Zbiorniki o

specyficznej

konstrukcji na

ciecze

Przygotowali:

Kamil Grunwald
Konrad Jabłoński
Marlena Kamińska

1.

Wprowadzenie

2.

Zbiorniki o podwyższonym nadciśnieniu



Charakterystyka zbiorników



Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

Zbiorniki na ciecze o wysokiej temperaturze

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

2

1.

2.

Zbiorniki o podwyższonym nadciśnieniu



Charakterystyka zbiorników



Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

Zbiorniki na ciecze o wysokiej temperaturze

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

3

Wprowadzenie

W przemyśle chemicznym, spożywczym,

w gospodarce komunalnej i rolnictwie,
niektóre zbiorniki wymagają specjalnych
rozwiązań konstrukcyjnych, gdyż
magazynowane w nich ciecze mają specyficzne
właściwości fizykochemiczne lub agresywnie
działają na stal.

W takim przypadku należy w specjalny

sposób zaprojektować konstrukcje zbiornika,
lub zabezpieczyć ją przed niekorzystnymi
działaniami.

4

1.

Wprowadzenie

2.





Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

Zbiorniki na ciecze o wysokiej temperaturze

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

5

Zbiorniki o podwyższonym
nadciśnieniu

Charakterystyka zbiorników

Ze względu na korzyści ekonomiczne,

wskazane jest magazynowanie niektórych
łatwo parujących cieczy w podwyższonym
nadciśnieniu

Powoduje jednak to problem unoszenia się

obwodu płaskiego dna przez wewnętrzne
nadciśnienie (zwiększone zjawisko przy
ciśnieniu 2500-4000mm słupka H

2

O).

Jeżeli w zbiorniku znajduje się niewielka

ilość produktu naftowego, wówczas siła na
obwodzie dna od nadciśnienia działającego na
kopułę powoduje odkształcenia zewnętrznego
pierścienia wiotkiego dna.

6

Wymagania dotyczące konstrukcji zbiorników

przy nadciśnieniu:



Wzmocnienie konstrukcji dachowej



Konieczność zakotwienia płaszcza zbiornika w
fundamencie

7

Dlaczego?

Nadciśnienie działające na kopułę przekazywane jest w

postaci obciążenia równomiernie rozłożonego poprzez

płaszcz na obrzeżny pierścień dna. Mała ilość cieczy nie

daje dostatecznego obciążenia utrzymującego zbiornik.

Skutek: Niebezpieczeństwo oderwania obwodu zbiornika

od podłoża

1.

Wprowadzenie

2.



Charakterystyka zbiorników



Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

Zbiorniki na ciecze o wysokiej temperaturze

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

8

Zbiorniki o podwyższonym
nadciśnieniu

Siłę w kotwie Z

max

można wyznaczyć z

przybliżonego wzoru, wyprowadzonego przy
następujących założeniach upraszczających:



wypadkowa ssania wiatru działającego na
konstrukcję dachową przyłożona jest w osi
zbiornika,



parcie wiatru na płaszcz zbiornika powoduje
jego obrót wokół średnicy prostopadłej do linii
działania wiatru.

9

gdzie:

gf — współczynniki obciążeń,

n — liczba kotew,

Pn — nadciśnienie charakterystyczne w zbiorniku,

Q1 — masa własna konstrukcji zbiornika z
pominięciem masy dna,

Fp — pole powierzchni obrzeżnego pierścienia

dna zbiornik szerokości 0,50m,

h' — wysokość słupa cieczy w zbiorniku

Qc — ciężar objętościowy magazynowanej
cieczy.

10



















































n

n

f

c

f

c

p

g
f

h

w

f

w

f

n

n

f

p

h

F

Q

r

a

W

W

r

p

n

Z



















'

2

1

1

2

max

1.

Wprowadzenie

2.



Charakterystyka zbiorników



Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

Zbiorniki na ciecze o wysokiej temperaturze

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

11

Zbiorniki o podwyższonym
nadciśnieniu

I.

Za pomocą żelbetowej płyty kotwiącej
zakopanej wokół obwodu dna.



Płyty te są połączone z płaszczem zbiornika
śrubami kotwiącymi.

12

a) Sposób kotwienia
b) Śruba kotwiąca

Zbiorniki projektowane na nadciśnienie

eksploatacyjne 2300-2500mm słupka H

2

O oraz

ciśnienie próbne 2750mm kotwione są
śrubami, których liczba zależy od objętości
zbiornika i jego średnicy:



Pojemność 3000 - 28 śrub fi 56mm



Pojemność 5000 - 44 śruby fi 56mm

Śruba jest skonstruowana tak, aby możliwe
było zredukowanie jej długości na okres
montażu dna.



 

13



Górne pierścienie płaszcza są wykonane
z blach cienkich wzmocnione kolistymi
żebrami z płaskowników.



Znacznie masywniejszymi żebrami
wzmacnia się najbliższy pierścień na
wysokości przymocowań śrub kotwiących

14

II.

Projekt Francuski – fundament jest płytą
żelbetową której pierścień zewnętrzny jest
połączony z płaszczem zbiorn

Zbiornik we Francji o pojemności 10 000-20 000 m

3

:



Środkowa część dachu w kształcie kopuły kolistej,
oparta na 8 słupach,



Zewnętrzna część dachu w kształcie torusa,



Płaszcz usztywniony od

strony

zewnętrznej

teowym pierścieniem

w

miejscu połączenia z torusową

częścią dachu,



Zbiornik zakotwiony w

40-

centymetrowej płycie

fundamentowej.

15

Przy zwiększonym nadciśnieniu w zbiorniku do

30 000 -40 000 mm słupa

H

2

O

pojawia się

konieczność wykonania dna sferycznego.
Otrzymuje ono wówczas dostateczną sztywność,
by działające na nie nadciśnienie mogło
równoważyć nadciśnienie działające na dach.

16

Wada – konieczność budowania bardzo
wysokich fundamentów

1.

Wprowadzenie

2.



Charakterystyka zbiorników



Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

Zbiorniki na ciecze o wysokiej temperaturze

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

17

Zbiorniki o podwyższonym
nadciśnieniu

Dla zbiorników spawanych, pracujących przy

podwyższonym nadciśnieniu groźne jest
zjawisko nagłego pękania. Zachodzi ono przy
powstaniu niewielkiej nieciągłości struktury
zbiornika przy niewielkim wzroście nadciśnienia.

Aby zapewnić bezpieczeństwo zbiornika

należy tak dobrać materiał, aby przed
pęknięciem zbiornik uległ rozszczelnieniu, czyli
pękniecie o wielkości równej grubości ścianki
zbiornika było bezpieczne ze względu na
pękanie.

Jakościowa stal na zbiorniki ma graniczny

wymiar szczeliny wielkości 9 mm a stal o
wysokiej wytrzymałości - 2 mm.

Nieciągłość o wymiarze 2 mm może zostać

dość łatwo niezauważona w czasie badań
(zdjęcia RTG czy badania ultradźwiękowe).

18

Wielkość szczeliny krytycznej a[mm]

wywołującej naprężenia równe granicy
plastyczności

19

1.

Wprowadzenie

2.

Zbiorniki o podwyższonym nadciśnieniu



Charakterystyka zbiorników



Obliczanie siły działającej w kotwie fundamentu



Sposoby kotwieni obwodu zbiornika



Zbiorniki spawane pracujące przy podwyższonym
nadciśnieniu

3.

4.

Zbiorniki na ciecze o agresywnym działaniu
na stal

5.

…….

20

Zbiorniki na ciecze o wysokiej
temperaturze

Zbiorniki przeznaczone do magazynowania
cieczy w temperaturze ponad 70 stopni
Celsjusza należy projektować tak, aby:



konstrukcja nośna dachu znajdowała się
zawsze ponad zwierciadłem cieczy



konstrukcja nośna dachu była podparta
przegubowo-przesuwnie na płaszczu zbiornika



pokrycie dachowe miało możliwość
odkształceń wraz z konstrukcja nośną dachu

21

Ponieważ w miarę wzrostu temperatury

wartość granicy plastyczności materiały
maleje, przez to należy zredukować naprężenia
normalne i odkształcenia.

Zbiorniki eksploatowane w podwyższonych

temperaturach chroni się przed nadmiernymi
stratami ciepła izolacja termiczna

22

Współczynniki redukcyjne do zależności naprężeni –
odkształcenia w stali węglowej w podwyższonych temp.

23