Каркас і вкладиш модульного резервуара

Каркас і вкладиш модульного резервуара: матеріали та характеристики

Каркас і вкладиш — дві головні частини збірної ємності. Каркас з оцинкованої сталі тримає навантаження, вкладиш із полімерної мембрани тримає рідину. Між ними лежить захисна тканина. Такий поділ функцій і дає модульному резервуару перевагу над зварним сталевим: метал не контактує з рідиною, а отже не кородує зсередини.

Каркас: оцинкована сталь 1–8 мм

Для каркаса використовуємо рівні листи (для ємностей до 100 м³) або оцинковану гофровану сталь завтовшки 1–8 мм. Товщину добирають залежно від об’єму резервуара й густини рідини, яка буде всередині. Спеціалізований прокат дає листу стабільну геометрію, а цинкування — антикорозійні властивості, завдяки чому строк служби й зносостійкість конструкції значно вищі, ніж у звичайної сталевої ємності.

Міцність усіх з’єднань болтів і корпусів ми розраховуємо заздалегідь. Середній показник запасу міцності дорівнює 2,0, мінімальний — 1,5. Це означає, що конструкція витримує вдвічі більше навантаження, ніж на неї діє за нормальної експлуатації.

Болтові з’єднання класу 8.8

Листи з’єднують між собою болтами класу міцності 8.8 з антикорозійним покриттям. Головки болтів мають округлу форму й повернуті округлістю всередину ємності — так вони не пошкоджують вкладиш і не продавлюють мембрану. Зовнішні резервуари за потреби кріплять до бетонної основи спеціальними фіксаторами: вони не дають порожній ємності зміститися під час сильного вітру чи інших атмосферних явищ.

Гофрований чи рівний лист

Гофрування збільшує жорсткість листа при тій самій товщині металу. Тому для великих ємностей, де стінка приймає значний гідростатичний тиск, застосовують гофровану сталь, а для невеликих резервуарів до 100 м³ достатньо рівного листа. Для підземних резервуарів стінку додатково підсилюють ребрами жорсткості та гідроізолюють, адже на неї діє не лише внутрішній тиск рідини, а й тиск ґрунту ззовні.

Вкладиш: поліпропіленова мембрана 0,6–0,75 мм

Вкладиш виготовлений із мембрани поліпропілену, УФ-стабілізований, чорного кольору. Товщина — 0,6 або 0,75 мм. Матеріал сертифікований на контакт із питною водою й харчовими продуктами, тому в одній конструкції можна зберігати і технічну воду, і питну, і харчові рідини.

Характеристика	Одиниці	Значення
Щільність	г/см³	0,89
Товщина	мм	0,6 і 0,75
Напруга при розриві	МПа	18
Розтягування при розриві	%	250
Опір при розриві	Н/мм	80
Опір проколу	Н	150
Робоча температура	°C	від −20 до +80

Показник розтягування при розриві 250 % означає, що мембрана дуже пластична: вона приймає форму каркаса, не рветься на згинах і спокійно переносить коливання рівня рідини. Опір проколу 150 Н захищає вкладиш від випадкових пошкоджень під час монтажу.

Захисна тканина між каркасом і вкладишем

Проміжною ланкою між металом і мембраною служить захисна тканина, яку вкладають по стінках і по всьому діаметру дна резервуара. Ми застосовуємо гідростійкий геотекстиль високої щільності завтовшки близько 1 мм. Його завдання — запобігти тертю й подальшому стиранню вкладиша об поверхню дна та металеві стінки ємності. Без цього шару мембрана зношувалася б на кожній нерівності й на кожному болтовому з’єднанні.

Як це збирають на об’єкті

На фундаментній основі по діаметру металеві листи скріплюють болтами — так починають монтаж каркаса. Роботи ведуть з верхнього кільця, поступово переходячи до нижніх: зібране кільце піднімають і під ним кріплять наступне. Монтажники весь час залишаються на рівні землі, а стики кілець розташовані так, що дощова вода в них не затікає.

Коли каркас зібрано, всередину вкладають геотекстиль, потім розправляють вкладиш і закріплюють його по верхньому краю. Далі монтують дах, якщо він передбачений, і встановлюють вивідні штуцери на заданій висоті. Штуцери завжди ставлять після вкладиша, щоб точно потрапити в проєктні позначки й зберегти герметичність.

Чому ця конструкція служить довше за зварну

• Метал не контактує з рідиною — немає внутрішньої корозії.
• Цинкове покриття захищає каркас зовні.
• Немає зварних швів, а отже немає і зон термічного впливу, де метал слабший.
• Пошкоджений вкладиш можна замінити, не демонтуючи каркас.
• Конструкція розбірна: резервуар можна перевезти на інший майданчик.

Гарантійний строк на каркас і вкладиш — 60 місяців, розрахунковий строк служби конструкції — понад 25 років.

Обслуговування каркаса й вкладиша

Модульний резервуар не потребує щорічного фарбування чи зачищення швів, як зварна ємність. Під час планового огляду перевіряють три речі: затяжку болтів на нижніх кільцях, стан цинкового покриття в місцях можливих механічних пошкоджень і цілісність вкладиша по верхньому краю, де він закріплений. Якщо на об’єкті стоять дві ємності, одну можна спорожнити для огляду, поки друга залишається в роботі.

Для зручного доступу закриті резервуари комплектують люком обслуговування на даху та зовнішніми сходами з огорожею. Зсередини мембрану оглядають після спорожнення; дрібні пошкодження ремонтують локально, без заміни всього вкладиша.

Часті запитання

Сталь і геометрія каркаса

Каркас збирають із гофрованих панелей оцинкованої сталі GD350. Гофрування — не декор: воно піднімає жорсткість у рази, тому лист товщиною 1 мм працює приблизно як 4–5 мм рівного металу. Саме це дозволяє возити резервуар звичайним транспортом і збирати без кранів.

Товщина сталі — від 1 до 8 мм, і вона змінна по висоті: внизу, де тиск стовпа рідини найбільший, стінка товща, вгорі — тонша. Потрібну товщину набирають кількістю панелей у пакеті, а розрахунок ведуть за об’ємом, густиною рідини й місцем панелі в резервуарі.

• Цинкове покриття — щонайменше 275 г/м².
• Модуль пружності сталі — 350–420 Н/мм.
• Запас міцності каркаса й болтів — мінімум 1,5, у середньому 2.

Болти

Панелі з’єднують болтами класу міцності 8.8 зі спеціальною напівкруглою головкою — вона не ріже мембрану. Крім цинкування болти додатково покриті кобальтом: болт постійно працює у вологому середовищі, і це покриття додає йому близько п’яти років служби.

Що стоїть між металом і водою

Усередину каркаса, між стінкою та вкладишем, укладають водостійкий геотекстиль високої щільності завтовшки 1 мм. Його задача — не пропускати воду, а не дати мембрані тертися об метал і дно. Без геотекстилю вкладиш стирався б на гофрі.

Вкладиш: характеристики мембрани

Герметичність забезпечує вкладиш із гнучкого поліпропілену марки FPP. Його виготовляють у заводських умовах і перевіряють надлишковим тиском — на об’єкті жодних зварювальних робіт із мембраною не проводять. Кріплять вкладиш болтами до каркаса через люверси або стягнутим ременем.

Стандартна товщина — 0,5 або 0,75 мм. Це не економія: товща мембрана гірше тягнеться й гірше лягає по гофру, тонша втрачає міцність. У цьому діапазоні матеріал під навантаженням добре розтягується, а після зняття навантаження повертається до початкових розмірів.

• Щільність — 0,89 г/см³.
• Напруга при розриві — 18 МПа, розтягування при розриві — 250 %.
• Опір при розриві — 80 Н/мм, опір проколу — 150 Н.
• Температура експлуатації — від −20 до +80 °C.
• Матеріал УФ-стабілізований, колір чорний.

Саме завдяки цим властивостям мембрану допускають до зберігання питної води, харчових продуктів і слабоагресивних рідин.

Що тримає резервуар на місці

Порожній резервуар — легка конструкція, тому його кріплять анкерами до бетонної основи. Схема залежить від діаметра: до 12,8 м включно анкерна пластина кріпиться безпосередньо до стінки, на більших діаметрах — до зовнішньої стійки. Закладні елементи в фундаменті при цьому не потрібні, а остаточно анкери затягують уже після наповнення резервуара водою.

На резервуарах великого діаметра додатково ставлять зовнішні стійки й вітрові кільця. Стійки передають зусилля від снігового навантаження з даху на фундамент, кільця дають стінці жорсткість і допомагають їй приймати вітрове навантаження без втрати стійкості. Конструкція розрахована на вітер до 45 м/с.