Указания по монтажу шаровых стальных резервуаров

УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ ШАРОВЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Шаровые резервуары наиболее часто используют как газгольдеры для хранения газов в жидком или газообразном состоянии. В таких резервуарах можно хранить продукты при значительных давлениях; поверхность их оболочки и расход стали на 1 м емкости, являются наименьшими по сравнению с резервуарами другой формы. Распространение получили шаровые резервуары емкостью 600 - 2000 м, имеющие оболочку толщиной до 38 мм, рассчитанные на внутреннее рабочее давление до 18 ати. Для сооружения шаровых резервуаров, как правило, применяют, низколегированные стали.

Оболочку шаровых резервуаров рассчитывают по безмоментной теории на воздействие избыточного внутреннего давления и на устойчивость в случае образования вакуума. Места опирания оболочки на стойки рассчитывают с учетом дополнительных сил. При расчете исходят из предположения о сохранении постоянной кривизны на всех участках поверхности, ибо всякое отклонение оболочки от формы правильного шара приводит к резкому повышению напряжений от изгиба. В связи с этим в процессе изготовления и монтаж шаровых резервуаров особое внимание следует уделять достижении правильной формы оболочки. Кривизна во всех направления; должна быть одинаковой, в противном случае внутреннее давление неизбежно вызовет возникновение в оболочке изгибающих моментов, которые расчетом не учтены.

Принято считать, что практически равномерное напряжение сохраняется в оболочке в случае отклонений, не превышающих 5 мм на длине шаблона 500 мм, и отклонений в размере диаметра шара не более 0,5%. В практике бывают отклонения значительно большие - диаметры шара отклоняются до 1,5 - 3%.

Достижение формы правильного шара в значительной степени зависит от раскроя оболочки. Наибольшее распространение получил меридионально-экваториальный раскрой оболочки (рис. 1).

Рис. 1. Раскрой оболочки шарового резервуара

Лепестки оболочки резервуаров двоякой кривизны изготовляют горячей штамповкой или холодной вальцовкой. Холодной вальцовкой вырезанному по размеру лепестку придают двоякую кривизну на многовалковых вальцах для резервуаров емкостью до 2000 м с толщиной стенки 16 мм. Обрезку кромок с разделкой фасок под сварку выполняют до вальцовки машинокислородной резкой по шаблону с последующей шлифовкой.

Отдельные части шаровых резервуаров соединяют автоматической сваркой (как при укрупнении установочных элементов, так и в монтажных швах) с подогревом или без подогрева кромок. Сборку шаровых резервуаров рекомендуется производить только на сборочных приспособлениях. При этом следует стремиться к минимальному количеству привариваемых к стенке сборочных деталей, причем, если основные соединения свариваются с подогревом кромок, то и для временных швов требуется подогрев. После срезки временных приспособлений дефектные места обязательно зачищают, заваривают в два слоя и вновь зачищают.

На заводе-изготовителе выполняют контрольную сборку оболочки: нижней и верхней полусферы или нижней, верхней и экваториальной части.

Лепестки поставляют на монтаж в металлических контейнерах, позволяющих сохранить приданную им форму; вес контейнера с лепестками равен 15 - 25 т. На монтажной площадке лепестки хранят в положении "на ребро".

Сборку сферических оболочек выполняют методом постепенного наращивания отдельных лепестков или укрупненных скорлуп от экваториального пояса к полюсам. Сборка осуществляется непосредственно на проектных фундаментах. В качестве подъемного механизма для монтажа емкостей применяют деррик-краны, на время монтажа устанавливаемые в центре сферы, или автомобильные краны (рис. 2).

Рис. 2. Сборка шаровых емкостей методом наращивания с помощью кранов

Элементы экваториального пояса опирают на вертикальные или наклонные опорные стойки, закрепленные к железобетонному фундаменту. Сборку лепестков или укрупненных блоков ведут на сборочных приспособлениях. Сварку выполняют вручную в несколько слоев снаружи и изнутри. При укрупнении блоков применяют автоматическую сварку под слоем флюса, или механизированный метод сварки в среде защитных газов для всех соединений оболочки.

При монтаже сферических резервуаров емкостью 600 и 2000 м применяют полностью автоматическую сварку под слоем флюса при вращении резервуара на манипуляторах.

Рассмотрим две наиболее распространенные схемы монтажа сферических резервуаров емкостью 600 м из лепестков, изготовленных горячей штамповкой (рис. 3, а) и холодной вальцовкой (рис. 3, б). При первом варианте раскроя на монтажную площадку для сборки поступает 28 элементов (по 12 лепестков в каждом поясе и два днища из двух элементов каждое). При расчетном внутреннем давлении 7 кгс/см толщина лепестков из стали 09Г2С составляет 24 мм.