Из чего складывается цена резервуара и сосуда под давлением

Цену резервуара, сосуда под давлением или теплообменника задаёт не объём сам по себе, а условия из заявки: давление, среда, температура стенки, климат, комплектация. От них зависят масса металла, марка стали, доля сварных швов под радиографией или ультразвуком, испытания и форма подтверждения соответствия.

Ниже — разбор этих факторов на примерах наших проектов: резервуаров, ёмкостей, сепараторов и теплообменников. Цифр цен здесь нет — только то, что в заявке меняет объём работ, и почему.

Давление и объём: сколько металла уйдёт в корпус

Толщину обечайки и днищ получают расчётом на прочность по ГОСТ 34233 под давление и температуру и добавляют прибавку на коррозию. Чем выше расчётное давление при том же объёме, тем толще стенка и тяжелее аппарат. Какие размеры и какие массы аппарата нужны площадке, крану и фундаменту, разобрано в статье о размерах и массе ёмкостей.

Три аппарата на 200 м³ из наших проектов: нефтегазовый сепаратор НГСВ на расчётное давление 0,6 МПа весит пустым 30000 кг, отстойник нефти ОБН на 1,0 МПа — 33000 кг, резервуар СУГ на 1,8 МПа — 47930 кг. Конструкции у них разные, но направление видно: давление втрое выше — масса в 1,6 раза больше.

На малых объёмах разница резче. Резервуар СУГ на 20 м³ и 1,6 МПа из стали 09Г2С весит 4100 кг. Ресивер азота того же объёма на 5,0 МПа из нержавеющей стали 12Х18Н10Т — 14000 кг, больше чем втрое: здесь сработали сразу давление, нержавеющая сталь и вертикальное исполнение на опоре-юбке.

Давление — не единственная нагрузка. У резервуаров под налив расчётное давление гидростатическое, и оно растёт с плотностью продукта. У наземного РГС-110 для серной кислоты плотностью 1834 кг/м³ стенка обечайки и днищ — 10 мм, у подземного резервуара на 100 м³ для неопасной среды — 5 мм. Толщину задают и диаметр, установка, прибавка на коррозию, поэтому разница не только от плотности, но плотность в заявке нужна именно для этого расчёта.

Марка стали: её выбирают температура стенки и среда

Сталь выбирают по таблице А.1 ГОСТ 34347-2017: для каждой марки там указан допустимый диапазон температуры стенки. Углеродистая Ст3сп по ГОСТ 14637 категории 4 допускается от минус 20 °C, низколегированная 09Г2С по ГОСТ 5520 в зависимости от категории — до минус 40, минус 50, минус 60 и минус 70 °C. Нержавеющая 12Х18Н10Т — от минус 253 °C; выше 350 °C — только для сред, не вызывающих межкристаллитную коррозию.

Поэтому минимальная температура стенки в заявке — это ещё и выбор материала. Нержавеющую сталь берут, когда этого требует среда: для этого в опросном листе есть поля о скорости коррозии, коррозионном растрескивании и межкристаллитной коррозии.

Холод добавляет требований и к мелочам. У теплообменника 500ТПГ в исполнении ХЛ1 с минимальной температурой стенки минус 60 °C сортовой прокат из стали 40Х для крепежа по чертежу должен быть испытан при минус 60 °C на ударную вязкость — не менее KCV 30 Дж/см².

Группа сосуда: какую долю швов просвечивать

Группу сосуда по таблице 1 ГОСТ 34347-2017 определяют расчётное давление, температура стенки и характер среды. От группы зависит объём радиографического или ультразвукового контроля: по таблице 19 стыковые, угловые и тавровые соединения, доступные для такого контроля, проверяют в объёме не менее 100 % длины каждого соединения для 1-й и 2-й групп, не менее 50 % — для 3-й, 25 % — для 4-й, 10 % — для 5-й.

Давление здесь не главное. Наземный РГС-110 работает под налив, но хранит серную кислоту 2-го класса опасности — это 1-я группа и 100 % неразрушающего контроля швов. Резервуар РГСН на 75 м³ с расчётным давлением 0,05 МПа и средой 4-го класса опасности — 5-я группа, по таблице 19 это не менее 10 % длины каждого шва.

Для нефти, топлива и других пожароопасных сред граница своя: при расчётном давлении свыше 0,05 МПа взрывоопасная или пожароопасная среда даёт 1-ю группу. Так, нефтегазовый сепаратор НГСВ на 0,6 МПа — 1-й группы. Почему требования к аппарату задаёт не название «резервуар» или «ёмкость», а нормы, — в статье резервуар или ёмкость.

Категория по ТР ТС 032: декларация или сертификат

Техрегламент ТР ТС 032/2013 распространяется на оборудование с расчётным давлением свыше 0,05 МПа. Категорию от 1-й до 4-й определяют состояние среды (газ или жидкость), её группа, расчётное давление и вместимость. Оборудование 1-й и 2-й категорий декларируют, 3-й и 4-й — сертифицируют (пп. 42 и 43).

Разница в работе заметная: при декларировании по схемам 1д и 2д заявитель сам формирует комплект документов и проводит испытания образцов, при сертификации заявку подают в орган по сертификации. В наших проектах есть оба случая: НГСВ на 200 м³ и 0,6 МПа — 1-я категория, резервуар СУГ на 20 м³ и 1,6 МПа — 4-я. А РГСН на 75 м³ с расчётным давлением 0,05 МПа под техрегламент не попадает вовсе.

Климат, сейсмика и место установки

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150 и средняя температура самой холодной пятидневки — отдельные поля опросного листа. Вместе с минимальной температурой стенки они выбирают сталь и требования к ударной вязкости. Для исполнения ХЛ1 в наших проектах встречаются минимальные температуры стенки минус 56 и минус 60 °C.

Сейсмичность: по ТУ 3615-001-85873787-2020 ёмкостные аппараты для районов сейсмичностью не более 6 баллов делают без расчёта на сейсмическое воздействие, при 7 баллах и выше нужен такой расчёт. Резервуар СУГ на 200 м³ рассчитан на сейсмичность не более 8 баллов.

Место установки меняет конструкцию. Подземный резервуар на 100 м³ из наших проектов — с кольцами жёсткости и хомутами, под засыпку грунтом 1500 мм, ниже уровня земли покрыт грунтовкой и резино-битумной мастикой.

Что внутри и снаружи: устройства, обогрев, насосы, теплоизоляция

Комплектацию задаёт третье поле условного обозначения по ТУ 3615-001-85873787-2020: без рубашки, с трубным пучком, с рубашкой, со змеевиком, с внутренними устройствами, с погружным насосом — варианты можно сочетать. Каждый пункт — это металл и сварные швы, а рубашка, змеевик или подогреватель — ещё и отдельная полость со своим давлением и испытанием.

Вклад внутренних устройств виден по НГСВ на 200 м³: пустой аппарат весит 30000 кг, с коалесцирующим устройством, перфорированной перегородкой, системой гидроочистки и коллектором — 36900 кг.

Теплоизоляция — вопрос не только материала, но и того, кто её выполняет. У резервуара СУГ и НГСВ на 200 м³ изоляцию делает заказчик на месте монтажа, а на заводе приваривают только скобы для её крепления по ГОСТ 17314-81. У теплообменника 500ТПГ изоляция из минераловатных матов с кожухом из оцинкованного листа 0,7 мм выполнена на заводе.

Термообработка — отдельное поле опросного листа и буква «Т» в обозначении. В наших проектах её назначали, например, корпусам фильтров-сепараторов на расчётное давление 10,0 МПа в исполнении ХЛ1.

Теплообменник: две полости — два набора требований

У кожухотрубного теплообменника давление, группу и категорию задают отдельно для трубного и межтрубного пространства. У теплообменника 500ТПГ-1,6 обе полости на расчётное давление 1,6 МПа и 1-й группы — значит, 100 % неразрушающего контроля. Категории по ТР ТС 032 у полостей разные — 2-я и 4-я, пробные давления — 2,3 и 2,53 МПа.

На цену здесь работают поверхность теплообмена — 36,8 м², материал и размер труб — сталь 20, ø25×2 мм, способ соединения труб с решёткой — обварка с развальцовкой. Исполнение ХЛ1 добавило испытания крепежа на холод, заводская теплоизоляция — отдельную операцию.

Приёмка инспекцией, негабарит и доставка

Приёмка инспекцией заказчика — отдельное условие заказа, его указывают в заявке. В наших проектах это условие стояло, например, у резервуара РГСН на 75 м³, ёмкостей ГКК на 100 м³ и подземной ёмкости ГЭЭ на 45,5 м³.

Негабарит — когда аппарат с патрубками и опорами не укладывается в транспортные габариты. Тогда детали, выходящие за габарит, снимают и ставят на месте монтажа: так отгружены резервуар СУГ на 200 м³ и РГСН на 75 м³. Если и этого мало, аппарат везут как негабаритный груз: у РГС-110 диаметром 3400 мм транспортный габарит — 3660 мм по ширине, 4000 мм по высоте и 12620 мм по длине.

Поэтому ограничения проезда и площадки стоит сообщить в заявке сразу: от них зависит, каким диаметром и длиной делать корпус.

Типичные ошибки в заявке, из-за которых цену не посчитать

• Одно давление на весь аппарат — у рубашки, змеевика, подогревателя и трубного пространства свои давления, группы и испытания.
• Нет минимальной температуры стенки и климатического исполнения — сталь не выбрать.
• Не указаны среда и класс опасности — не определены группа сосуда и объём контроля швов.
• Не указана плотность продукта — для резервуара под налив не посчитать стенку.
• Не сказано, кто делает теплоизоляцию и нужна ли приёмка инспекцией заказчика.
• Объём указан, а ограничения площадки и проезда — нет.

Пример из практики: подземная ёмкость на 45,5 м³ с насосами

Ёмкость ГЭЭ вместимостью 45,5 м³ для подтоварной воды: расчётное давление 0,05 МПа, сталь 09Г2С, наружный воздух на площадке — до минус 61,1 °C. Давление низкое, но среда 3-го класса опасности дала 1-ю группу по ГОСТ 34347-2017 — а с ней контроль не менее 100 % длины доступных швов по таблице 19.

Почти всё, что поднимает трудоёмкость, собрано в одном заказе: два погружных насоса, погружной электронагреватель, электрообогрев воздушника, заводская теплоизоляция плитами толщиной 100 мм, подземная установка с засыпкой 1200 мм. Ёмкость негабаритная — высота 7300 мм, — а приёмку вела инспекция заказчика.

Масса пустой ёмкости без теплоизоляции — 9400 кг, при гидроиспытании — 54900 кг. Для сравнения: РГСН на 75 м³ под налив весит 7950 кг — больше по объёму, но легче и проще по комплектации.

Скачайте опросный лист, укажите давление, среду и температуру для каждой полости, климат, комплектацию и ограничения площадки и приложите к заявке — инженеры ПЗЭМ разберут условия. Типовые исполнения — в разделе ёмкостные аппараты.