Стальные сварные резервуары для воды: преимущества и недостатки

Материалы в производстве сварных резервуаров

Элементы конструкции резервуара выполняют из сталей разных видов и марок. Подходящие сплавы выбирают согласно ГОСТ Р 52910-2008, ПБ 03-605-03 и СТО-СА-03-002-2009. При этом учитывают температуру, в которой будет работать ёмкость, её размер и содержимое.

Коррозия стальных резервуаров 

Резервуары нуждаются в защите от коррозии, которая повышается во влажной и загрязнённой среде. Чтобы предотвратить ржавление и дальнейшее разрушение ёмкости, применяют краски, лаки, полимерные покрытия, влияют на состав и структуру металла, уменьшают катодную или анодную активность сплава. Комбинация методов — эффективный способ снижения коррозионной активности в сварных резервуарах. Защита проводится на всех этапах реализации ёмкости: от проектирования до обслуживания.

Пристальное внимание уделяют сварным соединениям элементов конструкции, так как они больше подвержены коррозии во влажной среде.

Один из современных методов защиты сварных резервуаров от внутренней коррозии — гидроизоляция ПВХ-материалом. Как правило, такие работы проводятся сторонними компаниями, что увеличивает итоговую стоимость проекта. Применение полимерной мембраны не защищает сварные соединения снаружи резервуара. Для этих целей используют покрытия из коррозионно-стойких материалов.

Сварные вертикальные резервуары: полистовые и рулонные

Сварные ёмкости монтируются 2 способами: полистовым и рулонным. Метод сборки будет зависеть от объёма резервуара.

• Сварные ёмкости собранные полистовым способом могут достигать объёма 50 000 м3.

• Рулонный метод используют для резервуаров объёмом до 20 000 м3, потому что используемая для их производства сталь не выдерживает более высокой нагрузки. Толщина металла для рулонных ёмкостей варьируется от 14 до 18 мм. 

Полистовые резервуары

На заводе листам стенки сварного резервуара придают вогнутую форму, чтобы достичь качественного выполнения сварных швов при монтаже. Этот процесс называется вальцовкой.

Форма листов влияет на методы доставки: крупногабаритный груз перевозят по России на поездах, водным транспортом или фурами. Для доставки в труднодоступные места может потребоваться несколько видов транспорта, что увеличивает стоимость перевозки.

Сварные вертикальные резервуары требуют соблюдения монтажа полистовым методом по ГОСТ Р 52910-2008. Сборку стенки сварного резервуара выполняют с использованием строительных лесов и тяжёлой техники. При этом уровни монтируют снизу вверх. Однако с возникновением гидравлических домкратов появился способ сборки сверху вниз. Это ускорило процесс монтажа. Тем не менее установка вертикального сварного резервуара — длительный процесс. Норма времени на проведение сварочных работ рассчитывается по формуле и будет зависеть от объёма ёмкости, погодных условий, опыта бригады.

Рулонные резервуары

Листы стенки, кровли и днища резервуаров приваривают друг к другу на заводе, после чего сворачивают в рулоны. В таком виде их доставляют на место монтажа. Конструкция весом до 65 тонн перевозится тралами и фурам. Поэтому рулонные резервуары отличаются дорогостоящей доставкой.

Монтаж ёмкости начинают с листов окрайки и установки ограничителей. Затем разворачивают полотно днища и соединяют с окрайкой. Если диаметр резервуара превышает 12 метров, то дно ёмкости монтируют из двух или более полотнищ.

На месте монтажа используют тяжёлую технику: чтобы поставить и развернуть рулон, задействуют подъёмный кран. Края развёрнутой стенки резервуара привариваются друг к другу.

Преимуществом рулонного резервуара перед полистовым становиться сокращение времени по сварочным работам на 80%.

Встречается также комбинированный метод монтажа. Он включает в себя использование как рулонного, так и полистового способа. Это позволяет сократить время установки ёмкости.

Сварные горизонтальные резервуары

Кроме резервуаров вертикальных стальных (РВС) используют горизонтальные резервуары (РГС) для хранения воды, топлива и других продуктов. Они бывают наземными и подземными.

Для этого вида резервуаров применяют рулонную или полистовую сборку, которая выполняется на заводе. Поэтому их доставляют на место монтажа в собранном виде.

Резервуары изготавливаются объёмом до 300 м3 включительно, не подходят для хранения больших запасов воды и других продуктов. Ёмкости в горизонтальном положении занимают полезную площадь или требуют продолжительных земляных работ.

Контроль сварных швов РВС

Контроль качества сварных швов вертикальных резервуаров — важный аспект в монтаже. Швы должны быть проверены на правильное исполнение и надежность. Обращают внимание на толщину шва, герметичность ёмкости, устойчивость к воздействию температуры окружающей среды.

Чтобы обеспечить безопасную безаварийную работу ёмкости, используют методы контроля качества — визуальный, измерительный, ультразвуковой и другие.

Контроль вертикальных сварных резервуаров при монтаже проводят неразрушающими способами:

• визуально,

• рентгеновскими лучами,

• гидравлическими испытаниями.

Эти методы не нарушают целостность конструкции.

Тщательный контроль требует временных затрат, что увеличивает срок ввода в эксплуатацию. На качество выполненных работ также будут влиять опыт монтажной бригады, атмосферные осадки и температура воздуха.

Особенности сварного стального резервуара

Конструкция выполняется с использованием сварки — пожароопасного процесса. Поэтому установка сварных РВС в стеснённых условиях и рядом с возможными очагами возгорания затруднительна! Кроме того, необходимость использовать тяжёлую технику усложняет или полностью исключает размещение резервуаров внутри зданий. Для разгрузки, установки крыши, наращивания поясов снизу вверх или разворачивания рулонов нужен кран и погрузчик.

Полистовые сварные резервуары используются в стране с 1935 года. В след за ними, спустя 9 лет, был разработан рулонный способ монтажа. С тех пор резервуары претерпели изменения: стали использоваться новые технологии производства, сплавы, оборудование и покрытия. У этого вида ёмкостей появились альтернативы, например, сборные резервуары. Они пришли в СССР в конце 80-х годов. Конструкция имела ряд недостатков, которые удалось устранить, что сделало сборные резервуары удобным и более современным решением для хранения запаса воды.

Компания FLAMAX поставляет сборные резервуары в России с 2012 года. В чём же их отличие от сварных ёмкостей?

Для производства листов сборных резервуаров FLAMAX используется прокат марки S350 по ГОСТ 14918—2020 — оцинкованная конструкционная сталь. Толщина материала зависит от нагрузок, которым будет подвергаться емкость во время эксплуатации. Обычно она составляет 3 мм.

Мы изготавливаем стальные листы двух размеров: 2500 × 1250 и 2500 × 610 мм. Это расширяет габаритную линейку и помогает достичь максимально точного объёма, который требуется заказчику. Ёмкости могут быть с меньшим или большим диаметром. Например, РВС объёмом 1000 м3 имеет 7 вариантов исполнения, поэтому заказчик может выбрать наиболее подходящий из них.

На заводе листы перфорируют при помощи высокоточного оборудования. Элементы стенки будут крепиться друг к другу болтовыми соединениями через полученные отверстия.

Оцинковка защищает металл от коррозии, поэтому стальные элементы резервуаров FLAMAX покрывают цинк-алюминиевым составом. Для листов используют метод горячеоцинкованного проката, который выполняют при помощи агрегатов АНГЦ (агрегатов непрерывного горячего цинкования). А прочие детали, такие как узлы, подготавливают и погружают в цинковые ванны.

О разнице методов можно прочитать в статье “Конструкция стального вертикального резервуара для воды”.

Цинк, как и алюминий, реагирует с кислородом, образуя на поверхности изделия защитную оксидную плёнку. Она исключает негативное влияние влаги и загрязнений на металл, предотвращая коррозионное разрушение стали. При повреждении оксидная плёнка способна к самовосстановлению.

Важно не только защитить металл от жидкости, но и исключить влияние стали на химический состав воды. Это первоочерёдный вопрос при хранении питьевого запаса. В резервуарах FLAMAX для чистой воды эта задача решается применением:

1. Нержавеющей стали, которая используется для производства деталей, контактирующих с питьевой водой: люков, патрубков, нагревательных элементов и др.

2. ПВХ-мембраны, одобренной СанПиН. Она изолирует жидкость от стенки ёмкости.

ПВХ-мембрана — полимерная ткань, предотвращающая контакт воды со стенкой резервуара. Она также отвечает за герметичность ёмкости. Тип мембраны зависит от назначения резервуара.

Армированная мембрана изготавливается на заводе под заданные размеры резервуара. Полимерная ткань раскраивается автоматизированной системой резки Autometrix Radium и сшивается методом сварки горячим воздухом. В результате получается бесшовная и прочная мембрана. Материал не рассыхается, отличается эластичностью, выдерживает температуру воды от -30 до +70 градусов Цельсия и при правильном уходе может прослужить до 50 лет. 

Листы, мембрану и другие элементы ёмкости упаковывают в паллеты. Такой метод помогает доставить резервуар на труднодоступные объекты любым видом транспорта, что снижает стоимость перевозки. Компактные паллеты не занимают много места при разгрузке.

Сборка ёмкости начинается с верхнего пояса. Листы скрепляются внахлёст по перфорации. Их собираются по кругу и фиксируют болтовыми соединениями с помощью гайковёрта. После первого яруса устанавливают верхние уголки жёсткости. Затем монтируют крышу резервуара. Она состоит из опорных балок и фиксированных на саморезы сэндвич-панелей с утеплителем из пенополиизоцианурата (PIR).

По периметру резервуара устанавливаются гидравлические домкраты. Они поднимают собранную конструкцию на 1 уровень, что позволяет монтировать следующий пояс. Таким образом ёмкость собирают до проектной высоты.

После каждого подъёма домкратами к внутренней стенке полученного кольца крепятся плиты из экструдированного пенополистирола — утеплителя. Материал имеет низкий коэффициент теплопроводности и защищает жидкость от перепадов температуры. Плиты плотно стыкуются благодаря Г-образной кромке, исключая мостики холода. На бетонное основание ёмкости также укладывается утеплитель.

Поверх экструдированного пенополистирола расправляется армированная ПВХ-мембрана. Она крепится к верхней кромке резервуара на болтовые соединения. Прочная цилиндрическая мембрана заменяет собой днище ёмкости.

Установка нижних уголков жёсткости, лестницы и узлов завершает этап монтажа.

Особенности резервуаров FLAMAX

Конструкция выполняется без использования сварки. Поэтому FLAMAX устанавливает сборные резервуары даже в стеснённых условиях, например, внутри зданий. Использовать спецтехнику необязательно из-за применения гидравлических домкратов.

Резервуары FLAMAX просты в обслуживании и ремонте.

Заключение

Ключевые отличия сборных и сварных вертикальных резервуаров приведены в таблице:

Технология стальных резервуаров FLAMAX исключает эти моменты. Поэтому сборные ёмкости — современное решение для хранения запаса воды со сроком службы до 50 лет.