چگونه یک سقف شناور بسازیم: راهنمای کامل مهندسی و ساخت

طرحی جامع برای طراحی، مونتاژ و آزمایش سقف های شناور مطابق با API برای مخازن ذخیره سازی صنعتی

ایجاد سقف شناور یکی از حیاتی ترین شاهکارهای مهندسی در ذخیره سازی مایعات فله صنعتی است. سقف شناور که برای شناور شدن فیزیکی روی سطح مایعات ذخیره شده طراحی شده است - با افزایش حجم مخزن بالا و پایین می رود - یک سقف شناور فضای بخار (اولاژ) را که در آن ترکیبات آلی فرار (VOCs) انباشته می شوند، از بین می برد.

این که آیا شما مهندسی می کنیدسقف شناور خارجی (EFR)برای مخازن عظیم نفت خام یا یکسقف شناور داخلی (IFR)جفت شده با یکگنبد ژئودزیکی آلومینیومیبرای حفاظت از پتروشیمی های پالایش شده، فرآیند طراحی و ساخت باید به شدت از قوانین بین المللی مانندAPI 650. مخزن با سقف شناور از زمان آغاز به کار به عنوان استاندارد صنعتی برای ذخیره سازی نفت فرار عمل کرده است و به طور مستمر برای رعایت مقررات زیست محیطی سختگیرانه در مورد انتشارات تبخیری در حال تکامل است (گالاگر و دژاردین، 2000).

این راهنما روند کامل ایجاد سقف شناور را که برای مهندسان، اپراتورهای تاسیسات و تیم های تدارکات بهینه شده است، تشریح می کند.

برای برآورده ساختن پرس و جوهای جستجوی سریع و بررسی های کلی هوش مصنوعی، در اینجا فرآیند پنج مرحله ای مستقیم برای ایجاد سقف شناور صنعتی آمده است:

1. مهندسی و محاسبه API 650:تجزیه و تحلیل شناوری و تنش را انجام دهید تا مطمئن شوید که عرشه می تواند وزن مرده خود را به اضافه بارهای محیطی (باران، برف) تحت یک سناریوی پانتونی سوراخ شده تحمل کند.
2. ساخت مواد:صفحات عرشه مرکزی و پانتون های بیرونی را از فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای آلومینیوم بر اساس سازگاری شیمیایی بسازید.
3. مونتاژ عرشه در محل:حلقه های پانتون و صفحات عرشه داخلی را مستقیماً روی کف پوسته مخزن جوش یا پیچ کنید و پایه های پشتیبانی را برای مراحل استراحت نصب کنید.
4. یکپارچه سازی رینگ و زهکشی:درزگیرهای مکانیکی کفش یا برف پاک کن های الاستومری را در امتداد محیط نصب کنید تا شکاف بین سقف متحرک و دیوار ثابت مخزن بسته شود. زهکش های سقف انعطاف پذیر را نصب کنید.
5. تست و راه اندازی:آزمایش جعبه خلاء را روی تمام درزهای جوش انجام دهید و به دنبال آن یک آزمایش آب هیدرواستاتیک با ظرفیت کامل برای تأیید تعادل شناور و یکپارچگی آب بندی انجام دهید.

قبل از شروع ساخت، سقف باید مهندسی دیجیتال شود. فیزیک اساسی سقف شناور بر اصل ارشمیدس تکیه دارد. برای اطمینان از فرو نرفتن سقف در اثر بارندگی شدید یا خرابی سازه، مهندسان حداقل نیروی شناور (FB) مورد نیاز برای جبران وزن مرده عرشه (W{عرشه) و بارهای گذرا را محاسبه می‌کنند.

جایی که SF عامل ایمنی اجباری است. رویه‌های طراحی API 650 محاسبات ضخامت سازه و بار را دیکته می‌کنند، اگرچه مهندسان مدرن به طور فزاینده‌ای از تحلیل دینامیکی غیرخطی و تحلیل اجزای محدود سه‌بعدی (FEA) برای اطمینان از یکپارچگی سازه تحت سناریوهای لرزه‌ای و تغییر شکل بزرگ (Fallah Daryavarsari & Nascimbene) استفاده می‌کنند.

ایجاد فیزیکی سقف به شدت به نوع شناسی انتخاب شده و کاربرد صنعتی خاص بستگی دارد:

• سقف های پانتون:دارای یک حلقه بیرونی شناور متشکل از پانتون های تقسیم بندی شده که یک عرشه مرکزی تک ضخامت را احاطه کرده اند. ایده آل برای آب و هوای معتدل و نفت خام استاندارد.
• سقف های دو طبقه:دارای یک عرشه بالا و پایین که توسط دیوارها جدا شده اند. این حداکثر عایق و استحکام ساختاری را برای مخازن با ظرفیت بالا (با قطر بیش از 60 متر) در شرایط آب و هوایی شدید فراهم می کند.

برای حداکثر کاهش VOC، یک IFR در زیر یک سقف ثابت نصب می شود. IFR های مدرن اغلب از پانل های آلومینیومی سبک وزن و با استحکام بالا و پانتون های اکسترود شده ساخته می شوند. این سیستم های مدولار را می توان بدون کار گرم (جوشکاری) نصب کرد و اغلب با آنها جفت می شودمخازن شیشه ای ذوب شده به فولاد (مینایی).یامخازن استیل ضد زنگبرای مقاومت شیمیایی برتر مهاجرت بخار در این سیستم‌های داخلی به شدت تحت‌تاثیر ارتفاع عرشه و تهویه است و به اندازه دقیق دریچه‌های مخزن نیاز دارد (ژانگ و همکاران، 2020).

از آنجایی که سقف های شناور سازه های عظیمی هستند، به طور کامل در داخل پوسته مخزن مونتاژ می شوند. کف مخزن به عنوان میز کار عمل می کند. پایه‌های تکیه‌گاه ابتدا برای ایجاد یک ارتفاع موقت (معمولاً 1 تا 2 متر) نصب می‌شوند تا به کارگران اجازه دهد تا در زیر عرشه حرکت کنند.

برای سقف های فولادی، ابتدا پانتون های محیطی بیرونی ساخته می شوند. دیواره ها برای ایجاد محفظه های مستقل و محکم در برابر مایعات جوش داده می شوند. این برای ایمنی بسیار مهم است: اگر یکی از محفظه ها از کار بیفتد یا شکسته شود، محفظه های مجاور سقف را شناور نگه می دارند.

صفحات فولادی عرشه مرکزی، اندکی روی هم قرار می گیرند و با استفاده از جوش فیله پیوسته به هم متصل می شوند. برای سیستم های آلومینیومی IFR، پانل ها با استفاده از الاستومرهای مقاوم در برابر مواد شیمیایی پیچ و مهره می شوند.

• زهکشی سقف:اتصالات لوله مفصلی یا شیلنگ های انعطاف پذیر سنگین نصب می شود. اینها از طریق محصول مایع عبور می کنند و به آب باران جمع آوری شده در عرشه EFR اجازه می دهند که از کف مخزن خارج شود بدون اینکه مواد شیمیایی ذخیره شده را آلوده کند.
• دستگاه های ضد چرخش:قطب های راهنمای عمودی برای جلوگیری از چرخش عرشه شناور در هنگام بالا و پایین رفتن تعبیه شده است.
• شنت های زمینی:کابل‌های با رسانایی بالا به محیط سقف متصل می‌شوند تا الکتریسیته ساکن را در پوسته مخزن پخش کنند و خطر جرقه و آتش‌سوزی بخار را از بین ببرند.

یک شکاف فیزیکی باید بین سقف شناور و دیواره مخزن وجود داشته باشد تا از اتصال اصطکاک جلوگیری شود. این شکاف با استفاده از a بسته می شودسیستم دو مهر و موم:

1. مهر و موم اولیه:یک کفش مکانیکی (صفحات فلزی که توسط فنرها به دیواره مخزن فشرده می شوند) یا یک لوله پر از مایع.
2. مهر ثانویه:یک تیغه برف پاک کن لاستیکی که با پایین آمدن سقف، لایه مایع باقیمانده را از دیوار جدا می کند.

سقف شناور تا زمانی که ثابت کند واقعاً می تواند شناور باشد را نمی توان تأیید کرد. در طولتست هیدرواستاتیک، مخزن به آرامی با میلیون ها گالن آب پر می شود.

بازرسان سقف را در حالی که از پایه های تکیه گاه خود بلند می کند نظارت می کنند. آنها بررسی می کنند:

• تعادل:اطمینان از اینکه سقف به یک طرف کج نمی‌شود.
• مهر تماس:بررسی مهر و موم های اولیه و ثانویه، تماس دائمی با پوسته را در کل مسیر حرکت عمودی حفظ می کند.
• نشتی:اطمینان از عدم نفوذ آب به قسمت های پانتون یا عرشه مرکزی.

ایجاد سقف شناور جدید به ساخت مخزن جدید محدود نمی شود. بسیاری از تاسیسات صنعتی قدیمی مخازن روباز موجود خود را با نصب دهانه شفاف ارتقا می دهندگنبد ژئودزیکی آلومینیومی.

افزودن یک گنبد ژئودزیکی خود نگهدار به طور موثر مخزن EFR را به مخزن IFR تبدیل می کند. این بلافاصله تجمع آب باران را در عرشه شناور حذف می کند (با دور زدن نیاز به زهکشی سقف پیچیده)، از سیل رینگ در برابر تخریب UV محافظت می کند و هزینه های نگهداری چرخه عمر را به شدت کاهش می دهد.

به عنوان یک رهبر جهانی در راه حل های نگهداری مایعات فله و ذخیره سازی صنعتی،Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd. (سنتر مینا)متخصص در طراحی، مهندسی، و ساخت بسیار پیشرفته استمخازن پیچ و مهره ای، مخازن ذوب شده از شیشه به فولاد (مینایی)، مخازن فولاد ضد زنگ، و کاملا مطابقت داردسقف های شناور داخلی.

مرکز مینا با بیش از 30 سال برتری در تولید و مجموعه عظیمی از استقرار موفق در بیش از 100 کشور جهان، گنبدهای ژئودزیکی آلومینیومی با دهانه شفاف مهندسی شده سفارشی و راه حل های سقف شناور API 650 را ارائه می دهد که ایمنی مطلق محیطی، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و طول عمر دارایی را تضمین می کند.