PRZEDAWARYJNE REMONTY PODCZAS EKSPLOATACJI ZBIORNIKÓW STALOWYCH NA ROPĘ NAFTOWĄ.pdf

Prof. dr inŜ. Jerzy ZIÓŁKO, jziolko@pg.gda.pl

Mgr inŜ. Ewa SUPERNAK, esuper@pg.gda.pl

Mgr inŜ. Tomasz HEIZIG, heizig@pg.gda.pl

Politechnika Gdańska

PRZEDAWARYJNE REMONTY PODCZAS

EKSPLOATACJI ZBIORNIKÓW STALOWYCH

NA ROP Ę NAFTOW Ą

EMERGENCY REPAIRS DURING OPERATION

OF CRUDE OIL STEEL TANKS

Streszczenie: Remonty zbiorników na paliwa płynne z reguły wykonuje się po wyłączeniu ich z eksploatacji,

jednakŜe przy zastosowaniu odpowiednich zabezpieczeń remonty takie, nawet realizowane przy zastosowaniu

spawania, mogą być przeprowadzone takŜe na zbiornikach wypełnionych paliwami płynnymi. Dwa przykłady

takich remontów omówiono w referacie.

Abstract: Repairs of liquid fuel tanks are generally carried out after the tanks have been put out of operation.

Still, when applying suitable protections such repairs, even performed with use of welding, can be carried out

also on tanks filled with liquid fuels. Two examples of such repairs have been described in a report.

1. Wst ę p

Remonty zbiorników, w których były magazynowane paliwa płynne muszą odbywać się

przy bezwzględnym zachowaniu zasad bezpieczeństwa wykluczających moŜliwość powstania

poŜaru czy wybuchu. Z reguły remonty wykonuje się więc po wyłączeniu zbiornika

z eksploatacji, wymaga to jednak dokładnego wyczyszczenia wnętrza zbiornika, zwłaszcza

całkowitego usunięcia z dna osadów, z których mogą długotrwale wydzielać się pary

węglowodorów. Wybuchowość mieszanki powietrza i par węglowodorów występuje

wprawdzie w wąskim przedziale stęŜenia par ( od około 1% do około 6% ), ale dlatego

właśnie jest niebezpieczna, poniewaŜ mała zawartość par stwarza zagroŜenie wybuchem

w pomieszczeniu zamkniętym, takim jak zbiornik z dachem stałym ( rys. 1 ) lub przestrzeń

pod dachem pływającym osadzonym na podpierakach na dnie remontowanego zbiornika.

691

Rys. 1. ZagroŜenie wybuchem w przestrzeni parowo – powietrznej zbiornika z dachem stałym

Czyszczenie zbiornika przed remontem jest drogie a ponadto wymaga wyłączenia go

z eksploatacji na dłuŜszy okres a to stwarza uŜytkownikowi zbiornika dodatkowe kłopoty

z tytułu czasowej utraty pojemności magazynowej. Niektóre prace remontowe, zwłaszcza,

płaszcza zbiornika, w tym wymagające stosowania spawania, moŜna jednak bezpiecznie

prowadzić bez wyłączania zbiornika z eksploatacji. Warunkiem podstawowym jest w tym

przypadku, aby prace spawalnicze na zewnętrznej stronie płaszcza wykonywać poniŜej

poziomu, do którego zbiornik wypełniony jest paliwem płynnym, czyli aby ciepło

nieodłącznie związane ze spawaniem nie promieniowało do strefy parowo powietrznej

we wnętrzu zbiornika.

W referacie omówione są dwa przykłady napraw wykonanych przy całkowitym

wypełnieniu zbiornika ropą naftową.

2. Przykład 1

Zbiornik o pojemności 32 000 m 3 ( średnica płaszcza 52,20 m, wysokość 16,43 m)

wykonany został z ponad normatywnymi nieprawidłowościami kształtu. Płaszcz zbiornika

składał się z jedenastu pierścieni blach, a największe deformacje występowały na ósmym

i dziewiątym pierścieniu ( rys. 2 ), nieco mniejsze na dziesiątym i jedenastym pierścieniu

(rys. 3).

Rys. 2. Deformacje płaszcza zbiornika na

ósmym i dziewiątym jego pierścieniu

Rys. 3. Deformacje płaszcza zbiornika na

dziesiątym i jedenastym jego pierścieniu

692

Deformacje te były wyjątkowo niefortunnie zlokalizowane na obwodzie płaszcza, znajdowały

się bowiem na wierzchołkach prawie równobocznego trójkąta wpisanego w kolisty przekrój

płaszcza i były skierowane do wnętrza zbiornika ( rys. 4 ), mogły więc utrudniać pionowe

przemieszczanie się dachu pływającego podczas eksploatacji zbiornika.

Rys. 4. Deformacje zbiornika w rejonie górnej krawędzi

ósmego pierścienia przy zbiorniku napełnionym do poziomu + 9,429 m

UŜytkownik zbiornika stwierdził, Ŝe gdy dach pływający przemieszcza się w obrębie

ósmego pierścienia płaszcza słyszalne są huki, mogły one być spowodowane tarciem

zderzaków pontonu dachu pływającego o deformacje płaszcza albo gwałtownym

przechodzeniem blach płaszcza z wklęśnięć w wypukłości. Pomiary geodezyjne kształtu

płaszcza wykazały, Ŝe wartość największych deformacji ulega istotnemu zmniejszeniu, gdy

zbiornik jest maksymalnie wypełniony ropą naftową - występujące wówczas największe

parcie hydrostatyczne wypychało wklęśnięcia płaszcza. SpostrzeŜenie to stanowiło punkt

wyjściowy przyjętej technologii remontu zbiornika. Odstąpiono od koncepcji wycinania

zdeformowanych blach płaszcza i zastępowania ich nowymi, gdyŜ naprawy takie są bardzo

trudne i nie zawsze dają dobry rezultat. Przyjęto następujący sposób naprawy opracowany

przez pracowników Katedry Konstrukcji Metalowych Politechniki Gdańskiej przy

współudziale mgr inŜ. Artura Bereszczyńskiego z PERNu Płock:

a) zbiornik wypełniono ropą naftową do maksymalnego poziomu. Spowodowało to

zmniejszenie wklęśnięć w najbardziej zdeformowanych pierścieniach płaszcza,

b) przy stanie jak w punkcie a) opasano płaszcz z zewnątrz na poziomie ósmego

i dziewiątego pasa blach pierścieniem kratowym o przekroju trójkątnym. Pierścień

połączono przewiązkami z płaszczem zbiornika utrwalając w ten sposób kształt

693

płaszcza wytworzony przez maksymalne ciśnienie hydrostatyczne panujące

w zbiorniku ( rys. 5, 6 i 7 ),

Rys. 5. Schematyczny rysunek pierścienia i jego

lokalizacja na płaszczu zbiornika

Rys. 6. Przekrój poprzeczny pierścienia kratowego

Rys. 7. Widok przyspawanego pierścienia kratowego do płaszcza zbiornika

c) obniŜono poziom ropy naftowej w zbiorniku i wykonano pomiary geodezyjne

kształtu płaszcza w celu stwierdzenia skuteczności przeprowadzonej naprawy.

Wynik był dobry.

694

Omówioną technologię naprawy zrealizowano późną jesienią, gdy temperatura powietrza

była niska, a więc mało intensywne było parowanie ropy naftowej przez uszczelnienie dachu

pływającego nie przylegające lokalnie do zdeformowanego płaszcza.

3. Przykład 2

Nieprawidłowości w odwodnieniu dachów pływających stwierdzono w dwóch nowo

wybudowanych zbiornikach na ropę naftową. KaŜdy ze zbiorników ma pojemność

100 000 m 3 i dach pływający typu dwupłytowego. Górna płyta dachu ma spadek w kierunku

osi zbiornika, aby zapewnić spływ wody z opadów atmosferycznych do studzienki zbiorczej

znajdującej się środku dachu. Zbiorniki mają identyczną konstrukcję, identyczne były

równieŜ kłopoty związane z odwodnieniem dachów i w ten sam sposób je usunięto, dlatego

w dalszej części referatu, dla uproszczenia omawiany będzie jeden zbiornik.

Konstrukcja dachu pływającego pokazana jest na rys. 8, składa się on z ośmiu

identycznych sekcji, z których kaŜda podzielona jest na pięć hermetycznych komór.

Rys. 8. Rzut i przekrój dachu zbiornika V = 100000 m 3

Do czterech z tych komór zaprojektowano po dwa włazy z górnej płyty dachu, natomiast

do komór najbliŜszych osi zbiornika naleŜało wykonać po trzy włazy ze względu na

odmienny układ wewnętrznych usztywnień. Łącznie na dachu jest 88 włazów. Króćce tych

włazów miały jednakową wysokość 200 mm ponad górną powierzchnię dachu. Włazy

zamknięte są od góry pokrywami luźno spoczywającymi ( bez uszczelek ) na górnej krawędzi

króćca. Wysokości króćców zostały przyjęte zgodnie z polską normą i są o 20 % większe niŜ

wymagana wysokość do zatrzymania wody deszczowej z opadów z okresu jednego miesiąca,

ale nie więcej niŜ 200 mm w najniŜszym punkcie dachu ( w tym przypadku w osi dachu ).

W końcu marca 2005 roku wystąpiły wyjątkowo duŜe opady śniegu. Woda z topniejącego

śniegu przedostała się pod pokrywami włazów do komór dachu pływającego w środkowej

jego części. Wyporność dachu jest tak duŜa, Ŝe obciąŜenie wodą niektórych jego komór nie

zagraŜało jego bezpiecznej eksploatacji, tym nie mniej naleŜało podjąć działania, aby

podobna sytuacja nie powtórzyła się w przyszłości. Postanowiono podwyŜszyć 40 króćców

695

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: