Из-за осадки резервуаров до 400-600 мм (Новочебоксарская ТЭЦ-3, Архангельская ТЭЦ и др.) недостаточная компенсация неравномерности осадок смежных сооружений может привести к повреждению подводящих труб.
На Котовской ТЭЦ при гидравлических испытаниях, выполнявшихся через год после окончания монтажа резервуара, суглинистое основание которого было проморожено в зимний период и стало более чувствительным к нагрузкам, произошла деформация стен с образованием горизонтальных гофров и зазора до 100 мм между краем днища и опорным железобетонным кольцом по периметру резервуара.
2. Отсутствие приямка для сбора и удаления отстоявшейся воды и для полного удаления нефтепродукта при выводе резервуара в ремонт и внутреннего осмотра. По этой причине трудно установить наличие коррозии днища, степень его коррозионного износа до выхода мазута из-под основания резервуара и появления его в близрасположенных подземных сооружениях.
3. Наличие "угловатости" в вертикальных стыках стенок резервуара из-за невозможности выправления при монтаже крупнозагнутых кромок полотнищ. При развертывании рулона его стыковые участки имеют различные значения необратимой деформации вдоль образующей цилиндра. Одна из причин "угловатости" — стыковые участки в рулоне имели неодинаковый радиус, как следствие доставки полотнищ в рулонах. Во время сварки указанных стыковых участков возникают напряжения, которые "гасятся" образованием впадин-выпучин в районе монтажного сварного шва. При этом в верхней половине стенки угловатость обычно имеет большее значение, чем в нижней половине. Это объясняется меньшей толщиной верхних поясов стенки резервуара. Такой дефект существенно снижает надежность сварного стыка при циклических нагрузках от "заполнения-опорожнения" резервуара.
На Тобольской ТЭЦ в 1989 г. в резервуаре вместимостью 30000 м3 разрыв монтажного вертикального сварного шва произошел при гидравлических испытаниях, т.е. до первого заполнения резервуара мазутом.
4. Отсутствие козырька (карниза) в местах примыкания окрайки листов кровли к стенке, что приводит к попаданию воды с кровли в слой теплоизоляции, увлажнению стенки и ее коррозии. Ненадежность крепления теплоизоляции, обрушение ее после нанесения является следствием попадания в нее влаги из-за указанного конструктивного недостатка.
5. Повышенный коррозионный износ нижнего пояса стенки резервуара и окрайки днища с наружной стороны. Нижняя часть стенки, примыкающая к окрайке днища, на высоту 100-150 мм по всему периметру резервуара часто находится в увлажненном состоянии от попадания атмосферной влаги через неплотности гидроизоляции или вследствие некачественного устройства отмостки. На ряде ТЭС отмостка была выполнена, например, на 100-200 мм выше окрайки днища, что создавало замкнутую обводняемую зону с наружной стороны стенки резервуара. В других случаях низ стенки резервуаров был обложен железобетонной или кирпичной стенкой высотой 300-500 мм (Киришская ГРЭС, Дзержинская ТЭЦ и др.). Скорость коррозионного износа на этих участках в 5-10 раз оказалась выше, чем на остальных поясах стенки резервуара. Нарушение состояния низа стенки и уторного шва создает реальную угрозу разрушения резервуаров, поэтому устранению причин и последствий ослабления нижнего пояса стенки резервуаров должно быть обращено особое внимание персонала, занимающегося их эксплуатацией.
6. Тонкостенная конструкция кровли при отсутствии антикоррозионной защиты внутренней поверхности подвержена интенсивному коррозионному износу. На многих резервуарах металлическая кровля имеет сквозное поражение коррозией через 7-10 лет эксплуатации.
7. Обвалование наземных резервуаров, выполненное в соответствии с требованиями СНиП 1.06-79 "Склады нефти и нефтепродуктов. Нормы проектирования", при разрушении резервуаров не является препятствием для ударной волны и не предотвращает разлива мазута за пределы обвалования.
8. Разная высота резервуаров в одном мазутном парке снижает надежность их эксплуатации — возможен перелив мазута. Например, на Саратовской ТЭЦ-5 мазутные резервуары вместимостью по 20000 м3 имеют высоту 12 и 18м.
9. На ТЭЦ-21 Мосэнерго, где металлические резервуары были выполнены в подземном варианте, через 16 лет после начала эксплуатации на одном из резервуаров был обнаружен выход мазута в пространство между металлической стенкой резервуара и железобетонной ограждающей стеной. Течи мазута появились из-за сквозного коррозионного износа металла стенки по всей вероятности вследствие постепенного увлажнения слоя теплоизоляции агрессивными грунтовыми водами, проникавшими через неплотности ограждения резервуара.
3. МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕМОНТУ РЕЗЕРВУАРОВ
3.1. Ремонт железобетонных резервуаров
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.
Наиболее часто возникает потребность устранения протечек мазута в местах ввода трубопроводов. На рис. 1 и 2 показан способ заделки неплотности места ввода трубопровода с внутренней стороны резервуара. 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 (рис. 3). 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. На рис. 4 показан способ ремонта днища, имеющего трещины и неплотности в стыке стена-днище, армированным торкретом.
В том случае, когда на эксплуатируемом резервуаре утечка мазута из-за нарушения герметичности стен и днища происходит в количестве, при котором возникает опасность загрязнения окружающей среды или создаются условия для пожароопасности на мазутном хозяйстве и в целом на энергопредприятии, наиболее эффективным и экономически целесообразным способом устранений течей мазута является покрытие стен и днища металлическим листом, что должно выполняться по специальному проекту.
Рис. 1. Герметизация мест ввода трубопроводов эпоксидными составами:
1 - внутренняя полость резервуара;
2 - труба; 3 - эпоксидно-армированное уплотнение
Рис. 2. Герметизация мест ввода трубопроводов эпоксидными составами
с расчисткой неплотных слоев бетона:
4 - участки бетона, зачеканенные раствором.
Остальные обозначения см. на рис. 1
Если в основании резервуаров залегают суглинистые и глинистые грунты с малым коэффициентом фильтрации, то, как показали обследования, происходит кольматация грунта обваловки и основания на глубину 1,5-2 м и дальнейшие утечки мазута возможны только в том случае, если по контуру резервуара находятся заглубленные технологические каналы и насосные. В этом случае рекомендуется перекрыть зону протечки глиняным замком. Глиняный замок устраивается по месту протечки мазута засыпкой и послойным трамбованием мятой глины до верхней отметки обваловки резервуара или верхней отметки поверхности грунта при подземном расположении резервуара.
Рис. 3. Уплотнение ввода трубопровода сальниковым устройством:
1 - внутренняя поверхность резервуара; 2 - уплотнение; 3 - подвижный фланец;
4 - неподвижный фланец
Рис. 4. Ремонт днища способом торкретирования:
1 - арматурная сетка; 2 - торкрет;3 - трещина; 4 - неплотный стык
Восстановление преднапряженного состояния резервуара путем дополнительной навивки проволоки в ослабленных зонах и повторного торкретирования выполнялось до ввода резервуаров в эксплуатацию, когда еще не выполнена обваловка резервуара и возможно использование установок для навивки проволоки, которыми располагают специализированные монтажные организации, возводящие резервуары. В эксплуатационных условиях обжатие стен резервуара возможно с помощью металлических бандажей, состоящих из 4-6 звеньев и более в зависимости от диаметра резервуара и устанавливаемых по месту с заданным по расчету натяжением.
Усиление несущих балок и колонн покрытия резервуара должно быть выполнено на всех резервуарах вместимостью 10000 м3 (проект 7-02-156). На рис. 5 показана схема установки дополнительных консолей на оголовке колонны. Аналогичные усиления могут понадобиться в цилиндрических преднапряженных резервуарах, возведенных по другим проектам, в связи с тем, что не исключено значительное фактическое превышение нагрузок от покрытия из-за увеличения объема утеплителя, цементных стяжек, гидроизоляции. В этом случае необходимо произвести проверку несущей способности балок и колонн на дополнительную нагрузку от покрытия, если она не может быть устранена, и разработать проект усиления с учетом фактического состояния балок и колонн (наличия трещин, степени разрушения и прочности бетона, состояния арматуры и др.).
Плиты покрытия длиной 6 м при прогибе 1/200 длины считаются пригодными к эксплуатации.
В зависимости от глубины разрушения плиты покрытия рекомендуются следующим образом:
при разрушении бетона на глубину до 35 мм — нанесение торкрета или укладка бетона по арматурной сетке. При этом превышение вновь уложенного слоя над поверхностью плит должно быть не менее 40 мм (рис. 6);
Рис. 5. Установка дополнительных консолей:
1 - колонна; 2 - балка; 3 - стальные опорные элементы из швеллера
Рис. 6. Усиление плит с разрушенным верхним слоем бетона:
1 - новый слой бетона; 2 - арматурная сетка; 3 - балка; 4 - плита;
5 - разрушенный слой бетона толщиной до 35 мм
при разрушении бетона на глубину свыше 35 мм без обнажения продольной рабочей арматуры способ ремонта применяется тот же;
в случае разрушения бетона с обнажением продольной арматуры производится устройство новой монолитной железобетонной плиты, полностью воспринимающей нагрузки.
При прогибе плиты более 1/200 ее длины плита должна быть усилена путем устройства на ней новой монолитной плиты, полностью воспринимающей эксплуатационные нагрузки (рис. 7).
Трещины в бетоне стыков покрытия заделываются путем нанесения дополнительного слоя торкрет-раствора, армированного сеткой 20х20 мм. Ширина полосы торкретирования принимается не мене 500 мм, толщина торкретного слоя — 30 мм (рис. 8).
Рис. 7. Усиление плит с прогибом более допустимых значений:
1 - новая железобетонная плита; 2 - рабочая арматура; 3 - балка; 4 - старая плита
Рис. 8. Заделка трещин в стыках плит:
1 - торкрет-раствор; 2 - трещина в стыке; 3 - сетка 20х20 мм
3.2. Ремонт металлических резервуаров
В случае выявления недопустимых отклонений от установленных строительными нормами и техническими условиями допусков резервуар подлежит выводу из эксплуатации. При большом объеме работ из-за износа металлоконструкций стенки, днища, кровли, несущих покрытий, замены нескольких поясов стенки и других работ целесообразность восстановительного ремонта определяется экономическим расчетом.
Нарушение несущей способности основания исключает использование резервуара по назначению полностью или частично в зависимости от степени и места повреждения основания: недопустимая осадка резервуара, крен, образование пустот под опорным кольцом по периметру резервуара и др.
При ремонте основания резервуара выполняются следующие работы:
исправление краев песчаной подушки подбивкой гидроизолирующего грунта;
исправление просевших участков основания;
заполнение пустот под днищем в местах хлопунов;
ремонт всего основания (в случае выхода из строя днища);исправление отмостки.
При значительной неравномерной осадке основания резервуар поднимается домкратами. Один из способов исправления крена приведен на рис. 9.
Восстановление локальных нарушений основания под днищем резервуара приведено на рис. 10 и 11. Зазоры между железобетонным кольцом основания и днищем резервуаров вместимостью 10000 м3 и выше устраняют путем подбивки под днище бетона марки не ниже 100.
Способ ремонта днища и основания в местах хлопунов приведен на рис. 12.
Способ ремонта днища, поврежденного коррозией на небольших участках, приведен на рис. 13, а способ ремонта днища, когда требуется его замена полностью или на значительной площади, приведен на рис. 14.
Усиление резервуаров бандажами производится с целью восстановления несущей способности нижних поясов стенки, получивших коррозионный износ до 20% первоначальной толщины.
Рис.9.
Дефект
Неравномерная осадка основания резервуара А, превышающая допуски и вызывающая неравномерную осадку резервуара.
Метод исправления
1. На участке осадки резервуара приваривают через 2,5-3 м ребра жесткости Б на расстоянии 0,4 м от днища. Сварной шов 8х100 мм через 1500 мм.
2. Под ребра жесткости устанавливают домкраты. Резервуар поднимают выше осадки на 40-60 мм.
3. Подбивают грунтовую смесь (супесчаный грунт, пропитанный битумом).
4. Резервуар опускают на основание. Ребра удаляют.
5. Смеси подбивают трамбовками: под днищем - вертикальными слоями, за пределами днища - горизонтальными слоями.
Откосы выполняют в соответствии с требованиями основного проекта.
