Техника сварки конструкции цилиндрической горизонтальной емкости

Диаметр труб от 50 до 1200мм. Толщи на стенки от 2,5 мм до 25 и более, сварку ведут возможно короткой дугой, стыки труб диаметром 219 мм и более сваривают одновременно два сварщика, ширина шва должна перекрывать ширину разделки на 1,5-2 мм в каждую сторону, облицовочный шов должен иметь плавное сопряжение с поверхностью трубы.

Последовательность изготовления горизонтальной стальной емкости такова:

- Проведение входного контроля материалов;

- Подготовка металла;

- Изготовление стенки резервуара;

- Изготовление торцевых элементов, люков и патрубков;

- Производство металлических опор и технологических колодцев;

- Сборка резервуара;

- Антикоррозийная обработка резервуара;

Для эффективной эксплуатации горизонтального резервуара или емкости на предпроизводственном этапе необходимо уделить особое внимание выбору марки стали. Как правило, в производстве используется сталь марок СтЗСп5, 09Г2С, а также коррозионностойкие стали, например,AISI304, AISI321 с толщиной листов 5 мм - 10 мм.

Стенка резервуара горизонтального стального представляет собой несколько обечаек. Обечайки выполняются из рулонированной или листовой стали с шириной листов до 1500 мм. Для обеспечения прочности конструкции предусматриваются опорные (с треугольной диафрагмой) и промежуточные кольца жесткости. Жесткость стенки резервуара при транспортировке, перегрузке и монтаже обеспечивается горизонтально расположенными кольцами жесткости, выполненными из прокатного уголка и приваренными пером к стенке. Также такая конструкция обеспечивает жесткость стенки при воздействии вакуума и ветровой нагрузки.

Днище горизонтального резервуара изготавливается плоской формы при избыточном давлении до 40 кПа. При давлении от 40к Па до 70 кПа предусматриваются днища конической формы. Для усиления конструкции плоские днища часто укрепляется ребрами жесткости.

В конструкцию наземных горизонтальных резервуаров входят две опоры: седловидные либо стоечного типа. Угол охвата опоры седловидной: 60° - 120°.

 

Особенности технологии:

1. Требуется: большое количество площадей для работы с картами, специальные механизмы для транспортировки и кантования карт, краны большой грузоподъемности, широкопортальные машины термической резки для обработки карт, обычно 8 м ширины рабочей зоны, применение вальцев с большой рабочей длиной (около 12 м).

2. Вырезка отверстий подлюки и патрубки чаще всего производится по разметке на готовой емкости. Изредка удается выполнить отверстия в листовых заготовках до сварки в карту. Большие смотровые люки можно выполнить без полной вырезки в листе (с перемычками) и дорезать их уже после изготовления емкости. Большая часть отверстий выполняется переносными сверловочными станками.

3. Технология изготовления донышек имеет некоторые особенности в зависимости от оборудования, на котором они изготавливаются.

4. Большие отклонения от номинальных размеров узлов (карты, обечайки, донышки), обусловленные нарастающей погрешностью в изготовлении на крупногабаритном оборудовании, компенсируются зазорами при сварке.

 

Краткая технология изготовления из нескольких малых по длине обечаек (царги)

Активное использование этой относительно молодой технологии стало возможным благодаря необходимости сокращения отапливаемых производственных площадей и снижения первоначальных и эксплуатационных расходов на оборудование для производства емкостей. В технологии с царгами точность заготовки становится самым важным параметром. Большее количество соединений трехмерных узлов накладывает большие требования к точности отдельных деталей.

 

Краткое описание технологии

1. Изготовление детали царги выполняется методом фрезеровки с четырех сторон заготовки будущей царги в пакете или допускается вырезка на портальной машине с ЧПУ каждой детали термической резкой. Особо контролируемый размер - будущий периметр окружности (±1,0 мм). Типичный размер заготовки 1600x9000 мм.

2. Вальцевание обечайки (царги) на четырехвалковых вальцах. Вальцы такого типа меньше склонны к формированию «домика» в зоне стыковки.

3. Сварка продольного шва одно или двухсторонняя, обычно под флюсом на флюсовой подушке.

4. Выполнение контроля качества сварного шва, обычно УЗК.

5. Сборка двух царг с помощью специального приспособления, прихватка.

6. Сварка кольцевого шва одно или двухсторонняя.

7. Сборка следующей царги со сваренным узлом с помощью приспособления.

8. Операции сборки и сварки царг повторяются необходимое число раз на новых сборочных и сварочных стапелях или на тех же, что есть, но с возвратом по операциям.

9. Сборка готовой обечайки из царг с донышками с помощью специального приспособления.

10. Сварка кольцевых швов обечайки с донышками.

11. Проверка качества кольцевых швов, особое внимание в месте пересечения с продольным швом обечайки.

12. Испытание на герметичность и давление (по отдельному регламенту).

 

 

Особенности технологии:

1. Компактность производства.

2. Использование малого количества кранов меньшей грузоподъемности.

3. Возможность применения роликовых направляющих для транспортировки узлов без применения кранов.

4. Меньшие первоначальные затраты на оборудование за счет его меньших размеров и стандартности исполнения.

5. Обеспечивается возможность более качественной сборки емкости из элементов разной толщины.

6. Требуются специальные приспособления для стыковки узлов друг с другом.

7. Главным параметром узлов является периметр окружности, благодаря этому улучшается общая точность изделия.

8. Возможность управления расположением продольных швов на обечайках в изделии (обеспечение разнесения швов относительно друг друга) приводит к более рациональному использованию металла заготовок.

 

Тенденции развития технологий изготовления цилиндрических емкостей

Вот уже несколько лет в производствах изделий из металла идет активное применение более высокопрочных низкоуглеродистых сталей. Появление таких материалов обусловлено желанием получить более высокую прочность материала при снижении стоимости по сравнению с легированными сталями, которые дороже за счет применения дорогих материалов.

Основным методом упрочнения является термическая обработка сталей при прокатке на металлургических заводах. За счет увеличения прочности толщины деталей уменьшаются на 1-2 и более мм. Это приводит к значительному, до 15%, снижению веса изделия. В случае с емкостями это означает меньшие затраты на перевозку самой емкости в общей стоимости транспортировки, увеличение веса перевозимого груза.

Снижение толщины основного металла обечаек открывает возможность применения более прогрессивного метода вырезки заготовок, а именно лазерной резки. Можно также наблюдать рост возможностей современных лазеров по резке больших толщин. Если до недавнего времени основной рабочей толщиной для лазерной резки было 6 мм, то сегодня 12 мм и более уже норма. Точность заготовок может составлять не ниже, чем ±0,1 мм, это позволяет отказаться от большого количества оборудования и технологических операций по фрезеровке, сверловке, тем самым уменьшив цикл изготовления изделия и снизив его себестоимость. Особый интерес представляет группа твердотельных лазеров (IPG, TRUMPF, Hypertherm, Kjellberg).

Скорее всего, уже в ближайшее время мы сможем увидеть рождение новой технологии и оборудования изготовления цилиндрических емкостей.