Schema di installazione di un serbatoio verticale sulla fondazione” 

Fasi chiave dell'installazione: dalla preparazione del sito al collaudo idraulico

Uno schema per l'installazione di un serbatoio verticale su una fondazione non è solo un disegno in una cartella con documentazione, ma un rigoroso algoritmo di azioni, la cui violazione porta alla deformazione irreversibile dell'alloggiamento e alla perdita della garanzia. Nella nostra pratica, abbiamo riscontrato situazioni in cui il risparmio di 48 ore nella preparazione di una base di cemento ha portato alla distorsione di un muro alto 12 metri dopo soli tre mesi di funzionamento sotto carico. Una corretta installazione richiede il rispetto della sequenza: tracciato geodetico, installazione della fondazione, consegna degli elementi, montaggio del fondo, installazione del primo cordone, installazione del tetto e collaudo. Ogni fase ha i propri punti critici di controllo, che non possono essere ignorati anche in tempi brevi per la consegna dell'oggetto.

Raccomandiamo vivamente di iniziare i lavori solo dopo aver ricevuto una serie completa di documentazione di lavoro (DD), approvata dall'ingegnere capo del progetto. L’assenza di uno schema di imbracatura concordato o di un piano di esecuzione dei lavori (WPP) è motivo diretto di sospensione dei lavori da parte della supervisione tecnica del cliente. Di seguito analizzeremo in dettaglio ogni fase del processo, in base ai requisiti di GOST 31385-2016 e all'esperienza reale nell'assemblaggio di più di 200 unità di apparecchiature capacitive di varie dimensioni.

Strumenti e prerequisiti necessari

Prima di posare la prima lastra sul terreno è necessario assicurarsi che siano disponibili tutte le attrezzature necessarie. Tentare di avviare l'installazione con un set di strumenti incompleto spesso porta a tempi di inattività, il cui costo supera il costo del noleggio dell'attrezzatura mancante. Per un assemblaggio di alta qualità di un serbatoio verticale in acciaio (VSR), avrai bisogno di:

• Attrezzature di sollevamento:almeno due autogru con capacità di sollevamento da 25 a 50 tonnellate (a seconda del peso dei pannelli laminati o delle lamiere del primo nastro). L'utilizzo di un rubinetto è possibile solo per serbatoi di volume ridotto fino a 100 m³, ma ciò aumenta notevolmente i tempi di installazione.
• Attrezzatura per saldatura:macchine semiautomatiche per la saldatura in gas di protezione (MIG/MAG) con un generatore in grado di erogare corrente fino a 500 A. I forni di essiccazione per elettrodi sono necessari se si utilizza la saldatura ad arco manuale di cordoni critici.
• Strumento geodetico:un livello ottico o una stazione totale elettronica con una precisione di misurazione non inferiore a 2 mm per 1 km di percorso. I livelli di costruzione convenzionali non sono sufficienti a controllare l’orizzontalità di un fondo di grande diametro.
• Attrezzatura e attrezzatura:traverse dal design speciale per sollevare rotoli senza deformarli, montare cunei, martinetti con una capacità di sollevamento di 10 tonnellate e tendere cinghie.
• Strumentazione:spessimetri, dime per il controllo del raggio di curvatura, camere a vuoto per il controllo della tenuta delle cuciture del fondo.

Una condizione importante per l'inizio dei lavori è la disponibilità delle strade di accesso. Il terreno deve essere compattato in una condizione tale da poter sopportare il carico di attrezzature pesanti durante la stagione delle piogge. Abbiamo visto casi in cui una gru è rimasta bloccata in un terreno dilavato mentre sollevava un elemento, creando una situazione di emergenza. Verificare preventivamente la capacità portante del terreno ordinando una perizia geologica.

Requisiti tecnici per la costruzione della fondazione secondo lo schema di installazione

La fondazione è la base per la durabilità del serbatoio e lo schema per l'installazione di un serbatoio verticale sulla fondazione inizia con l'analisi del terreno e la selezione del tipo di fondazione. Un errore nei calcoli del carico al suolo può provocare assestamenti non uniformi, che possono causare guasti alla saldatura e perdite di prodotto. Esistono due tipi principali di fondazioni per serbatoi verticali: cemento armato ad anello e sabbia solida (o pietrisco).

Per i serbatoi con un volume superiore a 1000 m³ viene spesso utilizzata un'opzione combinata: la parte centrale è realizzata in sabbia compattata con impermeabilizzazione e il perimetro è costituito da un anello monolitico in cemento armato. L'altezza della fondazione ad anello è solitamente compresa tra 0,5 e 1,2 metri sopra il livello di progettazione, che fornisce l'accesso alle valvole di intercettazione e la possibilità di ispezione visiva del nastro inferiore. La larghezza dell'anello viene calcolata in base al carico della parete e del liquido, ma non deve essere inferiore a 1,5–2 metri per facilitare la saldatura.

Tolleranze e controllo della geometria

La geometria della fondazione deve soddisfare le strette tolleranze specificate nel progetto. Le irregolarità superficiali portano al fatto che i fogli inferiori non si adattano perfettamente alla base, formando cavità d'aria. Sotto il peso del prodotto, queste lastre possono piegarsi, creando sacche di corrosione nella parte interna, dove è impossibile applicare un rivestimento protettivo dopo la posa. Le deviazioni consentite nell'altezza della parte superiore della fondazione non devono superare ±10 mm attorno all'intero perimetro. Per controllare questo parametro, utilizziamo il metodo di livellamento della griglia con incrementi di 2-3 metri.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai bulloni di ancoraggio se la progettazione del serbatoio prevede il fissaggio alla fondazione. La loro posizione deve corrispondere rigorosamente alla disposizione delle piastre di base. Uno spostamento dell'ancoraggio superiore a 5 mm renderà impossibile l'installazione del serbatoio senza praticare nuovi fori nel calcestruzzo, cosa severamente vietata senza accordo con il progettista. Nella nostra pratica, si è verificato un caso in cui, a causa di un errore nella marcatura degli ancoraggi, l'installazione ha dovuto essere interrotta per una settimana per la produzione di piastre adattatrici, il che ha aumentato il budget del progetto del 15%.

La superficie della fondazione deve essere pulita da detriti, olio e bitume. Prima della posa del fondo, si consiglia di applicare uno strato di impermeabilizzazione (ad esempio, cartone catramato o membrane speciali) e realizzare un cuscino di sabbia di almeno 100 mm di spessore con compattazione strato per strato. La densità della sabbia viene controllata mediante sondaggio dinamico. Non dimenticare che la sabbia bagnata si ritira, quindi la compattazione deve essere effettuata con un contenuto di umidità ottimale del materiale.

Istruzioni passo passo per il montaggio del corpo del serbatoio

Il processo di installazione dipende dal metodo costruttivo scelto: assemblaggio in lamiera o avvolgimento. Lo schema per l'installazione di un serbatoio verticale su una fondazione per questi metodi presenta differenze significative nella logistica e nella sequenza delle operazioni. Il metodo delle lastre prevede la consegna di lastre piane e la loro laminazione in cantiere, il che richiede più tempo ma consente la costruzione di serbatoi di diametri unici. La laminazione prevede nastri preparati in fabbrica, che vengono consegnati sotto forma di cilindri e srotolati in loco.

1. Installazione dal basso.Il montaggio inizia con la posa delle lastre centrali del fondo (“rosetta”) su un letto di sabbia preparato. Le lastre vengono saldate tra loro con una sovrapposizione di almeno 30 mm. È fondamentale mantenere l'ordine delle suture per ridurre al minimo la distorsione del metallo. Innanzitutto vengono saldate le cuciture longitudinali, quindi quelle trasversali. Dopo aver assemblato la parte centrale, si montano le lamiere perimetrali che si collegano al primo corrente del muro.Errore comune:I saldatori spesso trascurano di utilizzare puntini di lunghezza sufficiente, il che provoca il movimento delle lamiere durante la saldatura principale. Usa i quadrati magnetici per fissarli.
2. Installazione del primo cordone del muro.Questa è la fase più critica, poiché il primo nastro sopporta il carico massimo della colonna di liquido. Le lamiere del primo nastro vengono installate sui lamiere perimetrali del fondo. I giunti verticali vengono realizzati a piena penetrazione. La cucitura orizzontale tra il fondo e la prima corda è uno dei nodi più sollecitati. Ciò richiede un'attenzione particolare nel controllo di qualità. Per questa saldatura si consiglia di utilizzare la saldatura automatica ad arco sommerso se le dimensioni lo consentono, in quanto ciò garantisce una qualità di penetrazione costante.
3. Installazione dei nastri successivi.Con il metodo foglio per foglio il montaggio avviene dal basso verso l'alto. Ogni nastro successivo viene assemblato su trabattelli o trabattelli installati all'interno o all'esterno della vasca. Le lastre vengono fissate temporaneamente con morsetti, vengono controllate la verticalità e la rotondità, dopodiché vengono eseguiti i lavori di saldatura. Con il metodo a rulli, i nastri finiti vengono alimentati da una gru, installati uno sopra l'altro, e i giunti orizzontali vengono saldati. È importante controllare lo spazio tra le cinture: non deve superare i 3 mm per garantire una penetrazione di alta qualità.
4. Installazione sul tetto.Il design del tetto dipende dal tipo di serbatoio (pontone, tetto galleggiante o tetto fisso conico/sferico). L'installazione di un tetto fisso viene solitamente eseguita costruendo sopra o sollevando sezioni finite. Per i tetti conici, vengono installati prima il montante centrale e le travi radiali, quindi il ponte viene rivestito. Particolare attenzione è posta alla giunzione del tetto alla corda superiore del muro (angolo di irrigidimento), che assorbe i carichi di vento e neve.
5. Installazione di apparecchiature tecnologiche.Nella fase finale vengono installati portelli, tubi, valvole di respirazione, scale e piattaforme di servizio. Tutti i fori nel muro devono essere rinforzati con sovrapposizioni secondo il progetto. L'installazione delle tubazioni deve essere effettuata tenendo conto della dilatazione termica delle tubazioni per evitare il trasferimento di forze al corpo del serbatoio.Si prega di notare:Non saldare mai attrezzature temporanee direttamente alla parete del serbatoio senza successiva rimozione e spelatura del metallo, ciò crea sacche di corrosione e concentrazioni di tensioni.

Una volta completato l'assemblaggio meccanico, viene eseguita un'ispezione visiva di tutte le saldature. I difetti identificati (sottosquadri, pori, mancanza di penetrazione) devono essere corretti prima dell'inizio delle prove idrauliche. Ricorda che sono vietati difetti di saldatura durante il test: dovrai scaricare l'acqua e svuotare il serbatoio, il che comporterà un'enorme perdita di tempo.

Controllo qualità dei giunti saldati e protezione anticorrosione

La qualità delle saldature determina la tenuta e la sicurezza dell'intera struttura. Lo schema di installazione di un serbatoio verticale su fondazione prevede necessariamente le fasi dei controlli non distruttivi (NDT). L'ambito del controllo è regolato dal progetto e dai documenti normativi (SP, SNiP, GOST). Di norma, è soggetto a controllo il 100% della lunghezza delle giunture verticali del primo e del secondo accordo, nonché tutte le giunture a forma di croce.

Per identificare i difetti interni, vengono utilizzati test radiografici (raggi X) o rilevamento dei difetti a ultrasuoni (USF). La radiografia fornisce un'immagine chiara sotto forma di immagine, ma richiede misure di radioprotezione e l'interruzione del lavoro nell'area dei raggi X. I test ad ultrasuoni sono più mobili e sicuri, ma richiedono un operatore altamente qualificato. I difetti superficiali vengono rilevati mediante metodi di ispezione capillare (rilevamento dei difetti di colore) o metodo con particelle magnetiche.

Applicazione di rivestimenti protettivi

La protezione anticorrosione viene applicata in base all'aggressività dell'ambiente e della regione climatica di costruzione. La superficie interna dei serbatoi di stoccaggio di petrolio e prodotti petroliferi spesso non è completamente verniciata, poiché il prodotto stesso protegge il metallo, ma la zona di testa e il fondo richiedono una protezione affidabile con composti epossidici. La superficie esterna è verniciata con smalti resistenti agli agenti atmosferici in più strati.

Prima della verniciatura la superficie deve essere ripulita da incrostazioni, ruggine e sporco con grado Sa 2,5 (pallinatura). La rugosità del profilo superficiale è importante per l'adesione della vernice. La vernice deve essere applicata a temperature dell'aria e del metallo non inferiori a +5°C e con un'umidità non superiore all'80%. La violazione del regime di temperatura porta al fatto che la vernice non polimerizza correttamente e si stacca nella prima stagione di funzionamento. Abbiamo registrato casi in cui la verniciatura eseguita in condizioni di elevata umidità presentava bolle dopo solo due settimane, richiedendo un rifacimento completo.

Integrazione delle attrezzature specializzate e ruolo dei fornitori

Il funzionamento riuscito di un parco serbatoi è impossibile senza apparecchiature ausiliarie affidabili. Nella fase di progettazione e completamento di un impianto, è di fondamentale importanza selezionare un fornitore in grado di garantire non solo il rispetto degli standard, ma anche un'elevata resistenza alla corrosione dei materiali negli ambienti aggressivi dell'industria chimica e della raffinazione del petrolio. È qui che piace alle aziendeWuxi Kaisheng Energia elettrica e attrezzature petrolchimiche Co., Ltd..

Specializzata nello sviluppo e nella produzione di apparecchiature per lo scambio di calore, la produzione di energia e petrolchimiche, l'azienda offre soluzioni che completano idealmente l'infrastruttura dei parchi serbatoi. Il portafoglio del produttore comprende scambiatori di calore a fascio tubiero in titanio, unità ad alta pressione conformi allo standard ASME e fasci di tubi corrugati in acciaio inossidabile 316, ottone marino C46400 e leghe a base di nichel (N06625). Questi prodotti certificati PED e ASME offrono un'eccezionale resistenza a pressioni e temperature elevate, rendendoli ideali per il trattamento dell'olio, la desalinizzazione dell'acqua e le applicazioni di risparmio energetico.

L'utilizzo di componenti in acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, titanio e leghe di rame di produttori fidati ci consente di creare un ecosistema unificato della struttura, dove ogni elemento - dal serbatoio stesso alle unità di scambio di calore - funziona con la massima efficienza. L'azienda fornisce soluzioni personalizzate per clienti in tutto il mondo, garantendo un funzionamento stabile delle apparecchiature anche nelle condizioni operative più difficili.

Collaudo idraulico e messa in servizio

La fase finale dell'installazione è il test idraulico, che conferma la resistenza e la densità del serbatoio. Le prove vengono effettuate con acqua la cui temperatura deve essere superiore a +5°C. Il riempimento del serbatoio avviene gradualmente, con soste a determinati livelli per misurare gli assestamenti delle fondazioni e ispezionare le saldature.

La procedura di prova è la seguente:

• Riempi al 25%, 50%, 75% e 100% di altezza.In ogni fase viene mantenuta una pausa (di solito 4-12 ore) per stabilizzare la tensione nel metallo e l'assestamento della base.
• Monitoraggio geodetico.Durante il processo di riempimento, i geometri registrano l'assestamento della fondazione mediante contrassegni installati lungo il perimetro. Un cedimento irregolare indica problemi con il terreno o con la struttura della fondazione.
• Ispezione visiva.La commissione ispeziona tutte le saldature per individuare eventuali perdite. Particolare attenzione è posta nella zona di saldatura del fondo al primo cordone.
• Resistenza al carico.Il serbatoio viene mantenuto pieno d'acqua per il tempo previsto dal progetto (solitamente da 24 a 72 ore).
• Svuotamento.Lo scarico dell'acqua avviene con la stessa velocità graduale del riempimento per evitare l'aspirazione e la deformazione delle pareti durante il rapido rilascio della pressione.

Se durante il test viene rilevata una perdita, l'acqua viene scaricata al di sotto del livello del difetto, il difetto viene eliminato, richiuso e monitorato. Successivamente, i test vengono ripetuti. Solo dopo aver completato con successo le prove idrauliche viene firmato un certificato di disponibilità e il serbatoio viene consegnato al cliente.

Errori tipici di installazione e modi per prevenirli

Anche le squadre esperte commettono errori che possono essere fatali per la struttura. L'analisi dei nostri progetti ci ha permesso di identificare una serie di problemi tipici associati alle violazioni della tecnologia di installazione.

1. Ignorare le dilatazioni termiche.Il metallo si espande quando viene riscaldato e si contrae quando viene raffreddato. Se il serbatoio viene fissato rigidamente alla fondazione senza tenere conto di questo fattore (ad esempio, gli ancoraggi o i compensatori sulle tubazioni sono installati in modo errato), si verificano sollecitazioni colossali nelle pareti. In estate, nei climi caldi, la differenza di temperatura del metallo tra il giorno e la notte può raggiungere i 30–40°C, causando carichi ciclici sulle saldature. Soluzione: seguire scrupolosamente il progetto per quanto riguarda l'installazione dei supporti scorrevoli e delle unità di compensazione.

2. Preparazione dei bordi di scarsa qualità.La saldatura di bordi sporchi o bagnati causerà pori e crepe. Spesso, nella fretta, gli installatori dimenticano di asciugare gli elettrodi o di pulire i bordi dall'olio. Il risultato sono difetti nascosti che appaiono solo sotto carico. La regola è semplice: niente pulizia, niente saldature. L'umidità degli elettrodi deve essere monitorata quotidianamente.

3. Violazione della sequenza di saldatura.Le cuciture caotiche causano la deformazione delle lenzuola. La saldatura deve essere eseguita dal centro verso i bordi (per il fondo) oppure a scacchiera (per le cinghie) in modo che le sollecitazioni siano distribuite uniformemente. I saldatori esperti sanno: “saldare in modo che il metallo abbia libertà di movimento”.

4. Risparmio sulla geodesia.Un tentativo di allineare il serbatoio “a occhio” o utilizzando una livella normale è inaccettabile. Il disallineamento dell'asse del serbatoio di oltre 1/1000 dell'altezza porta a una distribuzione non uniforme della pressione sulla fondazione e al rischio di ribaltamento in caso di forti venti o attività sismica. Utilizzare solo strumenti ottici certificati.

Conformità agli standard e alle certificazioni internazionali

Quando si implementano progetti in diverse giurisdizioni, è importante considerare le normative locali. Per i mercati della Russia e dei paesi della CSI, il documento principale èGOST 31385-2016“Serbatoi cilindrici verticali in acciaio per petrolio e prodotti petroliferi”. Questa norma regola tutti gli aspetti: dai requisiti dei metalli ai metodi di controllo.

Gli standard vengono spesso applicati per le esportazioni verso l’EuropaAPI650(American Petroleum Institute) oEN14015. Presentano differenze nei fattori di sicurezza, nei metodi per calcolare lo spessore delle pareti e nei requisiti di saldatura. Ad esempio, l'API 650 consente l'uso di acciai con carico di snervamento più elevato, che possono ridurre lo spessore delle pareti e l'intensità del metallo, ma richiede un controllo più rigoroso delle procedure di saldatura.

La certificazione dell'attrezzatura conferma la sua conformità ai requisiti di sicurezza. La presenza di un certificato di conformità GOST R o di una dichiarazione TR CU (EAS) è obbligatoria per la messa in funzione di un impianto nel territorio dell'Unione doganale. Il produttore deve fornire un certificato di qualità del metallo, certificati per i materiali di saldatura e certificati NDT. L'assenza di uno qualsiasi di questi documenti può costituire motivo di rifiuto dell'accettazione dell'oggetto da parte del controllo tecnico.

Aspetti economici e ottimizzazione dei costi

I costi di installazione costituiscono una parte significativa del budget del progetto. L’ottimizzazione dei costi non dovrebbe andare a scapito della qualità, ma una corretta pianificazione può far risparmiare fino al 20% di denaro. Le principali voci di costo sono: noleggio gru, salari saldatori e materiali di consumo.

L'utilizzo del metodo di rotolamento consente di ridurre del 30-40% il tempo trascorso in cantiere dalle costose attrezzature della gru rispetto all'assemblaggio delle lamiere. Sebbene il costo dei rotoli stessi possa essere più elevato a causa della lavorazione in fabbrica, la stima del costo complessivo è spesso migliore a causa dei tempi di consegna ridotti. Inoltre, la saldatura in fabbrica in condizioni ideali è sempre migliore ed economica rispetto alla saldatura manuale sul campo.

Anche la logistica gioca un ruolo fondamentale. La consegna di carichi di grandi dimensioni (rotoli con un diametro superiore a 3 metri) richiede un permesso e un supporto speciali. A volte è più redditizio consegnare i fogli e arrotolarli sul posto piuttosto che pagare il trasporto di oggetti di grandi dimensioni. Il calcolo dell'opzione di consegna ottimale dovrebbe essere effettuato in fase di progettazione.

Opinione e raccomandazioni degli esperti

L'installazione di un serbatoio verticale è un processo ingegneristico complesso che richiede personale altamente qualificato e un rigoroso rispetto della tecnologia. Lo schema di installazione di un serbatoio verticale su fondazione è una mappa stradale che porta dalla fossa al funzionamento sicuro dell'impianto. Trascurare qualsiasi fase, sia essa la preparazione della base o il controllo delle saldature, crea rischi, il cui costo di eliminazione è molte volte superiore al risparmio nella fase iniziale.

La nostra esperienza dimostra che la realizzazione di un progetto di successo è possibile solo con una stretta collaborazione tra cliente, progettista e organizzazione di installazione. Una supervisione regolare e audit tecnici indipendenti aiutano a identificare i problemi in una fase iniziale. Non cercare di risparmiare sulla professionalità degli artisti: il costo di un errore nell'attrezzatura capacitiva è troppo alto.

Se stai pianificando la costruzione di un parco serbatoi o hai bisogno di un esame di un progetto esistente, contatta gli specialisti che dispongono di un elenco di referenze di progetti completati con successo. Siamo pronti ad offrire soluzioni complete, compresa la progettazione, produzione, consegna e installazione chiavi in ​​mano, con la garanzia del rispetto di tutte le norme di sicurezza vigenti.

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