На ряде предприятий топливно-энергетического сектора, нефтедобычи и нефтепродуктообеспечения для хранения горюче-смазочных материалов применяется особый тип резервуарных конструкций – железобетонные резервуары вместимостью до 30 000 куб. м. По разной оценке, их доля в объеме резервуарного парка составляет до 20%. При этом, в эксплуатации свыше 25 лет находится более 80% указанных резервуаров.
Железобетонные резервуары по виду хранимого нефтепродукта подразделяются на резервуары для мазута, нефти, масел и светлых нефтепродуктов. Поскольку нефть и мазут практически не оказывают химического воздействия на бетон и обладают способностью за счет своих тяжелых фракций и смол уплотнять мелкопористые материалы, уменьшая со временем их проницаемость, при их хранении в железобетонных резервуарах не требуется специальной защиты стенок, днищ и покрытия резервуаров. Как правило, их сооружают в крупных резервуарных парках.
Железобетонные резервуары по форме могут быть вертикальными, цилиндрическими, квадратными, прямоугольными. Для хранения темных нефтепродуктов используются как цилиндрические, так и прямоугольные заглубленные резервуары без герметизации покрытия. Железобетонные резервуары по сравнению со стальными обладают рядом преимуществ. В частности, расход стали на 1 м3 железобетонных резервуаров примерно в два раза меньше, чем стальных; тепловые потери из железобетонных резервуаров меньше, чем из стальных в 8 — 12 раз; железобетонные резервуары строят главным образом подземными и полуподземными, что уменьшает их пожарную опасность. Железобетонные резервуары по сравнению со стальными обладают рядом преимуществ. В частности, расход стали на 1 м3 железобетонных резервуаров примерно в два раза меньше, чем стальных; тепловые потери из железобетонных резервуаров меньше, чем из стальных в 8 — 12 раз; железобетонные резервуары строят главным образом подземными и полуподземными, что уменьшает их пожарную опасность. Кроме того, железобетонные резервуары обеспечивают надежное хранение темных нефтепродуктов без облицовки бетона. Для хранения светлых нефтепродуктов требуется устройство металлической облицовки толщиной 3 — 4 мм. Однако устройство полости для создания изолирующей водяной прослойки может оказаться экономически менее выгодным, чем металлическая облицовка, а конструктивное решение более сложно. Во всех случаях резервуары с водяной рубашкой должны иметь тепловую изоляцию, предохраняющую воду от замерзания.
Кроме того, железобетонные резервуары обеспечивают надежное хранение темных нефтепродуктов без облицовки бетона. Для хранения светлых нефтепродуктов требуется устройство металлической облицовки толщиной 3 — 4 мм. Однако устройство полости для создания изолирующей водяной прослойки может оказаться экономически менее выгодным, чем металлическая облицовка, а конструктивное решение более сложно. Во всех случаях резервуары с водяной рубашкой должны иметь тепловую изоляцию, предохраняющую воду от замерзания.
Вместе с тем, железобетонные резервуары имеют и отрицательные качества. В частности:
- стоимость по сравнению со стальными существенно выше (для резервуара емкостью 10000 м3 примерно на 20 — 25 % с учетом уменьшения площади застройки — протяженности коммуникаций);
- большая трудоемкость при сооружении;
- необходимость создания газонепроницаемости при хранении нефтепродуктов с высокой упругостью паров.
Учитывая это, в настоящее время для хранения нефти сооружаются резервуары в основном цилиндрические заглубленные большой емкости, с водяным экраном на покрытии. Кроме того, железобетонные резервуары имеют недостатки, ограничивающие область их применения. К ним относятся неполная герметичность корпуса из-за недостаточной плотности бетона и его склонности к образованию трещин, значительная масса железобетонных конструкций и трудоемкость их монтажа, повышенная требовательность к грунтам под основание резервуара.
В связи с длительным сроком эксплуатации большей части резервуаров железобетонной конструкции, значительная часть их неисправна.
Среди наиболее распространенных дефектов железобетонных резервуаров, следует отметить следующие.
В верхней части резервуаров имеют место разрушения сборных железобетонных плит покрытия, а также железобетонных балок, на которые они опираются. У указанных элементов со стороны мазута имеет место коррозионный износ защитного слоя бетона: отслоение бетона и обрушение его до обнажения арматуры, которая часто провисает по всей площади элемента и корродирует. Имеются случаи обрушения плит покрытия. Наблюдаются сквозные зазоры между плитами покрытия — раствор, которым были замоноличены стыки плит, прокорродировал и разрушился.
На внутренних поверхностях верхних участков стен под плитами перекрытия часто наблюдаются подтеки белесого цвета: продукты коррозии бетона (гидрат окиси кальция) как результат выщелачивания свободной извести из цементного камня бетона.
Коррозионный износ железобетонных элементов верхней части резервуара с внутренней стороны вызывается воздействием агрессивных паров, содержащих окислы серы.
В случае отсутствия или разрушения гидроизолирующего материала, укладываемого снаружи на железобетонные плиты покрытия, атмосферная вода, проникая к плитам покрытия и затем на их внутренние поверхности, интенсифицирует коррозионные процессы.
При этом в зимнее время при незаполненном мазутом резервуаре (или резервуаре с неразогретым мазутом) возможны периодически повторяющиеся процессы «замерзание-оттаивание» поступающей влаги на дефектные участки железобетонных элементов (трещины, каверны, слабый бетон, щели между элементами).
Нарушение герметичности внутренних поверхностей резервуара (стенки, днища) вследствие разрушения бетонной поверхности.
Наиболее экономически эффективным решением восстановления их работоспособности является проведение капитального ремонта.
На железобетонных резервуарах устранение появившихся течей мазута и усиление конструкций, получивших повреждения, сводятся к следующим наиболее часто встречающимся видам ремонта:
- ремонт ввода трубопроводов;
- герметизация стен и днища резервуара и локализация протечек мазута;
- восстановление преднапряженного состояния резервуара;
- усиление несущих балок и колонн;
- ремонт покрытий резервуаров.
Следует отметить, что наиболее часто возникает потребность устранения протечек мазута в местах ввода трубопроводов. Герметизация выполняется, как правило, с помощью эпоксидного состава, армированного стеклотканью или стеклосетками, а также с помощью уплотняющих прокладок из бензостойкой резины или сальниковой набивки, если уплотнение выполняется с наружной стороны резервуара. Неподвижные фланцы уплотнения удерживаются на трубе с помощью трения (стягивания полуколец болтами) или сваркой. Эффективность уплотнения зависит от качества подготовки поверхностей бетона и металла для нанесения эпоксидного состава.
Герметизация стен и днища изнутри резервуара торкретированием или эпоксидными составами осуществлялась при неудовлетворительных гидравлических испытаниях, когда поверхность бетона стены и днища еще не пропитана мазутом.
Компания «ТЭКСтрой инжиниринг» предлагает выполнить весь комплекс работ по ремонту железобетонных резервуаров от обследования и разработки проекта до строительных работ. Для этого имеется современное оборудование импортного производства и квалифицированный персонал.
Источник
Капитальный ремонт железобетонных резервуаров
Проектирование, производство, доставка и монтаж сборных ЖБР
КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
7.2.1.1 Ремонт железобетонного резервуара — комплекс строительно-монтажных работ и организационно-технических мероприятий по устранению физического износа, несвязанных с изменением основных технико-экономических показателей сооружения.
7.2.1.2 Текущий ремонт железобетонного резервуара осуществляется с целью восстановления исправности (работоспособности) его конструкций и систем инженерного оборудования, а также поддержания эксплуатационных показателей.
7.2.1.3 Капитальный ремонт железобетонного резервуара осуществляется с целью восстановления его ресурса с заменой, при необходимости, конструктивных элементов и систем инженерного оборудования, а также улучшения эксплуатационных показателей на период до следующего капитального ремонта.
7.2.1.4 Оценка качества ремонтно-строительных работ по капитальному ремонту железобетонного резервуара должна проводиться на основе оценок качества отдельных видов работ. При оценке качества ремонтно-строительных работ должно проверяться соблюдение установленных параметров: геометрических (размеры, отметки, зазоры, допуски), физико-механических (прочность, плотность, состояние поверхности, герметичность, влажность, температура) и других контролируемых параметров, предусмотренных проектом производства работ.
7.2.1.5 Проверка соответствия выполненных ремонтно-строительных работ требованиям проекта, нормативных документов и стандартов должна осуществляться в зависимости от характера контролируемых параметров и требований инструментально (измерения, испытания) и визуально. Необходимость сплошной или выборочной проверки, объем и способы контрольных измерений и испытаний следует определять исходя из требований нормативных документов и стандартов.
7.2.1.6 Ремонт, восстановление и усиление железобетонных конструкций резервуара осуществляются по индивидуальному проекту организацией, эксплуатирующей железобетонный резервуар , или специализированной организацией, имеющей соответствующую лицензию Госгортехнадзора РФ.
7.2.1.7 Все ремонтные и восстановительные работы должны выполняться при соблюдении требований безопасности, изложенных в разделе 9 настоящих «Правил. ».
7.2.2.1 Мероприятия по подготовке железобетонного резервуара к ремонту со стороны организации, выполняющей проект на капитальный ремонт:
— представление заказчику лицензии Госгортехнадзора РФ на проведение проектных работ;
— ознакомление с документацией по конструкции железобетонного резервуара , его эксплуатации, техническим отчетом по обследованию и рекомендациями по ремонту;
— согласование с заказчиком проекта капитального ремонта резервуара;
— разработка проекта производства работ на капитальный ремонт железобетонного резервуара ;
— согла сование с заказчиком проекта производства работ на ремонт железобетонного резервуара .
7.2.2.2 Мероприятия по подготовке резервуара к ремонту со стороны организации, выполняющей ремонтные работы:
— представление заказчику лицензии Госгортехнадзора РФ на ремонтные работы железобетонных конструкций резервуаров;
— ознакомление с условиями проведения ремонтных работ, проектом на капитальный ремонт резервуара, проектом производства работ;
— проведение подготовительных работ в соответствии с ППР;
— изготовление вспомогательных средств, подмостей и т.д.;
— оформление разрешения на производство ремонтных работ;
— ограждение территории, где производится капитальный ремонт;
-согласование схемы размещения оборудования и материалов.
7.2.3 Технические средства, материалы и приспособления, необходимые для ремонта резервуара
7.2.3.1 При проведении ремонтных работ технические средства, материалы и приспособления применяются в соответствии с ППР.
7.2.3.2 Для ремонта резервуара должны применяться технические средства, имеющиеся в наличии и обеспечивающие экономичность проведения ремонтных работ.
7.2.3.3 Выбор вариантов применения отдельных машин и механизмов должен определяться в соответствии с ППР.
7.2.3.4 Для ремонта железобетонных конструкций, конструкций усиления и для герметизации стыков должны применяться бетоны и растворы, обладающие необходимой прочностью, морозостойкостью, плотностью и повышенными защитными свойствами арматуры в условиях воздействия агрессивной среды и нефтепродуктов.
7.2.3.5 Для герметизации покрытия, стен, днища, мест ввода трубопроводов допускается применение органических, неорганических и комплексных моно- или армированных составов, обеспечивающих требуемую герметичность элемента, надежность и долговечность применяемого материала, а также его экологическую и техническую безопасности.
7.2.3.6 В качестве вяжущего для бетонов и растворов необходимо применять сульфатостойкие портландцементы марки не ниже 400, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22266 ,с содержанием трех-кальциевого алюмината не более 8 % при их суммарном содержании не более 22 %.
7.2.3.7 При наличии агрессивных грунтов и вод выбор цемента должен проводиться с учетомтребований СНиП2.03.11 «Защита строительных конструкций от коррозии».
7.2.3.8 В качестве крупных заполнителей должны применяться материалы (щебень, песок)преимущественно изверженных горных пород, удовлетворяющие требованиям ГОСТ26633 .
7.2.3.9 Для приготовления прочных бетонов повышенной плотности рекомендуется применять пластифицирующую добавку С-3 (ТУ 6-36-0204229-625-90), микрокремнезем и воду, отвечающую требованиям ГОСТ 23732 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия.»
7.2.3.10 Применяемая для армирования железобетонных конструкций арматурная сталь должна отвечать требованиям СНиП 2.03.01 «Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования».
7.2.3.11 Для армирования клеевых композиций рекомендуется применять стеклоткани маркиТ-10/2, СЭ, 325, А-3(С) и стеклосетки марки PC и СС-1.
7.2.4 Ремонт строительных конструкций
7.2.4.1 Общие требования
7.2.4.1.1 Ремонт строительных конструкций осуществляется в соответствии с проектом.
7.2.4.1.2 Все ремонтируемые конструкции должны быть очищены от остатков нефти.
7.2.4.1.3 Составы бетона и раствора, клеевые составы и другие применяемые для ремонта материалы должны быть подобраны и проверены в лабораторных условиях в соответствии с данными «Правилами. », соответствующими техническими условиями и иметь сертификат соответствия.
7.2.4.1.4 Выбор вида усиления конструкций определяется технико-экономическим сравнением вариантов.
7.2.4.2 Ремонт плит покрытия
7.2.4.2.1 Плиты, оцененные баллом 1 (в соответствии с разделом 6.2 настоящих «Правил. »), имеют минимальную прочность и находятся в аварийном состоянии. Такие плиты потеряли связь с соседними плитами, работают самостоятельно и рекомендуются к замене (6.2.3.1).
Замену аварийных плит можно осуществить как в монолитном варианте, так и с применением новых сборных плит. В монолитном варианте необходимо применить бетон на расширяющемся цементе ( ГОСТ8267 ). Подбор состава расширяющегося при твердении бетона проводится таким образом, чтобы величина получаемого предварительного напряжения диском покрытия соответствовала уровню предварительного напряжения, предусмотренного проектом резервуара.
В том случае, если замена осуществляется сборной железобетонной плитой, необходимо обеспечить устройство напрягаемого стыка новой плиты с соседними. Для этого применяется бетон с высокой степенью расширения.
7.2.4.2.2 Плиты, оцененные баллом 2, имеют или чрезмерно большой прогиб ( f эксп ³ 1,3f ) при достаточной прочности, или имеют недостаточную несущую способность для восприятия расчетной нагрузки.
Для плит, у которых основным критерием балльной оценки было превышение прогиба, рекомендуется зачистить внешнюю поверхность, уложить арматурную сетку и нанести слой торкрет-бетона (или слой бетона В30 с морозостойкостью не менее М50). Параметры арматурной сетки и толщина слоя на опорах подбираются, исходя из восприятия новым слоем 50 % проектной нагрузки.
Для плит, у которых основным критерием балльной оценки было снижение прочности, рекомендуется выполнить то же, что и в предыдущем случае, но параметры армирования и толщина нового слоя должны обеспечить 100 % восприятие расчетной нагрузки. Усиление таких конструкций возможно также с помощью разгружающих балок или дополнительной стойки.
7.2.4.2.3 Плиты, оцененные баллом 3, имеют пониженную прочность и требуют восстановления несущей способности. Восстановление свойств плиты производится наложением омоноличивающего железобетонного слоя. В соответствии с определенной прочностью плит при обследовании резервуара восстановленная плита должна выдерживать 100 %расчетной нагрузки на срок эксплуатации не менее 10 лет.
7.2.4.2.4 В плитах, оцененных баллом 4, должны быть выполнены ремонтные работы в соответствии с установленными при диагностике дефектами.
7.2.4.2.5 Плиты, оцененные баллом 5, могут продолжать использоваться без ограничений.
7.2.4.3 Ремонт колонн
7.2.4.3.1 Ремонт и усиление колонн проводятся при выявлении дефектов, приводящих к недостаточной несущей способности колонны и консолей или при образовании дефектов, снижающих надежность и долговечность конструкции.
7.2.4.3.2 При оценке колонны баллом 1 необходима замена конструкции на новую металлическую или железобетонную.
7.2.4.3.3 При оценке конструкции баллами 2, 3 целесообразно усиление колонны металлическими уголками с последующим обетонированием.
7.2.4.3.4 Перед усилением колонны необходимо максимально разгрузить покрытие над колонной и установить страховочные металлические стойки под опорными частями балок.
7.2.4.3.5 Усиление консолей колонн проводят с помощью разгружающих устройств, которые передают нагрузку с опорных частей балок непосредственно на ствол колонны.
7.2.4.4 Ремонт балок
7.2.4.4.1 Замену, ремонт, восстановление или усиление балок проводят при установленной недостаточной несущей способности, наличии дефектов или при увеличении нагрузки на покрытие.
7.2.4.4.2 Балки, оцененные баллом 1, необходимо заменять.
7.2.4.4.3 Для конструкции балки, оцененной баллом 2, необходима установка дополнительной опоры под середину пролета балки.
7.2.4.4.4 Для конструкции балки, оцененной баллом 3, рациональным может оказаться устройство шпренгельного усиления.
7.2.4.4.5 Для конструкций, оцененных баллом 4, необходимо осуществить ремонт по указанным в дефектной ведомости дефектам.
7.2.5 Устранение отдельных дефектов осуществляется в соответствии с таблицей 11 .
Таблица 11. Дефекты конструкций железобетонных резервуаров и методы их устранения
Источник