Технологический процесс изготовления резервуаров для хранения нефти из нержавеющей стали

Технологический процесс изготовления резервуаров для хранения нефти из нержавеющей стали включает в себя несколько этапов, от проектирования до поставки готовой продукции. Необходимо обеспечить прочность конструкции, герметичность и коррозионную стойкость, чтобы соответствовать требованиям безопасности и долговечности в нефтяной промышленности. Ниже представлен подробный технологический процесс с разбивкой по этапам:

1. Проектирование и планирование

• Анализ требований: В зависимости от назначения резервуара (например, для хранения сырой нефти, нефтепродуктов или химических жидкостей) определяются объем, размеры, класс давления и условия окружающей среды (например, температура, коррозионная активность).
• Выбор материала: Выбирается подходящий материал из нержавеющей стали, обычно 316L, 304 или дуплексная нержавеющая сталь, с учетом коррозионной стойкости и стоимости. Необходимо соответствие стандартам, таким как API 650 (стандарт для сварных резервуаров для хранения нефти).
• Разработка чертежей: С использованием CAD или программного обеспечения для трехмерного моделирования (например, SolidWorks) разрабатываются подробные чертежи резервуара, включая корпус, входы/выходы, опоры, люки, вентиляционные клапаны и другие компоненты.
• Анализ напряжений: С помощью метода конечных элементов (FEA) моделируется распределение напряжений в корпусе резервуара при полной загрузке, давлении или сейсмических условиях, чтобы обеспечить безопасность конструкции.

2. Подготовка материалов

• Закупка листового металла: В соответствии с требованиями проекта закупается листовой металл из нержавеющей стали (толщина обычно составляет 4-20 мм, в зависимости от размеров резервуара и давления).
• Обработка поверхности: Листовой металл очищается для удаления масла, оксидов, чтобы обеспечить качество сварки.
• Раскрой: С использованием станков плазменной резки с ЧПУ, лазерной резки или гидроабразивной резки листовой металл из нержавеющей стали разрезается для изготовления корпуса, днища, крышки и принадлежностей (например, фланцев, крышек люков).
• Обработка кромок: Кромки реза шлифуются или снимаются фаски для уменьшения дефектов сварки.

3. Формирование корпуса резервуара

• Вальцовка: Листовой металл из нержавеющей стали подается в вальцовочный станок для формирования цилиндрической стенки корпуса резервуара. Большие резервуары могут вальцеваться по частям с последующей сборкой.
• Изготовление днища и крышки:
• Днище обычно плоское или коническое, изготавливается из соединенных листов с обеспечением плоскостности.
• Крышка может быть фиксированной или плавающей (для летучих жидкостей), разрезается и формируется в соответствии с проектом.
• Предварительное изготовление принадлежностей: Изготавливаются люки, патрубки входа/выхода, соединения для уровнемеров, вентиляционные клапаны и другие компоненты, обычно с использованием токарных станков или обрабатывающих центров с ЧПУ.

4. Сборка и сварка

• Сборка: На сборочной платформе временно фиксируются днище, стенки, крышка и принадлежности с использованием зажимов для обеспечения выравнивания.
• Сварка:
• Используется аргонодуговая сварка (TIG) или плазменная сварка для обеспечения гладких и коррозионностойких сварных швов.
• Ключевые сварные швы (например, соединение днища и стенки) должны быть выполнены двусторонней сваркой или сваркой с полным проплавлением.
• В процессе сварки контролируется тепловложение, чтобы избежать перегрева нержавеющей стали, который может привести к межкристаллитной коррозии.
• Контроль сварных швов: С помощью методов неразрушающего контроля (NDT), таких как рентгенография (RT), ультразвуковой контроль (UT) или капиллярный контроль (PT), проверяется качество сварных швов, чтобы убедиться в отсутствии трещин, пор и других дефектов.

5. Обработка поверхности

• Полировка: Внутренняя и внешняя поверхности резервуара подвергаются механической или электрохимической полировке для достижения шероховатости поверхности Ra0,4-0,8 мкм, чтобы уменьшить прилипание нефтепродуктов и риск коррозии.
• Травление и пассивация: С использованием травильного раствора (например, азотной кислоты + плавиковой кислоты) удаляется сварочный оксидный слой и формируется пассивирующая пленка для повышения коррозионной стойкости.
• Пескоструйная обработка (опционально): Внешняя поверхность подвергается пескоструйной обработке для улучшения внешнего вида и адгезии покрытия.

6. Установка принадлежностей

• Устанавливаются люки, трубопроводы входа/выхода, клапаны, уровнемеры, датчики температуры и другие принадлежности.
• Обеспечивается хорошая герметичность всех соединений, обычно с использованием фланцев из нержавеющей стали и маслостойких уплотнительных прокладок.
• На резервуары под давлением устанавливаются предохранительные клапаны и манометры.

7. Проверка и испытания

• Контроль размеров: Измеряются размеры резервуара, толщина стенок, округлость и т. д., чтобы убедиться в соответствии с проектными чертежами.
• Испытание под давлением:
• Резервуары под давлением подвергаются испытанию гидравлическим или пневматическим давлением (например, 1,5-кратным проектному давлению) для проверки прочности и герметичности резервуара.
• Для резервуаров, работающих при атмосферном давлении, основное внимание уделяется проверке герметичности для предотвращения утечек.
• Испытание на коррозионную стойкость: В имитированной среде нефтепродуктов проверяется коррозионная стойкость нержавеющей стали.
• Внешний осмотр: Убедитесь в отсутствии царапин, вмятин и ровности сварных швов.

8. Защита от коррозии и покраска (опционально)

• Хотя нержавеющая сталь сама по себе устойчива к коррозии, внешняя поверхность может быть покрыта эпоксидной или полиуретановой краской для повышения устойчивости к ультрафиолетовому излучению и коррозии окружающей среды.
• Перед покраской необходимо провести пескоструйную обработку для обеспечения адгезии покрытия.

9. Упаковка и транспортировка

• Защитная упаковка: Поверхность резервуара покрывается защитной пленкой для предотвращения царапин при транспортировке.
• Способ транспортировки: Небольшие резервуары транспортируются целиком, большие резервуары могут транспортироваться по частям с последующей сборкой на месте.
• Фиксация и защита: Резервуар фиксируется с помощью опор или деревянных ящиков для обеспечения безопасности транспортировки.

10. Монтаж и ввод в эксплуатацию на месте

• Сборка на месте (если применимо): Большие резервуары для хранения нефти собираются на месте путем соединения стенок, установки крышки и окончательной сварки.
• Строительство фундамента: Убедитесь, что резервуар установлен на ровном бетонном фундаменте или стальной опорной конструкции в соответствии со стандартом API 650.
• Ввод в эксплуатацию: Подключите трубопроводную систему, проверьте работу уровнемеров, клапанов и т. д., выполните пробный запуск.

Меры предосторожности

• Стандарты безопасности: В процессе обработки необходимо соблюдать стандарты OSHA или китайские стандарты GB (например, GB 50128) для обеспечения безопасности сварки, подъема и других операций.
• Контроль качества: Каждый этап должен иметь строгие записи контроля качества, соответствующие ISO 9001 или соответствующим сертификатам нефтяной промышленности.
• Адаптация к окружающей среде: Для нефтяной промышленности резервуары должны учитывать особые условия, такие как высокая температура, серосодержащая нефть и т. д., и выбирать подходящие материалы и процессы.
• Индивидуальные требования: В соответствии с требованиями заказчика могут быть добавлены внутренние облицовки (например, политетрафторэтилен) или изоляционные слои (например, минеральная вата).

Типичные материалы и параметры процесса

• Материалы: Нержавеющая сталь 316L (содержит 2-3% молибдена, устойчива к коррозии хлорид-ионами) или нержавеющая сталь 304 (более низкая стоимость).
• Толщина стенки: 4-20 мм, в зависимости от диаметра резервуара и давления.
• Сварочный ток: Для TIG-сварки обычно 100-200 А, конкретное значение регулируется в зависимости от толщины пластины.
• Класс полировки: Внутренняя поверхность Ra≤0,8 мкм, соответствует санитарным требованиям хранения нефти.