Болтовые и сварные противопожарные резервуары: конструктивные решения и компромиссы
Создано Сегодня
Болтовые и сварные противопожарные резервуары: конструктивные решения и компромиссы
Выбор между болтовым и сварным противопожарным резервуаром для воды решается не предпочтением одного метода строительства другому. Он определяется набором ограничений, которые накладывает площадка: размер доступного крана и место, где он может стоять, ширина подъездного пути и высота проёма в крыше, дата, к которой система противопожарной защиты должна быть введена в эксплуатацию, требуемая расчётом ёмкость и сейсмические условия площадки. Болтовая конструкция выигрывает в скорости монтажа, в нанесении покрытия в контролируемых заводских условиях и в возможности собрать резервуар на стеснённой площадке с умеренным подъёмом крана. Сварная конструкция выигрывает при очень больших единичных объёмах, при геометриях, которых невозможно достичь сборными панелями, и при внутренних сварных деталях, которых не может обеспечить прокладочный шов. Различия достаточно существенны, так что спецификация, указывающая только тип резервуара и объём, оставляет решающие переменные неоговорёнными, и поэтому сравнение должно быть изложено в виде пунктов и чертежей, а не как предпочтение в тендерной документации, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара для воды.
Сравнение начинается как набор ограничений, а не как предпочтение
Инженеры подходят к вопросу болтового или сварного соединения с уже сформированным мнением, и это мнение обычно касается внешнего вида или запомнившейся цифры стоимости. Более полезная отправная точка — перечислить то, что на площадке уже зафиксировано, поскольку каждый пункт сокращает число вариантов. Грузоподъёмность и вылет крана исключают размеры панелей выше заданного веса. Подъездной путь и зона складирования исключают количество панелей, которое невозможно обработать за один раз. Дата ввода в эксплуатацию исключает график монтажа, который не может быть сжат сваркой на месте. Грузоподъёмность и занимаемая площадь исключают геометрии, которые не подходят, а сейсмическое обоснование исключает одно исполнение для больших резервуаров и не для малых. Ограничение, которое связывает сильнее всего, обычно является ограничением площадки или графика, поэтому запись этого набора решает вопрос до того, как будет начерчен какой-либо резервуар, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Болтовая конструкция: что это и где она выигрывает
Сборный стальной резервуар на болтовом соединении поставляется в виде панелей с покрытием, монтируемых на месте. Панели формуются из стального листа, покрываются на заводе и соединяются болтовыми швами с прокладками, которые сжимаются, образуя жидкостной барьер. AWWA D103 распространяется на резервуары из углеродистой стали с заводским покрытием и болтовым соединением для хранения воды, а NFPA 22 допускает болтовую конструкцию для частного противопожарного хранения. Последствия вытекают из метода сборки. Работы на площадке носят механический, а не горячий характер, поэтому нет ни погодного окна для полевой сварки, ни контрольной точки для инспекции полевых сварных швов, а корпус можно возводить посекционно, что подходит для площадки, где конечное положение резервуара достигается за другими сооружениями. База фактов компании фиксирует единственный резервуар из стеклоплавильной стали объёмом более 20 000 м³, поэтому метод позволяет достигать объёмов, которые были бы нереалистичны для альтернативы с полевой сваркой на стеснённой площадке, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Сварная конструкция: что это и где она выигрывает
Сварной стальной резервуар изготавливается из листовой стали и сваривается на месте, либо сваривается в цеху по секциям и собирается на месте. Стандарт AWWA D100 распространяется на сварные резервуары из углеродистой стали для хранения воды, а NFPA 22 также допускает их применение для противопожарных нужд. Определяющей характеристикой является то, что корпус представляет собой цельносварную конструкцию без прокладочных швов, поэтому его геометрия не ограничена размером панели, вылетом крана или количеством поясов, необходимых для прокладочного шва. Это открывает возможность создания резервуаров большого объёма. Резервуар, требуемый объём которого очень велик относительно практического диаметра, может быть построен как единая сварная оболочка, а не как несколько секций, что устраняет внутренние разделительные стенки и соединительные проходки, которые возникают в разделённом резервуаре. При этом приходится жертвовать сроками, поскольку сварка на месте добавляет зависимость от погодных условий и квалификацию процедур, как подробно описано в разделе о болтовых и сварных противопожарных резервуарах.
Покрытие, нанесённое в контролируемых условиях, против покрытия, нанесённого на месте
Это решает удивительно большое число тендеров, поскольку меняет то, кто несёт риск дефекта покрытия. На болтовом резервуаре покрытие наносится на плоские листы на заводе, где для каждого листа фиксируются степень очистки дробеструйным методом, толщина покрытия и проверка на сплошность, а панель inspected перед отправкой. На сварном резервуаре покрытие переносится на площадку и наносится на сварной корпус в тех погодных условиях и условиях доступа, которые допускает площадка. Именно поэтому покрытие сварного стального резервуара для хранения воды выполняется по AWWA D102, который охватывает системы покрытий, подготовку поверхности и инспекцию в случаях, когда покрытие наносится после сварки, тогда как болтовое изделие несёт своё заводское покрытие по AWWA D103. Для резервуара с заводским покрытием система покрытия должна быть указана как сборка: степень подготовки поверхности, толщина сухой плёнки, метод проверки на сплошность и процедура ремонта повреждений при транспортировке, как подробно описано для болтового и сварного резервуара противопожарного водоснабжения.
Сейсмическая реакция: разница заключается в пластичности, а не в прочности
При сейсмической нагрузке две конструкции различаются способом рассеивания энергии, и различие заключается в пластичности, а не в несущей способности. Болтовой резервуар представляет собой ряд нахлёсточных соединений с уплотнительными швами. Эти швы допускают очень малые контролируемые перемещения, а трение и посадка прокладки поглощают энергию цикл за циклом, поэтому резервуар может выдерживать значительные колебания грунта без хрупкого разрушения, зарождающегося в шве. Непрерывный сварной шов более жёсткий и не имеет такой амортизации, поэтому он концентрирует деформацию в металле шва и зоне термического влияния и более склонен к растрескиванию при превышении предела упругости. Две оговорки не позволяют этому стать правилом: сварной резервуар может быть спроектирован с достаточной пластичностью, а сейсмические критерии определяются классом площадки и категорией проектирования, а не стандартом на резервуары, как подробно описано для болтовых и сварных противопожарных резервуаров.
· Уплотненные болтовые соединения допускают контролируемое перемещение и поглощают энергию за счет трения, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Непрерывный сварной шов концентрирует деформацию в сварном шве и зоне термического влияния, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Сейсмические критерии определяются классом площадки и категорией проектирования, а не стандартом резервуара, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Указывайте деталь анкеровки и ожидание её пластичности явно, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Ограничения по вместимости и геометрии в каждой конструкции
Потолок мощности болтовых конструкций — это логистическое ограничение, а не инженерное. Размер панели ограничен шириной листа и линией нанесения покрытия, вес панели — тем, что монтажный кран может поднять и установить на рабочем радиусе, а количество ярусов, необходимых оболочке для заданной высоты, добавляет обработку и проверку прокладок на каждом шве. Поэтому большая единичная оболочка становится дорогой и медленной в качественной сборке задолго до того, как возникают какие-либо конструктивные проблемы. Проверенная библиотека показывает, что достижимо: один резервуар объёмом 12 650 м³ при диаметре 40,49 м и высоте 9,6 м. Сварная конструкция имеет противоположный профиль: нет потолка размера панели, но есть потолок полевой производительности, поскольку большой резервуар означает больше погонных метров сварных швов, больше испытаний, больше подготовки поверхности перед нанесением покрытия и более длительную программу до заполнения, как подробно описано для болтовых и сварных резервуаров противопожарной воды.
Доступ для осмотра и внутреннее устройство, которое допускает каждая конструкция
Сварной резервуар представляет собой единую непрерывную ёмкость, поэтому инспектор входит в один объём и проверяет один набор внутренних поверхностей, сварных швов и покрытий, без необходимости обходить разделительную стенку и без необходимости согласовывать перепад уровней между ячейками. Болтовой резервуар, собранный из нескольких ячеек, имеет внутреннюю разделительную стенку, и кольцевое пространство между этой стенкой и обечайкой либо вентилируется, либо нет, и именно там накапливаются осадок, накипь и состояние покрытия, оставаясь незамеченными. Обе конструкции требуют одинаковой дисциплины: лаз, рассчитанный на вход в замкнутое пространство, лестница или стремянка с защитой от падения, рабочий люк в крыше и инженерно рассчитанное анкерное крепление являются элементами чертежа в любом случае. Разница заключается в дополнительном объёме работ, который создаёт разделённый болтовой резервуар, поскольку внутренний доступ к кольцевому пространству и inspection покрытия разделительной стенки не требуются в единой сварной оболочке, как подробно описано для болтового и сварного резервуара противопожарного водоснабжения.
График, ограничения площадки и сравнение, которое определяет выбор
Резервуар со сборкой на болтах возводится путем механической сборки подготовленных панелей, поэтому критический путь — это поставка панелей и доступность крана, а последовательность можно сжать, добавив вторую монтажную бригаду. В сварном резервуаре критический путь приходится на сварку, неразрушающий контроль и нанесение покрытия, ни один из которых не сжимается за счет дополнительных усилий таким же образом, а полевое нанесение покрытия часто является самой длительной отдельной операцией после последнего сварного шва. В программе ввода в эксплуатацию с фиксированной датой это обычно является решающим различием. В таблице ниже две конструкции сопоставлены с ограничениями, которые определяют тендер, как подробно описано для противопожарного резервуара с болтовым и сварным соединением.
Ограничение | Болтовой | Сварной |
Программа монтажа | Короткий; механическая сборка | Длинный; сварка, испытания, покрытие на месте |
Нанесение покрытия | Заводское нанесение, регистрируется по каждой панели | На месте согласно AWWA D102 |
Требование к крану | Вес панели и радиус подъёма | Вес секции обечайки |
Ограничение маршрута доступа | Размер панели должен пройти | Размер плиты должен пройти |
Максимальный единичный объём | Ограничен логистикой | Практически неограничен |
Сейсмическое поведение швов | Прокладки швов смещаются | Жёсткая; пластичность деталирована |
Внутренняя конфигурация | Перегородки, если разделены | Один сосуд, сварные внутренние элементы |
Доказательства приёмки | Покрытие по панелям, запись монтажа | Записи о сварке, испытаниях, покрытии |
Пункты договора, закрепляющие выбор в документах
Тендер решается тем, что он вменяет в обязанность, а не тем, что он описывает, поэтому метод строительства должен быть изложен как обязательства. Основную работу выполняют четыре пункта. Первый закрепляет метод строительства и применимый стандарт вместе, чтобы замена не могла быть произведена молча. Второй закрепляет систему покрытия как сборку с классом подготовки поверхности, толщиной сухой плёнки и методом обнаружения дефектов покрытия, независимо от метода. Третий закрепляет программу монтажа относительно указанной контрольной точки, с идентификацией крана и рабочего радиуса как исходных данных, которые подрядчик должен подтвердить. Четвёртый закрепляет запись приёмки: записи о покрытии и испытаниях на дефекты по каждой панели с записью о посадке прокладки или моменте затяжки болтов для болтовой конструкции, и квалификацию процедур сварки, результаты испытаний и запись inspection покрытия для сварной конструкции. Эти пункты устраняют два наиболее дорогостоящих спора на этапе строительства: сам метод строительства и состояние поставленного покрытия, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Указывайте метод строительства и его стандарт вместе, чтобы замена не была незаметной, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Задавайте систему покрытия как подготовку, толщину и обнаружение дефектов, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Привязывайте программу монтажа к заявленному этапу и указывайте кран как входные данные, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
· Определите запись приемки для фактически указанного метода, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Пример из практики проекта
Справочная поставка для данного назначения, цитируемая из проверенной библиотеки проектов. Уровень соответствия C. Поставка резервуара из углеродистой стали, приведённая для демонстрации того, что существует маршрут сварной конструкции без эмалирования. Дата завершения, тип крыши и объём поставки не зафиксированы в проверенной библиотеке, поэтому он указан только как сравнительный справочный материал, и никакие параметры из него не заявляются, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Идентификатор проекта | Страна | Продукт | Вместимость | Количество резервуаров | Размеры | Завершение | Объём поставки |
GUA-FIRE-0162 | Гайана | Резервуар из углеродистой стали | 162 м3 | 1 | φ5,35 × 7,2 м (В) | Не зафиксировано в доступном источнике | Не зафиксировано |
Поставка резервуара из углеродистой стали, приведённая как пример, подтверждающий наличие сварного исполнения без эмалевого покрытия. Дата завершения, тип крыши и объём поставки не зафиксированы в проверенной библиотеке, поэтому он указан только как сравнительный ориентир, и никакие его параметры не заявляются, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1. Что принципиально отличает сварную конструкцию от болтовой?
Соединение обечайки. Болтовой резервуар собирается из панелей с покрытием, соединённых через прокладки, поэтому его геометрия ограничена размером панели, весом подъёма краном и количеством поясов обечайки. Сварной резервуар представляет собой цельную сварную конструкцию, поэтому его геометрия не ограничена размером панели, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Вопрос 2. Почему заводское покрытие является решающим отличием?
Потому что это переносит нанесение покрытия с изогнутой оболочки резервуара на плоскую заводскую плиту. Подготовка поверхности, толщина покрытия и проверка на наличие дефектов могут быть задокументированы для каждой панели до того, как панель покинет завод, где дефекты устраняются до монтажа. При сварном резервуаре с покрытием, наносимым в полевых условиях, та же работа выполняется на месте с учётом погодных условий и ограничений доступа, и она регламентируется стандартом AWWA D102, а не D103, как подробно описано для болтовых и сварных резервуаров противопожарного водоснабжения.
Вопрос 3. Почему две конструкции ведут себя по-разному при землетрясении?
Разница заключается в пластичности, а не в прочности. Болтовое соединение с прокладкой допускает очень малые контролируемые перемещения, и трение в стыке поглощает энергию цикл за циклом, тогда как непрерывный сварной шов жёсткий и концентрирует деформацию в металле шва и зоне термического влияния. Сейсмические критерии определяются классом площадки и категорией проектирования, поэтому анкеровка и детализация швов — это то, что должно требоваться в спецификации, как подробно описано для болтовых и сварных резервуаров противопожарной воды.
В4. После какой вместимости болтовые резервуары перестают быть практичными?
Ни в одном стандарте нет порогового значения вместимости; ограничение носит логистический характер и зависит от площадки. Размер панели ограничен линией нанесения покрытия и шириной листа, вес панели — грузоподъёмностью и радиусом действия крана, а высота обечайки — количеством поясов и контролем прокладок на каждом шве. Практический вопрос всегда касается графика работ и доступа, как подробно описано для болтовых и сварных резервуаров противопожарной воды.
В5. Чем отличается доступ для внутреннего осмотра между ними?
Сварной резервуар представляет собой единый непрерывный сосуд, поэтому инспектор входит в единый объём без разделительной стенки, которую нужно обходить. Болтовой резервуар, разделённый на ячейки, имеет внутреннюю разделительную стенку и кольцевое пространство между этой стенкой и оболочкой, которое требует собственного доступа, inspection покрытия и проверки пути вентиляции. Именно в этом кольцевом пространстве незаметно накапливаются осадок и состояние покрытия, как подробно описано для болтовых и сварных резервуаров противопожарной воды.
Вопрос 6. Какая конструкция подходит для программы с жёсткими сроками?
Болтовое соединение обычно является более быстрым вариантом, поскольку монтаж представляет собой механическую сборку подготовленных панелей, а критический путь — это поставка панелей и доступность крана, а не сварка. Сварка на месте, неразрушающий контроль и нанесение покрытия на объекте выполняются последовательно и трудно поддаются сжатию по срокам. Это предполагает, что кран и площадка для складирования пригодны для панелей, что спецификация должна требовать от подрядчика подтвердить, как подробно описано для резервуара противопожарной воды с болтовым и сварным соединением.
Вопрос 7. Как обычно принимается решение по очень крупному проекту?
По диапазону производительности, схеме разделения и программе, а не по единому правилу. Когда требуемый объём очень велик, выбор обычно стоит между одной большой сварной оболочкой и несколькими болтовыми оболочками с проектируемым соединением, а решающими факторами являются нагрузка на фундамент на ячейку, количество оболочек, которое может вместить площадка, и грузоподъёмность крана, как подробно описано для болтовых и сварных резервуаров противопожарной воды.
В8. Какие пункты должны закрепить выбор в договоре?
Четвёртое: метод строительства и его стандарт указываются вместе, чтобы замена не была незаметной; система покрытия задаётся классом подготовки, толщиной сухой плёнки и методом обнаружения дефектов; программа монтажа привязывается к заявленному этапу с указанием крана и рабочего радиуса как входных данных для подтверждения; и запись о приёмке определяется для указанного метода, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара.
Сборные на болтах и сварные противопожарные резервуары для воды являются оба законными решениями в соответствии с NFPA 22, и выбор между ними определяется набором ограничений, а не предпочтениями. Сборная болтовая конструкция выигрывает там, где важна скорость монтажа, где покрытие должно наноситься под заводским контролем и где кран и подъездные пути ограничивают размер корпуса, который можно собрать. Сварная конструкция выигрывает при очень больших единичных объёмах, где геометрия и внутреннее устройство требуют непрерывного сосуда и где график работ позволяет выполнить полевую сварку и нанесение покрытия на месте. Суждение, которое стоит сделать перед тендером, — это определить, какое ограничение является наиболее жёстким, а затем прописать метод строительства, систему покрытия, этап монтажа и запись о приёмке в тендерной документации как обязательства, чтобы результат определялся площадкой, как подробно описано для сборного болтового и сварного противопожарного резервуара для воды.
Связаться с инженером
Для сравнения болтового или сварного противопожарного резервуара для воды отправьте требуемую полезную вместимость и продолжительность, площадь участка с максимально доступными диаметром корпуса и высотой, грузоподъёмность крана и рабочий радиус в месте установки резервуара, ограничения по ширине и высоте подъездного пути, этап ввода в эксплуатацию, класс сейсмичности площадки и категорию проектирования, воду, подлежащую хранению, и требуемый объём поставки, включая вспомогательное оборудование и крышу. Мы вернём сравнение обоих конструкций по каждому ограничению, геометрию, обеспечивающую вместимость в пределах этих ограничений, покрытие и запись приёмки, которые создаёт каждый метод, а также условия контракта, фиксирующие метод строительства в тендерной документации, как подробно описано для болтового и сварного противопожарного резервуара для воды.
О Center Enamel
Шицзячжуан Чжэнчжун Текнолоджи Ко., Лтд. (Center Enamel) — профессиональный производитель, специализирующийся на проектировании и изготовлении сборных резервуаров для хранения с 2008 года. Ассортимент продукции включает резервуары из стеклоплавильной стали (GFS), резервуары с эпоксидным покрытием методом плавления (FBE), резервуары из нержавеющей стали, оцинкованные стальные резервуары и алюминиевые геодезические купольные крыши, а также техническую поддержку EPC и вспомогательное оборудование для резервуаров. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001, ISO 14001 и ISO 45001, а ассортимент продукции сертифицирован по NSF/ANSI 61, WRAS, CE и EN 1090, ISO 28765, AWWA D103-09 и NFPA там, где этого требует применение. Компания владеет почти 200 патентами на эмалирование, располагает производственной базой площадью 150 000 м2, производит около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставила резервуары более чем в 100 стран. Инженерные проектные возможности охватывают объемы резервуаров до 60 000 м3, как подробно описано для сборных и сварных противопожарных резервуаров.
Источники и дополнительная литература
· AWWA D103-09, Резервуары из болтовой углеродистой стали с заводским покрытием для хранения воды — область применения болтовых резервуаров, материалы, конструктивное проектирование и требования к монтажу.
· AWWA D100, Сварные резервуары из углеродистой стали для хранения воды — область применения сварных резервуаров и соответствующий стандарт продукции, используемый в сравнении.
· AWWA D102, Системы покрытий для сварных стальных резервуаров для хранения воды — стандарт полевого нанесения покрытий, применяемый, когда нанесение покрытия переносится на площадку вместе со сваркой.
· NFPA 22, Стандарт для водяных резервуаров для частной противопожарной защиты (действующая редакция) — допуск обоих типов конструкций для хранения воды в целях частной противопожарной защиты.
· ASCE 7 — минимальные расчётные нагрузки, а также классификация площадки и категория проектирования, которые определяют сейсмические критерии для проверки анкеровки и швов.
· Проверенная библиотека проектов Center Enamel — резервуар из углеродистой стали в Гайане, 162 м³, 1 резервуар, φ5,35 × 7,2 м (H); тип крыши, дата завершения и объём поставки не зафиксированы в доступном источнике, поэтому он цитируется только как доказательство существования маршрута изготовления из углеродистой стали без эмали.
· Фактологическая база компании Center Enamel — одиночный резервуар из стеклоплавильной стали объёмом более 20 000 м³, возможности инженерного проектирования до 60 000 м³, годовое производство около 300 000 пластин с эмалевым покрытием и более 30 000 завершённых установленных проектов.
WhatsApp