Нефтегазовая отрасль, являясь локомотивом российской экономики, призвана обеспечить ее поступательное развитие в условиях преодоления последствий мирового экономического кризиса и завоевания прочных позиций в новых экономических условиях. Столь ответственная роль требует серьёзного анализа существующего положения дел и оценки эффективности работы топливно-энергетического и нефтеперерабатывающего комплексов, неотъемлемой составляющей которых является отечественный резервуарный парк, обеспечивающий хранение нефти и нефтепродуктов.

Настоящая статья, не претендуя на широту охвата всех проблем резервуаростроения, посвящена вопросам обеспечения нормативными документами в области проектирования, изготовления и монтажа стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Актуальность этих вопросов обусловлена рядом изложенных ниже причин.

В последние годы наблюдается бурное развитие нефтегазовой отрасли, сопровождаемое увеличением объемов добычи углеводородного сырья и производства нефтепродуктов, расширением инфраструктуры нефтегазодобывающей промышленности. Одновременно происходит дальнейшее расширение огромного резервуарного парка страны за счёт возведения новых терминалов и реконструкции существующих мощностей. Изменяется география строительства: дополнительно обустраиваются западные, осваиваются северо-западные и северные территории, развёртывается беспрецедентное строительство на Сахалине и в Хабаровском крае, осуществляется строительство нефтепровода Восточная Сибирь — Тихий океан.

Заявлено о намерении строительства трубопровода Бургас — Александруполис для транспортировки нефти Каспийского трубопроводного консорциума (КТК) в обход транспортной схемы через проливы Босфор и Дарданеллы, для чего планируется введение второй очереди КТК и строительство аналогичных терминалов в Бургасе (Болгария) и Александруполисе (Греция). Включение в зоны строительства резервуаров новых территорий с экстремальными климатическими и сейсмическими нагрузками, а также возросшие требования экологической и пожарной безопасности вызывают необходимость применения соответствующих конструктивных решений, что не обеспечено в полной мере действующими отечественными нормативными документами.

Достижения металлургической промышленности и совершенствование технологии монтажа позволяют возводить резервуары повышенного единичного объема хранения. В мировой практике резервуары объемом от 70 до 120 тыс. м3 относятся к категории серийных объектов, в то время как в России они считаются уникальными именно по причине отставания нормативной базы. Хотя у нас имеется опыт строительства резервуаров объемом 100 тыс. м3 (проекты КТК, Сахалин-I, Сахалин-II), однако все они запроектированы с привлечением зарубежных стандартов.

К настоящему времени отечественный резервуарный парк эксплуатируемых опасных производственных объектов изношен до 70—80 %, что требует неотложных ремонтов и коренной реконструкции с заменой резервуаров и резервуарного оборудования. Анализ аварий, произошедших на резервуарных хранилищах в последние годы, показал, что причинами их возникновения являются помимо прочих ошибки в принятии проектных решений, в том числе: необоснованно назначенные расчетные параметры, недостатки конструктивных разработок, неправильное применение конструкционных материалов. Очевидна связь такого рода ошибок с недостаточной детализацией нормативной базы.

В соответствии с принятой стратегией развития страны одной из приоритетных задач является интегрирование Российской Федерации в международную систему добычи и переработки нефти. Опыт совместной работы российских организаций с зарубежными партнерами показал значительные расхождения отечественных и зарубежных стандартов по проектированию и монтажу резервуарных конструкций. Для повышения эффективности выполнения совместных проектов и обеспечения широкомасштабного выхода отечественных компаний на зарубежные рынки необходима гармонизация национальных нормативных требований и основных мировых стандартов.

Представленная аргументация позволяет констатировать факт несогласованной технической политики по проектированию, изготовлению и монтажу стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Существенное отставание нормативно-технической базы резервуаростроения от потребностей отечественной промышленности объективно является фактором, снижающим темпы ее развития. Какова же ситуация в обсуждаемой области на сегодняшний день?

Основным нормативным документом в резервуаростроении до последнего времени являлись «Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» ПБ 03-605-03. Изданный в 2001 г. и переизданный без существенных изменений в 2003 г., этот документ устанавливает общие технические требования к конструкции, устройству, изготовлению, монтажу, испытаниям резервуаров, а также требования, направленные на обеспечение промышленной безопасности и предупреждение аварий. Выход в свет стандарта ПБ 03-605-03 явилось серьезным шагом на пути формирования полноценной нормативно-технической базы отечественного резервуаростроения.

Однако следует отметить, что этот документ имеет в основном декларативно-описательный характер и использует фрагментарные расчётные методики, а это ориентирует на его применение с целью проведения технической экспертизы проектной документации, но не для непосредственного выполнения полноценных проектов резервуаров. Вместе с тем, за неимением других стандартов, ПБ 03-605-03 стал широко использоваться именно как основной рабочий документ для проектирования. При этом проектировщики остались «один на один» со многими принципиальными вопросами расчета и конструирования, не нашедшими отражения в ПБ 03-605-03 и других нормативных отечественных стандартах общего назначения.

В этой ситуации качество проектов ставится в прямую зависимость от опыта и квалификации проектировщиков, что снижает надежность принимаемых решений. Недопустимость такого положения дел очевидна, поскольку ошибки при проектировании корпуса и фундамента стальных резервуаров могут приводить к лавинообразно развивающимся аварийным ситуациям, сопровождаемым пожарами и розливом больших объемов продукта. Анализ выпускаемых проектов с этой точки зрения показывает, что в ряде случаев принимаемые проектные решения не отвечают не только современному мировому уровню резервуаростроения, но и требованиям надежной и безопасной эксплуатации такого рода объектов.

Наиболее ярким примером «нормативного вакуума» являются требования по сейсмостойкости резервуаров. В ПБ 03-605-03 эти требования вовсе отсутствуют, в то время как доля резервуаров, расположенных в сейсмически опасных районах на территории Российской Федерации, составляет 40—50%. Применение СНиП П-7-81* «Строительство в сейсмических районах» в этом случае недопустимо, поскольку лчл сгапдарч ориентирован на «сухие» сооружения. Сложившаяся практика такова, что если площадка строительства находится в сейсмоопасной зоне, резервуары в России рассчитываются и конструируются произвольно, исходя из личных пристрастий авторов проекта. В ряде случаев они используют известные мировые стандарты API 650, EN 14015, EUROCODE 8, сознательно или бессознательно нарушая при этом требования расчета по предельным состояниям, поскольку все зарубежные нормы основаны на расчетах по допускаемым напряжениям.

Другой пример: ПБ 03-605-03 рекомендует строительство резервуаров с защитной стенкой исходя из того, что такая конструкция обеспечивает локализацию аварии даже в случае серьезного повреждения внутренней стенки. Однако без проведения соответствующих конструктивных мероприятий, никак не регламентированных в нормах, это конструктивное решение является не эффективным. Создается ложное впечатление об экологической безопасности объекта. В действительности резервуары с так называемой защитной стенкой, не выполняющей своей функции, являются еще более опасными, чем одностенные резервуары с нормальной системой обвалования и регламентированным расстоянием между отдельными резервуарами.

Еще один наглядный пример: ПБ 03-605-03 допускает применение плавающих крыш в резервуарах, расположенных в районах с расчетной снеговой нагрузкой не более 2,4 кПа, то есть примерно на половине территории России. Такое ограничение было вполне оправдано на первоначальных этапах применения подобного рода конструкций. За последние годы накоплен огромный опыт проектирования, монтажа и эксплуатации плавающих крыш на территориях с повышенными снеговыми нагрузками, причем для каждой такой крыши, как правило, требовалась разработка специальных технических условий. К настоящему времени имеется возможность систематизировать этот опыт и не лимитировать область применения весьма прогрессивных конструкций снеговыми нагрузками при выполнении детально проработанных нормативных требований по критериям плавучести и прочности плавающих крыш, методам их расчета, условиям наиболее неблагоприятного распределения снегового покрова по поверхности.

Кроме того, в ПБ 03-605-03 остаются не проработанными до уровня, необходимого для применения в проектной практике, вопросы проектирования резервуаров объемом более 50 000 м3, полностью отсутствуют требования к проектированию взрывозащищенных крыш и к предельным характеристикам механических свойств металла и сварных соединений, нет рекомендаций по проектированию придонных очистных люков. Отсутствуют методики определения нагрузок на фундаменты, определения допускаемых нагрузок на патрубки, вычисления снеговых нагрузок на круглые в плане крыши и многие другие. И в этих, и в ряде других случаев на помощь вновь приходят зарубежные нормы.

Чтобы представить, насколько нормативная база отечественного резервуаростроения не соответствует современным требованиям, достаточно лишь сравнить ПБ 03-605-03 с аналогичным стандартом для североамериканской нефтяной промышленности — API 650. Американские нормативные требования на резервуары превосходят по объему российские в несколько раз, а по содержанию являются более предметными и исключающими всякого рода неопределенности. При этом необходимо отметить, что заимствования из зарубежных стандартов происходят совсем не по причине интеллектуальной бедности отечественной науки, поскольку российские школы механиков и инженеров всегда находились на переднем крае мировой науки и техники. Имеющиеся научные разработки, а также богатый опыт, накопленный в проектных и монтажных организациях России, создают все предпосылки для разработки нормативных требований, не уступающих по глубине и ширине охвата зарубежным стандартам.

Тенденция к исправлению ситуации наметилась в 2008 г. с введением в действие в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании» Национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 52910-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов». Этот документ расширил границы применения нефтяных резервуаров от 100 до 120 000 м3 с введением четырех классов опасности резервуаров, в том числе класса I — резервуары РВС-50 000 м3.

Вместе с тем по существу изложения нормативных требований этот документ в большей степени имеет характер технического регламента, хотя таковым не является. Структура и содержание ГОСТ Р 52910-2008 не могут претендовать на статус основного рабочего документа по проектированию, изготовлению и монтажу резервуаров, каковыми являются, например, упомянутые ранее зарубежные стандарты API 650 и EN 14015. Опыт реального проектирования за период с 2008 г. по настоящее время показал, что одновременное применение ГОСТ Р 52910-2008 и ПБ 03-605-03 не снимает указанные выше проблемы, а в некоторых случаях расширяет их перечень. Так, выяснились некоторые расхождения в назначении параметров резервуаров по ГОСТ Р 52910-2008 и ПБ 03-605-03, касающиеся минимальных толщин стенок, днищ, стационарных крыш и других конструктивных элементов.

Например, по ПБ 03-605-03 минимальная толщина элементов крыши должна составлять 4 мм, тот же параметр увеличен в ГОСТ Р 52910 до 5 мм, хотя многолетняя практика применения типовых проектов резервуаров основывалась на значительно меньших толщинах настила стационарных крыш — 2,5 и 3 мм без припуска на коррозию и допуска на прокат. В результате вариантного проектирования по обязательным к применению указанным выше документам разница по массе резервуара может достигать 10% и более, что является абсурдным и требующим своего разрешения на нормативно-законодательном уровне.

Целесообразным представляется выполнить редактирование документов ПБ 03-605-03 и ГОСТ Р 52910-2008, устранив имеющиеся неточности, ошибки и противоречия. Процесс обновления норм является естественным и вполне отвечающим мировым тенденциям. Достаточно указать, что наиболее популярный в мире стандарт API 650 претерпел 12 основных редакций и десятки промежуточных (ежегодных) обновлений.

Однако даже в отредактированном виде упомянутые документы не могут в силу своей специфической направленности обеспечить в области отечественного резервуаростроения необходимую «плотность покрытия» нормативно-техническими требованиями. Логичным является включение в существующую систему нормативной документации дополнительного документа, обеспечивающего на исполнительском уровне конкретные потребности всех участников процесса проектирования, изготовления и возведения стальных резервуаров.

Необходимость такого документа была осознана специалистами несколько лет назад, после чего началась конкретная работа по созданию стандарта организации (СТО) в рамках исполнения Федерального закона от 27.12.2002 №184-ФЗ «О техническом регулировании». В этот процесс включились ведущие специалисты по резервуаростроению и специализированные организации России: ассоциация «Ростехэкспертиза», ООО «Глобалтэнксинжиниринг», ООО НПК «Изотер-мик», Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, ООО «Геопром-экопроект», ОАО «Фундаментпроект», комитет «Резервуаростроение» НТО строителей, НПП «Симплекс», ООО фирма «Пожарный дом». Авторский коллектив непосредственных разработчиков документа состоял из авторов настоящей статьи. На завершающей стадии разработки проекта стандарта была проведена его экспертная проверка в различных организациях с последующим обсуждением на совещании в Ростехнадзоре России.

В качестве ведущей организации по разработке СТО по рекомендации Ростехнадзора была назначена некоммерческая организация «Российская ассоциация экспертных организаций техногенных объектов повышенной опасности — Ростехэкспертиза». Эта организация имеет непосредственное отношение к выполнению Федерального закона от 21.07.97 №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», обладает опытом разработки нормативных документов по промышленной безопасности и тесно сотрудничает с Ростехнадзором — — Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору России. Решением научно-технического совета от 19 мая 2009 г. разработанный документ утвержден и введен в действие в качестве стандарта ассоциации «Ростехэкспертиза» с присвоением ему шифра СТО-СА-03-002-2009.

Документ СТО-СА-03-002-2009 устанавливает единые комплексные технические требования к конструкции, устройству, проектированию, основным методам расчета, изготовлению, монтажу и испытаниям вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов с хранением продукта под избыточным давлением, близким к атмосферному, которые обеспечивают их конструктивную прочность и промышленную безопасность. С этой же целью в стандарте приводятся требования к параметрам других конструкций (фундаментов, технических и пожарных трубопроводов, теплоизоляции и т.п.), связанных с резервуаром и обеспечивающих его безопасную работоспособность как сооружения в целом.

В процессе подготовки СТО проведена большая работа по обобщению современного отечественного и международного опыта в области резервуа-ростроения на базе нормативных документов России, США, Евросоюза, Казахстана, Украины, а также последних научных достижений в этой области с соблюдением принципа гармоничного вхождения нового документа в систему отраслевых нормативных стандартов России. Стратегически новый документ ориентирован на будущее развитие технической базы отечественного резервуаростроения, но при этом учитывает сложившийся уровень производства и национальную специфику отраслей, связанных с нефтедобычей и нефтепереработкой.

Фундаментальными по новизне являются положения по проектированию резервуаров объемом более 50 000 м3, в которых нуждались отечественные организации при проектировании резервуаров такого класса. Не менее важными являются разделы, посвященные расчетам и проектированию конструкций резервуаров, возводящихся в сейсмически опасных районах с сейсмичностью более 6 баллов, резервуаров со стальной защитной стенкой, плавающих крыш и понтонов, резервуаров, расположенных в прибрежных зонах рек и морей. По глубине научной и практической проработки представленные методики не уступают ни одному из зарубежных нормативных документов по резервуаростроению и при этом полностью соответствуют требованиям российских нормативных документов общего назначения.

Важная особенность стандарта СТО-СА-03-002-2009 — полнота охвата проблем и конкретность требований, сформулированных в виде прямых указаний, чертежей, таблиц и расчетных формул. Такой подход позволяет снизить вероятность технических ошибок или ошибок, связанных с недостаточной квалификацией проектировщиков. Например, ценнейшими для разработчиков резервуаров являются принципиальные схемы и чертежи конструкций врезок в стенку и крышу резервуара (чертежи люков и патрубков), а также рекомендации по расчету и проектированию всех конструктивных элементов, входящих в состав проекта КМ (конструкции металлические).

Нельзя не отметить доступность изложения материала. Несмотря на значительное число расчетных формул, все они имеют простую форму, а при необходимости сопровождаются блок-схемами алгоритмов. Все это позволяет включить расчетную часть стандарта в систему автоматизированного проектирования стальных резервуаров.

Важной составляющей СТО является обязательная для заказчика, проектировщика и изготовителя форма технического задания на проектирование резервуара, в котором указываются общие данные, условия эксплуатации, конструктивно-технологические параметры, спецификация люков и патрубков, особые условия и дополнительные требования. Наличие технического задания, являющегося основным документом для разработки проекта КМ и чертежей КМД (конструкции металлические, деталировка), способствует повышению надежности резервуаров и позволяет четко разграничить зоны ответственности всех участников процесса их проектирования. С этой же целью в стандарте закреплено требование: для резервуаров I и II классов опасности и резервуаров с защитной стенкой в состав проекта КМ в обязательном порядке должны входить расчеты конструкций.

Немаловажной особенностью стандарта является ужесточение требований к материалам для изготовления металлоконструкций резервуаров: требования к химическому составу, механическим свойствам и твердости; необходимость термообработки конструктивных узлов резервуаров. Даны практические рекомендации по применению наиболее распространенных российских и зарубежных сталей, прошедших апробацию в различных регионах Российской Федерации.

В стандарте с учетом большого опыта российской школы металл остро ительства приведены минимальные толщины всех конструктивных элементов резервуаров с учетом допуска на прокат и припуска на коррозию, а также прописана методика назначения припусков на коррозию для различных конструктивных элементов резервуара.

Структура нового нормативного документа, полнота охвата решаемых в нем вопросов проектирования, изготовления и монтажа стальных резервуаров, хорошая корреляция положений и методик с аналогичными зарубежными стандартами позволяют использовать его не только на территории России, но и за ее пределами, прежде всего в странах СНГ, промышленные комплексы и научно-технические базы которых исторически тесно связаны с российской промышленностью.

В связи с вступлением в действие нового стандарта актуальным вопросом становится приоритетность требований трех основных документов: ПБ 03-605-03, ГОСТ Р 52910-2008, СТО-СА-03-002-2009. Как было указано выше, эти документы по своему назначению и структуре гармонично дополняют друг друга и содержащиеся в них требования по подавляющему большинству вопросов не содержат противоречий. По тем отдельным позициям, где такие противоречия имеются, предлагается их разрешение в два этапа. На первом этапе необходимо протокольно оформленное соглашение, содержащее необходимые разъяснения, утвержденное Ростехнадзором России и имеющее статус обязательного приложения ко всем трем документам. На второй стадии требуются корректировка текстов указанных стандартов и их выпуск в обновленной редакции.

Авторы настоящей статьи обращаются ко всем заинтересованным инстанциям, участвующим в процессе проектирования, изготовления, возведения и эксплуатации стальных резервуаров, принять активное участие в решении обсуждаемых вопросов с целью получения системы нормативных документов, которые отвечают современным требованиям научно-технического прогресса и статусу Российской Федерации как одной из крупнейших нефтедобывающих стран мира.

О.Б. ДИДКОВСКИЙ, Э.Я. ЕЛЕНИЦКИЙ, Х.М. ХАНУХОВ, кандидаты техн. наук,
А.А. КАТАНОВ, инж., С.Г. ИВАНЦОВА, д-р техн. наук (ООО «Глобалтэнксинжиниринг»)