Ремонт вертикальных стальных резервуаров для воды

В этой статье мы рассмотрим причины выхода металлических наземных резервуаров из строя и как проводится ремонт основания, днища, стенок ёмкостей для воды.         

Почему может сломаться резервуар

Резервуары теряют работоспособность из-за:

1. Дефектов металлопроката, некачественно проведенных монтажных и сварочных работ, дефектов возникших при доставке оборудования на объект строительства.

2. Дефектов, возникающих при использовании: нарушения геометрии ёмкости, нарушении правил эксплуатации и пожарной безопасности, появления коррозии, влияния природной стихии.

Дефекты металлопроката — это брак при производстве деталей резервуара. В результате получаются элементы низкого качества, которые могут стать причиной поломки и привести к аварийной ситуации. К таким дефектам относят расслоения, закаты, микротрещины, задиры, нарушения геометрии проката и т.д.

Нарушения требований к монтажу также становятся причиной выхода резервуаров для воды из строя. Поэтому при установке ёмкости исключаются дефекты фундамента, смещение полотнищ, неправильное выполнение сварных соединений и другие недоработки. Монтаж проводится согласно СП 365.1325800.2017, ГОСТ 31385—2016.

Тем не менее изготовление и установка, выполненные согласно правилам, не могут застраховать резервуар от поломки. Потому что на его работу будут влиять внешние факторы и соблюдение владельцем правил эксплуатации.

Внешние факторы воздействия на конструкцию делятся на два вида:

1. На которые нельзя повлиять.

2. На которые можно повлиять.

К первым относятся ураганы, грозы, землетрясения и другие природные явления. Ко вторым — коррозия. Способы снизить коррозионную активность применяются на всех стадиях реализации проекта резервуара и в процессе его эксплуатации. Для этого используют три основных метода защиты от коррозии: конструкционный, активный и пассивный, подробнее о которых можно прочитать в статье.

Подготовка резервуара к ремонту

Чтобы приступить к ремонту с заменой деталей резервуара, нужно предварительно вывести его из эксплуатации, слить воду и очистить.

Требования безопасности при проведении очистных работ для нефтяных и водяных резервуаров отличаются. Нефть и её производные легко воспламеняются. Поэтому в ёмкостях проводят естественную и принудительную вентиляцию. Поверхность очищают деревянными и омедненными инструментами. Затем используют агрессивные растворители, чтобы убрать налёт и осадок. При работе с подобными составами нужно соблюдать безопасность.

Резервуары для хранения воды не содержат легковоспламеняемых продуктов, но также требуют подготовки к ремонту с соблюдением установленных правил. В первую очередь это касается ёмкостей с питьевым запасом воды.

Со стенок водяных резервуаров удаляют налёт, избавляются от осадка на дне. Очистка нужна при появлении бактерий, грибка, токсинов. Она проводится в два этапа:

1. Механический

2. Дезинфекционный.

Агрессивные чистящие вещества могут нарушить антикоррозионный слой металлических листов, поэтому внутреннюю поверхность обрабатывают моющими составами на основе хлора. По завершению работ ёмкость промывают водой под давлением.

После чистки питьевого резервуара ёмкость наполняют и берут 2–3 пробы на анализ, чтобы проконтролировать качество воды согласно правилам СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 2.2.4-171-10.

Методы очистки зависят от продукта, которым наполнен резервуар. Кроме растворов применяется:

1. Горячий водяной пар. Он подаётся в закрытый резервуар через люк, расположенный на крыше. В результате на стенках и днище образуется конденсат, разрушающий налёт и осадок. Температура осевшего пара не должна превышать 60 °C согласно РД-05.00-45.21.30-КТН-005-1-05.

2. Струя воды под давлением. Она разрушает налёт, вымывая его из ёмкости. Подача струи происходит с помощью ручных или автоматизированных головок, помещённых в резервуар.

3. Размытие горячей нефтью. Углеводородная жидкость подаётся в закрытый нефтяной резервуар под давлением и растворяет отложения. Затем её откачивают, очищают от примесей и заливают снова, повторяя процесс ещё раз.

Подготавливают не только ёмкость или резервуарный парк, но и оборудование, инструменты, а также окружающую территорию.

Ремонт РВС для воды

Ремонт ёмкостей проводятся в соответствии с проектом при помощи указанного оборудования и инструментов. Установку монтажно-ремонтных приспособлений выполняют так, чтобы не повредить покрытие металлических деталей ёмкости.

Методы и виды ремонта резервуаров

Осмотровой ремонт

Представляет собой частичный плановый осмотр, который проводится не реже 1 раза в 6 месяцев. Резервуар и его оборудование проверяют снаружи.

Локальный ремонт

Это внеплановый вид ремонта, к которому прибегают для устранения дефектов на ограниченном участке конструкции резервуара и его оборудования. Он проводится при коррозии, появлении мелких трещин, локальных утечках в местах соединения элементов и в целостном металле.

Этапы локального ремонта металлических наземных резервуаров:

1. Составление сметы работ и технического задания по результатам осмотра.

2. Подготовка рабочей зоны: предварительное удаление пыли, старой краски и других загрязнений в зоне дефекта.

3. Обследование повреждения: осмотр резервуара для определения масштабов и характера повреждения.

4. Подготовка оборудования, инструментов.

5. Проведение работ, например, сварка трещин.

6. Контроль качества выполненных работ: визуальный осмотр и неразрушающий контроль, показывающие качество и прочность сварных соединений.

7. Восстановление защитного покрытия: нанесение изоляционного покрытия на отремонтированные участки резервуара для защиты от коррозии.

8. Окончательная проверка, испытание резервуара на исправность.

Текущий ремонт резервуара

Периодичность выполнения текущего ремонта (ТР) РВС определяется требованиями нормативных документов и рекомендациями производителей. На частоту ремонта влияет состояние оборудования и условия эксплуатации. Если РВС используется в тяжелых условиях, то частота ТР будет выше. 

Текущий ремонт проводится для подготовки резервуаров к зимнему или летнему периодам эксплуатации, исправления небольших дефектов или повреждений, которые не требуют капитальных работ. Он включает в себя:

1. замену или восстановление элементов резервуара при износе;

2. ремонт покрытия, оборудования, расположенного с наружной стороны ёмкости;

3. устранение коррозии, механических повреждений.

Текущий ремонт проводится без огневых работ и по мере необходимости, когда возникают дефекты или повреждения, которые могут привести к утечке содержимого ёмкости.

Этапы текущего ремонта металлических наземных резервуаров:

1. Анализ состояния резервуаров: осмотр, на основе которого составляется план работ и смета на ремонт.

2. Подготовка резервуара, чистка, ремонт.

3. Контроль работ: проверка прочности, герметичности с помощью специального оборудования и методов испытаний.

4. Финальная проверка, работа с документацией.

Средний ремонт

В отличие от текущего, средний ремонт резервуаров проводится с применением огневых работ. Для этого ёмкость опустошают, очищают, замеряют толщину конструктивных элементов.

Ремонт включает удаление дефектных сварных швов, замену листов, оборудования, выравнивание просадки резервуара и работы по замене антикоррозионного покрытия. Затем проводится ревизия ёмкости, испытание её прочности. 

Капитальный ремонт

Капитальный ремонт (КП) резервуаров — объёмный вид работ, которые необходимы для устранения значительных повреждений и дефектов резервуара.

Перед капитальным ремонтом проводят диагностику ёмкостного оборудования, чтобы выявить дефекты, оценить степень повреждений, составить план работ и смету. Далее, как и при других видах ремонта, составляется ТЗ, доставляются нужные материалы, инструменты, оборудование.

Ремонт заключается в замене элементов подключаемой техники и конструкций с недопустимыми дефектами. Также исправляют основание, фундамент, геометрическое положение, применяют антикоррозийную защиту. После капитального ремонта резервуар подвергается методам контроля и проверке на герметичность.

Периодичность КП резервуаров зависит от марки стали, из которой изготовлен резервуар, условий эксплуатации, правильного выполненного монтажа, соблюдения графиков осмотра и текущего ремонта. Капитальные работы проводятся 1 раз в 5–10 лет. Однако при обнаружении серьезных повреждений или неисправностей ёмкость ремонтируют безотлагательно, вне установленных сроков.

Капитальный ремонт используется для восстановления или реконструкции ёмкости, если это целесообразно и требует меньше вложений, чем реализация нового проекта резервуара.

Каждый ремонтный процесс индивидуален и может требовать дополнительных работ в зависимости от состояния ёмкости, специфики её эксплуатации. 

Ремонт основания и фундамента резервуара

Основание — это грунтовая подушка, которая принимает на себя нагрузку от резервуара, передаваемую фундаментом. Основание деформируется при ошибках проектирования и монтажа, а также по естественной причине: из-за уплотнения грунта под весом ёмкости. Это приводит к оседанию резервуара.

Виды осадки грунтов:

1. Равномерная

2. Неравномерная.

При равномерной осадке точки площади или периметра днища смещены вертикально и симметрично. В результате появляется дополнительное напряжение в узле сопряжения приёмо-раздаточных патрубков и стенки ёмкости. Чтобы этого избежать, используют компенсаторы. 

Неравномерная осадка — следствие неоднородности грунта, неравномерной нагрузки, погодных явлений. Она приводит к деформации днища, корпуса и крыши ёмкости. Неравномерная осадка также создаёт избыточное напряжение в узлах сопряжения.

Чтобы устранить неравномерную просадку, резервуар поднимают. Это делают с помощью дополнительных рёбер жёсткости и домкратов. Для этого металлический профиль П- или Н-образного сечения приваривают к ёмкости и размещают под ними домкраты. Высота подъёма составляет величину осадки и 15–20 см дополнительно. Для устранения просадки используют изолирующий материал, например, гидрофобный грунт. Он состоит из вяжущей смеси жидкого битума или малосернистого мазута, а также крупного песка. С помощью смеси выравнивают основание, поднимая его просевшие части до проектного значения.

Ремонт днища резервуаров

Днище резервуара, как и другие его конструктивные элементы, нуждаются в периодическом осмотре и ремонте. 

Для классических сварных РВС днище — обязательный элемент, обеспечивающий герметичность ёмкости. Нижняя часть конструкции принимает на себя давление всего объёма хранящегося продукта. Нагрузка постепенно снижает прочность конструкции. Поэтому в процессе эксплуатации, а также под влиянием внешних факторов днище подвергается деформации: появляются трещины, выпучины, коррозия. Эти дефекты становятся причиной утечки жидкости из резервуара и его неисправности.

Чтобы починить трещины в днище РВС, применяют травление, сверло, сварку и подкладки. Пространство под выпуклостями, не превышающими 20 см, заделывают гидрофобным составом. Если выпуклость большего размера, то для её устранения требуется резка сварных швов.

Дефекты днища могут не поддаваться устранению при помощи сварки. В этом случае деформированные листы заменяют на новые и сваривают внахлёст.

Полная замена днища резервуара при ремонте нужна в случае обширного повреждения, когда его восстановление оценивают как неэффективное или невозможное. 

Ремонт стенки резервуаров

Как и в случае с днищем, стенка резервуара в ходе эксплуатации изнашивается и получает дефекты, которые подлежат ремонту: 

• Коррозия

Несмотря на то, что резервуары делаются из коррозионно-устойчивых сплавов, покрываются защитными составами и могут иметь внутреннюю изоляцию, они всё равно подвергаются коррозии. Внешняя агрессивная среда и влага постепенно разрушают металл. 

• Трещины

Ёмкость удерживает большой объём хранимого продукта, который оказывает давление на конструкцию. Поэтому в соединениях стенки, днища образуются трещины. 

• Износ

Резервуары используются на предприятиях: применяются в цикле производства, для хранения продуктов разной степени агрессивности, а также в системе пожаротушения. В результате эксплуатации ёмкости изнашиваются.

Эти факторы со временем приводят к утечке жидкости из резервуара, провоцируют аварийную ситуацию, а в случае с противопожарным запасом воды, кроме прочего, становятся причиной несрабатывания в экстренной ситуации. В зависимости от вида дефекта стенки проводят шлифовальные, сварочные работы, покраску, замену листов.

При коррозионном повреждении на начальном этапе будет достаточно шлифовки и нанесения защитного покрытия. Однако если в результате коррозионной активности в корпусе образовалось сквозное отверстие, то потребуется замена металлического листа. К этому действию прибегают и при других дефектах, если они обширны и не подвержены ремонту.

Трещины размером до 15 см засверливают с каждого конца, чтобы предотвратить их разрастание. Расстояние от концов трещины до центра сделанных отверстий должно составлять 2–3 мм. После этого приступают к разделке — обработке, которой подвергают края трещины, чтобы придать им нужную для сваривания форму. Трещины могут появляться в сварных швах. Их заваривают с обоих концов.

Трещины, превышающие размером 15 см, ремонтируют следующим образом: из корпуса вырезается повреждённый участок, на его место приваривают встык или внахлёст новый фрагмент.

Дефекты могут образовываться на первом поясе ёмкости, в местах установки оборудования. В этом случае ремонт требует полной замены повреждённого листа.

Периодичность ремонта резервуара

Периодичность ремонта вертикального стального резервуара зависит от нескольких факторов: назначение, окружающая среда, интенсивность использования. 

Ёмкости, наполненные агрессивными веществами, в большей степени подвержены появлению дефектов. Хранимые продукты разрушают целостность покрытия металла, а также его верхний слой, после чего начинается активная коррозия.

Вода — не агрессивное вещество, но её контакт с металлической стенкой также приводит к появлению коррозии. Этот процесс может происходить внутри и снаружи резервуара: на его внешнюю поверхность оказывают влияние осадки, а на внутреннюю — конденсат.

Запас технической воды в ёмкости может содержать грязь, бактерии, примеси металлов, ускоряющие процесс коррозии. Резервуары с запасом чистой питьевой воды менее подвержены ржавлению. Однако к таким ёмкостям предъявляют высокие требования к качеству жидкости, оборудованию и обслуживанию.

Запущенная коррозия приводит к протечкам или к полному повреждению резервуара. Поэтому при обнаружении ржавления следует проверить ёмкость и провести необходимые работы по восстановлению.

Окружающая среда влияет на состояние резервуара не только в виде осадков. Если резервуар находится в районе с агрессивной средой, например, вблизи химических предприятий или солёной воды, то он быстрее подвергается коррозии.

Резервуары применяются в производстве, например, для добычи энергии. Такая эксплуатация изнашивает конструкцию. Поэтому если резервуар постоянно заполняется и опорожняется, то его следует проверять и ремонтировать чаще, чем резервуары для хранения. 

Периодичность ремонта вертикального стального резервуара может варьироваться от нескольких месяцев до нескольких лет в зависимости от состояния ёмкости. Поэтому для каждого проекта резервуара составляется график регулярного осмотра и ТО, которые помогут предотвратить поломки и продлить срок службы ёмкости.

Ремонт резервуаров FLAMAX

Сборные стальные резервуары с ПВХ-мембраной — надёжное и долговечное решение для хранения запаса воды. Проведение ТО, текущего ремонта и других мероприятий, поддерживающих работу ёмкости, позволяют достичь длительного срока эксплуатации — от 25 лет.

Сервисная служба FLAMAX проводит ТО резервуаров своего производства согласно регламенту.

При обнаружении производственного брака, выявленного клиентом, специалисты сервиса предоставят запасные части, выполнят ремонтные работы. Также устраняются дефекты, полученные в ходе эксплуатации.

Для ремонта сборной конструкции не требуются сварочные работы. Повреждённые элементы снимают после удаления болтовых креплений, затем убирают деталь с дефектом, устанавливают и фиксируют на её месте новую.

Мембрана в резервуарах FLAMAX при правильном уходе может прослужить до 50 лет. Для этого её нужно периодически чистить специальными инструментами и оборудованием. Для питьевых ёмкостей используют диоксид хлора, который в правильных пропорциях не портит ПВХ-ткань.

Мембрану заменяют при износе. Чтобы провести этот вид работ, резервуар опустошают, убирают фланцы и ⅓ крыши. ПВХ-материал срезают в верхней кромке ёмкости, снимают болтовые крепления. Затем разворачивают и устанавливают новую мембрану, возвращают на место снятые прежде элементы конструкции.

Определить необходимость ремонта резервуаров FLAMAX помогают датчики, подключенные к шкафу управления и автоматизации, который предлагается в комплект к ёмкости. Шкаф может быть (по запросу заказчика) оснащён GSM-модулем для удаленного мониторинга уровня, объёма и температуры воды, состояния ТЭНов, концентрации реагентов для резервуаров питьевого запаса. Он позволяет следить за состоянием оборудования, появлением неисправностей.

Сложная конструкция резервуара требует знаний и навыков для проведения ремонта. Поэтому только сотрудники сервиса и обученные компанией специалисты могут проводить работы внутри ёмкости FLAMAX.

Обучение — одна из трёх сервисных услуг компании на ряду с гидравлическими испытаниями и ТО. Воспользовавшись ей, сотрудники клиентов проходят курс подготовки по обслуживанию ёмкостей FLAMAX. Наша компания предоставляет обучающие материалы в формате методических указаний и инструктажа. 

Работа сервисного центра FLAMAX помогает минимизировать затраты, обеспечивает стабильную бесперебойную работу металлической ёмкости и достичь продолжительного срока её эксплуатации.

Заключение

Ремонт включает в себя трудоёмкие процедуры, поддерживающие ёмкость в оптимальном состоянии. Поэтому работа должна проводиться высококвалифицированными специалистами.

Текущий и капитальный ремонт сварных ёмкостей требуют проведения сварочных работ, которые выполняются методами, указанными в Правилах технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту. При устранении дефектов может потребоваться тяжёлая техника.

Несмотря на технически сложную конструкцию сборных резервуаров FLAMAX, их ремонт и ТО не требует сварки и спецтехники. Например, при осадке основания ёмкость можно поднять её на гидравлических домкратах. Днище отсутствует — его функцию берёт на себя ПВХ-мембрана, поэтому исключается резка металла.

Бесперебойная работа резервуаров FLAMAX достигается благодаря технологии производства и сервисному обслуживанию.

Одной из технологических особенностей является защита от коррозии. Детали конструкции подвергаются горячеоцинкованному прокату, который образует на поверхности металла цинк-алюминиевый сплав. Его поверхность окисляется под действием кислорода, тем самым защищая ёмкость от коррозии. Дополнительное покрытие антикоррозийными материалами увеличит срок службы ёмкости.

Специалисты сервисной службы выполняют полный объём работ, благодаря которому срок эксплуатации резервуаров FLAMAX достигает до 50 лет.