Способы сооружения вертикальных стальных резервуаров

СОДЕРЖАНИЕ

Ведение                                                                                                  3

Заготовительные операции                                                                   4

Сборочные и  сварочные работы                                                            5

Монтаж днищ резервуаров                                                                    7

Конструкция стенки                                                                              11

Конструкции крыш                                                                               14

Список  использованию литературы                                                  20

Введение

Резервуары применяют  для хранения нефтепродуктов, воды и других жидкостей. Кроме цилиндрических резервуаров в последнее время  на предприятиях химической промышленности находят применение шаровые резервуары. Корпус шаровых резервуаров состоит  из отдельных свальцованных по форме  шара листов толщиной 25 - 30мм. 
Корпус резервуара укрепляют на металлическом опорном кольце, которое устанавливают на железобетонный фундамент. Вес одного шарового резервуара емкостью 600м' составляет 60т. Корпус состоит из отдельных элементов - лепестков, соединяемых при сварке. 
Лепестки нижних поясов резервуара имеют разделку под сварку с внутренней стороны, а лепестки верхних поясов - с внешней стороны, что исключает необходимость производства потолочной электросварки. 
Кроме шаровых резервуаров в химической промышленности применяют каплевидные резервуары, которые также собирают из лепестков, предварительно изготовляемых на заводе. 
Для хранения большого количества нефти применяют траншейные резервуары. Они наиболее экономичны, так как снижают потери нефтепродуктов от испарения. В существующих резервуарах наземного типа, рассчитанных на незначительное давление, очень велики потери от испарения. 
Конструкция траншейного резервуара состоит из металлической оболочки, которая опирается на песчаное основание толщиной 20см. 
Резервуары относятся к листовым конструкциям и служат для хранения жидкостей. Поэтому как при изготовлении, так и при монтаже к ним предъявляют требования по непроницаемости

Заготовительные операции

Все заготовительные  операции — правка, разметка, резка, вальцовка, снятие кромок под сварку — производятся, как правило, на металлообрабатывающих заводах  и лишь в исключительных случаях  на строительных площадках при необходимости  обработать небольшие количества металла (до 200 т). Выправленный, тщательно очищенный  от ржавчины и окалины металл должен быть гладким, без волн и хлопунов. При прикладывании к поверхности выправленных листов шаблона длиной 2 м не должны образовываться зазоры более 2 мм; в противном случае металл подлежит повторной правке. Правят профильный металл в холодном состоянии на гибочных вальцах и прессах.

После разметки листов по шаблонам согласно рабочим  чертежам они поступают для резки  на гильотинных ножницах или с  помощью газовых резаков ручным или полуавтоматическим способом. Листы  сегментного кольца, как правило, режут газом, а профильный металл — на дисковых пилах. Кромки листов, подлежащих стыкованию, обрабатывают согласно чертежам на строгальных станках. При небольших объемах работ  допускается снятие фасок зубилом; эта операция поручается высококвалифицированным  рабочим. Качество обработки металла  проверяют с помощью шаблонов. Кромки свариваемых листов должны быть прямолинейными; для стыковых элементов  допускаются отклонения ±1 мм от проектных  размеров, а для элементов, соединяемых  внахлестку, ±5 мм. Перед сваркой  кромки зачищают до металлического блеска.

Гибка листов и профильного металла производится в холодном состоянии на вальцах и прессах. При небольшом объеме работ листы можно гнуть на плите молотом через прокладку, а профильный металл — с подогревом до вишнево-красного каления. Правильно согнутый профильный металл при прикладывании 2-м шаблона не должен иметь зазор более 1,5 мм. Металл, прошедший заготовительные операции, не должен иметь трещин, рванин, вмятин и других дефектов.

Правильная организация  работ и последовательность операций по сборке и сварке резервуаров вследствие их больших размеров и большой  длины сварных швов имеет исключительно  большое значение. Правильный монтаж резервуаров позволяет свести до минимума остаточные напряжения, вызываемые усадкой сварных швов, и предотвратить  коробление листов конструкции.

Монтажные операции производят в следующем порядке:

• сборка и сварка днища;
• испытание днища;
• наложение на днище антикоррозионного покрытия;
• опускание днища на фундамент;
• сборка и сварка стенки;
• сборка и сварка стропильного каркаса жесткости крыши;
• сборка и сварка настила крыши;
• установка арматуры;
• испытание стенки и крыши;
• присоединение трубопроводов;
• окраска резервуара.

 
 

Сборочные и сварочные работы

Сборка элементов  резервуаров производится опытными монтажниками, на прихватках. Перед  прихваткой соединяемые элементы должны быть плотно прижаты с помощью  различных нажимных приспособлений (рис. 1). Сборка листов с продавливанием отверстий (например, на сборочных болтах) не допускается. 

Сварные швы  не должны иметь:

1) непроваров, перерывов, раковин, ноздреватости, шлаковых включений, трещин и подрезов;

2) отступлений от размеров галтели, превышающих установленные пределы.   

Для изготовления резервуарных конструкций применяются  стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные сварные соединения.

В зависимости  от протяженности сварных швов по линии соединения деталей различают  следующие типы сварных швов:

• сплошные швы, выполняемые на всю длину сварного соединения;
• прерывистые швы, выполняемые чередующимися участками длиной не менее 50 мм;
• прихваточные швы, имеющие произвольное поперечное сечение и протяженность не более 50 мм.

Изображения сварных  соединений и условные обозначения  сварных швов на чертежах должны однозначно определять размеры конструктивных элементов подготовленных кромок свариваемых  деталей, необходимые для выполнения швов с применением конкретного вида сварки.   

Конструктивные  элементы сварных соединений и швов должны, как правило, соответствовать  требованиям стандартов на применяемый  вид сварки:

• для ручной электродуговой сварки - ГОСТ 5264;
• для автоматической сварки под флюсом - ГОСТ 8713;
• для полуавтоматической сварки в среде защитных газов - ГОСТ 14771.
• Наличие прихваточных швов в законченной конструкции не допускается.

 

 

Минимальные катеты угловых швов должны быть следующими:

• для деталей толщиной 4 мм - 3 мм;
• для деталей толщиной 5 мм и более - не менее, чем одна треть более тонкой детали в соединении, но не менее 4 мм.

 

 

Максимальные  катеты угловых швов не должны превышать 1,2 толщины более тонкой детали в  соединении.

Одностороннее нахлесточное соединение допустимо только для соединений днища и листов крыши, при этом величина нахлеста должна быть не менее 60 мм для соединений полотнищ днища и крыши и не менее 30 мм для соединений листов днища и листов крыши при полистовой сборке.

Примечание. Здесь и далее по тексту принимаются номинальные значения толщин.   

Вертикальные  соединения листов стенки должны выполняться  двусторонними стыковыми швами  с полным проваром. Вертикальные швы  соединений на смежных поясах стенки должны быть смещены друг относительно друга на минимальную величину 8d (где d - наибольшая толщина листов стенки).

Горизонтальные  соединения листов стенки должны выполняться  двусторонними стыковыми швами  с полным проваром.

Для резервуаров  полистовой сборки оси поясов стенки в вертикальном сечении должны совмещаться в одну вертикальную линию, если иное не определено условиями эксплуатации.

Нахлесточные соединения днища применяются для соединения между собой листов центральной части днищ при их монтаже полистовой сборкой, а также для соединения центральной части днищ (рулонируемой или полистовой) с кольцевыми окрайками.

Нахлесточные соединения днищ свариваются односторонним угловым швом только с верхней стороны. В зоне пересечения нахлесточного соединения рулонируемых полотнищ днища с нижним поясом стенки должна быть образована ровная поверхность днища.

Односторонние стыковые соединения на остающейся подкладке  применяются для соединения между  собой кольцевых окраек, а также при полистовой сборке центральной части днищ. Остающаяся подкладка должна иметь толщину не менее 4 мм и должна присоединяться прерывистым швом к одной из стыкуемых деталей. При выполнении стыкового соединения на остающейся подкладке без разделки кромок зазор между кромками стыкуемых листов толщиной до 7 мм должен быть не менее 4 мм; для стыкуемых листов толщиной более 7 мм указанный зазор должен составлять не менее 6 мм. При необходимости должны использоваться металлические распорки для того, чтобы обеспечить раскрытие корня шва на обходимую величину.

Для сварки кольцевых окраек должны применяться подкладки из углеродистой или низколегированной стали в зависимости от соответствующего материала кольцевых окраек.

Для соединения днища со стенкой обычно применяется  двустороннее тавровое соединение без  разделки кромок. При этом размер угловых  швов должен быть не менее чем толщина более тонкого листа в соединении, но не более 12 мм. Для резервуаров объемом 5000 м3 и более каждый шов должен выполняться не менее чем за два прохода.   

Для резервуаров  полистовой сборки, имеющих кольцевые окрайки днища толщиной свыше 12 мм, рекомендуется применение двустороннего таврового соединения с двусторонним скосом нижней кромки стенки.

Необходимо, чтобы:

• несовпадение торцевых поверхностей листов при сварке встык не превосходило 10% толщины листов;
• при сварке внахлестку зазор между листами в местах нахлеста и при установке кольцевого угольника не превышал 1,0 мм при проектной величине нахлеста;
• при тавровом соединении листов зазор не превышал 1,5 мм;
• листы стенки были смонтированы строго вертикально с отклонением не более 0,005 от высоты резервуара.

Устройство крестообразных швов, а также расположение швов в месте присоединения арматуры и трубопроводов запрещается.

Расстояния между  ребрами жесткости, соединительными  планками и т. д. не должны отклоняться  более чем на ±5 мм от проектных  размеров. Продольные элементы ферм не должны отклоняться от осей более  чем на 1/1000 их длины.   
 
 

Монтаж  днищ резервуаров

На заранее  подготовленном и принятом по акту фундаменте параллельными рядами складывают клетки (Рис. 1) из бревен прямоугольного или полукруглого сечения длиной около 1 м с поперечным сечением 0,1 x 0,1 м. Верхний ряд клеток желательно делать из бревен длиной 1,2-1,3 м. Высота клеток 0,8 м чтобы можно было подваривать поточные швы и осмаливать дно. Расстояние между осями клеток в каждом ряду принимается не более 3 м, а расстояние между осями рядов клеток - равным двойной ширине листов минус двойная ширина закроя швов дна. По клеткам укладывают 1-2'' доски, на которых и собирают днище.

Два элемента днища  резервуара - сегментное кольцо с приваренным  к нему первым поясом и центральную  часть - собирают и сваривают самостоятельно; сварной шов, соединяющий их в  одно целое, - так называемый «температурный»  шов - заваривают только после полного  окончания монтажа каждого из этих элементов в отдельности.   

Рис. 1 Схема расстановки клетей при монтаже днищ резервуаров  

Сборка центральной  части днища начинается с полосы, проходящей через центр основания  резервуара. Далее собирают от центра днища к периферии все нижние полосы днища. Стыковые швы полос  прихватывают в шести-семи местах; крайние  прихватки располагают на расстоянии 50 мм от краев и выполняют заподлицо. Стыковые швы сваривают после  сборки всей полосы, причем концы швов длиной по 50 мм заваривают заподлицо, чтобы  обеспечить в дальнейшем плотное  прилегание верхних полос к нижним. После сварки нижних полос таким же образом собирают и сваривают верхние полосы, причем перекрой полос должен составлять не менее 30 мм.