СПОСОБ ФРАГМЕНТАЛЬНОГО ДЕМОНТАЖА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА Российский патент 2007 года по МПК B26D1/46 E04G23/08 

Изобретение относится к утилизации сооружений специального назначения, может быть использовано при демонтаже металлических вертикальных резервуаров для хранения нефтепродуктов и тому подобных веществ.

Известны различные способы фрагментального демонтажа вертикальных резервуаров для хранения нефтепродуктов и тому подобных веществ. Например, известен способ фрагментального демонтажа вертикальных резервуаров для хранения нефтепродуктов (Г.А.Андреев и др. «Индустриальные методы ремонта вертикальных стальных резервуаров», сер. «Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья», М., ЦНИИ и ТЭИ Н и НП, 1979). Известный способ фрагментального демонтажа вертикального резервуара для хранения нефтепродуктов состоит в следующем. Вначале зачищают внутреннюю поверхность вертикального резервуара от донных отложений, нефтешламов, а также остатков нефти. После этого осуществляют мытье и пропарку его внутренней поверхности. В данном способе используют различные грузоподъемные механизмы и типовую оснастку в виде инвентарных лесов, подвесных люлек или автовышек. Монтажники-высотники газовой кислородной резкой проводят поэтапно демонтаж отдельных фрагментов верхнего пояса вертикального резервуара для хранения нефтепродуктов. При этом они с помощью газовых резаков, используя сжиженный кислород и ацетилен, выполняют два вертикальных и два горизонтальных сквозных реза обшивки по старым сварным швам резервуара и с помощью грузоподъемных механизмов опускают вырезанный фрагмент на землю. Описанный способ фрагментального демонтажа вертикальных резервуаров, предусматривающий выполнение демонтажа путем резания стали газовыми резаками, имеет ряд существенных недостатков. Обусловлено это прежде всего тем, что данный способ предусматривает огневые работы, которые к тому же проводят на высоте. Это неизбежно влечет за собой обязательное наличие на территории действующей нефтебазы большого количества сжиженного кислорода и ацетилена и соответственно существует вероятность их взрыва и возгорания. А проведение всех основных видов работ на высоте само по себе сложно и небезопасно. Вместе с тем, при атмосферных осадках даже при ветре менее 10 м/с проведение этих видов работ согласно законодательству запрещены из-за применения электроинструмента, обуславливающего высокую степень поражения электрическим током. Известный способ предусматривает также увеличенное количества персонала за счет обязательного наличия наблюдающих за распространением искр и окалины. К тому же у известного способа достаточно низкая производительность резки.

Известен способ фрагментального демонтажа вертикального резервуара для хранения нефтепродуктов («Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту», М., «Недра», 1988). Описанный в этом источнике известный способ фрагментального демонтажа вертикального резервуара для хранения нефтепродуктов состоит в следующем. Вначале, так же как и у вышеописанного аналога, зачищают внутреннюю поверхность вертикального резервуара от донных отложений, нефтешламов, а также остатков нефти. После этого осуществляют мытье и пропарку его внутренней поверхности.

В данном способе демонтаж фрагментов обшивки стенок резервуара выполняют путем горизонтального и вертикального реза стенок вертикального резервуара шлифмашинками, т.е. по заранее размеченной линии выполняют горизонтальный и вертикальный резы отрезным абразивным кругом с помощью шлифовальной машинки, которую удерживает и двигает по линии реза рабочий, находящийся на лесах или в подвесной люльке подъемно-транспортного средства. Предварительно вырезаемую деталь фиксируют натянутыми стропами крана или другого грузоподъемного механизма. Но и этот известный способ фрагментального демонтажа имеет ряд важных недостатков, обусловленных спецификой выполняемых работ.

Во-первых, работы выполняют непосредственно контактируя с демонтируемым фрагментом резервуара. Резанье с помощью шлифовального круга сопровождается очень сильным искрообразованием, к тому же очень непроизводительно. Вместе с тем, существует достаточно высока вероятность разрыва режущего абразивного круга из-за разного рода смещений демонтируемого фрагмента или же самого монтажника-высотника, выполняющего рез. В связи с этим, соответственно существует достаточно высока вероятность получения рабочим травм, причем высокой степени тяжести, включая смертельный исход. Кроме того, при влажных погодных условиях работы не могут выполняться из-за применения электроинструмента и высокой вероятности поражения монтажника-высотника электрическим током. Известный способ предусматривает также увеличенное количество персонала за счет обязательного наличия наблюдающих за распространением искр от режущего абразивного круга. А проведение всех основных видов работ на высоте само по себе сложно и небезопасно.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом к заявленному изобретению (прототипом) является способ фрагментального демонтажа металлического вертикального резервуара, включающий зачищение внутренней части резервуара, резку стенки на отдельные фрагменты и последующее их складирование (SU 1530724 А1, 23.12.1989, Е04Н 7/00).

Задача, которую поставили перед собой разработчики нового способа фрагментального демонтажа металлического вертикального резервуара, состояла в создании такого способа, который позволил бы максимально автоматизировать процесс, а также повысить технику безопасности обслуживающего персонала, упростив при этом весь комплекс работ, который можно было бы проводить в любую погоду. Техническим результатом, достигнутым в процессе решения поставленной перед разработчиками задачи, явилась возможность дистанционного управления процессом и предотвращение искрообразования в процессе демонтажа фрагментов резервуаров.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе фрагментального демонтажа металлического вертикального резервуара, включающем зачищение внутренней части резервуара, резку стенки на отдельные фрагменты и последующее их складирование, осуществляют последовательную вырезку прямоугольных фрагментов стенки по поясам резервуара, начиная с верхнего, при этом в углах демонтируемого прямоугольного фрагмента просверливают сквозные технологические отверстия, затем с помощью подъемно-транспортных средств его закрепляют, через одно из нижних технологических отверстий внутрь резервуара заводят режущий канат, выводят его наружу через соседнее по горизонтали технологическое отверстие и запасовывают в канатную машину, закрепленную снаружи на стенке резервуара, вдоль натянутого режущего троса монтируют гребенку с соплами для подачи к режущему канату охлаждающей жидкости, работу которой согласовывают с работой канатной машины, и выполняют горизонтальный рез, затем аналогично через верхние технологические отверстия выполняют другой горизонтальный рез и два вертикальных реза, после чего с помощью подъемного транспортного средства снимают и складируют демонтируемый прямоугольный фрагмент, далее все операции повторяют для следующего демонтируемого прямоугольного фрагмента до полного демонтажа резервуара.

Сущность изобретения состоит также в том, что сверление сквозных технологических отверстий осуществляют по всему периметру демонтируемого пояса с шагом, равным ширине демонтируемых фрагментов.

Сущность изобретения состоит также в том, что в качестве подъемно-транспортного средства используют подъемный кран со стрелой и стропами.

Сущность изобретения состоит также в том, что демонтируемый прямоугольный фрагмент закрепляют с помощью цанговых патронов.

Сущность изобретения состоит также в том, что давление охлаждающей жидкости, подаваемой в сопла гребенки, поддерживают в пределах 30-160 бар.

Доказательства возможности осуществления заявляемого способа фрагментального демонтажа металлических вертикальных резервуаров с реализацией указанного назначения приводятся ниже на конкретном примере. Этот характерный пример реализации конкретного способа фрагментального демонтажа металлических вертикальных стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов согласно предлагаемому изобретению ни в коей мере не ограничивает его объем правовой защиты, в этом примере дана лишь конкретная иллюстрация предлагаемого способа.

Изобретение поясняется графически, где

на фиг.1 схематически изображен способ фрагментального демонтажа металлического вертикального стального резервуара для хранения нефтепродуктов (предварительный этап);

на фиг.2 схематически изображен способ фрагментального демонтажа металлического вертикального стального резервуара для хранения нефтепродуктов (этап горизонтального реза фрагмента верхнего пояса);

на фиг.3 схематически изображен способ фрагментального демонтажа металлического вертикального стального резервуара для хранения нефтепродуктов (этап съема и складирования демонтируемого фрагмента верхнего пояса);

на фиг.4 - вид А-А на фиг.2.

Заявляемый способ фрагментального демонтажа металлического вертикального резервуара 1 состоит в следующем. Вначале зачищают внутреннюю поверхность вертикального резервуара 1 от донных отложений, остатков нефти. После этого осуществляют мытье и пропарку его внутренней поверхности. Затем в стене вертикального металлического резервуара 1 снаружи просверливают сквозные технологические отверстия 2. Технологические отверстия 2 просверливают по углам первого демонтируемого фрагмента 3 верхнего пояса 4 вертикального резервуара 1. В данном конкретном случае для демонтажа стальных вертикальных резервуаров 1 сверление сквозных технологических отверстий производят диаметром от 10 до 30 мм. Технически эту операцию осуществляет монтажник-высотник 5 с использованием, например, пневмодрели и подъемного оборудования, например гидравлического подъемника 6, в частности марки TMZ - 50/30, имеющей люльку, обеспечивающую технику безопасности для возможности работы на высоте монтажника-высотника 5. Наиболее оптимальный вариант сверления сквозных технологических отверстий состоит в их сверлении по всему верхнему поясу 4 вертикального стального резервуара 1. Фактически сквозные технологические отверстия 2 просверливают по горизонтали с шагом, соответствующим длине каждого демонтируемого фрагмента. После этого с наружной стороны резервуара 1 в одно из просверленных сквозных технологических отверстий 2 верхнего пояса 4 монтажник-высотник 5, поднятый на необходимую высоту с помощью гидравлического подъемника 6 и находясь в люльке, заводит режущий канат 7 в сквозное технологическое отверстие 2. В качестве режущего каната 7 используют, например, режущий канат марки BSG 1, предназначенный для мокрой резки стали. Затем режущий канат 7 протягивают сквозь отверстие 2 вовнутрь резервуара 1 и выводят его наружу через соседнее по горизонтали технологическое отверстие 2. Далее режущий канат 7 заводят, а затем запасовывают обоими концами в канатную машину 8, например, марки SK-SD. Но предварительно канатную машину 8 перед заводкой и запасовкой на нее режущего каната, закрепляют на наружной стене резервуара 1 болтами 9. Для крепления канатной машины марки SK-SD на наружной стороне резервуара 1 достаточно двух болтов M12, вставленных в дополнительные сквозные монтажные отверстия. С помощью четырех регулировочных винтов 10, расположенных по углам опорной платформы канатной машинки 8, выполняют строго вертикальную установку опорной платформы. После сверления сквозных технологических отверстий 2 первого демонтируемого фрагмента 3 верхнего пояса 4 с помощью автокрана 11 со стрелой подают стропы 12 со специальными цанговыми зажимами 13 или другой оснасткой. Таким образом, с помощью строп 12 и цанговых зажимов 13 фиксируют демонтируемый фрагмент 3 в его верхней части. Это делают для того, чтобы удержать его в том числе и во время резки, натягивая стропы 12. После того как канатная машина 8 закреплена с наружной стороны резервуара 1, ее с помощью гидравлических шлангов 14 подключают к посту управления 15. Пост управления 15 располагают на земле на расстоянии 10÷30 метров от демонтируемого резервуара 1. Как правило, пост управления 15, за пультом которого находится оператор 16 располагают под съемным неограничивающим обзор тентом 17. Тент 17 в зависимости от погодных условий в необходимый момент может быть убран. Далее с помощью кабеля 18 поста управления 15 выполняют подключение к электросети. На самом резервуаре 1 вдоль натянутого режущего троса 7 монтируют на болтах гребенку 19 с соплами 20, предназначенными для подачи охлаждающей жидкости. Это делают с таким расчетом, чтобы жидкость из форсунок можно было подать под давлением точно на режущий канат 7. Такое решение продиктовано необходимостью полного исключения искрообразования в процессе резки стенок вертикального резервуара 1 режущим канатом 7. Гребенка 19 с соплами 20 гибким шлангом 21 подключена к насосу высокого давления 22. В частности, в качестве насоса высокого давления может быть выбран насос марки HD 6/164M plus. Давление охлаждающей жидкости в данном случае будет составлять 30-160 бар, а производительность - 230-560 л/час. Охлаждающую жидкость насосом высокого давления 22 с помощью шланга 23 засасывают из емкости 24, которая специально предназначена для этой цели. Резание демонтируемого фрагмента 3 вертикального резервуара 1 осуществляют направленным только в одну сторону движением предварительно натянутого режущего каната 7, подавая на него с помощью сопел 20 охлаждающую жидкость. Это необходимо еще и для промывания режущего каната от продуктов резанья. Производительность резания в данном случае составляет до 15 м/п. в час, а длина одного реза колеблется от 0,2 до 12 метров. Необходимо подчеркнуть, что обязательно первоначально выполняют только горизонтальный нижний, затем аналогично выполняют другой горизонтальный рез прямоугольного демонтируемого фрагмента 3, а затем - поочередно верхние резы по всей вертикальной длине демонтируемого фрагмента 3. Это продиктовано необходимостью предотвращения «закусывания» и дальнейшего обрыва режущего каната 7. После этого демонтируемый фрагмент 3 снимают удерживающими его стропами 12 автокрана 11. Демонтируемый фрагмент 3 или складируют в определенном месте, или грузят в автотранспорт для вывоза по назначению. Все работы по резке демонтируемого фрагмента 3 осуществляют дистанционно с земли, с поста управления 15. Далее аналогичную операцию проводят со вторым демонтируемым фрагментом верхнего пояса 4, не забывая при этом закрепить канатную машинку 8 на новой позиции снаружи вертикального резервуара 1 с помощью болтов 9 и отрегулировав при этом ее опорную платформу с помощью регулировочных болтов 10. Затем аналогично проводят демонтаж третьего фрагмента верхнего пояса 4 и так до тех пор, пока весь верхний пояс 4 вертикальной емкости 1 не будет демонтирован. После этого приступают к демонтажу второго сверху пояса вертикальной емкости 1. Для этого переставляют канатную машинку 8 на новую позицию и демонтируют уже первый фрагмент второго пояса, затем второй фрагмент, третий и так до тех пор пока полностью не будет демонтирован второй сверху пояс вертикального резервуара 1. Далее переходят к аналогичному демонтажу третьего сверху пояса вертикального резервуара 1, затем четвертого сверху и так до самого нижнего. Все демонтируемые фрагменты всех поясов вертикальной емкости 1 аналогично первому фрагменту 3 верхнего пояса 4 или складируют в определенном месте, или грузят в автотранспорт для вывоза по назначению.

Использование заявляемого изобретения в народном хозяйстве позволит значительно упростить и удешевить демонтаж вертикальных емкостей, резко повысив при этом технику безопасности, так как заявляемое изобретение имеет ряд неоспоримых преимуществ перед традиционно применяемыми способами демонтажа вертикальных резервуаров, используемых для хранения нефтепродуктов. Этими преимуществами в первую очередь является то, что исключено на 96% работ, которые выполнялись на высоте монтажниками-высотниками в известных способах фрагментального демонтажа металлических вертикальных емкостей для хранения нефтепродуктов. В новом способе полностью исключены огневые работы и, как следствие, применение небезопасных в работе сжиженных кислорода и ацетилена (пропана). Кроме того, в новом способе снижена до минимума вероятность травмирования рабочего персонала, так как работы проводятся дистанционно с земли. Появилась возможность выполнять работы во время дождя или снегопада с ветром менее 10 м/с, так как пост управления находится на земле под тентом и не подвергается воздействиям влаги. В общем, в новом способе сокращено количество работающего персонала, резко возросла производительность процесса резания.

Изобретение относится к утилизации сооружений специального назначения, может быть использовано при демонтаже металлических вертикальных резервуаров для хранения нефтепродуктов и тому подобных веществ. Способ включает зачищение внутренней части резервуара, резку стенки на отдельные фрагменты и последующее их складирование. Осуществляют последовательную вырезку прямоугольных фрагментов стенки по поясам резервуара, начиная с верхнего. В углах демонтируемого прямоугольного фрагмента просверливают сквозные технологические отверстия. С помощью подъемно-транспортных средств его закрепляют, через одно из нижних технологических отверстий внутрь резервуара заводят режущий канат, выводят его наружу через соседнее по горизонтали технологическое отверстие и запасовывают в канатную машину. Канатная машина закреплена снаружи на стенке резервуара. Вдоль натянутого режущего троса монтируют гребенку с соплами для подачи к режущему канату охлаждающей жидкости, работу которой согласовывают с работой канатной машины, и выполняют горизонтальный рез. Аналогично через верхние технологические отверстия выполняют другой горизонтальный рез и два вертикальных реза. После чего с помощью подъемного транспортного средства снимают и складируют демонтируемый прямоугольный фрагмент. Далее все операции повторяют для следующего демонтируемого прямоугольного фрагмента до полного демонтажа резервуара. В результате обеспечивается возможность дистанционного управления процессом и предотвращения искрообразования в процессе демонтажа фрагментов резервуаров. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ фрагментального демонтажа металлического вертикального резервуара, включающий зачищение внутренней части резервуара, резку стенки на отдельные фрагменты и последующее их складирование, отличающийся тем, что осуществляют последовательную вырезку прямоугольных фрагментов стенки по поясам резервуара, начиная с верхнего, при этом в углах демонтируемого прямоугольного фрагмента просверливают сквозные технологические отверстия, затем с помощью подъемно-транспортных средств его закрепляют, через одно из нижних технологических отверстий внутрь резервуара заводят режущий канат, выводят его наружу через соседнее по горизонтали технологическое отверстие и запасовывают в канатную машину, закрепленную снаружи на стенке резервуара, вдоль натянутого режущего троса монтируют гребенку с соплами для подачи к режущему канату охлаждающей жидкости, работу которой согласовывают с работой канатной машины, и выполняют горизонтальный рез, затем аналогично через верхние технологические отверстия выполняют другой горизонтальный рез и два вертикальных реза, после чего с помощью подъемного транспортного средства снимают и складируют демонтируемый прямоугольный фрагмент, далее все операции повторяют для следующего демонтируемого прямоугольного фрагмента до полного демонтажа резервуара.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сверление сквозных технологических отверстий осуществляют по всему периметру демонтируемого пояса с шагом, равным ширине демонтируемых фрагментов.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве подъемно-транспортного средства используют подъемный кран со стрелой и стропами.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что демонтируемый прямоугольный фрагмент закрепляют с помощью цанговых патронов.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление охлаждающей жидкости, подаваемой в сопла гребенки, поддерживают в пределах 30-160 бар.