СП 495.1325800.2020 Действует

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА

И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОД ПРАВИЛ СП 495.1325800.2020

РЕЗЕРВУАРЫ ИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ

ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ

Правила проектирования

Издание официальное

Москва 2020

Предисловие

Сведения о своде правил

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 декабря 2020 г. № 916/пр и введен в действие с 1 июля 2021 г.

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

© Минстрой России, 2020

Настоящий нормативный документ не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Минстроя России

Содержание

Библиография

Введение

Настоящий свод правил разработан в целях обеспечения соблюдения требований Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Свод правил разработан в развитие положений СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции», СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия», СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий», ГОСТ 27751–2014 Надежность строительных конструкций и оснований и содержит требования к расчету и проектированию стальных изотермических резервуаров.

Свод правил выполнен авторским коллективом ООО «НПК Изотермик» (д-р техн. наук Х.М. Ханухов, канд. физ-мат. наук А.В. Алипов, Н.В. Четвертухин, А.Р. Чернобров, А.В. Коломыцев, Д.С. Горбовский).

СВОД ПРАВИЛ

РЕЗЕРВУАРЫ ИЗОТЕРМИЧЕСКИЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ

СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ

Правила проектирования

Isothermal tanks for storage of liquefied gases. Design rules

Дата введения – 2021–07–01

Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование конструкций резервуаров изотермических стальных вертикальных объемом менее 60 000 м3 для хранения сжиженных газов при температурах до минус 165 ºС и давлении, близком к атмосферному, в наземном или надземном исполнениях.

1.2 Требования настоящего свода правил не распространяются на проектирование резервуаров, располагаемых в районах с сейсмическими воздействиями интенсивностью более 5 баллов по шкале MSK-64, и резервуаров заводского изготовления, поставляемых на площадку строительства в готовом виде.

Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

Издание официальное

ГОСТ 9.104–2018 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации

ГОСТ 9.402–2004 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия лакокрасочные. Подготовка металлических поверхностей к окрашиванию

ГОСТ 3242–79 Соединения сварные. Методы контроля качества

ГОСТ 7350–77 Сталь толстолистовая коррозионно-стойкая, жаростойкая и жаропрочная. Технические условия

ГОСТ 7512–82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

ГОСТ 10499–95 Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна. Технические условия

ГОСТ 10832–2009 Песок и щебень перлитовые вспученные. Технические условия

ГОСТ 19281–2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия

ГОСТ 21631–2019 Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия

ГОСТ 21880–2011 Маты из минеральной ваты прошивные теплоизоляционные. Технические условия

ГОСТ 27751–2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 27772–2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 33949–2016 Изделия из пеностекла теплоизоляционные для зданий и сооружений. Технические условия

ГОСТ 34233.2–2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

ГОСТ 34337–2017 Стекловолокно. Маты. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ Р ИСО 17637–2014 Контроль неразрушающий. Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением

ГОСТ Р 55724–2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ Р 58915–2020 Прокат толстолистовой из криогенных сталей. Технические условия

СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции» (с изменениями № 1, № 2)

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями № 1, № 2)

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений» (с изменениями № 1, № 2, № 3)

СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты» (с изменениями № 1, № 2, № 3)

СП 25.13330.2012 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах» (с изменениями № 1, № 2, № 3, № 4)

СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменениями № 1, № 2)

СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменениями № 1, № 2)

СП 61.13330.2012 «СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» (с изменением № 1)

СП 131.13330.2018 «СНиП 23-01-99*Строительная климатология»

СП 296.1325800.2017 Здания и сооружения. Особые воздействия (с изменением № 1)

Примечание – При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил можно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

Термины, определения и сокращения

3.1 В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 аварийный разлив продукта: Поступление продукта в межстенное пространство резервуара при повреждении внутреннего корпуса.

3.1.2 внутренний корпус изотермического резервуара: Герметичный вертикальный цилиндрический стальной корпус или негерметичный вертикальный цилиндрический стальной корпус-стакан, концентрически расположенный внутри наружного корпуса изотермического резервуара.

3.1.3 герметичность: Способность оболочки (корпуса), отдельных ее элементов и соединений препятствовать газовому или жидкостному обмену между средами, разделенными этой оболочкой.

3.1.4 захолаживание: Процесс контролируемого охлаждения резервуара перед его вводом в эксплуатацию.

3.1.5 изотермический резервуар: Резервуар для хранения сжиженных газов при температуре кипения и давлении, близком к атмосферному, состоящий из концентрически расположенных внутреннего и наружного стальных корпусов.

3.1.6 межстенное пространство: Пространство между стенками внутреннего и наружного корпусов изотермического резервуара.

3.1.7 наружный корпус изотермического резервуара: Герметичный вертикальный цилиндрический стальной корпус, расположенный снаружи внутреннего корпуса изотермического резервуара.

3.1.8 наружная крыша: Стационарный каркасный сферический купол наружного корпуса резервуара с герметичным покрытием.

3.1.9 подвесная крыша: Конструктивная часть изотермического резервуара полного сдерживания, представляющая собой паропроницаемую металлическую конструкцию с системой ребер жесткости, подвешенную к наружной крыше над внутренним корпусом-стаканом.

3.1.10 рабочее избыточное давление газа: Максимальное внутреннее избыточное давление в резервуаре, образующееся при испарении сжиженного газа при нормальном протекании рабочего процесса, включающем предусмотренный проектом темп отбора газа на повторное сжижение или на факел.

3.1.11 рабочий объем резервуара: Объем продукта между минимальным и максимальным уровнями залива при эксплуатации резервуара.

3.1.12 разгерметизация резервуара: Нарушение герметичности, приводящее к проникновению газа или жидкости из изотермического резервуара в окружающее пространство.

3.1.13 расчетная температура: Температура, при которой должны определяться физико-механические характеристики металла корпуса резервуара для расчета на прочность.

3.1.14 расчетное избыточное давление: Давление, при котором должен проводиться расчет резервуара на прочность.

3.1.15 риск аварии: Мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на опасном производственном объекте и тяжесть ее последствий.

3.1.16 соседний объект: Объект, находящийся на удалении от изотермического резервуара, достаточном для теплового воздействия от него, в случае пожара.

3.1.17 хлопун: Местное отклонение начальной формы стенки, днища или других элементов конструкции, обращенное выпуклостью наружу, образовавшееся в результате воздействия монтажно-сварочных напряжений.

3.2 Сокращения

ИР – изотермический резервуар;

КИПиА – контрольно-измерительные приборы и автоматика;

МКЭ – метод конечных элементов;

НДС – напряженно-деформированное состояние;

ПАЗ – противоаварийная автоматическая защита;

ППР – проект производства работ;

СПГ – сжиженный природный газ.

Классификация изотермических резервуаров

4.1 Изотермические резервуары для хранения сжиженных газов при температуре кипения и давлении, близком к атмосферному, классифицируют по объему хранимого продукта, по количеству контуров сдерживания аварийного разлива хранимого продукта (преград для свободного разлива жидкого продукта) и по конструктивному исполнению крыши внутреннего корпуса.

4.2 По объему (вместимости) хранимого продукта ИР подразделяют на три основных типа:

- малотоннажные – объем продукта менее 5 000 м3;

- среднетоннажные – объем продукта от 5 000 м3, но менее 60 000 м3;

- крупнотоннажные – от 60 000 м3 и выше.

4.3 По количеству контуров сдерживания возможного аварийного разлива продукта ИР подразделяют на три основных типа:

«одинарного сдерживания», включает:

внутренний силовой корпус, рассчитанный на сдерживание гидростатического давления жидкости;

наружный герметичный корпус, рассчитанный на сдерживание избыточного давления газа над жидкостью, но не рассчитанный на аварийный разлив продукта;

«двойного сдерживания», включает:

силовой корпус;

открытую защитную ограждающую стенку (или закрытую навесом от попадания атмосферных осадков), рассчитанную на сдерживание аварийного разлива продукта по территории предприятия;

«полного сдерживания», включает два силовых корпуса, концентрически расположенных один в другом, каждый из которых предназначен для сдерживания гидростатического давления жидкости:

наружный корпус герметичен и рассчитан на сдерживание давления газа;

внутренний корпус может быть, как герметичным, т.е. иметь собственную герметичную стационарную крышу, так и негерметичным и изготавливаться с паропроницаемой подвесной крышей, закрепленной на подвесках к крыше наружного корпуса ИР.

4.4 ИР по конструктивному исполнению крыши внутреннего корпуса подразделяют на два основных типа:

-с купольной самонесущей герметичной крышей внутреннего корпуса;

-с подвесной паропроницаемой крышей внутреннего корпуса.

4.5 Соотношение между высотой стенки и диаметром внутреннего корпуса ИР рекомендуется выбирать от 0,7 до 1,0.

Общие положения

5.1 Расчетные формулы

5.1.1 Расчетную толщину листовых элементов конструкций t определяют по формулам либо численным расчетом в программном комплексе, допущенном к применению в порядке, установленном действующим законодательством Российской Федерации. Исполнительная (проектная) толщина tисп назначается проектировщиком, исходя из расчетной толщины с учетом припуска на коррозию c1, минусового предельного отклонения по толщине проката c2, технологических операций c3 и округления в большую сторону до стандартной толщины выпускаемого проката. При расчетах толщин необходимо принимать условие

tисп ≥ t + c1 + c2 + c3.(5.1)

Для основных листовых конструкций ИР из материалов типа IV (9 % никелевая сталь) и типа VI (высокомарганцовистая сталь с содержанием марганца 15 % –35 %) следует tисп принимать не менее 8,0 мм.

Припуск на коррозию, технологические операции и минусовое предельное отклонение по толщине проката не учтены в расчетных формулах.

5.1.2 Для подтверждения прочности и устойчивости конструкций ИР могут быть использованы:

- расчет по формулам, приведенным в настоящем своде правил;

- численный расчет НДС и устойчивости конструкции, выполненный в программном комплексе, с введением в полученные результаты корректирующих множителей, согласующих численное решение и коэффициенты запаса (надежности), принятые в расчетных формулах.

Расчет по формулам и численный расчет могут быть использованы как по отдельности, так и совместно, для получения наиболее надежных результатов.

Численное моделирование может осуществляться с использованием как условно упругой, так и упруго-пластической модели деформирования материала.

5.1.3 При расчете на устойчивость допускаемые нагрузки определяют по верхним критическим напряжениям.

5.1.4 Значения параметров конструкций, полученные по формулам, основанным на безмоментной теории оболочек, достаточны для обеспечения прочности конструкции. Данные значения могут быть скорректированы при численном расчете. Численный расчет НДС, применение критериев прочности и устойчивости, изложенные в настоящем своде правил, учет коэффициентов надежности определяют необходимые и достаточные значения параметров конструкции.

5.2 Избыточное давление

5.2.1 Расчетное внутреннее избыточное давление рр.изб. определяют через рабочее давление . Для режима эксплуатации , для режима пневмоиспытания .

5.2.2 В задании на проектирование ИР указывают как рабочее, так и расчетное давление. Если в задании указано только рабочее давление, то расчетное определяют по 5.2.1. Если значение расчетного давления выше давления, определенного по 5.2.1, то дополнительно умножать его на коэффициент надежности по нагрузке 1,2 или 1,25 не требуется.

5.3 Расчетная температура

5.3.1 Расчетную температуру используют:

- при определении прочностных характеристик материалов;

- расчете изменения размеров конструкций;

- захолаживании/расхолаживании ИР;