Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара

Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара

Реферат

Изобретение относится к способам защиты внешней поверхности днища стального вертикального резервуара от коррозии и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.

Известна установка вертикального резервуара на кольцевом фундаменте и насыпном основании, например патент RU №2232232, МПК⁷ E 02 D 27/38, Е 04 Н 7/06, опубл. 10.07.2004 г. в БИ №19.

Общими признаками известного и предлагаемого способов является установка вертикального резервуара на кольцевом фундаменте и насыпном основании.

Недостатком известного способа является невозможность защиты наружной поверхности днища от коррозионного поражения, которое является следствием проникновения влаги в пространство под днищем со стороны периметра днища по трещинам в бетонном фундаменте и щелевым зазорам между днищем и основанием.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара, описанный в статье «Reduce underside corrosion in aboveground storage tanks» (авторы F.Habiby, R.R.Imtiaz and A.H/AL-Mutairi, журнал «Hydrocarbon processing», January, 2003, p.59-62), и заключающийся в том, что резервуар устанавливают на кольцевом фундаменте и насыпном основании, которое пропитывают гидроизолирующим веществом, при этом для предупреждения попадания влаги под днище резервуара выполняют по периметру днища герметизацию путем заполнения герметизирующим составом разделительного канала, выполненного в кольцевом фундаменте под днищем резервуара.

Общими признаками известного и предлагаемого способов является установка резервуара на кольцевом фундаменте и насыпном основании, пропитанном гидроизолирующим веществом, и выполнение герметизации по периметру днища резервуара герметизирующим составом.

Недостатком известного способа является то, что поскольку при заполнении или опорожнении резервуара его корпус изменяет геометрические размеры, пустоты, которые образовались между днищем резервуара и его основанием при монтаже, уменьшаются или увеличиваются в объеме, выталкивая или втягивая атмосферный воздух, тем самым подвергая герметизирующий состав периодической нагрузке за счет перепада давления воздуха со стороны атмосферы или со стороны пространства под днищем, при этом герметизирующий состав теряет прочность и разрушается, пространство под днищем разгерметизируется, влага попадает под днище резервуара и инициирует его коррозионное разрушение. Это приводит к коррозионному поражению поверхности днища резервуара и снижает эксплуатационную надежность резервуара.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности защиты пространства под днищем резервуара от попадания атмосферной или техногенной влаги за счет исключения перепадов давления и насыщения воздуха, втягиваемого под днище, парами атмосферного ингибитора коррозии, и, следовательно, предупреждение коррозионного поражения поверхности днища резервуара и повышение эксплуатационной надежности резервуара.

Поставленная задача достигается тем, что в способе предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара, установленного на кольцевом фундаменте и насыпном основании, пропитанном гидроизолирующим веществом, включающем герметизацию по периметру днища резервуара герметизирующим составом, свободный объем насыпного основания, расположенный в зоне, примыкающей к днищу резервуара, соединяют с атмосферным воздухом.

Кроме того, свободный объем насыпного основания соединяют с атмосферным воздухом посредством выполнения в кольцевом фундаменте сквозных каналов.

Кроме того, выход канала в атмосферу предохраняют от попадания влаги и размещают выше возможного уровня влаги, накапливающейся на поверхности кольцевого фундамента.

Кроме того, в выход сквозного канала, находящийся снаружи кольцевого фундамента, подают ингибитор коррозии.

Кроме этого, атмосферный воздух, поступающий в зону, примыкающую к днищу резервуара, предварительно насыщают парами ингибитора коррозии за счет изменения в процессе эксплуатации резервуара свободного объема насыпного основания.

Заявляемая совокупность признаков позволяет при возможной деформации днища резервуара, возникающей при эксплуатации резервуара (опорожнении или заполнении технологическими жидкостями), соединить свободный объем насыпного основания, расположенный в зоне, примыкающей к днищу резервуара, с атмосферным воздухом, тем самым препятствуя образованию перепадов давления между атмосферой и газом в пространстве под днищем резервуара, поскольку происходит выравнивание давлений (давление газовой среды под днищем резервуара всегда будет равно атмосферному давлению). Это позволяет предохранить от разрушения герметизирующий состав и увеличить срок его службы.

Так как при деформации резервуара (в связи с сохранением целостности герметизации) не происходит втягивания наружной влаги под днище, это позволяет предупредить коррозионное поражение поверхности днища резервуара и повысить эксплуатационную надежность резервуара.

Насыщение воздуха, втягиваемого под днище резервуара, парами атмосферного ингибитора коррозии позволяет предупредить коррозионное поражение наружной поверхности днища и при случайном проникновении под днище влаги.

На чертеже представлен вид сбоку фрагмента кромки днища резервуара, на котором реализуется предложенный способ, где узел А - приспособление для насыщения атмосферного воздуха парами атмосферного ингибитора коррозии.

Способ осуществляется следующим образом. Резервуар 1 устанавливают днищем 2 на кольцевом фундаменте 3 и насыпном основании 4, пропитанном гидроизолирующим веществом. По периметру днища 2 резервуара 1 (между краем днища 2 и фундаментом 3) выполняют разделительный канал 5, который заполняют герметизирующим составом 6 (позиции 5 и 6 на чертеже не показаны). В кольцевом фундаменте 3 в радиальном направлении от края днища 2 резервуара 1 выполняют сквозные каналы 7, которые оснащают трубками 8, соединяющими свободный объем (зазоры) между днищем 2 и насыпным основанием 4 с атмосферным воздухом. Количество сквозных каналов 7 может составлять от 4 до 20 и зависит от длины окружности резервуара, профиля верхней поверхности кругового фундамента, объема пустот под днищем и режима эксплуатации резервуара.

Пространство между стенками сквозных каналов 7 и трубками 8 заполняют герметизирующим составом 9. Для предупреждения попадания атмосферной или техногенной влаги атмосферную сторону трубки 8 загибают в форму «гусака» и приподнимают на высоту выше возможного уровня воды, накапливающейся на поверхности фундамента 3. Конец трубки 8 оборудуют штуцером 10 для подачи газообразного ингибитора коррозии из узла А.

При заполнении резервуара 1 рабочей жидкостью днище 2 упруго деформируется, прогибаясь к основанию 4 и фундаменту 3. При этом под днищем 2 возникает избыточное давление воздуха. Избыточный воздух по трубке 8 свободно выходит в атмосферу, не создавая перепада давлений на кольцевом герметике 9 и не разрушая его.

При опорожнении резервуара днище 2 освобождается и за счет собственной упругости возвращается в исходное положение, увеличивая объем расположенных под ним пустот. При этом под днищем 2 образуется разрежение, втягивающее воздух из атмосферы под днище. Втягиваемый при этом воздух насыщается парами ингибитора коррозии в узле А и по атмосферной трубке 8 попадает под днище 2.

Таким образом, при сливе жидкости из резервуара на кольцевом герметике 9 не создается перепада давлений, а воздух, засасываемый под нижнюю поверхность днища 2, насыщен парами ингибитора коррозии, который конденсируется на металле и защищает его от коррозионного разрушения в случае проникновения влаги. Предупреждение коррозионного разрушения нижней поверхности днища резервуара со стороны основания повышает эксплуатационную надежность стальных вертикальных резервуаров.

Пример

Проверка эффективности предлагаемого способа была проведена в сравнении с прототипом на двух уменьшенных моделях резервуаров, каждая из которых представляла собой нижнюю часть стального вертикального резервуара диметром 1,5 м и с высотой стенки 0,25 м. Верхняя часть стенки и покрытие резервуара отсутствовали как несущественные в данном процессе. У первой модели (№1) днище резервуара предохраняли от коррозии по способу, описанному в прототипе, а у второй модели (№2) - по предложенному способу.

Днища обоих резервуаров (плиты толщиною 2 мм) были установлены на кольцевых бетонных фундаментах с наружным диаметром 2 м и внутренним диаметром 1 м и насыпных основаниях, в качестве которых использовалась песчаная смесь, пропитанная мазутом. В центральной части обоих днищ, между наружной (нижней) частью днища и песчаной подсыпкой был образован начальный зазор высотой 3 мм. Таким образом, между насыпным основанием и днищем резервуара было создано свободное пространство объемом 2 литра. Вокруг кольцевого фундамента каждого резервуара был сооружен бордюр, превышающий фундамент на 20 мм. Внутри резервуаров было установлено механическое устройство для осевой деформации днища. При такой деформации днище прогибается вниз до касания насыпного основания. После обустройства резервуаров по периметру каждого в бетонном основании был прорезан разделительный канал сечением 4×4 мм, заполненный герметизирующим составом - силиконовым герметиком.

В кольцевом бетонном фундаменте второго резервуара были выполнены четыре равнорасположенных по окружности канала, которые соединяли пространство под днищем резервуара с атмосферой. Диаметр каналов составлял 20 мм. В каналы были вставлены атмосферные трубки с наружным диаметром 10 мм. Форма трубок была выполнена таким образом, чтобы их атмосферный конец превышал бордюр вокруг бетонного фундамента на 50 см. Пространство между атмосферными трубками и стенками каналов в кольцевом бетонном фундаменте было заполнено силиконовым герметиком. Наружные концы атмосферных трубок резиновыми шлангами были соединены с генератором летучего (атмосферного) ингибитора коррозии, представляющего собой цилиндрический корпус, внутри которого на разделительной сетке находился тканевый мешочек с 0,4 г порошка ингибитора НДА (ТУ 6-02-684-72). Таким образом, воздух, циркулирующий через атмосферные трубки, насыщался парами ингибитора коррозии.

Испытание проводилось следующим образом. Зону между стенкой резервуара и бордюром заполнили технической водой, в которую опустили наконечник трубки от воздушного компрессора, и, постоянно подавая воздух через наконечник трубки, воду насыщали кислородом атмосферы, повышая таким образом ее коррозионную агрессивность. С помощью устройства внутри резервуаров их днища подвергались периодической осевой деформации с периодичностью 10 раз в сутки. В процессе испытания проводилось визуальное наблюдение за герметичностью свободного пространства под днищем резервуара, а после 10-дневных испытаний был произведен осмотр днищ резервуаров с наружной стороны (нижней поверхности).

Результаты испытаний были следующие. На вторые сутки испытаний нарушилась герметичность пространства под днищем резервуара №1 (прототип), не оборудованного атмосферными трубками, и под днище начала периодически засасываться и выталкиваться вода, окружающая резервуар. На резервуаре №2 (заявляемый способ) нарушения герметичности не произошло до конца исследования.

При осмотре нижней стороны днища резервуара №1 обнаружено следующее: на кольцевой зоне на расстоянии от 50 до 300 мм от кромки расположены коррозионные поражения в виде локальных пятен размером до 3 мм, которые местами сливались в более крупные образования размером до 60 мм; общая доля поверхности днища, пораженная коррозией, составила 20% от всего днища.

При осмотре нижней стороны днища резервуара №2 следов коррозионного поражения не обнаружено.

Таким образом экспериментально установлено, что заявленный способ позволяет предохранить нижнюю поверхность днища резервуаров от коррозионного поражения и соответственно повысить эксплуатационную надежность резервуаров.

1. Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара, установленного на кольцевом фундаменте и насыпном основании, пропитанном гидроизолирующим веществом, включающий герметизацию по периметру днища резервуара герметизирующим составом, отличающийся тем, что свободный объем насыпного основания, расположенный в зоне, примыкающей к днищу резервуара, соединяют с атмосферным воздухом.

2. Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара по п.1, отличающийся тем, что свободный объем насыпного основания соединяют с атмосферным воздухом посредством выполнения в кольцевом фундаменте сквозных каналов.

3. Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара по п.2, отличающийся тем, что выход сквозного канала в атмосферу предохраняют от попадания влаги и размещают выше возможного уровня влаги, накапливающейся на поверхности кольцевого фундамента.

4. Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара по п.2, отличающийся тем, что в выход сквозного канала, находящийся снаружи кольцевого фундамента, подают ингибитор коррозии.

5. Способ предохранения от коррозии внешней поверхности днища резервуара по п.4, отличающийся тем, что атмосферный воздух, поступающий в зону, примыкающую к днищу резервуара, предварительно насыщают парами ингибитора коррозии за счет изменения в процессе эксплуатации резервуара свободного объема насыпного основания.