Stopite v kateri koli terminal za distribucijo goriva in videli jih boste: vrste jeklenih rezervoarjev, nekateri imajo na stotine tisoče litrov, ki stražijo zalogo goriva, ki skrbi za premikanje tovornjakov, delovanje generatorjev in delovanje industrije. To niso samo posode. So zasnovani sistemi, pri katerih lahko stroški okvare-izmerjeni v okoljskih kaznih, izgubljenem izdelku in škodi ugledu-večkrat presežejo prvotno nakupno ceno. Toda v svojih letih dela s skladišči goriva sem videl preveč izbir rezervoarjev, ki so temeljila na-razmišljanju o prvi ceni, z malo pozornosti na ekonomijo življenjskega cikla, ki je resnično pomembna.
Ta članek presega govor o brošuri in preučuje, kaj je resnično pomembno pri izbiri, načrtovanju in vzdrževanju rezervoarja za gorivo{0}}in se opira na izkušnje s terena, industrijske standarde in trdo realnost operativnih stroškov.
Pokrajina skladiščenja goriva: več kot se zdi na prvi pogled
Rezervoarji za gorivoprihajajo v konfiguracijah, ki odražajo raznolikost njihovih aplikacij. Na enem koncu spektra so masivni nadzemni skladiščni rezervoarji (AST) na rafinerijskih terminalih, običajno izdelani po standardih API 650, s premeri, ki presegajo 100 čevljev, in višinami 50 čevljev ali več. Na drugi strani so skromni 275-galonski rezervoarji za stanovanjsko kurilno olje, najdeni v kleteh na severovzhodu. Med temi skrajnostmi leži ogromna srednja pot komercialnih, kmetijskih in industrijskih naprav - vsaka s svojim naborom prednostnih načrtov in regulativnih bremen.
Izbira med nadzemnim in podzemnim skladiščem je le redko preprosta. Nadzemni rezervoarji nudijo prednost vizualnega pregleda-pomemben dejavnik, če upoštevate, da je prvi znak puščanja v podzemnem rezervoarju pogosto onesnažena podtalnica, odkrita mesece po izpustu. Vendar nadzemni rezervoarji zasedajo dragocen površinski prostor, soočajo se s tveganjem izpostavljenosti ognju in zanje veljajo predpisi o preprečevanju, nadzoru in protiukrepu razlitja (SPCC), ki lahko zahtevajo znatno sekundarno zadrževanje. Podzemni rezervoarji odpravljajo površinski odtis in nudijo nekatere prednosti protipožarne zaščite, vendar zahtevajo drage sisteme za odkrivanje puščanja in v mnogih jurisdikcijah katodno zaščito za preprečevanje zunanje korozije.
Videl sem, da so se obrati preklopili iz podzemnega v nadzemno skladiščenje po enem samem uhajanju-pa ne zato, ker je tehnologija odpovedala, ampak zato, ker so stroški sanacije, ki zlahka presežejo 100.000 USD na incident, naredili izračun tveganja nevzdržen. Odločitev ni nikoli zgolj tehnična; je tudi gospodarska.
Izbira materiala: prva, najbolj posledična odločitev
Material, iz katerega je gorivorezervoar za shranjevanjeIzdelava ne določa le njegove strukturne sposobnosti, temveč tudi odpornost proti koroziji, zahteve glede vzdrževanja in navsezadnje njegovo življenjsko dobo. Na trgu prevladujejo trije materialni razredi in izbira med njimi vključuje-kompromise, ki so pogosto napačno razumljeni.
- Ogljikovo jeklo ostaja glavni material za shranjevanje goriva, ki predstavlja morda 80 % vseh AST, ki so danes v uporabi. Njegove prednosti so enostavne: visoka natezna trdnost, dobro-razumljeni postopki izdelave in stroški materiala, ki so približno-tretjina do-polovica tistih, ki ustrezajo nerjavnemu jeklu. Ulov-in ta je pomemben-je v tem, da ogljikovo jeklo zahteva zaščito pred korozijo v obliki premazov, oblog ali katodne zaščite. 20.000{11}}galonski rezervoar iz ogljikovega jekla z visokozmogljivim-sistemom prevleke bi lahko imel nameščene stroške od 25.000 do 35.000 USD; isti rezervoar brez ustrezne zaščite lahko odpove v 10 letih namesto v 30. Zaščitni sistem ni neobvezen-to je razlika med kratko-obveznostjo in dolgoročnim sredstvom.
- Nerjavno jeklo ponuja bistveno drugačno strategijo zaščite pred korozijo: pasivna plast kromovega oksida, ki se naravno oblikuje na površini in se samo{0}}poškoduje. Za shranjevanje goriva je nerjavno jeklo običajno navedeno samo, če shranjeni izdelek vsebuje agresivne onesnaževalce-kot so goriva z visoko-žveplom ali biogoriva z veliko vsebnostjo vode-ali ko je okolje namestitve še posebej jedko. Premija za nerjaveče in ogljikovo jeklo je lahko 2,5- do 4-krat večja od stroškov materiala, kar je le redko ekonomsko smiselno za standardno skladiščenje goriva.
- Plastika, ojačana s-fiberglasom (FRP) ima sredino. Ponuja odlično odpornost proti koroziji brez potrebe po dodatnih premazih, njegova manjša teža pa lahko zmanjša stroške namestitve. Vendar pa imajo rezervoarji iz FRP nižjo strukturno trdnost kot jeklo, omejeno požarno odpornost in so podvrženi degradaciji zaradi izpostavljenosti UV žarkom in nekaterim topilom. Stroški vgradnje FRP rezervoarja običajno padejo med ogljikovo jeklo in nerjaveče jeklo, zaradi česar je vredno razmisliti o možnosti za manjše naprave ali kjer so pogoji korozije resni.
Pomembna odločitev bi morala temeljiti na-tveganju prilagojeni analizi stroškov življenjskega cikla, ne samo na podlagi prvih-stroškov. V običajnem 20-letnem obratovalnem obdobju lahko razlika v stroških med pravilno določenim rezervoarjem iz ogljikovega jekla in nad-specifičnim rezervoarjem iz nerjavečega jekla preseže celoten proračun za zaščito pred korozijo za možnost ogljika. Videl sem projekte, pri katerih je prehod iz nerjavečega na ogljikovo jeklo z epoksidno oblogo prihranil 40 % proračunskih sredstev rezervoarja, ki so bila preusmerjena v druge, bolj nujne varnostne nadgradnje.
Kaj standardi oblikovanja dejansko zahtevajo
Zasnova rezervoarja za gorivo je urejena z mrežo standardov in razumevanje, kateri veljajo za vašo namestitev, je predpogoj za uspešen projekt. Ustrezni standardi niso zamenljivi; uporaba napačnega lahko povzroči nevaren dizajn ali nepotrebne stroške.
- Za velike nadzemne jeklene rezervoarje je prevladujoč standard API 650. Določa minimalne zahteve glede debeline stene glede na premer rezervoarja, višino in specifično težo shranjene tekočine. Tipičen 50.000-galonski rezervoar lahko na primer zahteva debelino spodnje plošče 1/4 palca in debelino ohišja, ki se poveča od 1/4 palca na vrhu do 3/8 palca na dnu. Standard vključuje tudi podrobne določbe glede vetra in potresov, ki se razlikujejo glede na geografsko lokacijo – rezervoar v Kaliforniji se sooča z drugačnimi potresnimi zahtevami kot rezervoar na Floridi.
- Za manjše rezervoarje-običajno tiste pod 50.000 galon-je standard UL 142, ki ga požarni zakoni in lokalne oblasti najpogosteje uporabljajo. UL 142 pokriva jeklene nadzemne rezervoarje za vnetljive in gorljive tekočine, njegove zahteve pa vključujejo posebne določbe za strukturno trdnost, požarno odpornost in preskušanje tesnosti. Rezervoarji z oznako UL so bili podvrženi testiranju tretjih-oseb in jih na splošno sprejemajo zavarovalnice, kar je lahko pomemben dejavnik pri pridobitvi kritja.
- Za podzemne rezervoarje UL 58 zajema jeklene rezervoarje, medtem ko UL 1316 zajema plastične rezervoarje, ojačane s steklenimi -vlakni-. Ti standardi so še posebej strogi glede odpornosti proti koroziji in celovitosti puščanja, kar odraža višje stroške in težave pri odkrivanju izpustov iz zakopanih rezervoarjev.
Pogosta točka zmede je razmerje med standardi in zahtevami lokalne kode. Standardi API in UL so nacionalni ali mednarodni merili uspešnosti, vendar jih pogosto dopolnjujejo državni ali občinski predpisi, ki so lahko strožji. V nekaterih jurisdikcijah morajo biti na primer vsi podzemni rezervoarji opremljeni z dvojno{2}}konstrukcijo in intersticijskim nadzorom-, kar je zahteva, ki presega zahteve osnovnega standarda UL. Lekcija je enostavna: preden določite rezervoar, se seznanite z regulativno pokrajino mesta namestitve.
Sekundarno zadrževanje: varnostna mreža, ki si je ne morete privoščiti, da bi jo preskočili
Le malo tem o shranjevanju goriva povzroča toliko zmede-ali toliko stroškov-kot sekundarni zadrževalni hram. Načelo je preprosto: če primarni rezervoar pušča, sekundarni zadrževalnik zajame sproščeni produkt, preden doseže tla ali podtalnico. Izvedba pa se zelo razlikuje glede na vlogo in jurisdikcijo.
- Pri nadzemnih rezervoarjih je sekundarno zadrževanje najpogosteje v obliki betonskega ali jeklenega nasipa, ki obdaja rezervoar. Nasip mora imeti zadostno zmogljivost, da zadrži 110 % prostornine rezervoarja-standardna zahteva v mnogih jurisdikcijah-in mora biti zgrajen iz materialov, združljivih s shranjenim izdelkom. Betonski nasip za 50.000-galonsko cisterno bi lahko povečal stroške projekta za 15.000 do 25.000 $, vendar zagotavlja tudi viden indikator kakršnega koli puščanja in omogoča enostavne preglede.
- Pri podzemnih rezervoarjih ima sekundarni zadrževalnik obliko konstrukcije z dvojno-steno, pri čemer se v obročastem prostoru med stenama nadzira kopičenje produkta ali vode. Ti sistemi so bistveno dražji od-enostenskih rezervoarjev-običajno 30-50% več-in zahtevajo stalno spremljanje in vzdrževanje. Kljub temu v mnogih jurisdikcijah podzemnih rezervoarjev-z enojno steno ni več mogoče namestiti za skladiščenje nafte; zahteva po konstrukciji z dvojno steno je postala dejansko univerzalna.
Stroški sekundarnega zadrževanja se pogosto upirajo,-dokler ne pride do puščanja. Delal sem na več kot nekaj sanacijskih projektih, pri katerih so stroški odstranjevanja zemlje in čiščenja podtalnice daleč presegli stroške, ki bi nastali z namestitvijo sekundarnega zadrževalnika. V enem primeru je eno samo puščanje podzemnega rezervoarja lastnika objekta stalo več kot 200.000 $ stroškov čiščenja-, kar je osemkrat več od stroškov konstrukcije z dvojnimi-stenami. Ekonomika sekundarnega zadrževanja ni subtilna; preprosto zahtevajo, da pogledajo mimo začetnih stroškov, da vidijo celotno sliko.
Vzdrževanje: Kaj dejansko deluje
Dobro-zasnovan rezervoar je le polovica enačbe. Druga polovica je vzdrževanje-, disciplina, ki je po mojih izkušnjah najbolj zanesljiv napovedovalec življenjske dobe rezervoarja. Objekti s 40-let starimi tanki še v odličnem stanju niso tisti, ki so kupili najdražjo opremo; so tisti, ki so dosledno vlagali v preglede in vzdrževanje.
Inšpekcijski program rezervoarja za shranjevanje goriva se mora začeti z dnevnimi vizualnimi pregledi zunanjosti rezervoarja, cevnih povezav in zadrževalnega prostora. Znaki razvijajoče se težave so pogosto vidni, preden jih zaznajo instrumenti: vlažna lisa na dnu rezervoarja, rahla sprememba barve na prirobnici ali luža v zadrževalnem prostoru. Teh ne gre prezreti. Videl sem objekte, kjer je vsakodnevni sprehod-skozenj pokazal kapljanje na cevnem priključku, ki bi, če bi ga pustili brez nadzora, v nekaj tednih povzročilo veliko puščanje.
Letni celoviti pregledi morajo vključevati ultrazvočno testiranje debeline (UT) na določenih točkah mreže. Za rezervoar s prostornino 50.000-galon to lahko pomeni 20 do 30 merilnih točk na spodnji plošči in dodatnih 20 na prvi lupini. Podatke je treba spremljati skozi čas-10-odstotno zmanjšanje debeline v dveh letih je opozorilni znak; 20-odstotno zmanjšanje v istem obdobju je opozorilo, ki zahteva takojšnjo preiskavo. Stroški letne raziskave UT so običajno od 1000 do 3000 dolarjev, odvisno od velikosti rezervoarja in dostopnosti – skromen strošek v primerjavi s stroški okvare.
Notranji pregledi so dražji-običajno zahtevajo razgradnjo in čiščenje rezervoarja-in se običajno izvajajo vsakih 5 do 10 let, odvisno od delovnih pogojev. Med notranjim pregledom usposobljeni inšpektor pregleda spodnjo ploščo glede luknjic, lupino glede splošne korozije in strešno konstrukcijo glede morebitnih znakov deformacije. Videl sem, da so notranji inšpekcijski pregledi odkrili težave, ki jih zunanji UT ni spregledal, zlasti lokalizirane luknjičaste luknje na zvarnih šivih. Stroški notranjega pregleda 50.000-galonskega rezervoarja bi lahko znašali od 10.000 do 20.000 $, vendar je zavarovanje proti okvari, ki bi lahko stalo desetkrat toliko.
Vzdrževanja premazov in oblog se je treba lotiti proaktivno in ne reaktivno. Čas za ponovno nanašanje rezervoarja ni takrat, ko je premaz vidno poškodovan, ampak ko kaže zgodnje znake razgradnje-kredanje, preverjanje površine ali manjše krvavitve rje na robovih. Točkovno popravilo, ki stane nekaj sto dolarjev, lahko podaljša življenjsko dobo premaza za leta; ponovni nanos celotnega premaza, ki stane na desettisoče, je običajno potreben, ko se premaz v veliki meri pokvari.
Vloga tehnologije v sodobnem skladiščenju goriva
Industrija skladiščenja goriva postopoma-včasih nejevoljno-sprejema tehnologije, ki izboljšujejo varnost in zmanjšujejo operativne stroške. Najpomembnejša med njimi je integracija avtomatiziranih sistemov za merjenje rezervoarjev (ATG) s sistemi za nadzor objektov. Sodobni sistemi ATG naredijo več kot merijo nivo goriva; spremljajo vsebnost vode, temperaturo in celovitost puščanja ter lahko ustvarijo alarme za visoko raven, nizko raven ali nenadne spremembe, ki lahko kažejo na puščanje.
Stroški sistema ATG-običajno od 5.000 $ do 15.000 $ nameščenega-se hitro povrnejo samo z izboljšanim upravljanjem zalog. V obratih z več rezervoarji sem videl, da se podatki ATG uporabljajo za optimizacijo razporejanja dostave, zmanjšanje nujnih dostav in z njimi povezanih premij. Okoljske koristi zgodnjega odkrivanja puščanja so seveda glavno gonilo, vendar je gospodarski razlog za ATG enako prepričljiv.
Sistemi za spremljanje korozije so drugo področje, ki se vse bolj uporablja. Stojala za kupone, vstavljena v okolje rezervoarja, ali sonde, nameščene na kritičnih lokacijah, zagotavljajo stalne podatke o stopnjah korozije, kar vzdrževalnim ekipam omogoča prilagajanje urnikov pregledov na podlagi dejanskih pogojev in ne koledarskih intervalov. En obrat, ki sem ga obiskal, je namestil tak sistem in ugotovil, da je bila stopnja korozije na dnu rezervoarja 0,3 mm/leto-precej pod 0,5 mm/leto, predpostavljeno v prvotni zasnovi. S temi podatki so lahko naslednji interni pregled podaljšali z 10 na 15 let, s čimer so prihranili približno 30.000 USD stroškov pregleda v življenjski dobi rezervoarja.
Praktični zaključek
Rezervoarji za gorivo so v svojem bistvu kompromis med idealnim in praktičnim. Idealen rezervoar bi bil zgrajen iz materiala,-najbolj odpornega proti koroziji, z več plastmi zadrževanja,---najsodobnejšim nadzorom in neskončno življenjsko dobo. Praktičen rezervoar je tisti, ki izpolnjuje varnostne in okoljske zahteve, hkrati pa ustreza proračunu lastnika in operativnim omejitvam. Umetnost specifikacije rezervoarja je v krmarjenju po tem kompromisu, ne da bi pri tem pozabili na dolgoročne-posledice kratkoročnih-odločitev.
Gorivo, shranjeno v teh rezervoarjih, je za večino organizacij življenjska sila njihovega delovanja. Okvara ni samo težava pri popravilu; gre za operativno motnjo, ki se lahko razlije skozi celotno podjetje. Izbire, sprejete v fazi specifikacije-material, zadrževanje, nadzorni sistemi, program vzdrževanja-ne določajo le zmogljivosti rezervoarja, ampak tudi sposobnost organizacije za nemoteno delovanje.
Naložba v rezervoar za gorivo na koncu ni strošek, temveč naložba v neprekinjeno delovanje. Rezervoar, ki danes stane 20 % dražji, a traja 50 % dlje, ali rezervoar, ki v svoji življenjski dobi potrebuje 30 % manj vzdrževanja, ni luksuz-je ekonomsko racionalna izbira. In v obdobju, ko sta okoljska odgovornost in zanesljivost delovanja pod vedno večjim nadzorom, ta izbira še nikoli ni bila tako pomembna.