Введение

На промышленных объектах резервуары играют ключевую роль в безопасном хранении жидкостей и газов. В зависимости от рабочего давления резервуары делятся на два основных типа: атмосферные резервуары и сосуды под давлением. В то время как сосуды под давлением часто имеют закругленные днища или крышки, атмосферные резервуары обычно оснащены плоскими крышами и плоскими днищами. Почему же существует такая разница в конструкции? Давайте разберемся.

Что такое атмосферный резервуар?

Атмосферный резервуар — это емкость, предназначенная для работы при атмосферном давлении или близком к нему, обычно с расчетным давлением не более 0,1 МПа.

• Применение: Широко используются в нефтяной, химической, водоочистной, пищевой и фармацевтической промышленности.

• Типовые формы: Вертикальные цилиндрические резервуары, горизонтальные цилиндрические резервуары, резервуары с фиксированной крышей и резервуары с плавающей крышей.

• Основное назначение: Хранение жидкостей, таких как вода, нефть или химические растворы, при нормальных условиях давления.

Поскольку внутри таких резервуаров нет значительного давления, основное внимание уделяется емкости, безопасности и экономической эффективности, а не сопротивлению высокому давлению.

Конструктивные особенности атмосферных резервуаров

Атмосферные резервуары характеризуются:

• Плоскими или слегка куполообразными крышами и днищами для упрощения производства;

• Тонкостенной конструкцией, так как они выдерживают только гидростатическое давление и собственный вес;

• Более низкой стоимостью изготовления по сравнению с оборудованием высокого давления.

Этим объясняется, почему на нефтяных терминалах или химических заводах чаще всего встречаются крупные резервуары с плоскими крышами.

Почему атмосферные резервуары плоские, а сосуды под давлением имеют закругленные днища?

Ключевое различие заключается в распределении напряжений и требованиях к безопасности.

1. Атмосферные резервуары (плоская крыша / плоское днище)

   • Внутреннее давление ≈ атмосферному.

   • Основная нагрузка обусловлена гидростатическим давлением жидкости и собственным весом резервуара.

   • Плоские или слегка изогнутые конструкции достаточно прочны и дешевле в изготовлении.

   • Плоские крыши упрощают строительство, сварку и обслуживание.

2. Сосуды под давлением (с закругленными днищами)

   • Внутреннее давление значительно выше атмосферного.

   • Стенки сосуда должны выдерживать кольцевые напряжения и осевые напряжения.

   • Плоские днища концентрировали бы напряжения в центре, вызывая деформацию или даже разрушение.

   • Использование эллиптических, тороидальных или полусферических днищ равномерно распределяет давление, снижает концентрацию напряжений и повышает безопасность.

   • Закругленные днища также позволяют использовать более тонкие стенки по сравнению с плоскими пластинами при том же давлении, экономя материал и снижая вес.

Короче говоря: плоские крыши делают резервуары дешевле, а закругленные днища обеспечивают безопасность сосудов.

Атмосферные резервуары против сосудов под давлением

Заключение

Конструкция резервуара всегда определяется его рабочим давлением. Атмосферные резервуары плоские, потому что они не подвергаются значительному внутреннему давлению, что упрощает производство и снижает затраты. С другой стороны, сосуды под давлением должны безопасно выдерживать высокое внутреннее давление, поэтому они оснащены закругленными днищами, обеспечивающими равномерное распределение напряжений.

При выборе между атмосферным резервуаром и сосудом под давлением компаниям следует учитывать не только тип среды, но и рабочее давление, требования к безопасности и затратам.