Сборка и сварка цилиндрических резервуаров кратко

Обновлено: 05.07.2024

При разработке конструкции резервуара в рабочей документации КМ должны быть определены требования к механическим свойствам сварных соединений и дифференцированно, в зависимости от уровня расчетных напряжений и условий работы соединений, назначен класс сварных швов (допускаемые размеры, вид и количество допускаемых внешних и внутренних дефектов). Кроме того, должен быть назначен объем контроля физическими методами различных сварных соединений резервуара.

Способы сварки, геометрические параметры кромок соединяемых элементов, сварочные материалы, а также технология выполнения монтажных сварных соединений резервуара определяются технологическим проектом сооружения резервуара (ППР) и учитываются в проекте КМ. Применительно к соединениям, выполняемым на заводе, указанные вопросы решаются при разработке технологических карт или технических условий на изготовление резервуарных конструкций и учитываются в рабочей документации КМД.

Технологические процессы заводской и монтажной сварки должны обеспечивать получение сварных соединений, в полной мере удовлетворяющих требованиям проекта КМ по всему комплексу физико-механических характеристик, а также соответствующих нормам по предельно допустимым размерам и видам дефектов с учетом коэффициентов концентрации напряжений.

Заводскую сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с утвержденным технологическим процессом (процедурами), в котором должны быть предусмотрены:

требования к форме и подготовке кромок деталей, подлежащих сварке;

способы и режимы сварки, сварочные материалы, а также последовательность выполнения технологических операций;

конкретные указания по закреплению деталей перед сваркой;

мероприятия, исключающие образование прожогов, смещение шва от его оси и образование других видов дефектов;

мероприятия, направленные на снижение сварочных деформаций.

Монтажную сварку резервуарных конструкций следует выполнять в соответствии с указаниями ППР, в котором должны быть предусмотрены:

наиболее эффективные способы сварки монтажных соединений с учетом их пространственного положения;

сварочные материалы, удовлетворяющие требованиям рабочей документации КМ по уровню механических свойств;

требуемая форма подготовки кромок монтируемых элементов под сварку;

последовательность сварки и порядок выполнения каждого шва,

обеспечивающие минимальные деформации и перемещения свариваемых элементов;

режимы и указания по технике сварки, которые должны обеспечить необходимый уровень механических свойств сварных соединений, а также получение требуемых структур металла шва и околошовных зон;

необходимая технологическая оснастка и оборудование для выполнения сварных соединений.

Кроме того, в ППР должны быть предусмотрены:

мероприятия по обеспечению требуемого качества подготовки и сборки под сварку свариваемых кромок, а также схема их закрепления и необходимая для этого технологическая оснастка;

допускаемая температура металла, при которой возможна сварка соединений без их подогрева, а также допускаемая скорость ветра в зоне сварки;

условия обеспечения требуемого диапазона скоростей охлаждения сварных соединений резервуарных конструкций при сварке;

указания по технологии производства сварочных работ в зимних условиях (если это предусматривается в соответствии с графиком работ).

В ППР должны быть предусмотрены мероприятия, направленные на обеспечение требуемой геометрической точности резервуарных конструкций, включая меры по компенсации или подавлению термодеформационных процессов усадки сварных швов, которые могут привести к потере устойчивости тонкостенной оболочки корпуса резервуара и образованию вмятин и выпуклостей его поверхности.

В случаях, когда в рабочей документации КМ предусмотрена термическая обработка каких-либо сварных соединений резервуара, в ППР следует разработать технологию ее выполнения, включая способ, режимы термообработки, указания по контролю качества термообработанных соединений.

В ППР должна быть разработана программа контроля качества сварных соединений, включающая способы и объемы контроля каждого сварного соединения резервуара.

Требования к подготовке и сборке конструкций под сварку

До начала сварочных работ любые соединения резервуаров должны быть проконтролированы и приняты под сварку по следующим конструктивным и технологическим критериям:

геометрические параметры кромок элементов, подготовленных под сварку (величина угла скоса кромок, зазор в стыке, величина притупления, смещение кромок), должны укладываться в поле допусков, предусмотренных проектом;

поверхность кромок, а также прилегающие к ним зоны шириной 20 мм должны быть зачищены от любых загрязнений;

сборочные приспособления, закрепляющие кромки свариваемых элементов, должны обеспечивать достаточную прочность и жесткость, чтобы исключить чрезмерные усадку швов и перемещения свариваемых элементов.

Закрепление кромок свариваемых элементов должно выполняться преимущественно с помощью сборочных приспособлений.

При необходимости постановки электроприхваток на монтажных стыках стенки их рекомендуется располагать с противоположной стороны от части сечения шва, выполняемой первой. Размер прихваток должен быть минимально необходимым. При выполнении зачистки корня шва такие прихватки удаляются.

Прихватки, выполняемые в угловых и нахлесточных соединениях, можно переплавлять только после их зашлифовки и визуального контроля качества, при этом такие прихватки должны выполняться квалифицированными сварщиками.

Приемку сварных стыков под сварку осуществляет руководитель сварочных работ, о чем делается соответствующая запись в журнале контроля качества монтажно-сварочных работ.

Требования к технологии выполнения сварных соединений

Способы, режимы и техника сварки резервуарных конструкций должны обеспечивать:

требуемый уровень механических свойств сварных соединений, предусмотренный проектом;

необходимую однородность и сплошность металла сварных соединений;

оптимальную скорость охлаждения выполняемых сварных соединений, которая зависит от марки стали, углеродного эквивалента, толщины металла, режима сварки (погонной энергии), конструкции сварного соединения, а также температуры окружающей среды;

минимальный коэффициент концентрации напряжений;

минимальную величину сварочных деформаций и перемещений свариваемых элементов;

коэффициент формы каждого наплавленного шва (прохода) в пределах от 1,3 до 2,0 (при сварке со свободным формированием шва).

При сварке резервуарных конструкций в зимнее время необходимо систематически контролировать температуру металла и, если расчетная скорость осаждения металла шва превышает допускаемое значение для данной марки стали, необходимо организовать предварительный, сопутствующий или послесварочный подогрев свариваемых кромок. Требуемая температура и схема подогрева должны быть определены в ППР. Рабочие диапазоны скоростей охлаждения сталей, а также минимальные температуры, не требующие подогрева кромок при сварке, которые зависят от углеродного эквивалента, толщины металла, способа сварки и погонной энергии, также должны указываться в технологических проектах. Как правило, при осуществлении подогрева кромок следует нагревать металл на всю толщину в обе стороны от стыка на ширину 100 мм.

При сварке в зимнее время, независимо от температуры воздуха и марки стали, свариваемые кромки необходимо просушивать от влаги.

При использовании способов сварки с открытой дугой в зоне производства сварочных работ следует систематически контролировать скорость ветра. Допускаемая скорость ветра в зоне сварки должна указываться в ППР в зависимости от применяемых способов сварки и марок сварочных материалов. При превышении допускаемой скорости ветра сварка должна быть прекращена или должны быть устроены соответствующие защитные укрытия.

Сварка должна производиться при стабильном режиме. Колебания величины сварочного тока и напряжения в сети, к которой подключается сварочное оборудование, не должны превышать ±5 %.

Последовательность выполнения всех сварных соединений резервуара и схема выполнения каждого сварного шва в отдельности должны соблюдаться в соответствии с указаниями ППР, исходя из условий обеспечения минимальных сварочных деформаций и перемещений элементов конструкций. При выполнении монтажных стыков стенки первыми, как правило, должны выполняться швы изнутри резервуара.

Не допускается выполнение сварочных работ на резервуаре при дожде, снеге, если кромки элементов, подлежащих сварке, не защищены от попадания влаги в зону сварки.

Все сварные соединения на днище и стенке резервуаров при ручной или механизированной сварке должны выполняться, как правило, не менее чем в два слоя. Каждый слой сварных швов должен проходить визуальный контроль, а обнаруженные дефекты должны устраняться.

Удаление дефектных участков сварных швов производится механическим методом (шлифмашинками или пневмозубилом) или воздушно-дуговой строжкой с последующей зашлифовкой поверхности реза.

Заварку дефектных участков сварных швов следует выполнять способами и материалами, предусмотренными технологией. Исправленные участки сварного шва должны быть подвергнуты повторному контролю физическими методами. Если в исправленном участке вновь будут обнаружены дефекты, ремонт сварного шва должен выполняться при обязательном контроле всех технологических операций руководителем сварочных работ.

Информация о выполненных ремонтных работах сварных соединений должна быть занесена в журнал контроля качества монтажно-сварочных работ.

Выполнение троекратного ремонта сварных соединений в одной и той же зоне должно согласовываться с разработчиком технологического проекта.

Удаление технологических приспособлений, закрепленных сваркой к корпусу резервуара, должно производиться, как правило, механическим способом или кислородной резкой с последующей зачисткой мест их приварки заподлицо с основным металлом и контролем качества поверхности в этих зонах. Вырывы основного металла или подрезы в указанных местах недопустимы.

После сварки швы и прилегающие зоны должны быть очищены от шлака и брызг металла.

Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов

Постановление Госгортехнадзора России от 09.06.2003 N 76
Федеральный горный и промышленный надзор России

Общие для всех или нескольких областей надзора, Нефтегазодобывающая промышленность, магистральный трубопроводный транспорт, геологоразведка, Химические, нефтехимические, нефтеперерабатывающие и другие взрывопожароопасные и вредные производства

Действующий
Дата изменения в БД: 12.03.2004
Дата внесения в БД: 17.02.2004

В этом же разделе:

Сварка металлоконструкций резервуаров является основным способом сборки емкостей при их производстве. Для вертикальных резервуаров, изготовляемых методом рулонирования, в заводских условиях свариваются стальные заготовки до получения нужного размера рулонируемого полотнища. На строительной площадке опять же применяется сварка: полотнища свариваются в единый цилиндрический корпус, который приваривается к днищу и к которому приваривается крыша и другие вспомогательные конструкции. Горизонтальные резервуары, состоящие из полотнища, днищ и опор, полностью свариваются в заводских условиях до получения уже готового к монтажу изделия. На объекте к корпусу привариваются лестница, площадка обслуживания и горловина.

В данной статье мы рассмотрим процедуры различных типов сварочных работ, выполняемых на Заводе.

Технологии сварки

Выбор подходящей технологии напрямую зависит от металлопроката, его толщины, и направлен на сохранение прочного соединения, которое способно выдержать сложные условия эксплуатации изделия.

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемного соединения путем создания межатомных связей свариваемых элементов. При сварке на элементы осуществляется воздействие трех типов:

механическое
термическое
комбинация механического и термического

В первом случае предполагается деформация деталей под физическим воздействием, при котором элементы соединяются на молекулярном уровне в процессе перехода механической энергии в кинетическую, результатом которой становится нагрев поверхности до температуры сварки.

Второй тип характеризуется выполнением сварочных работ с использованием дополнительных материалов и при обязательном нагреве поверхностей за счет различных источников тепла. Простыми словами, во время нагрева деталей их края плавятся, и расплавленное вещество заполняет пространство между свариваемыми элементами.

Термомеханическая сварка отличается сочетанием двух процессов: внешнего воздействия (например, давление) и нагрева.

На Саратовском резервуарном заводе, в основном, применяется термическая сварка металлоконструкций резервуаров, которая также делится на несколько видов в зависимости от типа источника энергии.

Особенности термической сварки

Процесс термической сварки сопровождается образованием сварочной ванны из основного и присадочного металла, получаемой в результате термического воздействия от сварочной дуги, пламя газа, потока лучей или термита.

Дуговая сварка происходит под воздействием электрического разряда в среде газов при ионизации дугового пространства. Сварочные работы, а именно, подача электрода, может производится в ручном режиме, полуавтоматическом и автоматическом. В зависимости от материала и количества электродов выделяют сварку плавящимся или неплавящимся электродом дугой прямого действия, а также сварку косвенной или трехфазной дугой.

Газовая (газоплазменная) сварка очень удобна для проведения работ на строительных площадках или других местах без возможности подвода электричества. Пламя, полученное при горении смеси горючих газов в кислородной среде, - вот источник тепла, не требующий электрического питания, и за счет которого происходит расплавление стыкуемых поверхностей. В качестве газов применяется, в основном, пропан. Нагрев пламенем и затем остывание полученного шва происходит постепенно, что очень важно при сварке элементов из цветных металлов или тонкостенной стали.

Лучевая сварка происходит в вакууме под воздействием светового луча или потока электронов и применяется в радиодеталях, схемах и иных микроизделий, в связи с чем мы не будем подробно ее описывать.

Термитная сварка осуществляется под воздействием порошковой смеси алюминия, магния и металлической окалины, горение которой нагревает поверхности, соединяется с ними и образует сварочный шов. Результатом становится высокопрочное соединение, позволяющее использовать этот метод для работы с крупногабаритными деталями.

Для соединения изделий толщиной более 5 см и до 3-х метров подходит только электрошлаковая сварка. Для ее выполнения детали устанавливаются вертикально и закрываются подвижными медными ползунами с водяным охлаждением. В горизонтальный поддон размещается флюс, под которым зажигается дуга. В результате флюс плавится и начинает проводить ток, тем самым соединяя свариваемые детали с присадочным материалом. Этот способ максимально подходит для сварки изделий в промышленных масштабах.

Механический и термомеханический типы сварки

За счет механических способов воздействия, таких как, например, ультразвук, давление, трение, взрыв, на поверхности происходит их нагрев, за счет которого расплавленные кромки соединяются.

Термомеханическая сварка применяется в тех случаях, когда другие способы сварки не позволяют получить ровный и качественный шов. Так, среди таких методов выделяют кузнечную, контактную и диффузионную сварку, которые подходят для работы с мелкими изделиями.

Ниже мы рассмотрим используемые на Заводе способы сварки более подробно. На все нижеприведенные способы специализированными сотрудниками САРРЗ получены Свидетельства НАКС.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами (РД)

Этот способ применяется для соединения элементов, выполненных из углеродистых марок стали обычного качества, а также качественных, низколегированных, легированных, жаропрочных и жаростойких марок стали.

Такая сварка выполняется за счет зажиганием электрической дуги, которое происходит в результате касания электродов к элементу. В процессе работы необходимо поддерживать длину дуги, перемещая электроды. За счет образования короткого замыкания в том месте, где электрод касается изделия, металл нагревается, происходит возгорание дуги, результатом чего материал электрода или используемой проволоки переносится в место соединения. По мере плавления электрод перемещается вдоль свариваемого соединения по траектории, которая зависит от типа и формы шва, свойств металла и самого изделия.

За счет нагрева и расплавления поверхностей свариваемых деталей происходит выделение газа и образование шлака, который образует защитный слой и предотвращает контакт поверхности и окружающего воздуха. Сварочные газы параллельно вытесняют кислород и азот из зоны сварки, что способствует качественному выполнению шва. Таким образом, состав покрытия электродов защищают сварочную ванну, а также способствуют очистке металла уже после завершения сварки.

Покрытые электроды, используемые в качестве посредника при передаче тока от его источника к металлу, имеют вид стержня с покрытием длиной 250-700 мм. Для установки электрода в держатель один из концов стержня не имеет покрытия.

Преимуществами ручной дуговой сварки покрытыми электродами является возможность выполнения работ в труднодоступных местах, в неудобных свариваемых положениях. Универсальность, способность сваривать большой диапазон сталей и конструкций соединяемых изделий.

Автоматическая сварка под флюсом (АФ)

Сварка под флюсом относится к дуговому способу сварки, но с применением флюса в качестве защиты сварочной ванны и выполняемой автоматическими сварными аппаратами. Этим методом выполняются стыковые и угловые швы на металлах из углеродистых, легированных и высоколегированных марок.

Автоматическая сварка, с одной стороны, ускоряет процесс работы за счет высокой скорости подачи сварочной проволоки и движения дуги. С другой стороны, выполнение швов при помощи автоматизированных аппаратов требует более тщательной подготовки поверхности.

В качестве защиты сварочной ванны применяется флюс - порошковое, гранулированное, пастообразное или жидкое вещество, которое напрямую подается в зону сварки. Химический состав флюса защищает место сварки от воздействия кислорода, который приводит к более быстрому окислению шва, тем самым разрушая все изделие в целом.

Среди основных преимуществ этого способа можно перечислить широкую сферу использования, в том числе на крупносерийных производствах, высокую скорость сварки, а также качество выполненных швов, которое так важно при изготовлении изделий для ответственных отраслей промышленности.

Механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов (МП)

Данный вид сварки также относится к дуговой сварке, выполняемой полуавтоматическим способом, то есть подача проволоки осуществляется автоматически, а перемещение дуги вдоль сварного шва производит сварщик.

Применяется для соединения элементов из среднеуглеродистых и низкоуглеродистых марок стали толщиной от 4 мм до 50-80 мм.

В процессе механизированной сварки электрод и поверхность металла плавятся. Расплавленный состав автоматически подается в сварочную ванну для перемешивания. Уже перемешанный состав заполняет пространство между свариваемыми деталями.

В качестве защиты сварочной ванны от окисления кислородом используется углекислый газ. Дополнительным оборудованием, кроме автоматических и полуавтоматических сварочных аппаратов тракторного типа, выступают баллоны с углекислым газом, подогреватели газа и осушители.

Использование механизированной сварки в углекислом газе позволяет выполнять высокотехнологичные и качественные швы, в том числе в труднодоступных местах, что очень актуально в процессе производства емкостного оборудования для нефтегазовой и химической отраслей.

Это может быть полезно

Русский термин	Европейская аббревиатура	Американская аббревиатура	Наименование на английском языке
ручная электродуговая сварка покрытыми электродом	EA	MMA	manual metal arc welding
ручная электродуговая сварка покрытыми электродом	AA	SMAW	shielded metal arc welding
механизированная дуговая сварка самозащитной порошковой проволокой	EA	FCAW	flux-cored wire metal arc welding without gas shield
	AA	FCAW	flux-cored arc welding
дуговая сварка под флюсом	УА/АА	SAW	submerged-arc welding
механизированная сварка плавящимся электродом в среде защитных газов	EA	MIG/MAG	gas shielded metal arc welding
	AA	GMAW	gas metal arc welding
механизированная сварка плавящимся электродом в инертном газе	EA	MIG	metal-arc inert gas welding
	AA	GMAW	gas metal arc welding
механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов	EA	MAG	metal-arc active gas welding
	AA	GMAW	gas metal arc welding
механизированная сварка порошковой проволокой в среде активных газов	EA	FCAW	flux-cored wire metal arc welding with active gas shield
	AA	FCAW	flux-cored arc welding
механизированная сварка порошковой проволокой в инертном газе	EA	FCAW	flux-cored wire metal arc welding with inert gas shield
	AA	FCAW-S	flux-cored arc welding
ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в инертном газе	EA	TIG	tungsten inert gas welding
	AA	GTAW	gas tungsten arc welding

Русские аббревиатуры способов сварки

РД - ручная дуговая сварка покрытыми электродами (111);
РДВ - ванная ручная дуговая сварка покрытыми электродами;
РАД - аргонодуговая сварка плавящимся электродом (131);
МП - механизированная сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях (135);
ААД - автоматическая аргонодуговая сварка неплавящимся электродом;
АПГ - автоматическая сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесях;
ААДП - автоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом;
АФ - автоматическая сварка под флюсом (12);
МФ - механизированная сварка под флюсом;
МФВ - ванная механизированная сварка под флюсом;
МПС - механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой (114);
МПГ - механизированная сварка порошковой проволокой в среде активных газов (136);
МПСВ - ванная механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой;
МСОД - механизированная сварка открытой дугой легированной проволокой;
П - плазменная сварка (15);
ЭШ - электрошлаковая сварка;
ЭЛ - электронно-лучевая сварка;
Г - газовая сварка (311);
РДН - ручная дуговая наплавка покрытыми электродами;
РАДН - ручная аргонодуговая наплавка;
ААДН - автоматическая аргонодуговая наплавка;
АФЛН - автоматическая наплавка ленточным электродом под флюсом;
АФПН - автоматическая наплавка проволочным электродом под флюсом;
КТС - контактно-точечная сварка;
КСС - контактная стыковая сварка сопротивлением;
КСО - контактная стыковая сварка оплавлением;
ВЧС - высокочастотная сварка.

Сварка емкостей из металла сегодня крайне востребована. Такие конструкции используются для хранения и перевозки воды и технических жидкостей, нефти и сжиженного газа, разнообразных сыпучих веществ. Изделия могут отличаться по объему и массе, диаметру и высоте.

Однако в связи с тем, что некоторые емкости предназначены для хранения опасных веществ, технология изготовления – в том числе и сварка – подобных конструкций должна соответствовать определенным требованиям. И все заказчики, а тем более производители обязаны это хорошо понимать.

Разновидности емкостей

Резервуары и емкости делятся на следующие группы в зависимости от материала, из которого они изготовлены:

полимерные или синтетические;
каменные;
железобетонные;
металлические;
ледогрувные, земляные и те, что расположены в горных выработках.

Основные материалы для производства металлических резервуаров – алюминий, нержавеющая и низкоуглеродистая пластичная стали.

Срок службы стальных резервуаров ограничен их низкой стойкостью к коррозии и быстро возникающей разгерметизацией сварных швов, что является большим недостатком изделий. Повысить коррозийную стойкость помогает цинк или полимерная пленка, которой покрывают металлические емкости изнутри. Снаружи их обрабатывают защитной краской или различными полимерами. Емкости, изготовленные из алюминия и нержавеющей стали, хоть и не имеют перечисленных недостатков, однако существенно дороже стальных.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Принципиальное значение для определения назначения изделия имеет вид жидкости, для хранения которой они создаются. В соответствии с этим критерием изделия делятся на следующие резервуары:

для воды;
для разных пищевых жидкостей;
для хранения нефти и нефтепродуктов;
для размещения сжиженного газа;
для различной химической продукции и пр.

Кроме того, емкости и резервуары подразделяются в соответствии с их конструктивным решением на:

цилиндрические;
прямо- или многоугольные;
имеющие сложные конструктивные формы (например, торовидные или каплевидные и пр.);
шарообразные.

Преимущества емкостей из металла

Металлические резервуары имеют ряд преимуществ по сравнению с пластиковыми или бетонными изделиями. Это, прежде всего, долгий срок службы и прочность. Хрупкость пластика приводит к его ускоренному старению и разрушению, а бетон не любит длительного контакта с водой – из-за этого он разрушается. В отличие от них, сталь способна служить долгие годы при сильных морозах, жаре и больших механических нагрузках. Металлические емкости и резервуары являются лучшими по соотношению их стоимости и характеристик. Это стало причиной их высокой популярности.

Иными преимуществами металлических резервуаров являются:

достаточно широкая сфера использования – поскольку металл не взаимодействует с содержимым, в том числе с кислотами;
большой диапазон температур – емкости могут быть установлены как в суровых условиях (от -60 °С), так и в жарких (до +180 °С);
стойкость к воздействию огня – в металлических резервуарах хранятся вода и песок как средства борьбы с огнем.

Технологический процесс сварки емкостей

Производство вертикальных и горизонтальных резервуаров различаются технологией изготовления. Листовой метод применяют для горизонтальных конструкций, а вертикальные изделия производят методом монтажа листов металла из рулона.

Однако технология подготовительных работ не зависит от того, горизонтальный или вертикальный резервуар будет изготовлен. Она включает:

Оформление заказа на изготовление емкости (резервуара) на производстве с указанием сферы применения, размеров и прочей информации.
Разработка проекта на основе указанных в заказе данных. В нем, помимо конструкторской документации, должны быть прописаны материалы, из которых будет изготовлено изделие, и толщина их листов.
Изготовление емкости в соответствии с проектом. После окончания производства резервуар тестируют по следующим параметрам: прочность, герметичность и стойкость к износу.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Технология, в соответствии с которой происходит изготовление емкостей, имеет несколько этапов:

Сортировка листов металла и деталей из него, а также их проверка на повреждения и качество изготовления.
Формирование упаковки с листами, требуемыми для изготовления определенной емкости.
Обработка кромок листов металла на специальном оборудовании и последующая их установка на станок для изготовления резервуара.
Рулонирование и сварка емкостей.

Изготовление герметичного резервуара. Технология сварки емкости предполагает несколько этапов, которые проходят на нижнем и верхнем ярусах станков.
Укрепление готовых полотнищ емкости на каркасе и последующая их обработка: окраска, дополнение различными элементами.
Маркировка резервуара является последним этапом. Все емкости обязательно его проходят, поскольку это металлоконструкции, к которым предъявляют специальные требования.

Внедрение на производственных предприятиях современного оборудования позволило автоматизировать практически все этапы изготовления резервуаров.

О способах сварки емкостей

Для изготовления качественного резервуара необходимо подобрать такую технологию и способ сварки емкостей, чтобы процесс соединения был высокоэффективным с экономической точки зрения и имел хорошую производительность. В то же время сварные швы должны быть однородными и показывать сплошность материала, при этом прочными, твердыми и пластичными, а также хладостойкими, иметь высокую ударную вязкостью и минимальную деформацию соединяемых деталей изделия.

В условиях промышленного производства используют следующие способы соединения для изготовления резервуаров: сварка емкостей полуавтоматом или автоматом с защитой флюсом, сварка емкости под давлением, механизированная работа в среде углекислого газа или смеси, в основе которой лежит аргон. Сварка емкости аргоном должна идти в соотношении 82 % основного газа и 18 % углекислоты.

Ниже размещена таблица, в которой можно ознакомиться со способами сварки, рекомендуемыми специалистами. Они разбиты по типам сварных швов, используемым для создания различных емкостей, и методам сборки резервуаров, включающим полистовой, рулонный и комбинированный.

Изготовления герметичной емкости ручной дуговой сваркой требует больших удельных тепловложений. Это способствует повышенной вероятности деформации конструкции при сварке, при этом работа происходит с низкой производительностью. Исходя из этого, следует ограничить использование данного метода для сборки емкостей.

Таблица № 1. Рекомендуемые специалистами способы сварки при рулонной сборке резервуаров.

Вид сварного соединения

Способ его создания

Стыковые соединения краев днища емкости

1. Механизированная сварка в среде углекислого газа.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки

Соединения центральных частей днища

1. Автоматическая сварка с защитой флюсом.

2. Механизированная сварка с применением порошковой проволоки.

3. Механизированная сварка в углекислоте

Стыковые швы стенок

1. Механизированная сварка с защитой углекислым газом

Уторные соединения стенок и днища

1. Механизированная сварка в среде углекислоты.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки.

3. Автоматическая сварка под защитой флюсом

Сварные швы каркаса у крыши при создании блоков

1. Механизированная сварка в углекислоте

Соединения патрубков и люков на крыше и стенках резервуара

1. Механизированная сварка под защитой углекислоты

Сварные швы при соединении крыши и колец жесткости со стенками

1. Механизированная сварка в среде углекислого газа.

2. Сварка ручная дуговая

Сварные соединения при настиле крыши

1. Механизированная сварка в углекислоте.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки

Сварные швы плавающей крыши и понтонов

1. Механизированная сварка в среде углекислого газа.

2. Механизированная сварка с использованием порошковой проволоки

· В ветреную погоду сварка под углекислым газом должна происходить с использованием технологии, позволяющей увеличить стойкость струи защитного газа и устойчивость к образованию пор. Либо нужно обеспечить рабочую зону ограждениями, препятствующими проникновению ветра.

· Любой из перечисленных швов может быть выполнен методом ручной дуговой сварки

Таблица 2. Рекомендуемые способы сварки емкостей при полистовой и комбинированной сборке.

Рекомендуемый способ его создания

1. Автоматическая сварка с принудительным созданием шва проволокой (активированной или порошковой).

2. Механизированная сварка в среде углекислого газа

Горизонтальные соединения на стенках

1. Автоматическая сварка под защитой флюсом.

2. Механизированная сварка в углекислом газе.

3. Сварка порошковой проволокой с полупринудительным созданием шва

· Любой из перечисленных швов может быть выполнен методом ручной дуговой сварки

Требования к оборудованию для сварки емкостей

Существует ряд требований, предъявляемых к оборудованию для производства резервуаров и емкостей. Оно должно обеспечивать:

высокое качество швов;
отличную скорость сварки;
недопущение прожогов и коробления конструкций;
небольшое время на обработку изделия после окончания сварки;

малое количество выбрасываемых в ходе работ газов и небольшое разбрызгивание материала – этого можно достигнуть автоматической регулировкой тока;
точность установленных параметров проплавления и вложения тепла.

Возможность регулировки проплавления, а также тепловложения позволяет снизить вероятность прожога изделий, чего требуют современные стандарты.

Особенности сварки габаритных металлических емкостей

Сварка стальных резервуаров больших размеров имеет свои особенности. Это длинные швы, работа в различных пространственных положениях и пр. Все это приводит к разнообразию вариантов средств и способов проведения сварки, а также материалов для ее проведения.

Значительная протяженность сварных швов является основной особенностью производства крупногабаритных емкостей из металла. Для таких работ больше всего подходит механизированный способ. Но при изготовлении резервуаров очень больших размеров часть сварочных операций приходится переносить на монтажную площадку.

Еще одной особенностью изготовления резервуаров большого размера стало использование в качестве материала сталей разных марок и толщины. Кроме того, важно обеспечить возможность сварки некоторых элементов конструкции в разном пространственном положении.

Наиболее важными частями крупногабаритных емкостей являются большие металлические листы. К ним, а также к качеству сварных швов предъявляются особые требования.

Выбор материалов, а также средств и способов сварки базируется на разнообразии всех вышеперечисленных особенностей. Например, надежность швов достигается сочетанием технологии и контроля сварки, основного, а также дополнительного (сварочного) материала, формы металлической конструкции.

Металлические резервуары большого размера изготавливают механизированным способом, с помощью электрошлаковой или автоматической сварки под защитой флюсом. Работа с патрубками, короткими швами в неудобном положении, технологической оснасткой идет, как правило, ручным методом покрытыми электродами. Может также использоваться сварка емкости для воды с использованием порошковой проволоки, а также механизированная с защитой углекислотой.

Присоединение деталей в вертикальном положении к крупногабаритным емкостям из сталей может проводиться с помощью электрошлаковой сварки. Это происходит исключительно в единичных технологических процессах. Электрошлаковая сварка пришла на смену ручной, дав возможность в несколько раз нарастить производительность труда, снизив затраты на изготовление продукции.

Почему работу лучше поручить специалистам

Опыт и высокая квалификация мастеров позволяет им выполнять заказы в соответствии с общепринятыми нормами и требованиями. Их основная работа – сварка емкостей, и они ее делают с высоким профессионализмом. Кроме того, специалисты могут изготавливать резервуары и емкости прямо у заказчика, что очень важно при работе с крупногабаритными изделиями. Данную услугу предлагают многие компании.

Индивидуальный заказ на изготовление емкости дает возможность скрупулезного расчета размеров и материала, соответствующего назначению.

Помимо всего прочего, в профессиональных мастерских проводится сварка емкостей из листового металла, цена которых соразмерна высокому качеству этих изделий.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Резервуары и сосуды, работающие без давления. К этой группе относятся резервуары и сосуды для хранения жидкостей, газгольдеры для газа низкого давления (менее 0,7 ати). Близкими к этим конструкциям по технологическим приемам сварки являются газопроводы большого диаметра, кожухи различного рода химической аппаратуры, корпуса судов, их переборки, палубы, обшивка и пр. Изделия данного типа собирают из листов толщиной до

10— 12 мм, свариваемых друг с другом в стык или в нахлестку При монтаже таких конструкций швы приходится сваривать в разнообразных положениях: нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном. От швов в этих конструкциях требуется не только прочность, но и плотность.

Типичными для данной группы конструкций являются резервуары для нефтепродуктов, состоящие из плоского днища, цилиндрической части и крыши. Такие резервуары строятся обычно емкостью до 10 000 мъ. Цилиндрическая часть резервуара изготовляется из поясов, высота которых определяется шириной листов и равна 1400—1500 мм. Вертикальные швы свариваются в стык, горизонтальные — в стык или в нахлестку. Ширина нахлестки должна равняться четырехкратной толщине листа, но не менее 20 мм Листы крыши укладываются на решетчатые фермы и балки, располагаемые по радиусам и скрепляемые поперечными прогонами.

В настоящее время при изготовлении резервуаров широко используются наиболее передовые способы сварки — автоматическая и полуавтоматическая под слоем флюса и в среде углекислого газа. Ручная сварка применяется при сборочно-монтажных работах Используются также новые методы организации работ по строительству резервуаров. Так, например, получил распространение новый рулонный метод изготовления крупных резервуаров, разработанный сотрудниками Института электросварки им. Е. О. Патона. По этому способу стенка, днище и кровля резервуара изготовляются заблаговременно на заводе из отдельных листов с применением автоматической сварки Готовые полотнища свертываются в рулон и в таком виде транспортируются на место установки резервуара Корпус резервуара емкостью 5000 мА, диаметром 23 м и высотой 12 м сворачивается в восьмислойный рулон диаметром 2,8 м, весом 40 т.

С помощью кранов рулоны устанавливают на днище (рис. 68), с помощью лебедок и тракторов их развертывают, после чего резер-

Рис. 68. Развертывание рулона корпуса и монтаж ферм кровли при изготовлении нефтерезервуара

вуар окончательно сваривают Фермы кровли монтируются в процессе развертывания рулона Новый способ значительно сокращает стоимость и сроки сборки и сварки резервуаров и позволяет механизировать основные операции по их сооружению, а также улучшает качество резервуаров

Сосуды, работающие под давлением. К этой категории относятся сосуды, в которых рабочее давление превышает атмосферное более чем на 0,7 ати, например резервуары для сжатых газов, химическая аппаратура, паровые котлы, цистерны для сжиженных газов и др Качество сварных швсв в таких сосудах должно быть высоким и регламентируется правилами Госгортехнадзора СССР. К сварке этих сосудов допускаются лица сдавшие специальные испытания в соответствии с правилами Госгортехнадзора и полу-

чившие удостоверениз (диплом) на право сварки сосудов, работающих под давлением.

Сосуды емкостью не свыше 25 л, у которых произведение емкости в литрах на рабочег давление в атмосферах составляет не более 200,, не подлежат действию указанных выше правил независимо от величины рабочего давления в них.

Наплавленный мзталл швов в сосудах для работы под высоким давлением должен обладать механическими свойствами, указанными в табл. 22.

Механические свойства наплавленного металла швов сосудов, работающих под давлением

Механические свойства наплавленного металла

Предел прочности, кгс/мм2 . .

Относительное удлинение, % (не

Ударная вязкость, кг с - м j см2 (не менее) .

Не йости ОС или ТУ стали

ниже ниж :новиого л

металла. п етствующ[9]

ла проч - о ГОСТ

Применяемые при сварке таких резервуаров электроды и металл должны иметь сертификаты*, удостоверяющие их качество. Сосуды, изготовленные из углеродистых сталей, подлежат обязательной термообработке в следующих случаях:

а) если толщина стенки цилиндрической части или днища сосуда в месте сварного стыка более 35 мм

б) если толщина стенки цилиндрической части сосуда, изготовленной из листовой стали вальцовксй, превышает величину, вы-

п численную по формуле ^2р127, > где DB — внутренний диаметр сосуда, см;

в) при изготовлении днищ сосуда (независимо от толщины их стенки) холодной или горячей штамповкой при температуре окончания штамповки ниже 700°. Днища могут подвергаться термообработке до приварки их к обечайке, и в этом случае термообработка, сосуда может не производиться, если она не требуется согласно пп. а и б.

Допускается термообработка сосуда по частям с последующей окончательной местной термообработкой соединительного шва в кольцєеой печи или специальными нагревательными устройствами.

Проверка механических свойств сварных соединений сосудов, работающих под давлением, производится путем испытания образцов, вырезанных из пробных пластин, сваренных одновременно с основным изделием. Механические свойства сварных соединений должны удовлетворять приведенным выше требованиям правил Госгортехнадзора СССР.

После сварки все изделия подвергаются испытанию на прочность и плотность гидравлическим давлением. Для сосудов, у которых рабочее давление менее 5 ати, величина пробного гидравлического давления берется на 50% больше величины рабочего давления, но не ниже 2 ати. При рабочем давлении свыше 5 ати пробное гидравлическое давление должно на 25% (но не менее чем на 3 ати) превышать рабочее давление. Элементы сосудов, работающие при температуре стенки свыше 450° и независимо от температуры стенки — при давлении свыше 50 ати, а также сосуды, изготовленные из легированной стали, воспринимающей закалку на воздухе или склонной к образованию межкристаллитных трещин, подвергаются еще металлографическим исследованиям сварных образцов, вырезанных из контрольных пластин или стыков, если эти испытания предусмотрены ТУ на изготовление.

Кроме вышеуказанных испытаний, стыковые сварные швы исследуются путем проев :чивания рентгеновскими или гамма-лучами[10]. В сосудах, работающих при давлении свыше 50 ати и температуре стенки свыше +430 и ниже —70°, просвечивается 25% общей длины стыковых швов; в сосудах, испытывающих давление до 50 ати и работающих при температуре стенки от +200 до +400 и от —49 до —70°, —15% длины стыковых швов; в сосудах с давлением до 16 ати и температурой стенки от +200 до —40°—10% длины стыковых швов.

Все выполненные швы сварщик обязан клеймить присвоенным ему номером или шифром.

Готовые сосуды снабжаются паспортом, в котором указываются: наименование и заводской номер сосуда, наименование и адрес завода-изготовителя, дата выпуска, рабочее давление и температура стенки, емкость, характер рабочей среды, результаты испытаний и другие сведения, требуемые правилами.

В сосудах, работающих под давлением, следует применять стыковые швы по возможности с двухсторонней сваркой или с подваркой обратной стороны. Сварка должна вестись преимущественно в нижнем положении. Сборочные отверстия в свариваемых листах не допускаются.

Днища сосудос, работающих под давлением, делают обычно выпуклыми и приваривают к обечайке стыковым швом. Продольные и поперечные швы обечаек должны быть только стыковыми Допускаются соединения в тавр для приварки плоских днищ, грубных решеток, фланцев, штуцеров и других подобных элементов, а также двухсторонняя приварка выпуклых днищ в нахлестку к цилиндрической обечайке при толщине отбортованной части днища не свыше 16 мм.

В настоящее время большинство сосудов, работающих под давлением, выполняют с помощью автоматической сварки под флюсом, а толстостенные сосуды — автоматической электрошлаковой сварки. Эти современные способы сварки обеспечивают большую производительность и высокое качество сварных швов. Ручной дуговой сваркой выполняются только короткие швы в местах прихваток, приварки патрубков, опор, люков и др., а также иногда производится предварительная подварка корня швов, свариваемых автоматической сваркой, если эта подварка предусмотрена по технологии.

Читайте также: