Care sunt considerațiile de proiectare seismică pentru rezervoarele de stocare a substanțelor chimice?

Activitățile seismice reprezintă o amenințare semnificativă pentru rezervoarele de stocare chimică și, în calitate de furnizor de rezervoare de stocare chimică, am văzut direct cât de esențial este să se realizeze corect proiectarea seismică. În acest blog, voi împărtăși câteva considerente cheie de proiectare seismică pentru aceste rezervoare.

Înțelegerea pericolelor seismice

În primul rând, trebuie să înțelegem cu ce fel de pericole seismice ne confruntăm. Cutremurele generează mișcări ale solului care pot provoca diferite tipuri de daune rezervoarelor de stocare chimică. Există diferite aspecte ale mișcării solului, cum ar fi accelerația de vârf a solului (PGA), care ne oferă o idee despre cât de puternică poate deveni tremuratul. Valorile ridicate ale PGA pot duce la forțe excesive asupra structurii rezervorului.

Apoi mai este conținutul de frecvență al mișcării solului. Frecvențele diferite pot excita diferite moduri de vibrație în rezervor. De exemplu, un rezervor poate avea o frecvență naturală de vibrație și, dacă frecvența mișcării solului se potrivește cu această frecvență naturală, poate provoca rezonanță. Rezonanța este o veste proastă, deoarece amplifică tremuratul și poate duce la daune grave sau chiar la defectarea rezervorului.

Proiectare rezervoare și materiale de construcție

Designul rezervorului în sine joacă un rol imens în performanța sa seismică. Forma rezervorului contează. De exemplu, rezervoarele cilindrice verticale sunt comune, dar designul lor trebuie gândit cu atenție. Raportul înălțime - diametru afectează modul în care acestea răspund la forțele seismice. Un rezervor cu un raport mare înălțime - diametru este mai probabil să sufere sloshing (mișcarea lichidului în interiorul rezervorului) în timpul unui cutremur.

Pășirea poate provoca solicitări suplimentare pe pereții și acoperișul rezervorului. Pentru a atenua acest lucru, putem folosi deflectoare interne sau dispozitive anti-slosh. Acestea ajută la atenuarea mișcării de sloshing și la reducerea impactului asupra structurii rezervorului.

Materialele de construcție sunt de asemenea esențiale. Oțelul este o alegere populară pentru rezervoarele de stocare chimică datorită rezistenței și ductilității sale ridicate. Ductilitatea este importantă deoarece permite rezervorului să se deformeze fără a se rupe sub forțele seismice. Rezervoarele de beton sunt, de asemenea, folosite în unele cazuri, în special pentru capacități mai mari. Betonul armat poate oferi o bună stabilitate structurală, dar detaliile armăturii trebuie proiectate cu atenție pentru a rezista la sarcini seismice.

Proiectarea fundației

Fundația este legătura dintre rezervor și sol și este crucială pentru transferul în siguranță a forțelor seismice. Trebuie să ne asigurăm că fundația este stabilă și poate rezista la sarcini. Există diferite tipuri de fundații pentru rezervoarele de stocare chimică, cum ar fi fundații inelare, fundații pentru plăci și fundații pe piloți.

Fundațiile inelare sunt adesea folosite pentru rezervoare mai mici. Ei distribuie sarcina uniform în jurul perimetrului rezervorului. Fundațiile din plăci sunt potrivite pentru rezervoare pe teren relativ ferm. Acestea oferă o zonă mare de rulment pentru rezervor. Fundațiile cu piloți sunt folosite atunci când solul este slab sau când rezervorul are nevoie de un nivel ridicat de sprijin. Piloții pot transfera încărcăturile mai adânc în pământ, unde solul este mai stabil.

Fundația trebuie, de asemenea, să fie proiectată pentru a permite așezarea diferențială în timpul unui cutremur. Așezarea diferențială poate cauza înclinarea rezervorului sau chiar crăparea, ceea ce duce la potențiale scurgeri ale substanțelor chimice depozitate. Putem folosi conexiuni flexibile între rezervor și fundație pentru a ajuta la absorbția unora dintre tensiunile induse de tasare.

Sisteme de ancorare

Ancorarea rezervorului de fundație este esențială pentru a preveni alunecarea sau răsturnarea acestuia în timpul unui cutremur. Sistemul de ancorare trebuie proiectat pentru a rezista forțelor seismice care acționează asupra rezervorului. Există diferite tipuri de sisteme de ancorare, inclusiv șuruburi de ancorare, curele și cleme.

Șuruburile de ancorare sunt o alegere comună. Sunt încorporate în fundație și conectate la baza rezervorului. Mărimea, numărul și distanța dintre șuruburile de ancorare trebuie determinate cu atenție pe baza dimensiunii rezervorului, a capacității și a forțelor seismice așteptate. Curelele și clemele pot fi, de asemenea, utilizate în combinație cu șuruburi de ancorare pentru a oferi o reținere suplimentară.

Izolarea seismică

Izolarea seismică este o tehnică care poate fi utilizată pentru a reduce forțele seismice transmise rezervorului. Presupune amplasarea dispozitivelor de izolare intre rezervor si fundatie. Aceste dispozitive, cum ar fi rulmenții din cauciuc sau izolatoarele de alunecare, acționează ca amortizoare.

Rulmenții din cauciuc sunt fabricați din straturi de cauciuc și plăci de oțel. Ele se pot deforma sub forțele seismice, reducând accelerația și forțele transferate rezervorului. Izolatoarele glisante permit rezervorului să alunece față de fundație în timpul unui cutremur, disipând energia seismică. Izolarea seismică poate fi deosebit de eficientă pentru rezervoarele din zonele cu risc seismic ridicat.

Inspecție și întreținere

Odată instalat rezervorul, inspecția și întreținerea regulată sunt cruciale. Evenimentele seismice pot provoca daune ascunse ale structurii rezervorului, cum ar fi fisuri în pereți sau deteriorarea sistemului de ancorare. Inspecțiile regulate pot ajuta la detectarea acestor probleme din timp.

De asemenea, ar trebui să verificăm starea dispozitivelor anti-slosh, a fundației și a dispozitivelor de izolare seismică (dacă sunt instalate). Activitățile de întreținere pot include repararea oricăror piese deteriorate, strângerea conexiunilor slăbite și revopsirea rezervorului pentru a preveni coroziunea.

Tipuri specifice de rezervoare și proiectare seismică

Să aruncăm o privire la câteva tipuri specifice de rezervoare de stocare chimică și la cerințele lor de proiectare seismică.

• Rezervor de reflux turn de deoxigenare: Aceste rezervoare sunt adesea folosite în procesele industriale pentru depozitarea lichidelor de reflux. Acestea trebuie proiectate pentru a rezista forțelor seismice, menținând în același timp integritatea depozitului de lichid. Deflectoarele interne ar putea fi deosebit de importante pentru a controla sloshing, care ar putea afecta procesul de reflux.
• Rezervor de stocare azot: Azotul este un gaz stocat în mod obișnuit în mediile industriale. Proiectarea rezervorului pentru stocarea azotului trebuie să ia în considerare presiunea din interiorul rezervorului, precum și forțele seismice. Grosimea peretelui rezervorului și rezistența conexiunilor sunt factori critici în asigurarea siguranței rezervorului în timpul unui cutremur.
• Rezervor de depozitare amoniac lichid: Amoniacul lichid este o substanță chimică periculoasă, iar proiectarea seismică a rezervoarelor sale de stocare este de cea mai mare importanță. Rezervorul trebuie să fie bine ancorat și proiectat pentru a preveni scurgerile în cazul unui cutremur. Materialele utilizate ar trebui să fie rezistente la natura corozivă a amoniacului.
• Rezervor de stocare a clorului lichid: Clorul lichid este o altă substanță chimică periculoasă. Proiectarea rezervorului ar trebui să se concentreze pe prevenirea oricărei eliberări de clor în timpul unui cutremur. Izolarea seismică poate fi o opțiune excelentă pentru aceste rezervoare pentru a reduce impactul forțelor seismice asupra structurii rezervorului.
• Rezervor de stocare a lichidelor: Rezervoarele generale de stocare a lichidelor pot conține o varietate de substanțe chimice. Designul lor seismic trebuie personalizat pe baza proprietăților specifice lichidului, cum ar fi densitatea și vâscozitatea. Aceste proprietăți pot afecta comportamentul la sloshing și răspunsul seismic general al rezervorului.

Concluzie

Proiectarea seismică a rezervoarelor de stocare chimică este un proces complex, dar esențial. În calitate de furnizor de rezervoare de stocare chimică, trebuie să luăm în considerare toți acești factori pentru a ne asigura că rezervoarele noastre pot rezista evenimentelor seismice. De la înțelegerea pericolelor seismice până la alegerea designului, materialelor, fundației și sistemelor de ancorare potrivite, fiecare pas este crucial.

Dacă sunteți pe piață pentru rezervoare de stocare chimică și doriți să vă asigurați că rezervoarele dvs. sunt proiectate pentru a rezista forțelor seismice, nu ezitați să contactați. Avem expertiza și experiența pentru a vă oferi rezervoare de stocare chimice de înaltă calitate, proiectate din punct de vedere seismic. Să vorbim despre cerințele dvs. specifice și să începem cu o soluție care să corespundă nevoilor dvs.

Referințe

• ASCE 7 - 16: Sarcini minime de proiectare și criterii asociate pentru clădiri și alte structuri.
• API 650: Rezervoare din oțel sudate pentru depozitarea uleiului.
• Eurocod 8: Proiectarea structurilor de rezistență la cutremur.