случае лопаются шунтирующие резисторы или заклепки, а во втором сползает резиновая прокладка, и диски последовательных резисторов, упираясь в нее, разрывают цепь.

Такие повреждения появляются в результате некачественной сборки разрядников или при неправильной их транспортировке. Все перечисленные повреждения вызывают изменение электрических характеристик разрядника, следовательно для выявления таких повреждений достаточно проверить характеристики разрядника, по которым можно судить о его состоянии.

Измерение сопротивления элемента разрядника.

Измерения сопротивления разрядника, как общее, так и составляющих элементов, производят мегаомметром на напряжение 2500 В. Сопротивление изоляции элемента не нормируется. Для оценки изоляции сопоставляются измеренные значения сопротивлений изоляции элементов одной и той же фазы разрядника; кроме того, эти значения сравниваются с сопротивлением изоляции элементов других фаз комплекта или данными завода-изготовителя.

Разрядники типа РВС, собираемые в колонну из отдельных элементов, разделяются по сопротивлению на шесть групп (см. табл. 1). Для равномерного распределения напряжения рекомендуется собирать разрядники из элементов одной группы. Элемент с меньшим сопротивлением должен располагаться ближе к проводу (шине), находящемуся под напряжением, а элемент с большим сопротивлением устанавливается ближе к фундаментной плите (земле).

Таблица 1. Характеристики элементов разрядников PBC

В табл. 2 — 4 представлены характеристики разрядников типа РВМ, РВМГ и РВМК.

Таблица 2. Характеристики разрядников PBM

Таблица 3. Характеристики разрядников РВМГ

Таблица 4. Характеристики разрядников РВМК

Измерение сопротивления разрядников позволяет выявить увлажнение внутренних деталей при нарушении герметичности разрядников, обрыв цепи шунтирующих резисторов или другие дефекты, связанные с увеличением тока утечки разрядников РВП или резким изменением величины тока проводимости разрядников РВС, РВМГ или РВВМ.

Как отмечалось, сопротивление элементов разрядников не нормируется. Поэтому, рекомендуется, для ориентировки, принимать во внимание данные табл. 1 — 4. Peзультаты измерений следует также сравнивать с результатами заводских испытаний. Сопротивление элементов разрядников необходимо измерять после дождливого периода в сухую погоду без тумана, росы и при температуре окружающего воздуха не ниже 5°С.

При этом следует обращать внимание на чистоту и отсутствие влаги на фарфоровых покрышках, а также на надежность контактов в измерительной цепи.При измерениях сопротивления разрядников необходимо проверять также сопротивление изоляции изолирующих оснований разрядников и регистраторов срабатывания. Сопротивление их изоляции измеряется мегаомметром на напряжение 2500 В.

Допустимые токи проводимости (токи утечки) отдельных элементов вентильных разрядников приведены в табл. 5.

Таблица 5. Ток проводимости (утечки) элементов вентильных разрядников

Примечание: Данные табл. 1.8.32 ПУЭ.

Измерение токов утечки и токов проводимости разрядников с шунтирующими сопротивлениями позволяет выявить такие же дефекты, как и измерение сопротивления разрядников мегаомметром, но на несколько более ранней стадии их развития. Высокое постоянное напряжение для измерения токов проводимости и утечки разрядников можно получить от кенотронного аппарата АИИ-70 (см. рис. 1).

Измерения производятся для каждого элемента в отдельности. При этом пульсация выпрямленного напряжения должна быть не более 10%. Аппарат АИИ-70 имеет однополупериодное выпрямление, поэтому для снижения пульсации в измерительную схему включается конденсатор, емкость которого зависит от типа разрядника и должна соответствовать данным табл. 6. Включение конденсатора позволяет уменьшить пульсацию до 3% амплитудного значения напряжения.

Таблица 6. Емкости для сглаживания выпрямленного напряжения при измерении токов проводимости разрядников

В качестве сглаживающих могут быть применены любые конденсаторы, в частности, косинусные. Выпрямленное напряжение на испытываемый разрядник следует подавать с помощью экранированного проводника с целью исключения из показаний микроамперметра тока утечки по поверхности изолятора.

Рис. 1. Схема измерения тока утечки вентильного разрядника. 1 — регулировочный трансформатор; 2 — испытательный трансформатор; 3 — выпрямитель; 4 — киловольтметр; 5 — сглаживающий конденсатор; 6 — микроамперметр; 7 — разрядник защиты микроамперметра; 8 — экранированными провод; 9 — испытуемый разрядник.

Токи проводимости вентильных разрядников зависят от напряжения источника питания, поэтому контроль выпрямленного напряжения при измерении токов проводимости производят на стороне высшего напряжения, например, киловольтметром типа С19б или С-100 или измеряют токи утечки при помощи эталонного элемента, отградуированного для данного типа разрядников.

Для этого в схему измерения токов проводимости вместо испытываемого разрядника устанавливают эталонный элемент СН-2, постепенно увеличивают при помощи регулировочного устройства испытательное напряжение до значения, при котором ток проводимости равен среднему нормированному значению для данного типа разрядника.

Затем в схему устанавливается испытуемый элемент вместо эталонного и измеряется его ток проводимости при том же испытательном напряжении. Если ток проводимости при этом соответствует норме, то элемент разрядника удовлетворяет требованиям. Градуирование эталонного элемента производят отдельно для каждого типа разрядника.

При отсутствии эталонного элемента в схему измерения устанавливают один из контролируемых элементов и определяют значение выпрямленного напряжения, при котором ток проводимости равен среднему нормированному для испытываемого типа разрядника. После этого при том же испытательном напряжении измеряют токи проводимости всех элементов и, сравнивая эти токи, определяют исправность элементов разрядника.

Измерение напряжения на низкой стороне недопустимо, так как при этом не учитывается искажение формы кривой напряжения и падение напряжения в трансформаторе, что может привести к заметным погрешностям. Так например, для разрядников РВС-33 разница напряжений при измерении на низкой стороне и на высокой стороне киловольтметром может достигать 15 — 18 % .

Схема, приведенная на рис. 9.1, громоздка, неудобна в условиях открытого распределительного устройства и работа с ней связана с повышенной опасностью. Для избежания указанных недостатков разработан и успешно применяется малогабаритный источник высокого напряжения постоянного тока.

Этот источник состоит из преобразователя и умножителя напряжения. Питание от сети 220 В переменного тока частотой 50 Гц. Принципиальная схема источника представлена на рис. 9.2. Преобразователь напряжения включает в себя регулируемый выпрямитель на 10-20 В, генератор напряжения 2 — б кВ частотой 2 — 5 кГц, схему регулирования напряжения.

Смонтирован преобразователь в металлическом корпусе, в котором установлены кроме того приборы для измерения высокого напряжения с пределом измерения до 35 кВ и тока — до 1500 мкА. Напряжение 2 — б кВ частотой 2 — 5 кГц через специальный разъем на панели преобразователя поступает по коаксиальному кабелю на умножитель напряжения.

Последний имеет пять ступеней, выполненных на выпрямительных столбиках КЦ-201Е (Uобр = 15 кВ) и на конденсаторах типа КВИ-2200 пФ, (Uн=10 кВ). Умножитель смонтирован в бакелитовой трубе, в которой также расположен набор ограничительных сопротивлений для измерения напряжения на выходе устройства.

Рис. 2 Схема малогабаритного источника выпрямленного напряжения

Во время измерения с помощью этого устройства с разрядника должно быть снято заземление. Данное устройство может быть использовано также для испытаний кабельных линий. Предусмотрена возможность получения выпрямленного напряжения до 60 кВ путем включения дополнительного умножителя напряжения.

Измерения токов проводимости разрядников, составленных из отдельных элементов, производятся по схемам, указанным на рис. 3 и 4. Не допускается испытание разрядников, находящихся на открытых подстанциях, в туманную и дождливую погоду, во время выпадания росы, а также при температуре ниже 5°С.

Для подсоединения провода к электродам разрядника непосредственно с земли используют специальные высоковольтные штанги. Требования к таким штангам аналогичны требованиям, предъявляемым к измерительным штангам. Длина штанги 3,5 — 5 м в зависимости от конструкции опор, на которых установлены разрядники.

Периодичность испытаний штанг для производства измерений на разрядниках 1 раз в год (перед периодом измерений). Величина испытательного напряжения 100 кВ. Время испытаний 5 мин. Запрещается для присоединения проводов влезать на колонку разрядника или прислонять к нему лестницу, т.к. это может вызвать повреждение фарфоровых рубашек, армировки фланцев и падение разрядника.

При измерении следует иметь в виду, что после отключения кенотронного аппарата на высоковольтном проводе и конденсаторе сохранится высокое напряжение. Поэтому перед каждым прикосновением к высоковольтному проводу, конденсатору и выносному прибору, а также перед присоединением проводов, конденсатор необходимо разрядить разрядной штангой и заземлить.

Во избежание повреждения микроамперметра при разряде конденсатора, подключение разрядной штанги следует производить к вводу конденсатора или к выводу кенотронного аппарата. При измерениях, проводимых в помещении, разрядники должны быть выдержаны в нем не менее четырех часов в летнее время и не менее восьми часов в зимнее время.

Поверхность покрышки должна быть чистой и сухой. Применять воду для обмывки фарфора не рекомендуется, так как при этом требуется длительная сушка и повторное испытание. При измерении тока проводимости разрядников при температуре окружающей среды отличной от 20°С, следует вносить температурную поправку на результат измерения, составляющую 3% на каждые 10°С отклонения температуры.

Причем, при положительном отклонении температуры — поправка отрицательная, при отрицательном — положительная. Существенное уменьшение тока проводимости по отношению к нормальной величине указывает на обрыв в цепи шунтирующих сопротивлений.Увеличение проводимости является, как правило, результатом проникновения внутрь разрядника влаги, при этом значительные повышения проводимости происходят в случаях закорачивания части шунтирующих сопротивлений каплями влаги или отложения продуктов коррозии между электродами искровых промежутков.

Рис. 9.3. Схемы измерения тока проводимости разрядника из нескольких элементов с не заземленным высоковольтным электродом (а) и с заземленным (б). * — измеряемый элемент разрядника.

Измерение тока проводимости (тока утечки).

Производится при капитальном ремонте, и в межремонтный период.Измерение осуществляется с помощью источника выпрямленного напряжения, например аппарата АИИ-70. При этом пульсация выпрямленного напряжения должна быть не более 10 %. Периодичность проверки 1 раз в 6 лет, а также в случаях, когда при измерении мегаомметром обнаружено изменение сопротивления разрядника на 30 % и более по сравнению с заводскими данными или данными предыдущих измерений.

Допустимые пределы проводимости (утечки) устанавливаются согласно заводским данным или местным инструкциям. О порядке измерения тока проводимости (тока утечки) следует руководствоваться указаниями выше настоящего Пособия, а также методикой завода-изготовителя.

При эксплуатации осуществляют контроль состояния многоэлементных разрядников, находящихся под рабочим напряжением, с помощью специальной штанги. Этот метод контроля заключается в измерении тока через нелинейные сопротивления специальной штанги, которые подсоединяются параллельно нижнему (первому от «земли» ) элементу разрядника.

Рис. 6. Схема измерения с помощью специальной штанги

Нелинейность сопротивлений обеспечивает чувствительность схемы при изменении сопротивления какого-либо элемента контролируемого разрядника. Измерение тока производится микроамперметром постоянного тока на 200 мкА (для разрядников типа PBC) или на 500 мкА (для разрядников типа PBMI Прибор включается через выпрямительный мостик.

Оценку состояния элементов разрядника производят сравнением полученных значений тока с данными предыдущих измерений. Первичные измерения необходимо производить на заведомо исправных разрядниках. В случаях значительных (более 15 %) изменений показаний прибора по сравнению с данными предыдущих измерений, контролируемый разрядник должен быть подвергнут обычным испытаниям — измерению сопротивления элементов разрядника мегаомметром на 2500 В или, при необходимости, тока проводимости .

Только после этого делают окончательное заключение о состоянии элементов разрядника. На результат измерения влияют изменения температуры воздуха и напряжения на шинах подстанции. Эти величины должны фиксироваться в протоколе замеров. При оценке результатов измерений необходимо учитывать характер изменений показаний прибора по всем фазам данного разрядника, а также и других разрядников подстанции.

Измерения производят при температуре воздуха не ниже 5°С.Перед сезоном измерений должна быть снята вольтамперная характеристика штанги и сверена с первоначальной. Штангой можно прикасаться только к первому от «земли» элементу разрядника.

История

В 1883 году В. Г. Шухов написал статью «Механические сооружения нефтяной промышленности», которая была опубликована в журнале «Инженер»[4]. В статье рассматривалось рациональное устройство РВС для хранения жидкостей[4].

В 1880-х годах XIX века в России построено 130 РВС, а к 1917 году — 3,24 тыс. РВС, к 1939 году в СССР было уже около 10 тыс. РВС[4].

В 1931 году при участии Шухова был разработан первый общесоюзный стандарт ОСТ 5125 на клёпаные стальные резервуары ёмкостью до 10,55 тыс. м3, что вывело отечественное резервуаростроение на совершенно новый уровень[5].

Исходные данные для проектирования

Заказчиком в составе технического задания на проектирование (ТЗ) предоставляются исходные данные для проектирования металлических конструкций и фундамента резервуара, также Заказчик участвует в контроле за их изготовлением, монтажом и при испытаниях и приёмке резервуара через уполномоченных представителей.

Исходные данные для проектирования, предоставляемые Заказчиком проектировщику[8]:

При непредоставлении полного задания от Заказчика условия эксплуатации принимаются Проектировщиком с учётом положений и требований стандартов, строительных норм и правил и согласовываются с Заказчиком в техническом задании на проектирование[8].

При проектных нагрузках, превышающих приведённые в нормативных документах значения, а также при номинальном объёме резервуара более 120 000 м3 расчёт и проектирование выполняются по СТУ[8].

ТЗ на разработку резервуара определяет требования на всех этапах создания резервуара (проектирование, изготовление, транспортировка, монтаж, контроль, испытание и приёмка). Состав ТЗ на проектирование принимается в форме «Бланка Заказа» в соответствии с нормами[14].

Классификация

РВС могут быть: цилиндрические, изотермические и баки-аккумуляторы; они различаются: назначением, расположением, материалом изготовления.

По методам изготовления и монтажа листовых металлоконструкций^[7]

• в рулонном исполнении — резервуары рулонной сборки, для которых листовые конструкции стенки, днища, понтона и крыш (стационарной, плавающей) изготовляются и монтируются в виде рулонируемых полотнищ;
• полистовом исполнении — резервуары полистовой сборки, изготовление и монтаж всех листовых конструкций которых ведётся из отдельных листов;
• комбинированном исполнении — резервуары комбинированной сборки, стенки которых изготавливаются и монтируются из отдельных листов, а листовые конструкции днища, стационарной крыши, плавающей крыши либо понтона (все или некоторые из них) — в виде рулонируемых полотнищ.

Резервуары I-го и II-го класса опасности нормами не допускается изготавливать и монтировать методом рулонной сборки.

По назначению

По способу изготовления поясов

Класс опасности^[8]

Класс опасности (учитывается при назначении):

Технические параметры^[1]

Согласно ГОСТ 27751, резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов относятся к I (повышенному) уровню ответственности.

Типы резервуаров по конструктивным особенностям^[8]

Понтон или плавающая крыша — это плавающее покрытие, находящееся внутри резервуара на поверхности жидкости, предназначенное для уменьшения потерь продуктов от испарений[9], улучшения экологической и пожарной безопасности при хранении.

Тип резервуара зависит от классификации нефти и нефтепродуктов (см. ГОСТ 1510) по температуре вспышки и давлению насыщенных паров при температуре хранения[8]:

• с температурой вспышки не более 61 °С с давлением насыщенных паров 26,6 кПа (200 мм рт. ст.) — 93,3 кПа (700 мм рт. ст.) (нефть, бензины, авиакеросин, реактивное топливо) применяют:
• с давлением насыщенных паров не более 26,6 кПа, а также температурой вспышки свыше 61 °С (мазут, дизельное топливо, керосин, битум, гудрон, масла, пластовая вода) применяются резервуары со стационарной крышей без ГО.

Кольца жёсткости

Для обеспечения прочности и устойчивости резервуаров при эксплуатации, а также для получения необходимой геометрической формы в процессе монтажа, на стенки резервуаров устанавливаются кольца жёсткости (КЖ)[13].

Соединение колец допускается на накладках[13]. Монтажные стыки КЖ выполняются от вертикальных швов стенки не ближе 150 мм[13]. КЖ располагают на расстоянии не ближе 150 мм от горизонтальных швов стенки[13]. КЖ, ширина которых 16t и более, где t — толщина горизонтального элемента кольца, имеют опоры, выполняемые в виде рёбер или подкосов.

При наличии на резервуаре системы пожарного орошения (устройства охлаждения), которая устанавливается снаружи стенки, КЖ выполняются конструкцией, не препятствующей орошению стенки ниже уровня КЖ[11]:

Крыши устанавливаются на стропильных перекрытиях (фермах), которые упираются на центральную стойку внутри резервуара или на стенки[10], также крыша может опираться лишь по периметру на стенку резервуара или опорное кольцо.

В XX веке обычно крыша резервуара изготавливалась из стальных листов толщиной до 2,5 мм[10].

На крышу резервуара действуют нагрузки[10]:

Стационарная самонесущая коническая крыша

Самонесущая коническая крыша резервуара — стальная конструкция, у которой несущая способность обеспечивается конической оболочкой настила.

Стационарная самонесущая сферическая крыша

Самонесущая сферическая крыша резервуара — стальная конструкция, у которой несущая способность обеспечивается вальцованными элементами настила, образующими поверхность сферической оболочки.

Стационарная каркасная коническая крыша

Каркасная коническая крыша резервуара — близкая к поверхности пологого конуса стальная конструкция, состоящая из элементов каркаса и настила.

Стационарная купольная крыша

Купольная крыша резервуара — стальная конструкция, у которой поверхность близка к сферической и образуется изогнутыми по радиусу элементами каркаса и радиальными или другим образом раскроенными стальными листами настила.

Плавающая крыша

Конструкции плавающих крыш применяются, если[12]:

Плавающие крыши проектируются так, чтобы при наполнении или опорожнении резервуара не происходило потопление крыши или повреждение её приспособлений, конструктивных узлов и элементов, находящихся на стенке и днище резервуара[12].

В опорожнённом резервуаре крыша находится на стойках, опёртых на днище резервуара. В рабочем положении плавающая крыша полностью контактирует с поверхностью хранимого продукта. Плавающие крыши на поплавках, не контактного типа, не применяются.

Оборудование резервуаров

1 — клапан дыхательный совмещённый КДС,2 — клапан дыхательный механический КДМ,3 — клапан аварийный АК,4 — совмещённый механический дыхательный клапан СМДК,5 — клапан дыхательный механический КДМ-50,6 — патрубок вентиляционный ПВ,7 — люк замерный ЛЗ,8 — люк монтажный ЛМ,9 — люк световой ЛС,10 — генератор пены средней кратности ГПСС,11 — пробоотборник плавающий резервуарный ПП,12 — пробоотборник стационарный резервуарный органного типа ПСР ОТ,13 — пробоотборник стационарный секционный резервуарный ПСР,14 — механизм управления хлопушкой боковой МУ-1,15 — механизм управления хлопушкой верхний МУВ,16 — хлопушка ХП,17 — приёмораздаточное устройство ПРУ,18 — кран сифонный КС,19 — люк-лаз ЛЛ,20 — приёмораздаточный патрубок ПРП.

Марка, тип оборудования и аппаратуры, размеры, комплектность должны соответствовать требованиям и указаниям проекта в зависимости от хранимого продукта и скорости наполнения и опорожнения резервуара. Проект «Оборудование резервуара» выполняется специализированной проектной организацией (Генеральным проектировщиком)[17][3]:

Обычно местное измерение уровня и температуры не предусматривается для объектов, на которых выполняется комплексная диспетчеризациятехнологических процессов в резервуарном парке с организацией централизованного контроля из пункта управления[17].

При отсутствии дистанционных сигнализаторов верхнего уровня предусматриваются переливные устройства, соединённые с резервной ёмкостью или сливным трубопроводом, исключающие превышение уровня залива продукта сверх проектного[17].

Освобождение резервуаров от хранимых жидкостей при авариях решается схемой технологической обвязки в соответствии с требованиями и нормами технологического проектирования соответствующих предприятий[17].

Для контроля давления в резервуаре на крышке замерного люка устанавливается штуцер с запорным устройством для подключения мановакуумметра, автоматического сигнализатора предельных значений давления и вакуума или других приборов[16].

Резервуары, заполняемые зимой нефтью и нефтепродуктами с температурой выше 0 °С, оснащаются дыхательными клапанами[16]. Установка дыхательных клапанов для горизонтальных резервуаров на вертикальные запрещена[16].

Срок службы

Срок службы резервуаров назначается Заказчиком или определяется при проектировании по технико-экономическим показателям, согласованным с Заказчиком[15]. Срок службы резервуара включает в себя регламентные работы по обслуживанию и ремонту резервуаров. В конце срока службы резервуара его ремонт невозможен либо нецелесообразен по экономическим причинам.

Общий срок службы резервуаров обеспечивается выбором материала, учётом температурных, силовых и коррозионных воздействий, нормированием дефектов сварных соединений, оптимальных конструктивных решений металлоконструкций, оснований и фундаментов, допусками на изготовление и монтаж конструкций, способов антикоррозионной защиты и назначением регламента обслуживания[15].

Расчётный срок службы статически нагружаемых резервуаров регламентируется коррозионным износом конструкций.

При наличии антикоррозионной защиты несущих и ограждающих конструкций срок службы резервуара обеспечивается принятой системой защиты от коррозии, имеющей гарантированный срок службы от 10 лет, совпадающий со сроком проведения полного технического диагностирования.

При использовании системы антикоррозионной защиты с гарантированным сроком службы менее 10 лет для элементов резервуара, защищённых от коррозии, а также для незащищённых элементов назначается увеличение их толщины за счёт припуска на коррозию.

Расчетный срок службы циклически нагружаемых резервуаров наряду с коррозионным износом регламентируется зарождением малоцикловых усталостных трещин.

При отсутствии трещиноподобных эксплуатационных дефектов расчётный срок службы резервуаров обусловливается угловатостью fi (п. 5, табл. 12, ГОСТ 31385-2008) вертикальных сварных швов стенки.

Для резервуаров II и III классов опасности (объёмом 5000 м³ — 50 000 м³) при принятом сроке службы 40 лет и осреднённом годовом числе циклов заполнений-опорожнений резервуара не более 100 (за 10-летний период эксплуатации) усталостная долговечность стенки резервуара будет обеспечена на весь общий срок службы при следующих значениях угловатости:

При режиме нагружения более 100 полных циклов в год для обеспечения усталостной долговечности в течение общего срока службы резервуара определяются расчётом допускаемые значения fi/ti по всем поясам стенки резервуара.

Для резервуаров I и IV классов опасности усталостная долговечность стенки определяется расчётом с учётом конкретных (заданных) условий нагружения и фактических отклонений формы стенки по поясам.

На основании результатов испытаний уточняется режим эксплуатационного нагружения (максимальный и минимальный уровни налива продукта, частота нагружения) и срок службы резервуара.

Срок службы резервуара обосновывается выполнением требований, разработанных в нормативных документах по регламенту обслуживания и ремонта, включающего в себя диагностирование металлоконструкций, основания, фундамента и всех видов оборудования, обеспечивающего его безопасную эксплуатацию.

Техническая литература

• «Сбор и подготовка нефти и газа. Технология и оборудование» / Под ред. Хафизов А. Р., Пестрецов Н. В.. — 2002. — 475 с.
• Лутошкин Г. С.«Нефтепромысловые резервуары» // «Сбор и подготовка нефти, газа и воды». — 2-е, перераб. и доп.. — М.: «Недра», 1979. — С. 250—264. — 319 с.
• «Справочник по оборудованию для комплексной подготовки нефти». — «Премиум Инжиниринг», 2022. — С. 776.
• Учебный курс «Добыча нефти». — инструкция ЮКОС.
• Шухов В. Г. «Механические сооружения нефтяной промышленности», «Инженер», том 3, кн. 13, № 1. Стр. 500—507, кн. 14, № 1, стр. 525—533, М., 1883.
• Шухов В. Г. Избранные труды. «Строительная механика». Под ред. А. Ю. Ишлинского, Академия наук СССР, М., 1977, с. 193.
• Шухов В. Г. Избранные труды. Т. 3. «Нефтепереработка. Теплотехника», 102 стр., под ред. А. Е. Шейндлина, Академия наук СССР, М., 1982.
• В. Г. Шухов, Проекты нефтехранилищ (техническая документация): Центральный исторический архив Москвы, фонд № 1209, опись 1, дело № 64; Архив Российской Академии Наук, фонд № 1508, опись 1, дела № 1, 31; РГАНТД. фонд № 166, опись 1, дела № 13, 14, 16, 17, 18, 53.
• Шаммазов А. М. и др.: «История нефтегазового дела России», М., «Химия», 2001, 316 стр., УДК 622.276, ББК 65.304.13, ISBN 5-7245-1176-2.
• «В. Г. Шухов (1853—1939). Искусство конструкции». Райнер Грефе, Оттмар Перчи, Ф. В. Шухов, М. М. Гаппоев и др., 192 стр., «Мир», М., 1994, ISBN 5-03-002917-6.
• «Владимир Григорьевич Шухов. Первый инженер России.», Е. М. Шухова, 368 стр., Изд. МГТУ, М., 2003, ISBN 5-7038-2295-5.
• «В. Г. Шухов — выдающийся инженер и учёный: Труды Объединённой научной сессии Академии наук СССР, посвящённой научному и инженерному творчеству почётного академика В. Г. Шухова». М.: «Наука», 1984, 96 с.
• Rainer Graefe und andere, «Vladimir G. Suchov 1853—1939. Die Kunst der sparsamen Konstruktion», 192 S., Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart, 1990, ISBN 3-421-02984-9.

Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.Обычно почти сразу, изредка в течении часа.