Современные технологии производства резервуарных металлоконструкций

Современные технологии производства резервуарных металлоконструкций 

Развитие отечественного топливно-энергетического комплекса (ТЭК) требует наличия резервуарного  парка значительного объема, обеспечивающего  перекачку, хранение, отгрузку нефти  и нефтепродуктов. Имеющийся огромный резервуарный парк страны расширяется за счет возведения новых терминалов и реконструкции существующих мощностей. Внедрение новых технологий и материалов обеспечило возможность проектирования и строительства в России серии резервуаров объемом 100 тыс. м3 для Каспийского Трубопроводного Консорциума и для терминалов на о. Сахалин. 

Не стоит забывать, что резервуарные парки являются потенциальным источником крупных  техногенных аварий и угрозы от их последствий. Как показывает анализ аварий, произошедших на резервуарных хранилищах за последние несколько лет, до 40 % их обусловлено недостаточным качеством изготовления и монтажа металлоконструкций резервуаров. Создание крупных резервуарных парков, являющихся объектами повышенной опасности, предъявляет особые требования к качеству изготовления и монтажа конструкций резервуаров. 

Для решения  этих задач в г. Кургане создано  современное высокотехнологичное  специализированное производство, позволяющее  выпускать листовые и резервуарные металлоконструкции, соответствующие самым жестким требованиям российских и мировых стандартов. По результатам-изучения опыта работы заводов металлоконструкций Австрии и Германии специалистами компании "Нефтегазовые системы» была разработана новая технология по подготовке листового и сортового проката для выпуска резервуаров и емкостного оборудования (рис. 1). 

При реализации технологии обработки листового  и профильного проката выполняются  следующие операции. 

I. Предварительная  очистка. 

II. Правка, осуществляемая  на семи-валковой листоправильной машине. 

III. Предварительная  абразивная обработка листов  с нанесением двухстороннего  антикоррозионного покрытия и  маркировки, проводимая по следующей  методике. 

1. Предварительная  высокотемпературная сушка горячим  газом. 

2. Дробеструйная обработка с помощью турбинных дробеметов на установке дробеметной очистки и грунтовки листового и профильного проката типа Рото-Джет RB 3200 - 5.3 -ЕТА-6/15 (рис. 2). Неподвижные турбины восьмилопастной конструкции с двойным диском и центральным механическим устройством пре-акселерации расположены над и под обрабатываемым листом. Лист перемещается в продольном направлении. Диаметр дроби равен 0,8 мм, качество очистки BSA2.5, дробь возвращается в систему рециркуляции для очистки и дальнейшего использования. 

3. Нанесение  грунтовки (шоп-праймера) с помощью  краскопультов с возвратно-поступательным  перемещением в окрасочной камере; краскопульты расположены сверху  и снизу пластинчатого конвейера.  Покрытие можно наносить как  с одной стороны, так и с  двух сторон одновременно. Состав шоп-прай-мера позволяет осуществлять защиту металлоконструкций от коррозионных повреждений и сварку без предварительной очистки кромок. Толщина покрытия равна 15-25 мкм. 

4. Сушка обработанных  шоп-праймером листов в проходной камере в течение 4 мин. 

5. Нанесение  необходимой маркировки с одной  стороны листа (характеристика  материала+технологический номер)  с помощью промышленного принтера. Система управления маркера связана  с общей системой управления  цеха, с помощью которой ведется учет каждого обрабатываемого листа. Каждый маркированный лист попадает в систему управления цехом со своим кодом. 

IV. Обработка  листа и сортового проката,  выполняемая по следующей технологии. 

1. Разметка листов  толщиной 4-30 мм под резку на  гильотинных ножницах, осуществляемая вручную либо на портальной машине газокислородной резки с помощью программного обеспечения для раскроя листов, а также с помощью пневматического маркера. 

2. Раскрой листов, который может выполняться: 

- на гильотинных  ножницах HS 30/40, «COLMAL-eura" с рабочей длиной стола 3200 мм (толщина листа не более 40 мм); 

- на портальной  координатной машине газокислородной  резки Omnimat L 5000 (толщина обрабатываемого  листа не более 100 мм) с возможностью  выполнения V-, Х-, Y- и К-образной разделки кромок. 

3. Фрезерование  кромок листов на кромкофрезерном  комплексе PFMTKRLq 450 CNC (Linsinger) (рис. 3) с  числовым программным управлением  (ЧПУ) в габарит с одновременной  разделкой требуемых кромок под  сварной шов. Кромкофрезерный  станок предназначен для фрезерования продольных и поперечных кромок, которое осуществляется посредством перемещения каретки с фрезерными головками. 

В процессе обработки  лист жестко закрепляется в центрирующих зажимах первого станка, а фрезерная  бабка, двигаясь вдоль листа, сначала обрабатывает продольную кромку, затем разворачивается на 90° и обрабатывает поперечную кромку. Первая обработанная продольная кромка автоматически выбирается в качестве базы для дальнейшей обработки. После обработки кромок лист сдвигается на перегрузочный рольганг перемещается на второй станок, где обрабатываются противоположные кромки. 

Такой технологический  процесс обработки кромок листа  имеет следующие преимущества: 

- жесткая конструкция,  работающая с минимальной вибрацией,  гарантирует высокую эффективность резания и длительный срок службы; 

- технология  фрезерования отражает новые  качественные требования (от сварных  швов до материалов); 

- механическая  поверхность имеет меняющуюся  структуру без волосных трещин; 

- может достигаться  точный профиль формы с жесткими допусками для того, чтобы подойти к точному зазору между свариваемыми кромками; 

- с использованием  фасонной фрезы профиль можно  обработать за одну установку  листа; 

- стружка легко  убирается с помощью транспортеров; 

- фрезерная бабка оснащена копировальным устройством, точность обработки кромок может обеспечиваться и постоянно, и при «волнистости» листа. 

Минимальные и  максимальные размеры обрабатываемого  листа следующие: длина - соответственно 2500 и 12000 мм ширина - соответственно 1000 и 3000 мм, толщина - соответственно 6 и 60 мм. Скорость фрезерования равна 15000 - 10000 мм/мин. Точность обработки для листа: ширина и дли ± 1 мм; для разделки кромок: высота фаски - ± 0,5 мм, высота кромки с профилем X - + 0,2 мм, угловой допуск - ± 1. 

V. Вальцовка  обработанного проката на двух  четырехвалковых листогибочных  машинах с ЧПУ МН 335 F и МН  Зб5 («MG»). Обработанный лист перемещается  краном на приемный рольганг  гибочной машины, с которого втягивается  в вальцы. Машины позволяют осуществлять вальцовку листа толщиной до 65 мм и оснащены гидравлическими системами конической гибки. Обе машины оснащены боковыми поддерживающими суппортами с возможностью горизонтального позиционирования. 

VI. После обработки  на листогибочной машине готовые прямоугольные листы с рельсовой тележки краном переносятся в зону склада готовой продукции и укладываются в стальные ложементы. 

VII. Гибка прокатных  профилей осуществляется на установке  AR200 («MG»), 

VIII. Резка прокатных  профилей выполняется на ленточных пилах итальянского производства и пресс-ножницах отечественного производства. 

IX. Резка фасонных  листов и роспуск стандартных  листов на мелкие пластины  осуществляются на координатной  машине газокислородной резки  Omnimat L 5000 с ЧПУ (рис. 4), оснащенной раскройно-вытяжным столом ЕСОТАВ с равномерным распределением давления. Параметры стола следующие: 

- общий размер 3100x12600 мм; - высота - 700 мм;  

- расстояние  между секционными отсасывающими  камера-- 520 мм;  

- расстояние  между рамами для укладки листа, включая режущие и несущие ребра, - 260 мм. 

Трехрезаковый блок машины позволяет осуществлять V-, Х-, Y- и К-образную обработку кромок и снятие фаски на листе размером до 60 мм.  

Х. Изготовление комплектующих изделий металлоконструкций на участке механической обработки, включающем станки: токарно-винторезные, вертикально-фрезерный, кон-сольно-фрезерный, радиально-сверлильный и вертикально- сверлильные. 

XI. Изготовление  рулонных резервуаров вертикальных  стальных (РВС) на стенде для  сварки и сворачивания рулонов (рис. 5). Максимальная длина рулона составляет 18 м. 

Технологический процесс состоит из двух этапов. На первом этапе осуществляются подготовка и обработка отдельных листовых деталей: правка листов на листоправильной  машине; контроль качества поверхности и геометрических размеров листов; накопление и формирование пакетов листов; обработка продольных и поперечных кромок на кромкофрезерном станке; комплектация в соответствии с технологией сборки полотнищ на стендах рулонирования. На втором этапе проводятся сварка и рулонирование полотнищ. 

Металлоконструкции  резервуаров изготавливаются на стенде рулонирования, который состоит  из сборочно-сварочных площадок - верхнего и нижнего ярусов, кантовочного барабана, сворачивающего устройства. На верхнем ярусе сборочно-сварочной площадки раскладывают и собирают из листов полотнище, а затем осуществляют автоматическую сварку поперечных и продольных стыков. Полотнище перематывают через кантовочный барабан и на нижнем ярусе сваривают вторичный шов. Здесь же выполняется неразрушающий контроль сварных соединений. 

Сворачивание  полотнищ проводится на специальный  каркас или шахтную лестницу. Каждое полотнище в рулоне закрепляют во избежание произвольного разворачивания. 

Детали крыши  режутся на ленточных пилах, гильотинных и пресс-ножницах. Сборка деталей крыши в щиты выполняется в кондукторах, из щитов формируются готовые к отправке пакеты. 

XII. Для сварки  коробов и секторов крыши, изготовления  настилов, лестниц и транспортной  тары в необходимом количестве  предусмотрены позиции сварки, оснащенные сварочными полуавтоматами инверторного типа (МИГ) производства компании Lincoln electric. Сварка и сборка осуществляются в стапелях, что обеспечивает требуемую геометрическую точность изделий. 

Представленная  технология изготовления резервуаров в ОАО «Курганхиммаш» предусматривает использование всех имеющихся методов изготовления резервуарных конструкций (рулонирования; полистовой сборки; комбинированного метода), а также производство необходимых комплектующих к ним. 

Расчетная производительность изготовления металлоконструкций составляет до 40 тыс. т/год. Указанное специализированное оборудование, высокопрочные стали, современные сварочные материалы  гарантируют высокое качество изготовления резервуаров для хранения нефти, нефтепродуктов, химических продуктов, воды, жидких и сыпучих веществ с учетом самых жестких требований, предъявляемых современными отечественными и зарубежными стандартами. 

Журнал «Нефтяное  хозяйство» № 5, 2006 

ВВЕДЕНИЕ 

Высокие темпы  добычи и значительная потребность в нефтепродуктах требуют большого количества металла для создания необходимого резервуарного парка. Отечественной и зарубежной практикой установлено [15, 56], что в среднем на 1 т. добываемой нефти необходимо иметь примерно 0,4-0,5 м3 резервуарной емкости. Согласно среднестатистическим показателям расход металла на 1 м3 емкости резервуаров составляет 25 кг.

В настоящее  время темпы роста добычи нефти  значительно опережают темпы  роста производства стали. В результате такого несоответствия снижается коэффициент резервуарной обеспеченности. По-видимому, проблема должна решаться путем увеличения сроков службы резервуаров как вновь строящихся, так и находящихся в эксплуатации.

Проведенные разными  авторами исследования и практические данные показывают, что срок службы стальных резервуаров определяется главным образом скоростью коррозии их внутренней поверхности, намного превышающей скорость коррозии наружной поверхности. Кроме того, наружная поверхность резервуаров имеет противокоррозионную защиту, а внутренняя поверхность в большинстве случаев не имеет таковой.

Фактический срок службы металлических наземных вертикальных резервуаров составляет в среднем 25 лет, хотя потенциальная их долговечность (без учета коррозионного фактора) равна 80-100 годам.

Как известно, в  практике отечественного резервуаростроения, необходимая толщина листов стенок резервуаров устанавливается по гидростатическому расчету на прочность, с учетом снеговых, ветровых и тепловых воздействий, при этом часто без  учета припуска на коррозию. Это хотя и снижает металлоемкость резервуаров, но вместе с тем значительно сокращает их ресурс. При использовании более тонких листов и профильных изделий для строительства резервуаров, должна быть