Технологія виробництва зварних конструкцій ДПТНЗ Дубровицький професійний ліцей Тема уроку: Оболонкові конструкції Підготував: викладач спецтехнології Олексійовець В.О р.

Мета уроку Освітня Сформувати в учнів поняття про оболонкові конструкції, їх застосування у народному господарстві. Розглянути особливості технології зварювальних робіт під час виробництва оболонкових конструкцій. Розвиваюча Спонукати учнів до самостійного пошуку інформації з предмету, розвивати цікавість до учбового матеріалу. Виховна Виховувати в учнів повагу та гордість до своєї професії, привчати до професійного підходу під час виконання виробничих завдань. Міжпредметні звязки: Виробниче навчання (практичне дотримання технології зварювальних робіт), креслення ( геометричні тіла та фігури), геометрія. Література: І.В.Гуменюк, О.Ф.Іваськів, О.В.Гуменюк Технологія електродугового зварювання, Київ, Грамота, ст

Різні споруди типу оболонок, несучою основою яких є плоскі або зігнуті металеві листи (пластинки або оболонки) утворюють групу листових конструкцій, які застосовують для зберігання, транспортування, технологічної переробки рідин, газів і сипких матеріалів

Трубопроводи великого діаметра для транспортування води і газів на гідростанціях, нафтохімічних, металургійних та інших підприємствах Листові конструкції спеціальних технологічних установок хімічних і нафтопереробних заводів Листові конструкції доменних цехів (кожухи доменних печей, повітронагрівачів, пиловловлювачів) Бункери і силоси для зберігання й перевантаження сипких матеріалів (руди, цементу, піску, вугілля тощо) Газгольдери для зберігання і вирівнювання складу газів Резервуари для зберігання рідин (нафти, нафтопродуктів, спирту, кислот, зріджених газів) Листові конструкції

Посудини, призначені для приймання, зберігання, технологічної обробки й відпуску різних рідин, нафти, нафтопродуктів, зріджених газів, води, водного аміаку, технічного спирту тощо, називаються РЕЗЕРВУАРАМИ. Залежно від геометричної форми і положенні у просторі резервуари поділяються на: вертикальні циліндричні горизонтально-циліндричні сферичні краплевидні траншейні

Вертикальні циліндричні резервуари

Монтаж вертикальних резервуарів Вертикальні резервуари монтують на піщаній основі, діаметр якої повинен бути на 1,4 м більше діаметра днища. Для відведення атмосферних опадів основу виконують на 0,4...0,5 м вище рівня землі з відкосами по краях не крутіше 1:1,5. Від руйнування відкоси зберігають за допомогою камяного мощення. Перед монтажем резервуару його основу приймають за актом з перевіркою: правильності розбивки осей; наявності вказаного центру основи; відміток поверхні й відповідності товщин та технологічного складу ізолюючого шару проектному; забезпечення відводу поверхневих вод від основи; фундаментів. Роботи по зведенню резервуара виконують в такій послідовності: монтаж та розмітка днища, підйом рулонів стінки у вертикальне положення, установка центрального монтажного стояка, розгортання рулонів стінки, установка опорних кілець і кільцевих площадок, установка щитів покриття, зварювальні роботи та контроль якості зварних швів, випробування і здача резервуара. Збирання днища резервуара проводять шляхом розгортання і зварювання центральної частини днища з окрайками, для чого рулони днищ накатують на основу тракторами (лебідками) по спеціальному пандусу (рис. 4.4). Рулон із днищем, що складається з двох частин, розташовують на основі так, щоб перша половина днища, що складає зовнішню оболонку рулону, зайняла після розгортання проектне положення. При цьому друга половина днища виявиться на першій. Перед розгортанням рулон обгинають петлею з каната, кінець якої закріплюють на тракторі або лебідці, які були використані для перекочування рулону на основу. Планки, що скріплюють рулон, перерізують газовим різаком і, послабляючи петлю каната, дозволяють рулону розгортатися. Якщо самовільного (під дією пружних сил) розгортання рулону повністю не відбулося, подальше розгортання роблять тим же трактором або лебідкою. Коли рулон буде повністю розгорнутий, до середини кругової крайки верхнього напівднища приварюють скобу, до якої закріплюють кінець каната для переміщення другої половини днища трактором або лебідкою у проектне положення.

Схема монтажу дна вертикального циліндричного резервуару: а) – одним трактором та лебідкою б) – двома тракторами 1- рулон з трьома полотнищами дна 2 – трактор 3 - тяговий канат 4 – деревяні бруси для накатування рулону на основу 5 – гальмівна лебідка 6 – якір 7 – сани для перевезення рулону 8 – гальмівний канат 9 – бетонне кільце 10 – закрайки днища

Далі збирають під зварювання стик двох половин днища, виконуваний завжди внапуск. Його закріплюють прихватками від центру днища до країв з попереднім щільним притисненням обох полотнищ одне до одного. Якщо днище монтують з трьох полотнищ, послідовно згорнутих у рулон, то після розгортання в проектне положення першого полотнища рулон з двома полотнищами, що залишилися, знову завантажують на сані й трактором переміщують так, щоб можна було розгорнути в проектне положення друге полотнище. Потім останній рулон знову накатують на сани й перевозять на іншу сторону основи для розгортання третього полотнища (рис. 4.4, б). Після зварювання та розмітки днища переходять до монтажу стінок резервуара. Монтаж складається з двох основних операцій: установки рулону стінки у вертикальне положення та його розгортання із збиранням і зварюванням замикаючого монтажного стику. При наявності на площадці стрілового крана необхідної вантажопідйомності стінки розвантажують на днище. У разі відсутності крана рулон трактором або лебідкою перекочують на днище по брусах (зі шпал або колод), які скріплені будівельними скобами. Щоб забезпечити збереження днища від пошкодження і можливість підведення під рулон опорного шарніра для підйому рулону з горизонтального у вертикальне положення необхідно між рулоном і днищем мати зазор мм за рахунок збільшення висоти накочувальних доріжок. Рулон розташовують на днищі так, щоб низ його знаходився недалеко від краю, а вільна (замикаюча) кромка зверху. Це дозволяє за допомогою крана укласти рулон уздовж замикаючої кромки й приварити до неї тимчасовий (монтажний) стояк жорсткості зі сходами для підйому монтажників на верх стінки резервуара. Потім на днище укладають сталевий лист - піддон (товщиною 6-8 мм і діаметром на 0,5 м більшим діаметра рулону), на який рулон стінки буде спиратися після його установки у вертикальне положення. Піддон сприяє збереженню зварених швів днища й нижньої кромки рулону від пошкодження при його розгортанні. Спільний рух рулону й піддона при розгортанні забезпечують кутки-обмежники, які приварюють до піддона по околу з таким розрахунком, щоб після підйому рулону ці кутки виявилися всередині його. Підйом рулону з горизонтального положення у вертикальне здійснюють методом повороту за допомогою шевра. Перед підйомом нижню основу рулону укладають краном на ложе поворотного шарніра, який приварюється до днища, і кріплять до нього за допомогою обхоплюючого канату, що натягується гвинтовим стягуванням. Установлений на піддоні рулон обв'язують петлею з каната й за допомогою трактора (лебідки) зміщують до краю днища в таке положення, при якому замикаюча кромка із закріпленим на ній стояком жорсткості й сходами зайняла б своє проектне положення. Для цього на днище після його зварювання розмічають центр, з якого проводять коло радіусом, рівним зовнішньому радіусу нижнього пояса стінки резервуара. По наміченому околу рівномірно, з інтервалом близько 1 м приварюють кутки, що слугують упорами стінки при розгортанні рулону. Далі, не послабляючи петлі з каната, користуючись сходами, розташованими на стояку жорсткості, розрізають киснем планки, що стримують рулон від розкручування. Верх стояка попередньо розкріплюють у радіальному напрямку двома розчалками. Плавно послабляючи петлю, рулону дають можливість розгорнутися під дією пружних сил, що виникають при його згортанні. Вільну зовнішню крайку рулону притискають до упорного кутка й прихоплюють зварюванням до днища.

Подальше розгортання роблять примусово. Для цього на висоті 0,5 м до рулону приварюють скобу й закріплюють до неї вільний кінець тягового каната від трактора або лебідки. У міру розгортання стінку рулону притискають до упорних кутиків і закріплюють прихватками до днища зовні й зсередини. Скобу для кріплення тягового каната періодично зрізають і приварюють на нове місце, тому що з однієї її установки можна розгорнути менше половини довжини витка або близько 3 м (діаметр рулону 2,8 м). Щоб уникнути самовільного згортання рулону при перенесенні тягового каната між розгорнутою частиною стінки й накрученою частиною рулону вставляють сталевий клиновий упор, який переміщують вручну по днищу. Одночасно з розгортанням рулону стінки на верхній її кромці краном установлюють елементи кільця жорсткості й щити покриття, що фіксують циліндричну форму верху резервуара. Прихватку і приварювання опорних елементів і кільцевих площадок проводять з навісної люльки. До установки кільця жорсткості стійкість верхньої кромки розгорнутої частини стінки й правильну її форму забезпечують парою розчалок. Кожен щит покриття має форму сектора кола й складається з двох раді-альних балок з розпірками між ними й привареного до них листового настилу. Для монтажу щитів у центрі резервуара встановлюють тимчасову (при сферичному покритті) або постійну (при плоскому покритті) опору, на верху якої закріплюють круглої форми сідло, назване короною, і призначене для обпирання вершини кожного щита. Щити до опори тимчасово кріплять болтами і установлюють послідовно за годинниковою стрілкою.

Схема розгортання рулону стінки резервуара: I початкове положення рулону 1; II проміжне положення рулону 1; III початкове положення рулону 2; 1 рулон, що розгортається, 1; 2 піддон; 3 рулон, що розгортається, 2; 4 шахтні сходи; 5 трактор; 6 якорі для розчалювання стінок резервуара; 7 стояк жорсткості зі сходами; 8 гусеничний кран; 9 центральний стояк; 10 кільце жорсткості; 11 щити покриття; 12 тяговий канат

Перед установкою замикаючого щита видаляють з резервуара шахтні сходи, що служили каркасом останньому рулону стінки. Для цього спочатку зрізують кутики-обмежувачі з піддона і потім витягують його. Нижню замикаючу кромку рулону тимчасово прихвачують до днища й зрізають зварні шви, якими вертикальна кромка рулону була закріплена до стояків каркаса шахтних сходів. Сходи, що звільнилися, витягують краном через проріз у покритті. Замикаючий стик стінки зварюють внапуск. Для цього її нижню кромку звільняють від прихватки до днища і підтягують до початкової кромки стінки, щільно притуляють їх одне до одного по всій висоті за допомогою стягуючих пристроїв, після чого встановлюють замикаючий щит покрівлі. Далі розкружавлюють покриття (тільки сферичне), виймають через корону тимчасову опору, укладають і приварюють центральний щит покрівлі. У процесі збирання і зварювання конструкцій резервуара систематично контролюють його геометричні розміри. Після виконання резервуар випробують на герметичність. Випробування проводять в декілька стадій. У ході виконання монтажних робіт випробують на щільність монтажні зварні з'єднання днища, стінки й покрівлі. Оскільки доступ до зварних швів днища з боку основи неможливий, їх випробують на щільність вакуум-апаратом, що являє собою металеву коробку розміром 250x350x700 мм без дна. Верхню кришку виконують із прозорого матеріалу (армованого або органічного скла) для можливості в ході випробувань нагляду за швами. На одній з малих бокових стінок апарата вварюють штуцер для підключення повітряного рукава до вакуум-насоса. Знизу до стінок апарата по периметру прикріплюють смужку губчатої гуми, що забезпечує його щільне прилягання до поверхні днища навіть у місцях напускових з'єднань. Перед випробуванням всі шви очищають від бруду, шлаків, окалини, а потім рясно змочують мильним розчином. Під час випробування всередині апарата вакуум-насосом створюють розрідження в межах гПа. Внаслідок розрідження через наявні у швах нещільності всередину апарата починає проходити повітря, що викликає утворення добре помітних мильних бульбашок, по яких і виявляють дефектні місця. Ці ділянки зварних швів вирубують, заварюють і знову випробовують. Монтажні зварні шви стінки й покрівлі резервуарів випробують на щільність (герметичність) гасом. Маючи високу капілярність (велику силу поверхневого натягу), гас проникає через дрібні нещільності. До випробування зварні шви зовні зафарбовують на ширину мм крейдовим розчином, після висихання якого залишається тонкий шар крейди. Обприскування стикових швів і введення гасу під напуск виконують з протилежної сторони не менше двох разів з інтервалом 10 хв. При наявності у швах дефектів на поверхні, покритої крейдою, з'являються добре помітні видимі темні плями гасу. Тривалість випробування 4 год при позитивній температурі й 8 год – при відємній температурі навколишнього повітря.

Крім того, монтажний шов стінки в місцях його перетину з горизонтальними швами (резервуари місткістю м 3, які споруджують із рулонних заготівель) просвічують проникаючим випромінюванням. Довжина кожного знімка має бути не менше 240 мм. Замість просвічування дозволяється (при товщині стали 10 мм і більше) робити контроль ультразвуком з наступним просвічуванням ділянок швів з ознаками дефектів. Заключним етапом є гідравлічне випробування з метою перевірки щільності з'єднань і міцності споруди в цілому. При гідравлічному випробуванні резервуар поступово заповнюють водою на висоту, передбачену проектом, уважно спостерігаючи за його осіданням і станом зварених з'єднань. Якщо в процесі випробувань виявляють течію з-під краю днища, необхідно повністю злити воду, а при виявленні тріщин у швах стінки - воду зливають до рівня нижче виявленого дефекту. Після усунення дефектів випробування продовжують. Одночасно з гідравлічним випробуванням перевіряють щільність зварних з'єднань покрівлі стиснутим повітрям. Для цього закривають всі люки покрівлі, внаслідок чого при наповненні резервуара водою тиск повітря всередині підвищується. Зварні шви покрівлі змочують мильним розчином і дефектні ділянки відзначають у місцях появи бульбашок. Резервуар вважається таким, що витримав випробування, якщо протягом 24 год після його заповнення водою на поверхні стінки або по краях днища не з'являться течі й рівень води не знизиться. Перед проведенням випробувань весь персонал, який бере в них участь, повинен пройти інструктаж. На весь час випробувань встановлюють межу небезпечної зони з радіусом не менше двох діаметрів резервуара, всередині якої не допускається знаходження людей, не зв'язаних з випробуванням. Контрольні прилади (манометри, термометри) розташовують за межами небезпечної зони або в безпечних укриттях. Гідравлічне випробування рекомендується робити при температурі не нижче +5°С. При випробуванні в зимових умовах необхідні підігрів або безперервна циркуляція води, щоб уникнути її замерзання в трубах і засувках, а також обмерзання стінок резервуара. На резервуар, що витримав випробування, складають паспорт. З метою зниження втрат на випаровування при зберіганні нафтопродукту крупні резервуари монтують з плаваючими дахами (понтонами). Плаваючий дах являє собою тонколистий диск (товщина мм), який прикріплений по зовнішній кромці до кільцевого стального коробу – понтону. Завдяки понтону дах плаває на поверхні нафтопродукту, піднімаючись і опускаючись в мірі заповнення резервуара. Для запобігання заклинюванню (внаслідок нерівності стінки) діаметр плаваючого даху на 0,4...0,6 м менший внутрішнього діаметра корпусу резервуара. Для ущільнення і створення герметичності цього зазору застосовують спеціальні механічні затвори, які забезпечують вільне переміщення даху за висотою стінок резервуара.

Горизонтально-циліндричні резервуари

Сферичні резервуари

Запитання для самоперевірки: Перерахуйте типи листових оболонкових конструкцій Як за геометричною формою та положенням у просторі поділяються сталеві резервуари? Які ви знаєте етапи виготовлення листових оболонкових конструкцій? Які способи контролю якості оболонкових конструкцій ви знаєте? У яких галузях народного господарства та промисловості застосовуються оболонкові конструкції?

Домашнє завдання: вивчити законспектований матеріал ознайомитися з матеріалом §§ підручника Технологія електродугового зварювання (авт. І.В.Гуменюк, О.Ф.Іваськів, О.В.Гуменюк )