農業用水タンク用アルミニウムドーム屋根
作成日 02.04
農業用水タンク用アルミニウムドーム屋根
農業用水タンク用のアルミニウムドーム屋根は、タンク胴部がAPI 650に準拠し、AWWA D108に参照される剛性閉鎖構造であり、ADM 2015およびASCE 7-10に基づく風荷重と積雪荷重を負担し、ボルト締めガスケット接合によりタンク頂部に取り付けられます。落ち葉、鳥の糞や死骸、日光が貯留水に到達するのを防ぎ、開放水面からの蒸発損失を抑制し、点検のための歩行可能な耐候外殻を提供します。アルミニウムは内部コーティングなしで水位部の湿乾サイクルに耐え、タンク内部に立ち入る際には屋根をボルト解除することができます。タンクおよび屋根は大気圧機器のままです。
農場において、給水タンクは敷地内で最も軽視されがちな設備でありながら、他のすべてが依存する存在です。灌漑需要は季節性がありますが、井戸や雨水集水はそうではなく、その間を埋めるのが、年間8か月にわたって開放されたまま落ち葉や動物の残骸、日光を受け入れるタンクです。そして霜の季節が訪れると、平らで開放的な蓋に誰も雪かきに来ない雪が積もり、春の点検では突風で歪んだ屋根と硬化したガスケットが見つかります。農業用給水タンクのアルミニウムドーム屋根は、タンクを誰も開けられない構造物にすることなく、その隙間を埋めるディテールです。
ドームがオープントップやフローティングディスクよりも優れている理由
剛性のドームは可動部を追加することなく水を清潔に保つ。浮遊ディスクは機能するが、水位に追従し、ガイドが必要であり、最終的にはシェルとの接合部のシールが損傷する。平坦な溶接カバーは汚染を解決するが、高価で、取り外しができず、検査のたびにタンクを閉鎖空間にしてしまう。ドームには可動部がなく、最高水位より上に位置し、ボルト継手とガスケットでシェル上部に取り付けられているため、タンク内に立ち入る必要があるときは、オペレーターがボルトを外して持ち上げることができる。ドームに降った雨はタンク内ではなく地面に流れるため、補給水の計量も正確に保たれる。
材料の選択、そしてアルミニウムが喫水線を保持する理由
アルミニウムは、炭素鋼の屋根を損なう湿乾帯において安定している。開放型の水槽には必ず、通常水位のすぐ上に蒸気が凝縮し、飛沫によって表面が何週間も濡れたままになる帯がある。炭素鋼の屋根ではその帯が最初の穿孔部となるが、アルミニウムでは同じ帯が通常の使用状態である。なぜなら合金は薄く安定した酸化皮膜を形成し、維持するからである。この性質は、ドームに内面コーティングを施すべきでない理由でもある。保護すべきものが何もなく、水と接触する表面へのコーティングは洗浄および点検上の負担となるからである。水の塩化物濃度が高い場合——沿岸部の灌漑、汽水の地下水——には、同じ論理を水槽壁にも広げ、普通炭素鋼ではなく316Lステンレスまたは溶融ホーロー表面を検討すべきである。
荷重ケース：突風揚力とドリフトが支配的であり、自重ではない
軽量ドームは積雪ではなく揚力によって支配される。アルミニウム製ドームセクションは意図的に軽量に作られており、死荷重は小さく、フレームのサイズを決定する形状は設計突風下の負圧と、スプリングラインおよびドーム頂部における吹き溜まり雪荷重に由来する。参照規格はドーム屋根にAWWA D108、その下のタンクにAPI 650を使用し、風荷重と雪荷重はADM 2015およびASCE 7-10による。つまり、屋根は標準ドームのカタログから見積もることはできない。基本風速、露出区分、地盤積雪荷重、サイトの重要度係数、さらにタンク直径が部材サイズと周囲のアンカレッジを決定する。周囲のディテールが過小であることはドームが破壊する最も一般的な原因であり、通常は高地砂漠地帯や沿岸地域で最初に破壊される。
継手、ベント、検査リスト
周継手はメンテナンス全体の要です。ボルト締めタンクでは、ドームはガスケット（水用として一般的にはEPDM）を挟んだボルト継手を介してシェル上部フランジに支持されています。この継手こそが経年劣化の現れる箇所です。ガスケットは硬化してひび割れ、締結具は一季節の振動と熱サイクルを経て緩み、タンクが水平を失って沈下している場合はシェル上部が歪むことがあります。したがって点検リストは短く限定的です — ガスケットの状態、全周にわたる締結具のトルク、ベントおよびアクセスハッチ、そして激しい嵐の後の外皮そのもの — そしてこれは緊急対応リストではなく、年間の農場メンテナンス計画に組み込まれるべきものです。
屋根をそれを支えるタンクに合わせる
タンクの材質を先に決めよ。屋根は化学に従う。農業用水の貯留は幅広い範囲に及ぶ。納屋やサイロの屋根から集めたきれいな雨水、ボーリング孔からの灌漑用水、そして糞尿や高い微生物負荷を含む家畜用水である。清浄な農業用水および一般農業用水には、溶融エナメル表面を持ちNSF/ANSI 61およびWRASに適合するガラス溶融鋼タンクが一般的で経済的な答えであり、820～930 °Cで溶融された0.25～0.45 mmのエナメル層は0.8 µm Ra未満の平滑さであるため、清浄に保たれ、ぬめりが付着しない。高純度の要求または高塩化物地下水には、代わりに304または316Lステンレス鋼が適しており、塩化物が存在する場合は316Lを用いる。プロセスがどちらを要求するにせよ、その上のドームはアルミニウムのままであり、タンクは全体を通して大気圧または低ゲージ圧機器である。
技術仕様
パラメータ | 標準値 / 範囲 | 注記 |
ドーム標準 | AWWA D108 | ドーム屋根参照 |
シェル参照 | API 650 | ドームを支持するタンク |
風荷重および雪荷重 | ADM 2015 / ASCE 7-10 | フレームの支配的ケース |
ドーム材質 | アルミニウム | 安定酸化物、内部コーティング不要 |
取付 | ガスケット付きボルト継手 | 水用EPDMガスケット、取り外し可能 |
タンクタイプ | 大気圧／低ゲージ圧 | 圧力境界ではない |
シェルオプション | GFSホーロー、304または316Lステンレス | 水質化学により選定 |
ホーロー層 | 0.25～0.45 mm、820～930 °Cで融着 | Ra 0.8 µm以下、洗浄が容易 |
スパークテスト | 1500 V DC | エナメルが使用されている箇所のプレートごとのホリデーチェック |
設計寿命 | ≥ 30年 | 通常使用時のタンク用 |
屋根を依頼する際に送付するもの
屋根の見積もりは、5つの項目がそれと共に揃うことで正確になる。タンク直径と直胴高さを示すこと。ドームのスパンはそれらに従うからである。サイトの基本風速、積雪荷重、露出区分、重要度係数を示すこと。これらが部材サイズを決定するからである。通常運転水位と最低水位を示すこと。通気口を備えたドームは呼吸と凍結リスクに対応しなければならないからである。水が飲料用、灌漑用、家畜用のいずれであるか、また塩化物が存在するかどうかを述べること。これが胴体材料を決定するからである。最後に、歩廊、アクセスハッチ、屋根設置型通気口が必要かどうか、またタンクが後に拡張される予定かどうかを記すこと。拡張予定の場合、胴体上部は追加のドーム荷重を現時点で受けられるように設計する必要がある。
プロジェクト事例
プロジェクト | 場所 | 製品 | 容量 | スコープ |
飲料水貯蔵 | マレーシア | GFSタンク | 20,380 m³ | 飲料水サービス用供給 |
飲料水貯蔵 | インドネシア | GFSタンク | 21,099 m³（直径約42.04 m、高さ15.2 m） | 飲料用供給 |
大口径ボルト締め水タンク | ナミビア | GFSタンク | 44,900 m³ | 供給および監督 |
消防用水貯蔵、双子タンク | 中国四川省 | GFSタンク | 8,930 m³（2基、直径約19.87 m、高さ14.4 m） | 供給および現場組立 |
都市下水貯蔵 | 中国四川省 | GFSタンク | 10基で合計17,420 m³ | 複数タンクによる都市供給 |
Center Enamelのエンジニアリング能力
センターエナメル（石家荘正中科技有限公司）は、2008年からボルト締め貯蔵タンクの設計と製造を行っています。中国初のガラス融着鋼（GFS）タンクメーカーとして、同社は約200件のエナメル関連特許を保有し、年間約30万枚のエナメルコーティング鋼板を生産し、30,000件以上の設置プロジェクトを完了し、100カ国以上にタンクを供給しています。生産能力を高めるために新たに150,000 m²の生産拠点が追加され、単一タンクは最大60,000 m³まで供給可能です。製造はISO 9001およびISO 45001の下で運用され、製品認証にはNSF/ANSI 61、WRAS、FDA、LFGB、CE（EN 1090）、ISO 28765、FM、BSCI、EUROCODEが含まれ、用途に応じてAWWA D103-09、AWWA C550、NFPAを参考に設計されています。
農場および農業用貯水向けに、融着ホーローGFSタンク、304および316Lステンレスタンク、AWWA D108およびAPI 650に準拠しADM 2015およびASCE 7-10による風荷重と雪荷重を考慮したアルミニウムドーム屋根パッケージを提供します。農業用貯水タンク用アルミニウムドーム屋根として、それが覆うタンクとともに供給されます。
よくある質問
Q1: ドーム屋根を追加するとタンクは加圧されますか？
A1: いいえ。ドームは大気圧または低ゲージ圧タンクの剛性閉止部です。温度変化に伴いタンクが呼吸できるようベントが設けられており、屋根の配置が圧力境界を形成することはありません。
Q2: ドームに塗装鋼板よりもアルミニウムが好まれるのはなぜですか？
A2: 喫水線より上の帯は結露と飛沫により湿った状態が続き、まさに塗装または亜鉛メッキ鋼板の屋根が最初に腐食する箇所です。アルミニウムはこの湿潤・乾燥サイクル下で安定しており、内部コーティングが不要なため、検査したり水に流れ込む被膜が存在しません。
Q3: ドームにはどの規格が適用されますか？
A3: ドーム屋根にはAWWA D108、タンク殻にはAPI 650が適用され、風荷重と雪荷重はADM 2015およびASCE 7-10に基づいて計算されます。ほとんどの地域では、設計突風時の浮き上がりがドーム自体の重量よりも部材サイズを決定します。
Q4: タンクを洗浄する必要がある場合、屋根を取り外せますか？
A4: はい。ドームはボルト接合とガスケットで殻の上部に固定されているため、ボルトを外して持ち上げ、タンク内に立ち入った後に再取り付けできます。これが溶接カバーよりもボルト式ドームを選ぶ実用的な理由です。
Q5: ドーム下でGFSタンクとステンレスタンクのどちらを選ぶべきですか？
A5: 水質と純度によって設定します。攻撃的な成分を含まない一般的な灌漑用水や家畜用水には、NSF/ANSI 61およびWRASに準拠した溶融ホーローGFSタンクが通常使用されます。高塩化物地下水、汽水源水、または高純度が必要な場合は304または316Lステンレス鋼が適しており、塩化物が存在する場合は316Lを使用します。
Q6: 屋根について毎年何を点検すべきですか？
A6: 硬化やひび割れがないかの周囲ガスケット、接合部全体にわたるファスナーの締まり具合、ベントとアクセスハッチの円滑な動作、激しい嵐の後の外皮、そしてシェル上部を歪めるような沈下がないかのタンク基礎です。
Q7: 後で拡張するタンクのために今屋根のサイズを決めることはできますか？
A7: はい、その方が良いです。製造業者に膨張の可能性があることを伝えてください。そして、シェルの上部と基礎は、より高いシェルまたはより大きな直径のために今のうちに補強されます。これは、完成したタンクを後から補強するよりもはるかに安価です。
ドームは、開放型ファームタンクが採用できる最も安価で耐久性のあるアップグレードである。水からゴミや日光を遮り、蒸発損失を抑え、作業者に点検用の歩行可能な面を提供し、槽内への立ち入りが必要なときにはボルトを外せる。そのエンジニアリングは荷重ケースと接合部にあり、突風による揚力と吹き溜まりの雪がフレームを決定し、ボルト締めされたガスケット付きの周縁部がメンテナンス性を決定する。ドーム材質を選ぶ前に水質化学からタンク材質を選び、タンクは大気圧のままであるという前提を守ること。農場用貯水タンクが圧力の問題になってはならないからである。
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タンクの直径と高さ、既存か新設か、水源と塩化物の有無、設置場所の基本風速と積雪荷重、通常の水位低下量をお知らせください。ドーム荷重チェック、取り付け部とガスケットの詳細、通気口とアクセスの推奨、屋根パッケージの図面と仕様書ファイルを返送いたします。まず数値と書類、商業的な協議はご希望の場合のみ。
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