Xây dựng bể chứa dầu: Lựa chọn và xử lý tấm
Việc xây dựng các bể chứa dầu là một khía cạnh quan trọng của ngành dầu khí. Các bồn chứa này phải được thiết kế và chế tạo với độ chính xác cao để đảm bảo an toàn, độ bền và hiệu quả trong việc lưu trữ các sản phẩm dầu mỏ. Một trong những thành phần quan trọng nhất của những chiếc xe tăng này là việc lựa chọn và xử lý các tấm được sử dụng trong quá trình xây dựng chúng. Blog này cung cấp cái nhìn tổng quan chi tiết về tiêu chí lựa chọn tấm, quy trình chế tạo và những cân nhắc liên quan đến việc xây dựng bể chứa dầu.
Tầm quan trọng của việc lựa chọn tấm
Tấm là thành phần cấu trúc chính của bể chứa dầu. Việc lựa chọn các tấm thích hợp là rất quan trọng vì nhiều lý do:
- Sự an toàn: Vật liệu tấm phù hợp đảm bảo thùng chứa có thể chịu được áp suất bên trong, điều kiện môi trường và các phản ứng hóa học tiềm ẩn với sản phẩm được bảo quản.
- Độ bền: Vật liệu chất lượng cao nâng cao tuổi thọ của bình, giảm chi phí bảo trì và thời gian ngừng hoạt động.
- Sự tuân thủ: Việc tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định của ngành là điều cần thiết cho hoạt động hợp pháp và bảo vệ môi trường.
- Hiệu quả chi phí: Việc chọn đúng vật liệu và phương pháp xử lý có thể giảm đáng kể chi phí xây dựng và vận hành.
Các loại bồn chứa dầu
Trước khi đi sâu vào lựa chọn tấm, điều quan trọng là phải hiểu các loại bể chứa dầu khác nhau, vì mỗi loại có những yêu cầu cụ thể:
- Bể mái cố định: Đây là loại bể chứa phổ biến nhất được sử dụng để lưu trữ dầu và các sản phẩm dầu mỏ. Chúng thích hợp cho chất lỏng có áp suất hơi thấp.
- Bể mái nổi: Những bể này có mái nổi trên bề mặt chất lỏng được lưu trữ, làm giảm tổn thất do bay hơi và nguy cơ nổ.
- Xe tăng đạn:Đây là những bồn hình trụ dùng để chứa khí hóa lỏng và chất lỏng dễ bay hơi.
- Xe tăng hình cầu: Được sử dụng để lưu trữ chất lỏng và khí áp suất cao, mang lại sự phân bổ ứng suất đồng đều.
Tiêu chí lựa chọn tấm
1. Thành phần vật liệu
- Thép carbon: Được sử dụng rộng rãi do sức mạnh, khả năng chi trả và tính sẵn có của nó. Thích hợp cho hầu hết các sản phẩm dầu và dầu mỏ.
- Thép không gỉ: Được ưu tiên để lưu trữ các sản phẩm ăn mòn hoặc nhiệt độ cao do khả năng chống ăn mòn.
- Nhôm: Nhẹ và chống ăn mòn, lý tưởng cho các bộ phận mái nổi và bể chứa trong môi trường ăn mòn.
- Vật liệu tổng hợp: Thỉnh thoảng được sử dụng cho các ứng dụng cụ thể đòi hỏi khả năng chống ăn mòn cao và trọng lượng nhẹ.
2. Độ dày và kích thước
- độ dày: Được xác định bởi áp suất thiết kế, đường kính và chiều cao của bể. Thông thường dao động từ 5 mm đến 30 mm.
- Kích cỡ: Các tấm phải đủ lớn để giảm thiểu các mối hàn nhưng có thể quản lý được khi xử lý và vận chuyển.
3. Tính chất cơ học
- Sức căng: Đảm bảo bình chịu được áp suất bên trong và ngoại lực.
- độ dẻo: Cho phép biến dạng mà không bị gãy, thích ứng với những thay đổi về áp suất và nhiệt độ.
- Chống va đập: Quan trọng để chịu được lực đột ngột, đặc biệt là trong môi trường lạnh hơn.
4. Yếu tố môi trường
- Biến đổi nhiệt độ: Xem xét hành vi của vật liệu ở nhiệt độ khắc nghiệt.
- Môi trường ăn mòn: Lựa chọn vật liệu chống ăn mòn môi trường, đặc biệt cho các công trình lắp đặt ngoài khơi hoặc ven biển.
Tiêu chuẩn và cấp độ vật liệu
Khi lựa chọn vật liệu làm bể chứa dầu, điều quan trọng là phải tuân thủ các tiêu chuẩn và cấp độ đã được công nhận để đảm bảo chất lượng, hiệu suất và tuân thủ các quy định của ngành.
Thép carbon
- Tiêu chuẩn: ASTM A36, ASTM A283, JIS G3101
- Lớp:
- ASTM A36: Loại thép kết cấu phổ biến được sử dụng để xây dựng bể chứa do khả năng hàn và gia công cơ khí tốt.
- ASTM A283 hạng C: Cung cấp độ bền và độ dẻo tốt cho các ứng dụng có ứng suất vừa phải.
- JIS G3101 SS400: Tiêu chuẩn Nhật Bản dành cho thép carbon được sử dụng cho mục đích kết cấu chung, được biết đến với tính chất cơ học tốt và khả năng hàn.
Thép không gỉ
- Tiêu chuẩn: ASTM A240
- Lớp:
- 304/304L: Có khả năng chống ăn mòn tốt và được sử dụng cho các bể chứa các sản phẩm có tính ăn mòn nhẹ.
- 316/316L: Cung cấp khả năng chống ăn mòn vượt trội, đặc biệt là trong môi trường biển, nhờ có thêm molypden.
- 904L (UNS N08904): Được biết đến với khả năng chống ăn mòn cao, đặc biệt là chống lại clorua và axit sulfuric.
- Thép không gỉ song công 2205 (UNS S32205): Kết hợp độ bền cao với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, thích hợp với môi trường khắc nghiệt.
Nhôm
- Tiêu chuẩn: ASTM B209
- Lớp:
- 5083: Được biết đến với độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, lý tưởng cho xe tăng trong môi trường biển.
- 6061: Có tính chất cơ lý và khả năng hàn tốt, thích hợp cho các bộ phận kết cấu.
Vật liệu tổng hợp
- Tiêu chuẩn: ASME RTP-1
- Các ứng dụng: Được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng yêu cầu khả năng chống lại sự tấn công của hóa chất và tiết kiệm trọng lượng.
Các loại lớp lót và lớp phủ
Lớp lót và lớp phủ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bể chứa dầu khỏi bị ăn mòn và hư hại từ môi trường. Việc lựa chọn lớp lót và lớp phủ phụ thuộc vào vị trí, chất chứa và điều kiện môi trường của bể.
Lớp phủ bên ngoài
- Sơn Epoxy:
- Của cải: Cung cấp độ bám dính và chống ăn mòn tuyệt vời. Thích hợp cho môi trường khắc nghiệt.
- Các ứng dụng: Được sử dụng bên ngoài bể chứa để bảo vệ chống lại thời tiết và tiếp xúc với hóa chất.
- Thương hiệu được đề xuất:
- cây gai dầu: Epoxy 35540 của Hempel
- AkzoNobel: Interseal 670HS
- Jotun: Jotamastic 90
- 3M: Sơn phủ Epoxy Scotchkote 162PWX
- DFT được đề xuất (Độ dày màng khô): 200-300 micron
- Lớp phủ polyurethane:
- Của cải: Cung cấp khả năng chống tia cực tím và tính linh hoạt tuyệt vời.
- Các ứng dụng: Lý tưởng cho các bể tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và các điều kiện thời tiết khác nhau.
- Thương hiệu được đề xuất:
- cây gai dầu: Men Polyurethane Hempel 55300
- AkzoNobel: Intertan 990
- Jotun: XP mui cứng
- DFT được đề xuất: 50-100 micron
- Sơn lót giàu kẽm:
- Của cải: Cung cấp lớp bảo vệ ca-tốt cho bề mặt thép.
- Các ứng dụng: Dùng làm lớp sơn nền để chống rỉ sét.
- Thương hiệu được đề xuất:
- cây gai dầu: Kẽm Hempadur 17360
- AkzoNobel: Interzinc 52
- Jotun: Rào chắn 77
- DFT được đề xuất: 120-150 micron
Lớp lót bên trong
- Lớp lót Epoxy Phenolic:
- Của cải: Khả năng kháng hóa chất tuyệt vời đối với các sản phẩm dầu mỏ và dung môi.
- Các ứng dụng: Dùng trong bồn chứa dầu thô và sản phẩm tinh chế.
- Thương hiệu được đề xuất:
- cây gai dầu: Phenolic của Hempel 35610
- AkzoNobel: Liên tuyến 984
- Jotun: Kho bảo vệ xe tăng
- DFT được đề xuất: 400-600 micron
- Lớp phủ vảy thủy tinh:
- Của cải: Khả năng chống mài mòn và hóa chất cao.
- Các ứng dụng: Thích hợp cho việc lưu trữ hóa chất mạnh và đáy bể.
- Thương hiệu được đề xuất:
- cây gai dầu: Bông thủy tinh của Hempel 35620
- AkzoNobel: Liên khu 954
- Jotun: Baltoflake
- DFT được đề xuất: 500-800 micron
- Lớp lót cao su:
- Của cải: Cung cấp tính linh hoạt và khả năng chống lại hóa chất.
- Các ứng dụng: Dùng để đựng các chất ăn mòn như axit.
- Thương hiệu được đề xuất:
- 3M: Scotchkote Poly-Tech 665
- DFT được đề xuất: 2-5mm
Cân nhắc lựa chọn
- Khả năng tương thích sản phẩm: Đảm bảo lớp lót hoặc lớp phủ tương thích với sản phẩm được bảo quản để tránh phản ứng.
- Điều kiện môi trường: Xem xét nhiệt độ, độ ẩm và khả năng tiếp xúc với hóa chất khi lựa chọn lớp lót và lớp phủ.
- Bảo trì và độ bền: Chọn lớp lót và lớp phủ có khả năng bảo vệ lâu dài và dễ bảo trì.
Quy trình chế tạo
Việc chế tạo bể chứa dầu bao gồm một số quy trình chính:
1. Cắt
- Cắt cơ khí: Liên quan đến việc cắt, cưa và phay để tạo hình các tấm.
- Cắt nhiệt: Sử dụng phương pháp cắt oxy-nhiên liệu, plasma hoặc laser để tạo hình chính xác và hiệu quả.
2. Hàn
Hàn là rất quan trọng để nối các tấm và đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc.
- Hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW): Thường được sử dụng vì tính đơn giản và linh hoạt của nó.
- Hàn hồ quang vonfram khí (GTAW): Cung cấp các mối hàn chất lượng cao cho các mối nối quan trọng.
- Hàn hồ quang chìm (SAW): Thích hợp cho các tấm dày và đường nối dài, mang lại độ xuyên thấu sâu và tốc độ lắng đọng cao.
3. Hình thành
- Lăn: Các tấm được cán thành độ cong mong muốn cho vách bể hình trụ.
- ép hình thành: Được sử dụng để định hình các đầu bể và các bộ phận phức tạp khác.
4. Kiểm tra và thử nghiệm
- Kiểm tra không phá hủy (NDT): Các kỹ thuật như kiểm tra siêu âm và chụp X quang đảm bảo chất lượng mối hàn và tính toàn vẹn của cấu trúc mà không làm hỏng vật liệu.
- Kiểm tra áp suất: Đảm bảo bồn chịu được áp suất thiết kế mà không bị rò rỉ.
5. Chuẩn bị bề mặt và sơn phủ
- nổ mìn: Làm sạch và chuẩn bị bề mặt cho lớp sơn phủ.
- lớp áo: Ứng dụng lớp phủ bảo vệ để chống ăn mòn và kéo dài tuổi thọ của bình.
Tiêu chuẩn và quy định của ngành
Việc tuân thủ các tiêu chuẩn ngành là điều cần thiết để đảm bảo an toàn, chất lượng và tuân thủ. Các tiêu chuẩn chính bao gồm:
- API 650: Tiêu chuẩn cho bể chứa dầu khí bằng thép hàn.
- API 620: Bao gồm việc thiết kế và xây dựng các bể chứa lớn, áp suất thấp.
- ASME Phần VIII: Cung cấp hướng dẫn cho việc xây dựng bình chịu áp lực.
Phần kết luận
Việc xây dựng bể chứa dầu đòi hỏi sự chú ý tỉ mỉ đến từng chi tiết, đặc biệt là trong việc lựa chọn và xử lý các tấm. Bằng cách xem xét các yếu tố như thành phần vật liệu, độ dày, tính chất cơ học và điều kiện môi trường, người xây dựng có thể đảm bảo sự an toàn, độ bền và hiệu quả chi phí của các cấu trúc quan trọng này. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định của ngành tiếp tục đảm bảo tuân thủ và bảo vệ môi trường. Khi ngành công nghiệp dầu khí tiếp tục phát triển, những tiến bộ về vật liệu và công nghệ chế tạo sẽ tiếp tục nâng cao việc xây dựng các bể chứa dầu.
