通过现代建筑设计推广,测地圆顶屋顶也可以找到覆盖物地上储罐(AST)在石油和天然气,化工和水处理行业。这些金属结构易于某种形式的腐蚀,但风险可以用柔性减轻工业涂料。
测地圆顶屋顶的设计与施工
几个称为几制的测地圆顶屋顶是基于测地多面体的薄壳结构。圆顶的元件通常是三角形的,并且以图案布置,当完成时,在结构上是刚性并且能够承受与它们的低重量和尺寸相比的相对重载的负载。
Geodesic Dome屋顶可以在博物馆,图书馆,艺术画廊,体育和娱乐设施甚至住宅区找到。为了工业和制造目的,它们放在各种容器和船上的顶部,例如含有石油/燃料产品的过程容器和地上储罐或几乎任何液体或干散装化学产品。
坦克通常是三种类型之一:一般储罐,大气储罐,其在附近的内部压力下运行气压和低压储罐,其内部压力在2.5 lbf/in之间2(18 kPa)和15磅/ in2(103 KPA),虽然在实际练习中,大多数圆顶屋顶坦克在5磅/英寸下运行2(34.5 KPA)。
这些集装箱和船只通常位于炼油厂,市政水和废水处理植物,化学制造厂和卡车,铁路和机场设施的燃料储存终端。燃油储存行业的测地圆顶屋顶已有超过50年。
图1.与圆顶屋顶的地上存放箱(剖面景色)。
圆顶通常由以下材料制成:铝但是容器的建筑材料也可以是合金钢,碳钢,加强热固性塑料或混凝土。
测地圆顶屋顶的优点
由于其设计特性,测地圆顶屋顶具有高强度以重量比和固有的结构完整性,其在整个结构中平均分配结构应力。
屋顶的主要目的是通过防止雨水和碎片渗透来覆盖和保护容器的内容物。特别是测地圆顶屋顶可以越过坦克的外部浮动屋顶或允许使用内部浮动屋顶设计。
他们还提供了一种遵守政府法规的方法汽排放。测地透明跨度设计不仅消除了内部支撑梁的需要,而且还可以减少蒸气可能泄漏的结构的孔数。屋顶阻挡了风流动,以显着降低罐中的蒸汽排放。
测地圆顶屋顶面临的风险
与任何金属结构一样,屋顶容易受到影响形变那恶化和腐蚀。屋顶通常由铝制成耐腐蚀性,从而导致失败均匀腐蚀稀有因为铝形成一个被动的氧化物层当暴露在大气中。但是,可能性局部腐蚀仍然是由于压力腐蚀裂解(SCC),与由以下材料制成的部件(如连接器、接头、附件)接触不同的金属那硫化氢蒸气,高度碱性或酸性环境。(有关铝的深入讨论,请参阅铝及其合金的腐蚀性能。)
屋顶包含大量三角形板和接头,其机械密封紧固件可能会腐蚀并最终失败。此外,每日热膨胀和收缩在面板之间产生间隙,可以允许腐蚀性气体蒸气和危险空气污染物逃离。差距可以允许大气雨水和水分(湿度),空中氯化物和颗粒物质渗透结构并污染坦克的宝贵内容。
由于这些坦克屋顶的构造方式,每个顶板三角形之间需要柔性密封。随着时间的推移,这种密封裂缝和恶化。一旦密封件受到损害,大气雨可以进入罐并与内部存储的燃料或其他材料接触。此外,在处理汽油罐时,圆顶屋顶旨在控制调节蒸汽从逃逸到大气中。当这些屋顶密封件损坏时,资产业主可能会因释放天然气蒸汽而获得严格的罚款,并产生储存在罐内的产品的经济损失。泄漏也使坦克与内部浮动屋顶密封件更容易受到损坏和腐蚀的影响。
保护测地穹顶屋顶的历史方法
虽然相对较低的维护,必须定期检查测地圆顶屋顶以丧失遏制风,天气和野生动物损坏的腐蚀和恶化,然后根据需要修复。历史上有两个替代品:
- 拆下每个屋顶板,更换面板之间的密封件(图2)。这是一个非常昂贵和劳动密集型的操作。有时,由于坦克和安全考虑因素的配置,这是不可能的。此外,旧罐的一些制造商不再生产密封件,从而使它们难以更换。
- 在密封件上涂上胶带。胶带也可以昂贵。更重要的是粘附由于胶带被贴在不规则的表面上,所以胶带的厚度总是有问题的。
根据坦克的设计和内容,可能需要在操作期间将资产脱离服务。
图2.带有面板的存储罐从测地圆顶屋顶移除。
专业的工业涂料,以保护测地圆顶屋顶
一种很有希望的替代方法是专门的工业涂料,如Justrite的SC-3900,它可以在面板之间形成柔性密封。
该程序包括清洁现有面板和空气喷涂将涂层直接在密封上,在面板间隙的每一侧覆盖4到6英寸(10至15cm)(图3)。
图3.带有Justrite SC-3900工业涂料的测地圆顶屋顶。屋顶上的灰色线是柔性的工业涂层。
像Justrite的SC-3900这样的工业涂料有几个优点腐蚀保护方法。喷雾喷涂的应用相对较快,因为不需要去除面板,并且不需要更换密封件。SC-3900很短治疗时间,比市场上的任何磁带更强大,可用于各种基板,包括铝,钢和混凝土。罐甚至可以在坦克服务时应用,从而消除资产所有者的停机时间。
由于坦克内容的性质,这些工业涂料必须是化学抗性燃料,硫酸和浸出水以及他们发出的蒸气。SC-3900也具有良好的紫外线(UV)那磨损耐腐蚀性。
因为SC-3900等涂层在干燥时是柔性的,所以涂层尽管温度和天气波动,涂层能够与基板一起移动。通过有效地密封圆顶屋顶,显着减少了有害的气味和蒸汽损失。
为了解决环境规范,SC-3900配制为100%固体,没有挥发性有机化合物(VOC)涂层。
结论
尽管其现代外观,但大地圆顶屋顶面临着与其他储罐设计相同的风险。幸运的是,灵活的工业涂料如Justrite的SC-3900比历史方法更有效地提供腐蚀保护,这涉及单独拆下每个屋顶板或涂料,在20年之前可能会患有粘附失败的胶带使用寿命工业涂层可以提供。