Арматура для резервуаров

Арматура для резервуаров представляет собой комплекс специализированных устройств, обеспечивающих безопасную и технологичную эксплуатацию емкостного оборудования. В отличие от трубопроводной арматуры общего назначения, резервуарная арматура разрабатывается с учетом специфических условий работы: низкого избыточного давления (до 2,0 кПа), циклических нагрузок при сливо-наливных операциях, агрессивного воздействия хранимых сред и значительных перепадов температур. Именно арматура обеспечивает наполнение и опорожнение резервуара, предотвращает аварийные выбросы продукта, защищает корпус от превышения давления и вакуума, исключает распространение пламени, контролирует уровень среды, позволяет производить отбор проб и замеры, а также управляет потоком жидкости внутри емкости.

Компания «ПромСоюзСталь» производит и комплектует полный спектр резервуарной арматуры для вертикальных и горизонтальных резервуаров любого назначения, руководствуясь требованиями ГОСТ 31385-2016, ГОСТ Р 59718-2021, отраслевых технических условий и многолетним опытом оснащения резервуарных парков нефтегазовой, химической, пищевой промышленности и ЖКХ. Предприятие реализует как серийные изделия всех типоразмеров, так и индивидуальные инженерные решения, адаптированные под конкретные технологические задачи, климатические условия и требования промышленной безопасности заказчика.

Технические характеристики и классификация резервуарной арматуры

Резервуарная арматура классифицируется по функциональному назначению в соответствии с общепринятыми в арматуростроении принципами, установленными ГОСТ 24856-2014, с учетом специфики работы на резервуарах . По функциональному признаку различают:

• запорную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды с определенной герметичностью;
• предохранительную арматуру, обеспечивающую автоматическую защиту оборудования от недопустимого превышения давления посредством сброса избытка среды; обратную арматуру, автоматически предотвращающую обратный поток рабочей среды;
• регулирующую арматуру, служащую для изменения параметров среды путем регулирования расхода или проходного сечения;
• а также специализированную резервуарную арматуру — измерительную, пробоотборную, вентиляционную и противопожарную.

В соответствии с ГОСТ 31385-2016 дыхательная аппаратура является обязательным элементом оснащения резервуаров типа РВС, предназначенных для эксплуатации при избыточном давлении и вакууме . Дыхательные клапаны обеспечивают поддержание давления в резервуаре в заданных пределах, автоматически сбрасывая избыточное давление при наполнении и подсасывая воздух при опорожнении. Нормативные значения избыточного давления и вакуума принимаются, как правило, 2,0 кПа и 0,25 кПа соответственно. Число устанавливаемых на резервуаре дыхательных и предохранительных клапанов определяется по их суммарной пропускной способности в зависимости от максимальной производительности приемо-раздаточных операций и объема газового пространства резервуара .

Предохранительные клапаны резервуаров выполняют функцию дублирующей защиты: они настраиваются на более высокое давление срабатывания, чем дыхательные клапаны, и служат для аварийного сброса давления при отказе основной дыхательной аппаратуры. Важнейшим требованием ГОСТ 31385-2016 является недопустимость изменения производительности приемо-раздаточных операций после ввода резервуара в эксплуатацию без пересчета пропускной способности дыхательной аппаратуры, а также увеличение производительности слива продукта в аварийных условиях .

Аварийные клапаны устанавливаются на резервуары РВС для аварийного сброса избыточного давления, вызванного внешним температурным воздействием высокой интенсивности — пожаром в обваловании, или неисправностью других систем вентиляции. Установочное давление срабатывания аварийных клапанов определяется расчетом прочности резервуара и должно находиться в пределах от 1,2р до 1,5р, где р — нормативное значение внутреннего давления. Рекомендуется применение аварийных клапанов условным проходом не менее 500 мм и не более 1000 мм. Минимальное количество аварийных клапанов регламентировано ГОСТ 31385-2016 в зависимости от объема резервуара: для резервуаров объемом до 5000 м³ включительно — один клапан Ду 500 или Ду 600; для резервуаров объемом свыше 5000 до 50000 м³ — два клапана Ду 500/600 или один клапан Ду 1000; для резервуаров объемом свыше 50000 м³ — не менее двух клапанов Ду 1000. Пропускная способность аварийных клапанов по избыточному давлению должна составлять не менее 15000 м³/ч для Ду 500 и Ду 600 .

Огнепреградители являются специализированными устройствами, предназначенными для предотвращения распространения пламени в резервуар с легковоспламеняющимися жидкостями и газами. Принцип действия огнепреградителя основан на поглощении тепла пламени при прохождении через развитую поверхность теплопоглощающего элемента. Когда газовая смесь с воздухом загорается за пределами резервуара, огонь движется через специальные каналы гасящего устройства к незагоревшейся части смеси. Проходя через эти каналы, пламя теряет свой жар, температура вещества падает ниже критической отметки возгорания, и огонь прекращается. Огнепреградители производятся в соответствии с ГОСТ 15150-69 с учетом эксплуатации в умеренном и холодном климате, монтируются на специальные патрубки на верхней части резервуара и оснащаются фланцами по ГОСТ 12820-80 на рабочее давление 6 кгс/см² .

Хлопушки относятся к категории обратной и запорной арматуры и предназначены для предотвращения потерь нефти и нефтепродуктов из резервуара в случаях разрыва технологических трубопроводов или выхода из строя запорных органов. Хлопушки производятся двух видов: управляемые и неуправляемые. Неуправляемые хлопушки открываются под действием напора продукта со стороны технологического трубопровода и закрываются по окончании перекачки под действием веса крышки. Управляемые хлопушки устанавливаются на приемо-раздаточных патрубках внутри резервуара на всасывающих и нагнетающих трубопроводах. Хлопушки с условным проходом до 300 мм имеют ручной привод от механизмов управления верхних (МУВ), расположенных на крыше резервуара, или от механизмов управления (МУ), размещенных на стенке резервуара. Открытие хлопушки осуществляется при помощи тросов из нержавеющей стали диаметром 5-8 мм. Современные конструкции хлопушек снабжаются изогнутой отражательной пластиной, которая направляет струю продукта к днищу резервуара, исключая прямое попадание заряженной струи на поверхность жидкости, снижая потенциал статического электричества и повышая надежность эксплуатации .

Приемо-раздаточные устройства ПРУ и совмещенные устройства приемо-раздачи СУПР представляют собой более сложные комплексы, объединяющие функции приема и выдачи продукта, снижения скорости потока, размыва донных отложений и электростатической безопасности. Конструкция ПРУ включает отвод, зонт и рассекатель. Отвод соединяется с приемо-раздаточным патрубком резервуара, с другой стороны к отводу крепится зонт, а рассекатель устанавливается на днище резервуара под зонтом. Главное требование к приемо-раздаточным устройствам — скорость потока на выходе из устройства. Наполнение резервуаров запрещено со скоростями, превышающими 1 м/с до момента поднятия понтона с опор или до момента заполнения резервуара продуктом с затоплением приемо-раздаточного патрубка.

Совмещенные устройства приемо-раздачи СУПР представляют собой техническое решение, объединяющее функции ПРУ, хлопушки и устройства размыва донных отложений с регулируемой подачей струи. Конструкция СУПР содержит корпус-отвод, плавно снижающийся ко дну резервуара и по мере снижения меняющий сечение от круглого в месте присоединения к патрубку до щелевого сопла на нижнем открытом торце корпуса. За счет направления потока и сниженного гидравлического сопротивления обеспечивается уменьшение нагрузок на стенку резервуара. Для компенсации перемещения стенки относительно днища в составе СУПР выполнена искробезопасная опора корпуса на днище, а в месте присоединения к патрубку может быть предусмотрен поворотный компенсатор .

Плавающие заборные устройства ПЗУ применяются для откачки высококачественных топлив и масел из верхних слоев резервуара, чтобы исключить подачу обводненного и загрязненного продукта. ПЗУ устанавливается на приемо-раздаточный патрубок с помощью шарнира трубного по ГОСТ 3849-78 и перемещается по высоте резервуара при изменении уровня налива при помощи поплавков, рассчитанных из условий сохранения плавучести при заданной плотности продукта с учетом массы подвижной части и момента на перемещение трубы по опорам шарнира. Конструкция включает подвижную часть на подвижном отводе шарнира с несущим поплавком и трубой, а также неподвижную часть с ложементом на днище резервуара .

Замерные люки регламентируются ГОСТ Р 59718-2021 и предназначены для установки на вертикальные цилиндрические стальные резервуары для нефти и нефтепродуктов с рабочим избыточным давлением не более 2,0 кПа и рабочим вакуумом не более 0,25 кПа. Люки замерные служат для ручного измерения уровня продукта метрологической рейкой и отбора проб. Стандарт распространяется на оборудование, применяемое на объектах магистрального трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, и устанавливает общие технические требования, параметры и методы контроля .

Сигнализаторы уровня представляют собой контрольно-измерительную арматуру для непрерывного контроля уровня жидких и сыпучих сред в резервуарах, танках, силосах, бункерах и цистернах. Принцип действия емкостных сигнализаторов основан на преобразовании электрической емкости между чувствительным элементом и корпусом резервуара или дополнительным электродом в сигнал постоянного напряжения. Выходной сигнал зависит от глубины погружения чувствительного элемента в контролируемое вещество. Выпускаются исполнения с аналоговым выходом 4-20 мА или 0-20 мА для непрерывного контроля и с релейными выходами для сигнализации предельных уровней. Сигнализаторы уровня серии ДНЕ-17 содержат два независимых реле, каждое из которых включается при достижении контролируемым веществом запрограммированного уровня, что позволяет организовать контроль нижнего и верхнего уровней. Максимальная температура контролируемой среды достигает 80°С без радиатора и 150°С с радиатором. Длина чувствительного элемента для жидкостей может составлять до 10 метров, для сыпучих материалов — до 30 метров. Для высокоагрессивных сред груз и узел крепления выполняются из нержавеющей стали 06ХН28МДТ. Оборудование сертифицировано и соответствует требованиям технических регламентов Таможенного союза ТР ТС 004/2011 и ТР ТС 020/2011 .

Вентиляционные патрубки применяются для резервуаров, эксплуатируемых при отсутствии избыточного давления и вакуума — атмосферных резервуаров со стационарной крышей без понтона, газоуравнительных систем и систем улавливания легких фракций. Пропускная способность вентиляционных патрубков определяется наибольшим значением, вычисляемым по формулам, учитывающим производительность залива и слива продукта. На вентиляционных патрубках допускается не устанавливать огневые преградители. Для резервуаров с понтоном вентиляционная система предусматривает установку на стационарной крыше вентиляционных проемов, при этом использование традиционных вентиляционных патрубков допускается только вместо центрального вентиляционного проема .

Стационарные пробоотборники для резервуаров с нефтью и нефтепродуктами регламентируются ГОСТ 13196-93, который устанавливает типы, основные параметры и общие технические требования к устройствам автоматизации резервуарных парков и средствам отбора проб .

Материалы изготовления и конструктивные особенности

Выбор материалов для производства резервуарной арматуры определяется условиями эксплуатации, химическим составом и температурой хранимой среды, климатическими характеристиками района размещения резервуарного парка, а также требованиями к коррозионной стойкости, герметичности и взрывопожаробезопасности.

Для корпусных деталей дыхательной и предохранительной арматуры, огнепреградителей, замерных люков и вентиляционных патрубков, эксплуатируемых в условиях умеренного и холодного климата, применяются углеродистые и низколегированные стали, обеспечивающие стабильность механических характеристик при температурах до минус 40-60°С. Фланцевые соединения производятся по ГОСТ 33259, типы 01 и 11, с присоединительными размерами, унифицированными с запорной арматурой и оборудованием смежных производителей.

Для арматуры, контактирующей с агрессивными средами, пищевыми продуктами и фармацевтическими субстанциями, используются коррозионно-стойкие аустенитные стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2, обеспечивающие стойкость к межкристаллитной и питтинговой коррозии в широком диапазоне температур — от криогенных до 600°С.

Тросы механизмов управления хлопушками изготавливаются из нержавеющей стали диаметром 5-8 мм, что гарантирует их коррозионную стойкость и механическую прочность в течение всего срока эксплуатации резервуара .

Чувствительные элементы сигнализаторов уровня выполняются из нержавеющей стали, для высокоагрессивных сред применяется специальная сталь 06ХН28МДТ. Корпуса датчиков имеют степень пылевлагонепроницаемости IP67, IP68, что допускает их эксплуатацию в условиях открытой площадки, высоких атмосферных осадков и даже временного погружения в воду .

Огнепреградители оснащаются теплопоглощающими элементами из жаростойких материалов, способными задерживать распространение пламени в течение длительного времени — до одного часа и более. Корпуса огнепреградителей для диаметров прохода от 150 до 500 мм выполняются разборными, что обеспечивает возможность обслуживания и замены кассет с теплопоглощающим элементом .

Все сварные соединения резервуарной арматуры выполняются аттестованными сварщиками с применением сварочных материалов, соответствующих классу основного металла и требованиям ГОСТ 5264-80. Сварные швы корпусов арматуры, работающей под давлением или на опасных производственных объектах, подлежат визуальному и измерительному контролю, а также, при наличии требований проекта, ультразвуковой дефектоскопии или радиографическому контролю.

По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды арматура изготавливается в исполнениях У (умеренный климат) и УХЛ (холодный климат) категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69, что гарантирует ее работоспособность при температурах окружающего воздуха до минус 60°С . Возможно также изготовление в тропическом исполнении Т для экспортных поставок в страны с жарким климатом.

Преимущества резервуарной арматуры производства «ПромСоюзСталь»

Резервуарная арматура, поставляемая компанией «ПромСоюзСталь», отличается системным подходом к комплектации резервуарного оборудования. Предприятие не просто производит отдельные устройства, а предлагает скомплектованные решения, где пропускная способность дыхательных клапанов увязана с производительностью приемо-раздаточных патрубков, типы хлопушек соответствуют виду хранимого продукта, а сигнализаторы уровня интегрируются в общую систему автоматизации резервуарного парка. Заказчик получает гарантию того, что все элементы арматурной обвязки резервуара совместимы друг с другом, имеют унифицированные присоединительные размеры и согласованные технические характеристики.

Гарантированная герметичность и надежность срабатывания являются ключевыми эксплуатационными свойствами предохранительной и запорной арматуры. Дыхательные и предохранительные клапаны «ПромСоюзСталь» обеспечивают четкое срабатывание при установленном давлении, исключая как недопустимое повышение давления, так и подсос воздуха в резервуар, что особенно критично для продуктов, чувствительных к окислению или образующих взрывоопасные смеси. Хлопушки с отражательными пластинами направляют поток продукта к днищу, исключая прямое попадание заряженной струи на поверхность жидкости и существенно снижая потенциал статического электричества .

Долговечность и ремонтопригодность арматуры обеспечиваются применением износостойких материалов, защитных покрытий и модульной конструкции, позволяющей производить обслуживание и замену быстроизнашиваемых элементов без демонтажа всего устройства с резервуара. Огнепреградители имеют разборную конструкцию, обеспечивающую доступ к кассетам для очистки и замены. Сигнализаторы уровня оснащаются съемными чувствительными элементами, допускающими демонтаж для поверки и калибровки без опорожнения резервуара.

Области применения резервуарной арматуры

Резервуарная арматура различных типов является обязательным элементом оснащения всех видов емкостного оборудования во всех отраслях промышленности, где осуществляется хранение и перекачка жидких и газообразных сред.

В нефтегазовой отрасли и системе нефтепродуктообеспечения резервуарная арматура устанавливается на резервуарах нефтебаз, автозаправочных станций, нефтеперекачивающих станций и пунктов налива. Дыхательные и предохранительные клапаны обеспечивают безаварийную эксплуатацию резервуаров с бензинами, дизельным топливом, керосином и маслами. Хлопушки с механизмами управления предотвращают катастрофические потери продукта при разрыве трубопроводов. Плавающие заборные устройства позволяют отбирать авиационный керосин из верхних слоев резервуара, исключая попадание воды и механических примесей в ответственные потребители . Приемо-раздаточные устройства обеспечивают снижение скорости потока и предотвращают накопление статического электричества.

В химической промышленности и нефтехимии применяется арматура из коррозионно-стойких сталей для работы с кислотами, щелочами, растворителями и жидкими удобрениями. Особые требования предъявляются к герметичности затворов и надежности уплотнений, исключающих даже минимальные протечки агрессивных сред. Сигнализаторы уровня с чувствительными элементами из специальных сталей обеспечивают контроль уровня в емкостях с агрессивными реагентами.

Предприятия водоснабжения и водоотведения используют вентиляционные патрубки, замерные люки и сигнализаторы уровня при строительстве резервуаров чистой воды, пожарных запасов и накопительных емкостей. Арматура для питьевой воды изготавливается с применением материалов и покрытий, разрешенных для контакта с питьевой водой и не влияющих на ее органолептические свойства.

Энергетический сектор использует предохранительную и запорную арматуру для оснащения топливных баков котельных, маслобаков трансформаторов, деаэраторных баков и конденсатных баков тепловых и атомных электростанций.

Рекомендации при выборе и монтаже резервуарной арматуры

Выбор состава и типоразмеров резервуарной арматуры начинается с определения условий эксплуатации резервуара: объема, хранимого продукта, максимальной производительности сливо-наливных операций, климатической зоны размещения, наличия систем улавливания легких фракций или инертирования.

Пропускная способность дыхательной и предохранительной арматуры должна рассчитываться в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 31385-2016. Суммарная пропускная способность клапанов по внутреннему давлению должна быть не менее производительности залива продукта в резервуар, умноженной на коэффициент 1,1. Суммарная пропускная способность клапанов по вакууму должна быть не менее производительности слива продукта из резервуара, умноженной на коэффициент 1,1, плюс полный объем резервуара. Для обогащенных продуктов или при температуре продукта выше 40°С пропускная способность клапанов по внутреннему давлению должна быть увеличена в 1,7 раза .

При выборе дыхательных клапанов необходимо учитывать возможность их примерзания к седлу в зимний период. Для резервуаров, эксплуатируемых в регионах с холодным климатом, рекомендуется применение клапанов с обогревом или специальных конструкций, исключающих примерзание тарелки к седлу.

Огнепреградители следует применять совместно с дыхательными и предохранительными клапанами в обязательном порядке. Выбор типоразмера огнепреградителя осуществляется по пропускной способности, соответствующей пропускной способности клапана, и по диаметру присоединительного патрубка. При выборе необходимо учитывать тип хранимого вещества, ожидаемое давление и температурные условия эксплуатации .

Хлопушки и механизмы управления к ним выбираются в зависимости от условного прохода приемо-раздаточного патрубка и вида хранимого продукта. Для светлых нефтепродуктов применяются хлопушки с перепускным клапаном, обеспечивающим гидравлическую разгрузку перед открытием. Для темных нефтепродуктов вместо хлопушек на внутренний фланец патрубка ППР устанавливается шарнир подъемной трубы .

Приемо-раздаточные устройства ПРУ и СУПР применяются для резервуаров с интенсивным грузооборотом, где требуется минимизация донных отложений и обеспечение электростатической безопасности. Выбор конкретного типа устройства осуществляется на основе анализа свойств хранимого продукта, интенсивности накопления осадков и требований к скорости потока на выходе из устройства .

Сигнализаторы уровня выбираются исходя из свойств контролируемой среды: для электропроводных жидкостей и для диэлектрических жидкостей и сыпучих материалов применяются различные исполнения чувствительных элементов. Длина чувствительного элемента определяется высотой резервуара и требуемыми точками контроля. Для взрывоопасных зон следует применять сигнализаторы во взрывозащищенном исполнении.

Монтаж резервуарной арматуры должен производиться в строгом соответствии с проектной документацией и требованиями заводов-изготовителей. Дыхательные и предохранительные клапаны, огнепреградители, вентиляционные патрубки и замерные люки устанавливаются на стационарной крыше резервуара на монтажные патрубки. Вертикальность установки клапанов и огнепреградителей является обязательным условием их корректной работы.

Хлопушки монтируются на внутренний фланец приемо-раздаточных патрубков с обязательной проверкой легкости хода крышки и отсутствия заеданий. Тросы от механизмов управления прокладываются с минимальным количеством перегибов, исключающих их истирание о конструкции резервуара. Запасной трос выводится в световой люк для возможности аварийного открытия хлопушки .

Приемо-раздаточные устройства и совмещенные устройства приемо-раздачи монтируются с обязательным соблюдением требования об отсутствии жесткой связи рассекателя, установленного на днище, и зонта на отводе. Это требование связано с возможностью значительного перемещения стенки резервуара относительно днища в процессе эксплуатации. Конструкция СУПР предусматривает искробезопасную опору корпуса на днище, исключающую искрообразование при возможных перемещениях .

После монтажа вся резервуарная арматура подлежит испытаниям совместно с резервуаром. Дыхательные и предохранительные клапаны, огнепреградители проходят проверку на герметичность и работоспособность. Хлопушки и механизмы управления испытываются на полный ход крышки. Сигнализаторы уровня калибруются по фактическим уровням продукта. Результаты испытаний оформляются актами и заносятся в паспорт резервуара.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Чем отличаются дыхательные клапаны от предохранительных клапанов резервуаров?
Ответ: Дыхательные клапаны являются основной системой вентиляции резервуара и работают постоянно, обеспечивая сброс избыточного давления и подсос воздуха при каждом цикле наполнения и опорожнения. Предохранительные клапаны выполняют функцию дублирующей аварийной защиты и настроены на более высокое давление срабатывания. Они открываются только при отказе дыхательных клапанов или при превышении расчетной производительности сливо-наливных операций .

Вопрос: В каких случаях применяются плавающие заборные устройства ПЗУ?
Ответ: Плавающие заборные устройства применяются при хранении высококачественных топлив и масел, где недопустимо даже незначительное содержание воды и механических примесей. Наиболее характерный пример — резервуары с авиационным керосином. ПЗУ позволяет осуществлять отбор продукта из верхнего, наиболее чистого слоя, исключая подачу обводненного и загрязненного продукта .

Вопрос: Что такое совмещенное устройство приемо-раздачи СУПР и какие преимущества оно дает?
Ответ: СУПР — это многофункциональное устройство, объединяющее функции приемо-раздаточного устройства, хлопушки и устройства размыва донных отложений. Оно обеспечивает снижение скорости потока продукта до нормативных значений, предотвращает накопление статического электричества, размывает донные осадки и снижает нагрузки на стенку резервуара за счет плавного изменения сечения и искробезопасной опоры на днище .

Вопрос: Как выбрать сигнализатор уровня для резервуара с нефтепродуктом?
Ответ: Для нефтепродуктов, обладающих низкой диэлектрической проницаемостью, применяются емкостные сигнализаторы уровня, чувствительный элемент которых представляет собой стержень, покрытый изоляцией. Принцип действия основан на изменении электрической емкости между стержнем и корпусом резервуара при погружении в продукт. Выбор модели осуществляется по длине чувствительного элемента, температуре эксплуатации, наличию релейных или аналогового выходов, а также по требованиям взрывозащиты .

Запросите расчет стоимости и техническую консультацию

Для получения подробной информации о продукции, расчета коммерческого предложения и консультации по техническим вопросам, свяжитесь с нашими специалистами. Вы можете позвонить по телефону или написать на электронную почту. При оставлении заявки на сайте инженер компании перезвонит в рабочее время для уточнения деталей проекта и подготовки индивидуального предложения. «ПромСоюзСталь» является надежным партнером в обеспечении качественными и долговечными решениями для резервуарного оборудования.