Индустриальный метод монтажа резервуаров

Индустриальный метод сооружения и монтажа резервуаров для нефтепродуктов

ООО ПО «ВЗРК» активно использует индустриальный метод сооружения вертикальных цилиндрических сварных резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов емкостью от 100 до 50000 м³. в строгом соответствии с ГОСТ 31385-2008 «Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия» и «Руководством по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов» РБ 03-69 утвержденным приказом №780 от 26.12.2012. По этому методу все элементы резервуаров изготовляют на Волгоградском Заводе Резервуарных Конструкций (днища и корпуса в виде плоских полотнищ, сворачиваемых при изготовлении в рулоны, и покрытия— в виде крупных щитов или цельносварных оболочек). Работы по монтажу резервуаров сводятся к разворачиванию рулонов днищ и корпусов, установке щитов покрытия и соединению этих элементов электросваркой в единую конструкцию.

Изготовление конструкций резервуаров

Днища и корпуса резервуаров изготавливают на двухъярусном стенде, состоящем из стеллажей нижнего и верхнего ярусов, холостого барабана и сворачивающего устройства с механическим приводом. Остальные конструкции резервуаров (щиты покрытия, лестницы, центральные стойки, ограждения, мостики и др.) изготавливают на соответствующих сборочных участках нашего предприятия. Листовой, профильный и сортовой металл предварительно обрабатывают в заводских заготовительных цехах.

Стальные листы, выправленные на листоправильных вальцах, с кромками, обработанными на кромкострогальном станке и гильотинных ножницах, подают в резервуарный цех ООО ПО «ВЗРК». К двухъярусному стенду транспортируют металлопрокат.

На стеллажах нижнего яруса листы укладывают при помощи электротельфера и электромагнитного захвата, собирают в полотнище и соединяют автоматической сваркой. Постепенно, наращиваемое полотнище перекатывают посредством барабана на верхний ярус, где производится автоматическая сварка швов с обратной стороны, испытание качества швов и исправление обнаруженных дефектов. Затем полотнище сворачивают в рулон на каркас, установленный в планшайбах сворачивающего устройства. Каркасом для сворачивания полотнища корпуса резервуара емкостью 2000—5000 м³ служит шахтная лестница с кольцеобразными площадками, предназначенная для обслуживания резервуара при эксплуатации. Полотнище днища, изготавливаемого из двух частей, сворачивают на центральную стойку, служащую опорой для щитов покрытия резервуара.

Таким образом, на производственном объединении «Волгоградский Завод Резервуарных Конструкций» изготавливают все элементы резервуаров и комплектно поставляют на строительную площадку. Если при полистовой сборке резервуар емкостью 5000 м³ собирали из 670 деталей, то теперь собирают из 61 детали заводского изготовления. Габариты рулонов корпусов, днищ диаметром 2700 мм длиной 12 м, а также щитов покрытия позволяют перевозить элементы резервуаров по железной дороге.

Монтаж резервуаров

В качестве примера монтажа приводится описание процесса монтажа специалистами ООО ПО «ВЗРК» резервуара емкостью 5000 м³, диаметром 23 м, высотой 12 м. От железнодорожной станции к месту строительства резервуарные конструкции доставляют на трейлерах. Монтаж резервуаров производится в следующем порядке:

На песчаном основании с верхним гидроизоляционным слоем последовательно разворачивают две половины днища и соединяют монтажный стык прихватами. Рулон корпуса резервуара устанавливают в вертикальное положение при помощи А-образной падающей стрелы и тракторов. Освободившуюся после разворачивания днища стойку устанавливают в центре днища при помощи гусеничного крана. В дальнейшем разворачивают рулон корпуса резервуара. Нижняя кромка начальной части рулона закрепляется у края днища сваркой. Рулон при помощи трактора разворачивают по нанесенной на днище ограничительной окружности. Его нижнюю кромку прихватывают к днищу электросваркой. Одновременно с разворачиванием рулона корпуса монтируют щиты покрытия резервуара с помощью гусеничного крана. Щиты опираются на кромку резервуара и центральную стойку.

При разворачивании последнего витка рулона освобождается шахтная лестница, которую перемещают на фундамент рядом с резервуаром, после чего замыкают кромки корпуса и устанавливают последние щиты покрытия. Нижний кольцевой стык корпуса с днищем, вертикальный стык корпуса и монтажный шов днища соединяют электросваркой, затем испытывают сварные швы днища аммиаком или вакуум- методом.

После врезки люков, приемо-раздаточных патрубков, установки резервуарного оборудования, гидравлического испытания, окраски и присоединения к трубопроводным коммуникациям резервуар готов к эксплуатации.

Таким образом, преимущества индустриального метода монтажа резервуаров по сравнению с методом полистовой сборки заключаются в следующем: достигается 100-процентная сборность резервуарных конструкций; в 3—4 раза сокращается срок сооружения резервуаров; снижается общая трудоемкость изготовления и монтажа резервуаров на 35%, а трудоемкость собственно монтажа—в 3 раза; повышается качество резервуаров и снижается стоимость их сооружения.

Уважаемые Коллеги!
Мы будем рады проконсультировать Вас по любым вопросам производства, подбора, приобретения и доставки резервуарных конструкций и оборудования, а также предложить оптимальные цены, учитывая Ваши пожелания!

Источник

Индустриальный метод изготовления резервуаров

Российское резервуаростроение неуклонно продолжает начатый в шестидесятые годы двадцатого столетия путь индустриального изготовления всех конструкций, внедрения механизированных методов сварки, уменьшения до минимума сборочных и сварочных работ на монтаже. В основу индустриальной технологии лег метод рулонирования листовых конструкций резервуаров, предложенный институтом электросварки имени Е. О. Патона.

Сварные полотнища в процессе изготовления на двухъярусных установках для рулонирования подвергаются изгибу. На современных установках изгиб при сворачивании полотнища в рулон является определяющим напряженное состояние полотнища. Радиус рулона одинаков для всех установок и практически может быть принят равным радиусу барабана, на который наматывается полотнище — Rсв = 1330 мм.

Изгиб полотнища при сворачивании можно рассматривать с достаточной степенью точности как чистый изгиб стержня из идеального упруго-пластического материала с сохранением гипотезы плоских сечений при упруго-пластическом изгибе. Рулонируемые стали, как правило, имеют ярко выраженную площадку текучести и достаточно хорошо отвечают предположению об идеальном упруго-пластическом материале. Относительная деформация крайних волокон будет в этом случае определяться радиусом изгиба по формуле

(1)

При переменной толщине листов изгиб в разных поясах полотнища происходит по-разному. Наиболее тонкие листы могут изгибаться упруго и не претерпевать остаточных деформаций. Возникающие в сечении листа напряжения выражаются треугольной эпюрой (рис. 6, а).

В листах большей толщины относительные деформации крайних волокон превышают предельное значение упругих деформаций для данной стали:

(рис. 6, б).

Наряду с упругими будут иметь место пластические (остаточные) деформации, а в крайних волокнах появится фибровая текучесть. С увеличением толщины листов при данных радиусе сворачивания и пределе текучести металла зона распространения пластических деформаций увеличивается, а высота упругой зоны остается постоянной. Последняя показывает, какой толщины листы будут изгибаться при данных радиусе сворачивания и пределе текучести в упругой стадии, не претерпевая остаточных деформаций. Определяется высота упругой зоны по формуле

(2)

Из зависимости между s _т и а, при постоянном радиусе сворачивания для каждого предела текучести легко можно определить границу упругих и пластических деформаций и, следовательно, эпюру напряженного состояния полотнища при сворачивании.

Рис. 6. Деформации и напряжения упруго-пластического изгиба полосы.

После освобождения полотнища из свернутого состояния тонкие листы, которые в процессе рулонирования изгибались в упругой стадии, распрямятся. Толстые же листы, получившие в процессе рулонирования пластические деформации крайних волокон, рас­прямятся незначительно и будут иметь остаточный радиус кривизны, который определяется в зависимости от радиуса сворачивания по формуле

где k = а/ d = e _т / e — доля упругого ядра во всей толщине листа.

При разгибе от R _св до R _ост листы пройдут через некоторое проме­жуточное положение, когда упругие деформации крайних волокон будут исчерпаны ( e _у = e _т = 0), а останутся только пластические (остаточные) деформации e _пл . В этом случае напряжения в крайних волокнах будут равны нулю (рис. 6, б). Но листы благодаря силам упругих напряжений в ядре будут продолжать разгибаться. При этом крайние наружные волокна начнут сжиматься (крайние внутренние соответственно растягиваться), что вызовет появление напряжений сжатия (растяжения) s _ост Когда площади эпюр сжатия и растяжения будут уравновешены относительно нейтральной оси, выпрямление полосы прекратится. При этом крайние наружные волокна сожмутся на величину e ₁ , а крайние внутренние растянутся на ту же величину. Листы будут иметь остаточный радиус кривизны R _ост , действительную относительную деформацию крайних волокон

остаточные напряжения в них

и остаточные напряжения на границе упругой и пластической зон

(рис. 6, г).

При дальнейшем принудительном выпрямлении листов, например до проектного радиуса резервуара, остаточные напряжения в крайних волокнах будут увеличиваться, а на границе упругой и пластической зон уменьшаться. У полностью выпрямленных листов напряжения в упругом ядре будут равны нулю, а в крайних волокнах они достигнут предела текучести, если доля упругого ядра во всем сечении

при сворачивании будет равна или меньше 0,5. Если же это отношение будет больше 0,5 для данного радиуса сворачивания, напряжения в крайних волокнах будут меньше предела текучести (рис. 6, д).

Напряжения в крайних волокнах на всех этапах изменения кривизны листов от сворачивания до плоского состояния выразятся формулой

(4)

где R — радиус кривизны листов для данного состояния.

(т. е. когда листы полностью выпрямлены) формула примет следующие частные выражения:

(5)

При R = R _пр ( R _пр — проектный радиус резервуара) получим значение остаточных напряжений в крайних волокнах корпуса смонтированного резервуара

(6)

Из формулы (6) видно, что для крупных резервуаров, у которых R _пр значительно превышает R _св , значением R _св / R _пр можно пренебречь, и тогда s _{ост. пр} » s _выпр, т. е. крупные резервуары будут иметь в стенке остаточные напряжения, практически соответствующие выпрямленным листам (рис. 6, д) . Эпюра напряжений в этом случае, как и эпюры напряжений при сворачивании, определяется высотой упругого ядра а.

Напряжение на границе упругой и пластической зон при выпрямлении полосы будет определяться по формуле

(7)

Для частных случаев R = R _ост , R = R _пр и R = ¥ это выражение примет вид

(8)

Таким образом, видно, что стенки типовых резервуаров вместимостью 10—20 тыс. м 3 еще до своего заполнения имеют остаточные напряжения, достигающие предела текучести. Многолетний опыт эксплуатации таких резервуаров позволяет сделать вывод об их полной надежности.

Стенку резервуара можно рассматривать как плоскую пластину с отношением длины к толщине порядка 10 000—12 000. Нагруженная по обоим концам моментами такая пластина изгибается до полной окружности. Напряженное состояние в корпусе различно для верхних и нижних поясов ввиду разной толщины стали.

К тонким верхним поясам, стремящимся из-за упругости после освобождения рулона от закрепления развернуться почти до плоского состояния, необходимо приложить изгибающий момент, при котором растянутыми окажутся наружные волокна (рис. 7, а).

Рис. 7. Остаточные изгибающие моменты, введенные в конструкцию корпуса резервуара

а — в верхних поясах; б—в нижних поясах

К толстым нижним поясам, претерпевшим изгиб в упругопластической стадии и имеющим остаточную кривизну больше проектной, прилагается момент противоположного знака (рис. 7, б), при котором растянутыми оказываются внутренние волокна.

Процесс рулонирования листовых конструкций из сталей повышенной и высокой прочности с пределами текучести 34; 45 кгс/мм2 и более отличается некоторыми особенностями — уменьшается зона пластических деформаций, повышается упругость полотнищ и т. п.

Это улучшает условия применения метода рулонирования и расширения сферы его использования и позволяет применять вместо толстых листов из малоуглеродистой стали более тонкие из стали повышенной прочности.

Источник