Независимые танки (вкладные цистерны) — самонесущие, не являются составной частью корпуса судна и не участвуют в обеспечения общей прочности корпуса.
Вкладные цистерны крепятся к корпусу судна только через специальные суппорты, позволяющие им сжиматься и расширяться независимо от корпуса судна.
Независимые танки можно разделить на три группы.
| Рис. 36. Независимый танк типа А |
1. Независимые танки типа А (рис. 36) представляют собой герметичную оболочку в виде призмы, изготовленную из стали или алюминия, наиболее полно использующую полезный объем корпуса. Для обеспечения необходимой остойчивости и уменьшения влияния свободной поверхности танк разделен продольной переборкой на две части, которые соединены между собой рядом отверстий в куполе танка, т. е. в газовой части. В нижней части переборки обычно ставится переборочный клинкет, позволяющий использовать насосы как для одной части танка, так и для обеих частей. Танк устанавливается над вторым дном на специальные кронштейны, изготовленные из твердых пород дерева, и удерживается этими кронштейнами в вертикальном и горизонтальном направлениях. Кроме того, танк жестко крепится к корпусу судна в своей верхней центральной части, так что он может свободно расширяться и сжиматься. Для таких танков требуется вторичный барьер. На судах LPG это решается использованием низкотемпературной стали в конструкциях корпуса, примыкающих к грузовому танку.
На судах, построенных по проекту English Conch, используют танки такой конструкции для перевозки природного газа при температуре -163°С. Их изготовляют из алюминия или 9%-ной никелиевой стали. В качестве изоляции применяют комбинацию полиуретановой пены, стекловолокна и бальсы. Вторичный барьер при этом размещают внутри слоя изоляции в виде стальной мембраны для предотвращения прямого контакта холодного груза с корпусом судна в результате протечки. Рабочее давление в танках не превышает 0,25 бара.
2. Независимый танк типа В (рис. 37, 38) может быть точно таким же, как и типа А, но должен быть освидетельствован как более безопасный, чем первый. При оценке и анализе прочности материала, из которого изготовлен танк, его износостойкости и ломкости в процессе старения металла используют более строгие критерии. Танки такого типа обычно требуют установки частичного вторичного барьера.
Нормальное рабочее давление в таких танках должно быть 0,25 бар, однако оно может быть увеличено до 0,7 бар.
| Рис. 37. Вид (в разрезе) самонесущего призматического танка типа В |
| Рис. 38. Конструкция сферического самонесущего танка типа В |
Примером танков типа В могут служить и сферические танки Moss-Rossenberg, предназначенные для перевозки природного газа. Это самоподдерживающие танки, которые закреплены в цилиндрических стаканах.
Изготовлены они из алюминия или стали, содержащей 9% никеля. Внутри танка находится цилиндрическая колонна, где помимо всего прочего располагаются все трубопроводы. Танк и часть крепежного стакана изолированы полистиролом. Танки построены по принципу Leak before failure (небольшая течь перед полным разрушением) и отвечают высоким требованиям безопасности.
Так, незначительная протечка груза, постепенно после ее появления увеличиваясь, приведет к разрушению танка спустя примерно год, если судно будет находиться в Северном море в сезон штормов. Благодаря такому запасу прочности устанавливать сплошной вторичный барьер не требуется, но для обнаружения протечек и сбора газа под каждым танком размещают небольшой вторичный барьер.
3. Независимый танк типа С должен соответствовать требованиям безопасности, которые предъявляются к сосудам под давлением. Поскольку эти требования довольно высоки, вторичный барьер вокруг танков типа С не делают. Танки изготавливают в форме одинарного или двойного цилиндра и крепят к корпусу судна с помощью специальных подушек из твердых пород дерева. На одной из подушек танк закреплен жестко, а остальные позволяют ему свободно сжиматься и расширяться независимо от корпуса судна. Танки такого типа используют как на судах, перевозящих газы под частичным давлением, так и на судах, перевозящих газы под полным давлением паров.
Танки с внутренней изоляцией не являются самонесущими; состоят из теплоизоляционных материалов, обеспечивающих стабильность температуры груза и поддерживаемых конструкциями внутреннего корпуса или вкладной цистерны.
Цистерны такого типа могут быть двух типов:
тип 1 — емкости, в которых изоляция или сочетание изоляции и облицовки выполняют роль первичного барьера, а внутренний корпус или конструкция вкладной цистерны — функции вторичного барьера;
тип 2 — емкости, в которых изоляция или сочетание изоляции и одного или более слоев облицовки выполняют функции как первичного, так и вторичного барьеров, причем хорошо различимых.
Облицовка — тонкий несамонесущнй, металлический или композитный материал, который образует часть емкости с внутренней изоляцией для того, чтобы увеличить его сопротивляемость излому или улучшить его другие механические качества. Облицовка в отличие от мембраны не может служить барьером для жидкости.
Нормальное рабочее давление в таких танках не превышает 0,25 бара.