Все зависит от материала изготовления, так для стекла соляная кислота не является агрессивной, а по отношению к железу — да. Отсюда агрессивная среда — это такое агрегатное состояние, способное взаимодействовать с окружающими ее материалами, вызывая в них необратимые состояния, после чего они теряют свои функциональные качества. В нефтегазовой и химических отраслях промышленности воздействие агрессивных сред сокращает нормативный срок эксплуатации резервуаров.
Их следует рассматривать по отношению к наиболее употребляемым в экономике емкостям железобетонным, стальным и полимерным (большая группа пластмассовых, стеклопластиковых и мягких эластичных резервуаров). Все они отличаются большим разнообразием физико-химических характеристик.
Наибольшему временному воздействию агрессивных сред подвергаются железобетонные резервуары, так как это капитальные сооружения, построенные что называется «на века». Их ассоциируют с высокой надежностью и прочностью.
Долгий срок службы емкости увязывается с появлением различных сред, которые возникают вокруг стенок сосуда. Они подразделяются на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные. Эти среды бывают химические (кислоты, щелочи), биологические (мхи, грибки), физические (нагрев, охлаждение), кроме того происходят внутренние коррозионные процессы (реакции химических элементов с бетоном).
Для металлов воздействие агрессивной среды является коррозионно-активной, от скорости развития которой определяется группа агрессивности. Поэтому при проектировании резервуаров для нефти и нефтепродуктов для обеспечения требуемой долговечности стенки, днища, стационарной, плавающей крыши и понтонов в расчеты закладывается припуск на коррозию. Согласно ГОСТ 31385-2016 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов» устанавливаются следующие параметры (см. таблицу):
Характеристика | Скорость коррозии |
сильноагрессивная среда | более 0,5 мм в год |
среднеагрессивная среда | от 0,05 до 0,5 мм в год |
слабоагрессивная среда | не более 0,05 мм в год |
Отметим, что стойкость к агрессивным средам элементов конструкций стальных резервуаров бывает разной для сырой нефти и нефтепродуктов, так внутренняя поверхность днища и нижний пояс РВС испытывают в основном среднеагрессивное воздействие при хранении сырой нефти, мазута, дизельного топлива и керосина, при этом бензин — относится к слабоагрессивным. Средние пояса и нижние части понтонов и плавающих крыш по всем продуктам испытывают слабоагрессивное воздействие. Зона периодического смачивания имеет свои особенности, то же можно сказать о кровле и верхе понтонов и плавающих крыш. Все эти данные имеются в соответствующих таблицах, с которыми легко можно ознакомиться в интернете.
Зачастую защита от агрессивной среды емкостей и трубопроводов имеет целью не только спасение этих сооружений от разрушения, но и обеспечение пожарной безопасности резервуарных парков, поскольку при воздействии агрессивных веществ образуются сульфиды железа. Они при соприкосновении с воздухом воспламеняются.
Наименьшему воздействию вышеперечисленных агрессивных сред, на сегодняшний день, подвержены полимерные (мягкие) эластичные резервуары ПЭР-Н. Не случайно, устойчивость полимеров к различным агрессивным средам позволяет широко использовать их в различных отраслях экономики. Под влиянием времени полимерные емкости постепенно разрушаются. Срок их работы не сравним с железобетонными и составляет 12-15 лет, но они легко транспортируются и также просто разворачиваются на месте эксплуатации. Помимо времени, есть отрицательное влияние УФ-излучения на срок службы резервуара. С этим явлением производители научились бороться с помощью определенных добавок и присадок, но агрессивное влияние внешней температуры, в том числе и Солнца, по-прежнему остается проблемой для всех резервуаров.
Наиболее подготовленными к воздействию высоких и низких температур оказались железобетонные емкости. Их теплопроводность самая низкая по сравнению со стальными и полимерными резервуарами. Более того, в стальных резервуарах зачастую увеличивается толщина стенок для сохранения тепла, с этой же целью производится покраска, устраивается теплоизоляция и подогрев, чего нет у мягких эластичных емкостей. Они согреваются за счет термоматов и различных укрывных материалов.
Если говорить о сверхнизких температурах в условиях Крайнего Севера, то рекордсменом стали полимерные амортизаторы для саней производства НПФ «Политехника». Они выдержали морозы в -600С на недавно проведенных испытаниях в Антарктиде. Специальные морозостойкие стали оказались бессильны перед стихией. Об успешном применении мягких резервуаров говорит большой опыт компании.
Еще один показатель огнестойкость. Бетон начинает разрушаться при температуре свыше 500оС, при 750оС - разрушается полностью. Сталь держится до 500 — 600оС. Огнестойкость ПВХ тканей составляет температуру около 450оС.
Давление является одной из ключевых эксплуатационных характеристик. Оно должно равномерно распределяться по всему сосуду - это правило для всех резервуаров. В нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности основным показателем считается гидростатическое давление жидкости. Существуют резервуары высокого и низкого давления. Первые имеют каплевидную или цилиндрическую формы и рабочее давление до 0,4 кгс/см2 (около 500 мм вод.ст.). Под них требуется особый фундамент. Отметим, что давление в цилиндрах большой емкости может доходить до 2500 мм вод.ст. Последние, низкого давления имеют цилиндрическую форму. Критической формой защиты резервуара являются аварийные клапаны, которые могут сбросить избыточное давление.
Полимерные эластичные резервуары в рабочем состоянии имеют подушечную форму, при транспортировке они размещаются в ящиках или перевозятся в скрученном состоянии. Важной особенностью мягких емкостей является возможность размещения в них внутреннего вкладыша, что называется под заказ.
Резервуары производятся из высокопрочной тканевой основы с двухсторонним полиуретановым покрытием. Такая ткань имеет высокую прочность, высокую износостойкость и морозоустойчивость.
Контроль качества материалов в НПФ «Политехника» осуществляется в специальной сертифицированной лаборатории. Выходные испытания проводятся на пневматическом испытательном стенде, где изделия подвергаются воздействию избыточного давления.
Обычно стальные резервуары подвергаются серьёзным испытаниям на площадке эксплуатации, где производится проверка прочности и герметичности конструкций. Результаты таких исследований заносятся в специальные карты. К ним прилагаются сертификаты по качеству металла и проведения сварочных работ и другая техническая документация. Полимерные резервуары поставляются на рабочую площадку уже готовыми к эксплуатации.
Эластичные резервуары по большинству критериев большего всего подходят для постоянного и временного хранения нефтепродуктов в экстремальных условиях. Они уступают железобетонным и стальным по срокам эксплуатации, но их можно легко менять на новые.