Градуировка танков двух сталебетонных барж с применением технологии лазерного сканирования и составление точных калибровочных таблиц

Специалистами инженерной компании «НГКИ» с разницей приблизительно в полтора месяца была выполнена точная градуировка танков двух уникальных несамоходных нефтеналивных барж «Необетон» проекта 04080 и «Сталебетон» проекта 04650. Уникальность данных двух плавучих нефтехранилищ заключается в том, что они полностью построены из сталебетона, то есть стенки и днища этих судов сделаны из железобетона с локальным применением композитных материалов, а также между стальных вкладных нефтеналивных танков баржи залит бетон. Наливные баржи проектов «Необетон» и «Сталебетон» предназначаются для безопасного круглогодичного хранения нефтепродуктов, эти суда могут хранить сразу несколько видов топлива сегрегированно. Нижняя часть корпусов барж обоих проектов выполнена из армированного железобетона, а верхняя часть — из стали. Железобетонное основание обеспечивает возможность посадки судов на грунт во время эксплуатации; также конструкция корпусов предусматривает швартовку у причальной стенки.

Калибровка наливных танков геометрическим методом с помощью 3D сканирования

Градуировка резервуаров, также известная как калибровка резервуаров и тарировка резервуаров, представляет собой процесс определения зависимости между высотой уровня заполняющей резервуар жидкости и фактическим объёмом резервуара. Результатом градуировки является градуировочная таблица (она же калибровочная таблица), в которой указывается точный объём в зависимости от уровня жидкого продукта относительно принятой для замеров отметки.

Калибровка резервуаров геометрическим методом с использованием технологии лазерного сканирования является для нашей компании обычной задачей: мы много лет осуществляем градуировку наземных и подземных резервуаров, судовых танков, а также различных типов цистерн и трубопроводов. Фактически мы выполняем обмеры резервуаров или трубопроводов электронно-оптическим методом, а подсчёт объёмов производится уже геометрическим методом по созданным точным обмерным 3D моделям. Подобного типа работу мы произвели в Санкт-Петербурге, оперативно осуществив лазерное сканирование и 3D моделирование танков двух уникальных нефтеналивных сталебетонных барж «Необетон» и «Сталебетон» с составлением в конечном итоге градуировочных таблиц для каждого наливного танка обоих нефтехранилищ.

Градуировка больших резервуаров с применением технологии лазерного сканирования — это единственная методика получения градуировочных таблиц, которая за разумные деньги позволяет в сжатые сроки получить реальные объёмы продукта в танках и резервуарах, поскольку устаревший объёмный метод калибровки резервуаров требует гигантского количества воды или другого жидкого продукта, что влечёт за собой огромную стоимость работы, большие временные затраты и итоговую нецелесообразность его применения, не говоря о том, что утилизировать использованную воду вместе с остатками нефтепродуктов крайне проблематично.

Также неоспоримым преимуществом геометрического метода градуировки резервуаров с применением 3D обмеров лазерным сканером является возможность проведения полевых работ практически в любую погоду (температурный диапазон от +30°C до -15°C) и в любое время суток. Для выполнения всех необходимых обмерных работ на наливном судне и градуировки резервуаров геометрическим методом необходимо всего два условия:
— зачистка грузового танка под ветошь;
— положение судна в покое (без качки и прочих природных явлений).

Точная градуировка наливных танков сталебетонных барж

Точная градуировка наливных танков двух сталебетонных барж была проведена нашими инженерами геометрическим методом, а непосредственно обмерные работы всех наливных танков были осуществлены с применением технологии лазерного сканирования 3D системой Leica RTC360.

Трёхмерный лазерный сканер Leica RTC360 — высокоточный прибор, дающий возможность в автоматическом режиме проводить до 2 миллионов измерений в секунду, при этом точность каждого единичного измерения для определения пространственных координат составляет 1 мм.

Важной особенностью этого 3D сканера является автоматическое выравнивание точно по горизонту на аппаратном уровне. Сам лазерный сканер может быть наклонён физически, а результаты измерений всё равно получаются точно выравненными по горизонту. Эта функция очень сильно экономит время при перестановке 3D сканера.

Данный проект был реализован специалистами нашей компании в два этапа: первоначально была проведена точная градуировка наливных танков баржи «Необетон», Заказчик остался очень доволен точностью полученных результатов и оперативностью проведения работ, и предложил нам выполнить калибровку танков баржи проекта «Сталебетон», которая как раз готовилась к скорому буксированию к месту службы.

Часть 1: Градуировка наливных танков нефтехранилища «Необетон»

Плавучее нефтехранилище типа «Необетон» проекта 04080 — однокорпусное однопалубное стоечное композитное сталебетонное судно с восемью грузовыми танками и двумя отстойными танками. Наливные баржи типа «Необетон» предназначаются для безопасного круглогодичного хранения нефтепродуктов, это судно может хранить до четырёх видов топлива сегрегированно. Нижняя часть корпуса этого судна выполнена из армированного железобетона, а его верхняя часть — из стали. Железобетонное основание обеспечивает возможность посадки судна на грунт во время эксплуатации. Плавучее нефтехранилище оборудовано восемью попарно соединёнными грузовыми танками.

Суда данной серии предназначены для безопасного круглогодичного хранения наливных грузов, включая сырую нефть и нефтепродукты в условиях умеренных широт и небольших волнений, однако конструкция может быть адаптирована для эксплуатации в условиях практически любого региона, в том числе в арктических неглубоких портах, портопунктах, бухтах, мелководных акваториях арктических рек.

Выбор бетона как основного материала при строительстве наливных судов типа «Необетон» обусловлен несколькими факторами:
— прочность железобетонных конструкций при эксплуатации в воде только возрастает с течением времени, и поэтому при правильной эксплуатации срок службы железобетонного корпуса значительно выше, чем стального;
— для бетонного судна отсутствует необходимость дорогостоящей процедуры докования, также исключены перерывы в эксплуатации судна, характерные для судов, выполненных из стали и требующих регулярного освидетельствования классификационных обществ с постановкой в док.

Длина баржи «Необетон» проекта 04080 составляет 55 метров, ширина — 23 метра, высота борта — 13,6 метра, суммарная вместимость её танков составляет более 14400 кубических метров.

Обмерные работы во всех восьми грузовых танках этой нефтеналивной баржи, которые представляют собой попарно соединённые между собой проёмами бетонные чаши с металлоконструкциями в верхней части, были осуществлены нашими инженерами методом лазерного сканирования с помощью 3D системы Leica RTC360.

Часть 2: Градуировка наливных танков нефтехранилища «Сталебетон»

Нефтехранилище типа «Сталебетон» проекта 04650 — это однопалубное стоечное композитное сталебетонное судно с восемью грузовыми танками и двумя отстойными танками. Конструкция корпуса баржи предусматривает швартовку у причальной стенки, а также возможность посадки судна на грунт. Наливная баржа предназначена для безопасного круглогодичного хранения наливных грузов, включая сырую нефть и нефтепродукты, и рассчитано на работу в высоких широтах: за Полярным кругом, в Арктике, на Северном морском пути, также одной из функций данной баржи является обеспечение топливом судов и наземного транспорта на вновь обустраиваемых территориях и месторождениях.

Длина баржи «Сталебетон» проекта 04650 составляет 57 метров, ширина — 23 метра, высота борта — 14,8 метров, суммарная вместимость её танков составляет более 18300 кубических метров. Районами плавания судов такого типа являются закрытые морские и речные бухты при волнении воды до трёх баллов, а эффективная эксплуатация данного плавучего нефтехранилища возможна при температуре воды от -4°C и выше и температуре воздуха от -35°C до +35°C при относительной влажности 95%.

Как уже было упомянуто в этой статье, несколькими месяцами ранее нашими инженерами также в Санкт-Петербурге с применением технологии 3D лазерного сканирования была осуществлена градуировка резервуаров сталебетонной баржи «Необетон» проекта 04080, которая является «старшей сестрой» и родственной моделью судна «Сталебетон» проекта 04650, но по сравнению с выпущенными ранее на той же верфи в количестве трёх единиц сталебетонными судами типа «Необетон», проект «Сталебетон» имеет ряд довольно существенных преимуществ, включая большую вместимость, большее количество сегрегаций, более высокую ледостойкость и взрывобезопасность.

Обмерные работы во всех десяти грузовых танках этой нефтеналивной баржи, которые представляют собой бетонные чаши со сложной внутренней инфраструктурой и с металлоконструкциями в верхней части, были произведены нашими инженерами методом лазерного сканирования с помощью 3D системы Leica RTC360.

3D моделирование и составление калибровочных таблиц танков нефтеналивных барж

На камеральной стадии проекта после проведения обработки всех полученных полевых данных обмерных работ нами были построены детальные обмерные 3D модели грузовых танков судов, которые дают возможность вплоть до любых мелочей учесть уникальную геометрию каждого танка, включая их сложную форму и внутреннюю инфраструктуру, что и позволяет рассчитать объёмы резервуаров с очень высокой точностью.

Так как по результатам выполненного нами трёхмерного лазерного сканирования на полученных облаках точек внутри обеих барж все элементы конструкции танков, набор рёбер жёсткости и элементы внутренней инфраструктуры были видны практически идеально, специалистами нашей компании были достигнуты очень высокая точность и скорость выполнения работ по 3D моделированию внутреннего пространства каждого из восемнадцати нефтеналивных танков на двух баржах.

На финальном этапе работ нами были составлены градуировочные таблицы для каждого из резервуаров, но и здесь были некоторые нестандартные решения.

Одна из особенностей данной баржи заключается в том, что буксиром её доставляют на место стоянки и начинают загружать жидким продуктом, однако по мере заполнения наливных резервуаров нефтепродуктами баржа постепенно меняет своё положение, а при полной загрузке может опускаться и на дно. В связи с этим Заказчик попросил сделать градуировочные таблицы и с учётом дифферента, и с учётом крена судна через 0,1 градуса.

Ещё одной особенностью данного проекта было то, что Заказчику требовался расчёт не только от замерной колонки для ручного замера, а также для двух электронных датчиков, поэтому нашими инженерами были подготовлены точные градуировочные таблицы от всех трёх точек замера с учётом крена и дифферента с шагом 0,1 градуса. Также нашей компанией был выписан сертификат калибровки государственного образца на баржу. Всё это в итоге и было передано Заказчику.

Наш Заказчик остался очень доволен оперативностью выполнения задачи, а также качеством и точностью полученных результатов.

В отличие от уже устаревшего классического геометрического метода калибровки грузовых танков, инновационный электронно-оптический метод, применяемый инженерной компанией «НГКИ», позволяет получить точные 3D модели танков с учётом абсолютно всех элементов внутреннего оснащения, неровностей стен и днища каждого резервуара. Это повышает точность калибровки в несколько раз, по сравнению с обмерами рулеткой.

Градуировочные таблицы наливных танков плавучих сталебетонных нефтехранилищ

Ниже вы можете посмотреть пример фрагмента итоговой калибровочной таблицы одного из восьми танков наливной сталебетонной баржи «Необетон» проекта 04080, рассчитанной нашими специалистами по данным произведённого лазерного сканирования и 3D моделирования судовых резервуаров в Санкт-Петербурге:

Ниже вы можете посмотреть пример фрагмента итоговой калибровочной таблицы одного из десяти танков наливного композитного сталебетонного плавучего нефтехранилища «Сталебетон» проекта 04650, которая была с высочайшей точностью рассчитана нашими специалистами по данным проведённого лазерного сканирования и 3D моделирования судовых резервуаров в Санкт-Петербурге:

Материалы, необходимые для оценки сроков и стоимости градуировки танков

Для точной оценки стоимости и сроков исполнения работ по градуировке и калибровке грузовых танков нам очень желательно сначала ознакомиться с чертежами внутреннего пространства этих танков, а также с их фотографиями. Без этой информации очень сложно заранее понять конфигурацию танков и реалистично оценить временные затраты на обмерные работы, 3D моделирование и построение градуировочных таблиц резервуаров судна.

Инженерная компания «НГКИ» имеет большой опыт градуировки резервуаров различных видов (судовых, наземных, подземных, автоцистерн, железнодорожных цистерн) и калибровки трубопроводов. Точная градуировка резервуаров и трубопроводов производится геометрическим методом с применением технологии 3D лазерного сканирования, которая даёт возможность зафиксировать реальную геометрию резервуара или трубопровода, а также учесть все их внутренние детали, инфраструктуру. В результате Заказчик получает градуировочные таблицы, рассчитанные с высокой точностью. Более подробно узнать обо всех видах работ, которые выполняет наша компания в данном сегменте рынка, вы сможете на следующей странице нашего сайта:

— «Точная градуировка резервуаров и трубопроводов методом 3D лазерного сканирования».