貯水タンク：産業用および公共用のための種類、材料、サイジング
作成日 09.04
貯水タンク：産業および公共用途のための種類、材料、サイジング
貯水タンクは水質によってまず選定される。飲料水および原水には供給水へ物質を溶出しないライニングが必要であり、消防用水にはスプリンクラー需要に対して証明された容量が必要であり、プロセス用水や冷却水には塩化物に対して安定したライニングが必要である。ガラス融着鋼タンクは820～930 °Cで0.25～0.45 mm厚のエナメル層を融着し、1500 V DCのスパークテストに合格し、pH 1～14に耐え、Ra 0.8 µm未満で30年以上の寿命を有する。AWWA C550に準拠した180～280 µmのFBEエポキシは腐食性の強い工業用水に適合する。HDGおよびステンレスは残りの低腐食性および高塩素ケースをカバーする。
公益事業または施設のエンジニアが貯水タンクの仕様書を作成する際、通常は同時に2つの制約と向き合っています。プロセスが要求する容量の数値と、プロジェクトが持つ予算です。仕様書を難しくしているのは、水が単一の流体ではないという点です。飲料水には飲料水認証を受けたライニングとバイオフィルムが繁殖しない表面が求められます。原水やプロセス水には炭素鋼を腐食する塩化物が含まれている可能性があります。消防用水は何年も滞留した後、瞬時に供給できなければならず、これまた異なる故障モードです。タンクの選定は水質とデューティサイクルから始め、そこから外側に向かって直径、覆い、基礎、検査へと進めるべきです。
水質がライニングを決定する
ライニングは、タンクが30年の資産となるか、再塗装サイクルとなるかを決定する。ガラス融着鋼タンクは、820～930 °Cでガラスを鋼に融着させ、3,450 N/cm²以上の定格を持つ0.25～0.45 mm厚のエナメル層を形成し、すべてのパネルを1500 V DCでスパークテストし、内部をRa 0.8 µm未満に保ち、pH 1～14に耐える。飲料用役務ではエナメルは不活性であり、NSF/ANSI 61およびWRASの文書が水接触面に適用される。溶融結合エポキシタンクは180～280 µmで粉体を塗布し、AWWA C550に準拠し、塩水噴霧性能は4000時間以上であり、これは腐食性の強い工業用水、酸性またはアルカリ性のプロセス流、および沿岸サイトに対する通常の解答である。GB/T 13912-2020に基づく溶融亜鉛めっきは、清浄水および乾燥バルクに対する犠牲防食を提供するが、強酸性もしくは強アルカリ性の水や食品接触には使用してはならない。ステンレス304または316Lは高純度および高塩化物の役務をカバーし、塩化物および硫黄が存在する場合には316Lが選択される。
サイジング：需要、消防流量、水位帯
容量は平均的な日ではなく、最悪の需要ケースに対して証明されなければならない。飲料水タンクまたは原水タンクの場合、ピーク取水量に消防要件が適用される場合は消防予備量を加えたものからサイズを決定し、通常の運用範囲より上に継手帯を決して露出させない低レベル帯を維持する。消防用水の場合、容量はスプリンクラー密度に保護面積と所要時間を乗じて算出され、貯蔵にはNFPA 22、ポンプにはNFPA 20が一般的な参照基準であり、タンクはポンプが必要とする残留圧力でその流量を供給しなければならない。これが消防用水タンクがプロセスタンクよりも高いレベルに維持され、水が滞留するのを防ぐための専用の撹拌またはリサイクル設備を備えていることが多い理由である。容量が確定した後、直径と高さの配分は土木およびサイトの判断事項であり、ボルト締めタンクは需要が増加した際に追加のリングコースで高さを増したり、パネルで拡張したりすることができる。
カバー、オーバーフロー、大気境界
水タンクは大気圧容器であり、屋根の詳細は汚染が通常侵入する箇所である。ボルト締めタンクの屋根は、浅い円錐形、AWWA D108およびAPI 650に準拠しADM 2015またはASCE 7-10による風荷重および雪荷重を考慮したアルミニウムジオデシックドーム、または開放シェル上のウェザーカバーのいずれかであり得る。重要なのは、屋根のシール、越流堰、および空気抜きが一つのシステムとして設計され、鳥、昆虫、および異物が水に到達できず、タンクが閉塞した通気口を通して呼吸できないことである。越流は正の余裕高を確保した最大流入量に対してサイズ設定されるべきであり、空気抜きは軽量屋根を座屈させる可能性のある部分真空や、水を空気抜きから押し上げる正圧を避けるために、最大充填速度および引抜速度に対してサイズ設定されるべきである。覆蓋付き飲料水タンクでは、通気口は飲料水仕様で合意されたメッシュサイズの防虫スクリーンを備えるべきである。
技術仕様
パラメータ | 標準値 / 範囲 | 備考 |
ホーロー焼成温度 | 820～930 °C | 1サイクルでガラスを鋼に融着 |
ホーロー厚さ | 0.25～0.45 mm | 3,450 N/cm²以上 |
スパークテスト | 1500 V DC | 出荷前のピンホール検出 |
内面粗さ | Ra < 0.8 µm | 低バイオフィルム付着性 |
耐pH性 | 1～14 | 幅広い水質化学耐性 |
FBEコーティング | 180～280 µm | AWWA C550、塩水噴霧 > 4000 h |
亜鉛めっき | HDGからGB/T 13912-2020へ | 清水および乾燥バルク |
ステンレスグレード | 304 / 316L | 塩化物環境向け316L |
屋根 | アルミニウムドーム AWWA D108 / API 650、またはボルト締めコーン | ADM 2015 / ASCE 7-10に基づく荷重 |
設計寿命 | 30年以上 | エナメル外殻 |
実際の用途へのタンクの適用
消火用水、飲料水、プロセス用水は、共通のシェルタイプを持ちながらも、それぞれ異なる仕様を持つ3種類の水です。消火用水タンクは通常、この3種類の中で最も大きく、多くの場合、リング基礎上に設置されたボルト締めGFSタンクまたはエポキシタンクであり、寒冷地では凍結防止や循環の詳細が施され、水が依然として供給可能であることを証明する定期検査記録が保持されます。四川省の8,930 m³の消火用水供給は、ボルト締めホーロータンクが標準的な答えとなるような容量です。飲料水タンクには飲料水認証、洗浄可能な内面、密閉屋根が必要であり、NSF/ANSI 61およびWRASの文書、ならびに水の味や化学的性質を変化させないライニングが求められます。プロセス用水または冷却水タンクでは、塩化物の問題を解決する必要があり、さらに補給水とレベル制御の仕組みによって、間欠的な高塩化物戻り水でタンクに衝撃を与えるのではなく、ループ内の濃度を安定して維持する必要があります。
プロジェクト事例
プロジェクト | 所在地 | 製品 | 容量 | 範囲 |
大口径原水タンク | ナミビア | GFSタンク | 44,900 m³ | 供給および施工監督 |
消防用水貯蔵、2基のタンク | 中国四川省 | GFS消防用水タンク | 8,930 m³ | 供給および施工監督 |
飲料水タンク | インドネシア | GFS飲料水タンク | 21,099 m³ | 供給および施工監督 |
センターエナメルエンジニアリング能力
Center Enamel（石家庄正中科技有限公司）は2008年からボルト締め貯蔵タンクの設計・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件のホーロー関連特許を保有し、年間約30万枚のホーロー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か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の下で行われ、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。
貯水にとってそれは、ライニングから屋根までの全業務を意味します：飲料用サービスのための水接触認証、需要計算に対して検証された消火流量容量、充填率に合わせたサイズのオーバーフローとベントの詳細、そして引き渡し書類としての再トルクと漏れ試験の記録。
よくある質問
Q1：飲料水に最適なタンク材料はどれですか？
A1: 水接触面にNSF/ANSI 61およびWRASの認証文書を備えたガラス融着鋼タンクは、ホーローが不活性で、Ra 0.8 µm未満の平滑さを持ち、再塗装なしで30年以上の耐久性が評価されているため、有力な選択肢です。AWWA C550に適合するエポキシコーティングタンクは、過酷な使用条件の場合の代替案です。
Q2: 消防用水貯蔵タンクのサイズはどのように決定しますか？
A2: 設計密度に保護面積と所要時間を乗じて算出し、通常はNFPA 22およびNFPA 20を参考基準とします。その後、ポンプが残留圧力で需要を供給できることを確認します。また、タンクは低レベルアラームを継手帯より上に保つレベル帯を維持する必要があります。
Q3: 水貯蔵タンクに圧力をかけることはありますか？
A3: 貯蔵タンク自体は大気圧です。一部のシステムでは、ガス空間に小さな圧力を加えて水をより高い位置に押し上げます。その場合、過圧は低い値でリリーフ装置が付きますが、容器は依然として圧力容器として扱われず、通常のタンクのガス空間は大気圧のままです。
Q4: 同じタンクをプロセス用水と消防用水の両方に使用できますか？
A4: はい、これは一般的な配置です。プロセスで取水できない専用の予備量を確保し、レベル制御と予備ライン以下で引き継ぐ消防ポンプによって消防需要を満たします。タンクのライニングは依然としてプロセス水の化学的性質に適合する必要があります。
Q5: ボルト締め水タンクにはどのようなメンテナンスが必要ですか？
A5: 初回充填後と最初の冬の後にボルトのトルクとガスケットの点検を行い、その後はタンクへの立ち入りごとに定期調査を実施し、オーバーフロー、ベントスクリーン、ルーフシールの年次点検を行い、飲料水仕様が要求する場合は定期的な水質試験を実施します。
Q6: 既存サイトの貯蔵容量を増やすにはどうすればよいですか？
A6: ボルト締めタンクはリングコースを追加して嵩上げするか、追加パネルで延長することができます。また、2基目のタンクを並列に設置することも可能で、これにより元の規模の新しい基礎を避けつつ、既存の配管コリドーをそのまま利用できます。
貯水タンクはその水によって定義される。飲料水には認証済みで不活性かつ洗浄可能なライニングが必要であり、消防用水には実証された容量と継手シールを決して下回らないレベルバンドが必要であり、プロセス用水には塩化物および断続的なスラグ負荷に対して安定したライニングが必要である。ライニングは分析から選定し、サイズは最悪の需要ケースから決定し、タンクは屋根、ベント、オーバーフローを一つの大気システムとして設計して閉じる。水質分析、容量要件、デューティサイクルをお送りいただければ、ライニング、屋根、試験範囲を含むタンク構成をご提案します。
エンジニアに相談する
塩化物とpH、必要な貯蔵容量とデューティサイクル、飲料用または防火用水の適用可否、敷地と高さの制限、および現場の風・雪・凍結条件を含む水質分析結果をお送りください。タンク型式の推奨案をサイジング、屋根、オーバーフロー、ベントの詳細とともにご返答し、さらに図面および仕様書一式を貴社ファイル用にご提供します。
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