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石油貯蔵タンクの建造用プレートと表面処理

石油貯蔵タンクの建設：プレートの選択とプロセス

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石油貯蔵タンクの建設は、石油およびガス産業の重要な側面です。これらのタンクは、石油製品の貯蔵における安全性、耐久性、効率性を確保するために、精密に設計および構築する必要があります。これらのタンクの最も重要なコンポーネントの 1 つは、構築に使用されるプレートの選択と処理です。このブログでは、プレートの選択基準、製造プロセス、および石油貯蔵タンクの構築に関連する考慮事項について詳細に説明します。

プレート選択の重要性

プレートは石油貯蔵タンクの主要な構造部品です。適切なプレートの選択は、いくつかの理由から非常に重要です。

  1. 安全性: 適切なプレート材質を使用することで、タンクは内部圧力、環境条件、および貯蔵された製品との潜在的な化学反応に耐えることができます。
  2. 耐久性: 高品質の材料によりタンクの寿命が延び、メンテナンスコストとダウンタイムが削減されます。
  3. コンプライアンス: 業界の標準と規制を遵守することは、合法的な運営と環境保護に不可欠です。
  4. コスト効率適切な材料と処理方法を選択すると、建設コストと運用コストを大幅に削減できます。

石油貯蔵タンクの種類

プレートの選択に入る前に、各タイプに特定の要件があるため、さまざまなタイプの石油貯蔵タンクを理解することが重要です。

  1. 固定屋根タンク: 石油や石油製品の貯蔵に使用される最も一般的なタイプの貯蔵タンクです。蒸気圧の低い液体に適しています。
  2. 浮き屋根式タンクこれらのタンクには貯蔵液体の表面に浮かぶ屋根があり、蒸発による損失と爆発の危険性を軽減します。
  3. 弾丸タンク液化ガスや揮発性液体を貯蔵するために使用される円筒形のタンクです。
  4. 球形タンク: 高圧の液体やガスを貯蔵し、均等な応力分散を実現するために使用されます。

プレート選択基準

1. 材料構成

  • 炭素鋼: 強度、手頃な価格、入手しやすさから広く使用されています。ほとんどのオイルおよび石油製品に適しています。
  • ステンレス鋼: 耐腐食性があるため、腐食性製品や高温製品の保管に適しています。
  • アルミニウム軽量で耐腐食性があり、腐食環境の浮き屋根部品やタンクに最適です。
  • 複合材料: 高い耐腐食性と軽量性が求められる特定の用途に使用されることがあります。

2. 厚さとサイズ

  • 厚さ: タンクの設計圧力、直径、高さによって決まります。一般的には 5 mm から 30 mm の範囲です。
  • サイズ: プレートは、溶接継ぎ目を最小限に抑えるのに十分な大きさで、取り扱いや輸送がしやすい大きさである必要があります。

3. 機械的性質

  • 抗張力: タンクが内部圧力と外部力に耐えられることを保証します。
  • 延性: 圧力や温度の変化に対応し、破損することなく変形できます。
  • 耐衝撃性特に寒冷な環境では、突然の力に耐えることが重要です。

4. 環境要因

  • 温度変化: 極端な温度における材料の挙動を考慮します。
  • 腐食性環境特に沖合または沿岸の設備向けに、環境腐食に耐性のある材料を選択します。

材料規格と等級

石油貯蔵タンクの材料を選択する際には、品質、性能、業界規制への準拠を確保するために、認められた規格と等級に準拠することが重要です。

炭素鋼

  • 標準：ASTM A36、ASTM A283、JIS G3101
  • 成績:
    • ASTM A36: 溶接性と機械加工性に優れているため、タンク構造に使用される一般的な構造用鋼種です。
    • ASTM A283 グレードC: 中程度の応力がかかる用途に優れた強度と延性を提供します。
    • JIS G3101 SS400: 優れた機械的性質と溶接性で知られる、一般構造用炭素鋼の日本規格。

ステンレス鋼

  • 標準: ASTM A240
  • 成績:
    • 304/304L: 耐食性に優れており、軽度の腐食性物質を貯蔵するタンクに使用されます。
    • 316/316Lモリブデンの添加により、特に海洋環境において優れた耐腐食性を発揮します。
    • 904L (UNS N08904)特に塩化物や硫酸に対して高い耐腐食性があることで知られています。
    • 二相ステンレス鋼 2205 (UNS S32205): 高い強度と優れた耐腐食性を兼ね備え、過酷な環境にも適しています。

アルミニウム

  • 標準: ASTM B209
  • 成績:
    • 5083: 高い強度と優れた耐腐食性で知られており、海洋環境のタンクに最適です。
    • 6061: 優れた機械的特性と溶接性を備え、構造部品に適しています。

複合材料

  • 標準: ASME RTP-1
  • アプリケーション: 化学的な攻撃に対する耐性と軽量化が求められる特殊な用途に使用されます。

ライニングとコーティングの種類

ライニングとコーティングは、石油貯蔵タンクを腐食や環境による損傷から保護する上で重要な役割を果たします。ライニングとコーティングの選択は、タンクの場所、内容物、環境条件によって異なります。

外部コーティング

  1. エポキシコーティング:
    • プロパティ: 優れた接着性と耐腐食性を備えています。過酷な環境にも適しています。
    • アプリケーション: タンクの外部に使用され、風化や化学物質への曝露から保護します。
    • おすすめブランド:
      • ヘンペル: ヘンペルエポキシ35540
      • アクゾノーベル: インターシール670HS
      • ヨトゥン: ジョタマスティック90
      • 3M: スコッチコートエポキシコーティング 162PWX
    • 推奨DFT（乾燥膜厚）: 200～300ミクロン
  2. ポリウレタンコーティング:
    • プロパティ: 優れた紫外線耐性と柔軟性を提供します。
    • アプリケーション: 日光やさまざまな気象条件にさらされる水槽に最適です。
    • おすすめブランド:
      • ヘンペル: ヘンペルのポリウレタンエナメル 55300
      • アクゾノーベル: インターセイン 990
      • ヨトゥン: ハードトップXP
    • 推奨DFT: 50～100ミクロン
  3. 亜鉛リッチプライマー:
    • プロパティ: 鋼鉄表面に陰極保護を施します。
    • アプリケーション: 錆び防止のためのベースコートとして使用されます。
    • おすすめブランド:
      • ヘンペル: ヘンパデュール亜鉛17360
      • アクゾノーベル: インタージンク52
      • ヨトゥン: バリア77
    • 推奨DFT: 120～150ミクロン

内部ライニング

  1. フェノールエポキシライニング:
    • プロパティ: 石油製品や溶剤に対する耐薬品性に優れています。
    • アプリケーション: 原油や精製品を貯蔵するタンク内で使用されます。
    • おすすめブランド:
      • ヘンペル: ヘンペルフェノール 35610
      • アクゾノーベル: インターライン984
      • ヨトゥン: タンクガードストレージ
    • 推奨DFT: 400～600ミクロン
  2. ガラスフレークコーティング:
    • プロパティ: 耐薬品性、耐摩耗性に優れています。
    • アプリケーション: 腐食性の高い化学薬品の保管やタンクの底部に適しています。
    • おすすめブランド:
      • ヘンペル: ヘンペルグラスフレーク 35620
      • アクゾノーベル: インターゾーン954
      • ヨトゥン: バルトフレーク
    • 推奨DFT: 500～800ミクロン
  3. ゴムライニング:
    • プロパティ: 柔軟性と耐薬品性を提供します。
    • アプリケーション: 酸などの腐食性物質の保管に使用されます。
    • おすすめブランド:
      • 3M: スコッチコートポリテック665
    • 推奨DFT: 2～5mm

選択の考慮事項

  • 製品の互換性: 反応を防ぐために、ライニングまたはコーティングが保管されている製品と互換性があることを確認してください。
  • 環境条件ライニングやコーティングを選択する際には、温度、湿度、化学物質への曝露を考慮してください。
  • メンテナンスと耐久性: 長期的な保護を提供し、メンテナンスが容易なライニングとコーティングを選択してください。

製造プロセス

石油貯蔵タンクの製造には、いくつかの重要なプロセスが含まれます。

1. 切断

  • 機械切断: プレートを成形するために、せん断、鋸引き、フライス加工を行います。
  • 熱切断: 酸素燃料、プラズマ、またはレーザー切断を利用して、正確で効率的な成形を行います。

2. 溶接

溶接はプレートを接合し、構造の完全性を確保するために不可欠です。

  • シールドメタルアーク溶接（SMAW）: シンプルさと汎用性のため、よく使用されます。
  • ガスタングステンアーク溶接（GTAW）: 重要な接合部に高品質の溶接を提供します。
  • サブマージアーク溶接（SAW）: 厚い板や長い継ぎ目に適しており、深い浸透と高い堆積速度を実現します。

3. 形成

  • 圧延: プレートは円筒形のタンクの壁に必要な曲率に丸められます。
  • プレス成形: タンク端部やその他の複雑な部品の成形に使用されます。

4. 検査とテスト

  • 非破壊検査（NDT）超音波検査や放射線検査などの技術により、材料を損傷することなく溶接品質と構造的完全性を確保します。
  • 圧力テスト: タンクが漏れることなく設計圧力に耐えられることを保証します。

5. 表面処理とコーティング

  • 爆破: 表面を洗浄し、コーティングの準備を整えます。
  • コーティング腐食を防ぎ、タンクの寿命を延ばすために保護コーティングを施します。

業界標準と規制

安全性、品質、コンプライアンスを確保するには、業界標準の遵守が不可欠です。主な標準は次のとおりです。

  • 650 試験: 石油およびガス用の溶接鋼製貯蔵タンクの規格。
  • 620 の大型の低圧貯蔵タンクの設計と建設について説明します。
  • ASMEセクションVIII: 圧力容器の構築に関するガイドラインを提供します。

結論

石油貯蔵タンクの建設には、特にプレートの選択と処理において、細部にまで細心の注意を払う必要があります。材料の組成、厚さ、機械的特性、環境条件などの要素を考慮することで、建設者はこれらの重要な構造物の安全性、耐久性、および費用対効果を確保できます。業界の標準と規制を順守することで、コンプライアンスと環境保護がさらに保証されます。石油およびガス業界が進化し続けるにつれて、材料と製造技術の進歩により、石油貯蔵タンクの建設が強化され続けます。