Зварювання резервуарів та судин
Резервуари та судини, що працюють без тиску. До цієї групи належать резервуари та судини для зберігання рідин, газгольдери для газу низького тиску (менше 0,7 атм). Близькими до цих конструкцій з технологічних прийомів зварювання є газопроводи великого діаметру, кожухи різного роду хімічної апаратури, корпусу суден, їх перебирання, палуби, обшивка та ін. Вироби даного типу збирають з листів завтовшки до
10-12 мм, що зварюються один з одним у стик або в нахлестку При монтажі таких конструкцій шви доводиться зварювати в різноманітних положеннях: нижньому, вертикальному, горизонтальному та стельовому. Від швів у цих конструкціях потрібна не лише міцність, а й щільність.
Типовими для цієї групи конструкцій є резервуари для нафтопродуктів, що складаються з плоского днища, циліндричної частини та даху. Такі резервуари будуються зазвичай ємністю до 10 000 м. Циліндрична частина резервуара виготовляється з поясів, висота яких визначається шириною листів і дорівнює 1400-1500 мм. Вертикальні шви зварюються в стик, горизонтальні - в стик або нахлестку. Ширина нахлестки повинна дорівнювати чотириразовій товщині листа, але не менше 20 мм. Листи даху укладаються на гратчасті ферми і балки, що розташовуються по радіусах і скріплюються поперечними прогонами.
В даний час при виготовленні резервуарів широко використовуються найбільш передові способи зварювання - автоматична та напівавтоматична під шаром флюсу та в середовищі вуглекислого газу. Ручне зварювання застосовується при складально-монтажних роботах. Використовуються також нові методи організації робіт з будівництва резервуарів. Так, наприклад, набув поширення новий рулонний метод виготовлення великих резервуарів, розроблений співробітниками Інституту електрозварювання ім. е.О. Патона. За цим способом стінка, днище і покрівля резервуара виготовляються заздалегідь на заводі з окремих листів із застосуванням автоматичного зварювання. рулон діаметром 2,8 м, вагою 40 т.
За допомогою кранів рулони встановлюють на днище (рис. 68), за допомогою лебідок і тракторів їх розгортають, після чого резер-
Мал. 68. Розгортання рулону корпусу та монтаж ферм покрівлі при виготовленні нафторезервуару
вуар остаточно зварюють Ферми покрівлі монтуються в процесі розгортання рулону
які посвідчили (диплом) на право зварювання судин, що працюють під тиском.
Судини ємністю не понад 25 л, у яких добуток ємності в літрах на робочий тиск в атмосферах становить не більше 200, не підлягають дії зазначених вище правил незалежно від величини робочого тиску в них.
Наплавлений мзтал швів у судинах для роботи під високим тиском повинен мати механічні властивості, зазначені в табл. 22.
Механічні властивості наплавленого металу швів судин, що працюють під тиском
Механічні властивості наплавленого металу
Межа міцності, кгс/мм2. .
Відносне подовження, % (не
Ударна в'язкість, кг с - м j см2 (не менше).
Не їсти ОС чи ТУ стали
нижче ниж :нового л
металу. п етствующ[9]
ла інш - про ГОСТ
Застосовувані при зварюванні такихрезервуарів електроди та метал повинні мати сертифікати*, що засвідчують їхню якість. Судини, виготовлені з вуглецевих сталей, підлягають обов'язковій термообробці у таких випадках:
а) якщо товщина стінки циліндричної частини або днища посудини у місці зварного стику понад 35 мм
б) якщо товщина стінки циліндричної частини судини, виготовленої з листової сталі вальців, перевищує величину, ви-
п чисельну за формулою ^2р127 > де DB - внутрішній діаметр судини, см;
в) при виготовленні днищ судини (незалежно від товщини їх стінки) холодним або гарячим штампуванням при температурі закінчення штампування нижче 700°. Днища можуть піддаватися термообробці до приварювання їх до обічайки, і в цьому випадку термообробка судини може не проводитися, якщо вона не потрібна згідно з пп. а і б.
Допускається термообробка посудини частинами з подальшою остаточною місцевою термообробкою сполучного шва в кільцевій печі або спеціальними нагрівальними пристроями.
Перевірка механічних властивостей зварних з'єднань судин, що працюють під тиском, здійснюється шляхом випробування зразків, вирізаних із пробних пластин, зварених одночасно з основним виробом. Механічні властивості зварних з'єднань повинні задовольняти наведеним вище вимогам правил Держгіртехнагляду СРСР.
Після зварювання всі вироби випробовуються на міцність і щільність гідравлічним тиском. Для судин, у яких робочий тиск менше 5 ати, величина пробного гідравлічного тиску береться на 50% більше за величину робочого тиску, але не нижче 2 ати. При робочому тиску понад 5 ати пробний гідравлічний тиск повинен на 25% (але не менше ніж на 3 ати) перевищувати робочий тиск. Елементи судин, що працюють притемпературі стінки понад 450° і незалежно від температури стінки - при тиску понад 50 атм, а також судини, виготовлені з легованої сталі, що сприймає загартування на повітрі або схильні до утворення міжкристалітних тріщин, піддаються ще металографічним дослідженням зварних зразків, вирізаних з контрольних якщо ці випробування передбачені ТУ на виготовлення.
Крім вищезгаданих випробувань, стикові зварні шви досліджуються шляхом прояву: чивання рентгенівськими або гамма-променями [10]. У судинах, що працюють при тиску понад 50 атм і температурі стінки понад +430 і нижче -70 °, просвічується 25% загальної довжини стикових швів; у судинах, що зазнають тиску до 50 атм і працюють при температурі стінки від +200 до +400 і від -49 до -70 °, -15% довжини стикових швів; в судинах з тиском до 16 атм і температурою стінки від +200 до -40 ° -10% довжини стикових швів.
Усі виконані шви зварювальник зобов'язаний таврувати наданим йому номером або шифром.
У судинах, що працюють під тиском, слід застосовувати стикові шви по можливості з двостороннім зварюванням або з підварюванням зворотного боку. Зварювання має вестися переважно у нижньому положенні. Складальні отвори в листах, що зварюються, не допускаються.
Днища судин, що працюють під тиском, роблять зазвичай опуклими і приварюють до обичайки стиковим швом. Поздовжні та поперечні шви обичайок повинні бути тільки стиковими Допускаються з'єднання в тавр для приварювання плоских днищ, грубих грат, фланців, штуцерів та інших подібних елементів, а також двостороннє приварювання опуклих днищ у нахлестку до циліндричної обічайки з товщиною відбортованої мм.
В даний час більшість судин, що працюють під тиском, виконують за допомогоюавтоматичного зварювання під флюсом, а товстостінні судини - автоматичного електрошлакового зварювання. Ці сучасні способи зварювання забезпечують більшу продуктивність та високу якість зварних швів. Ручним дуговим зварюванням виконуються лише короткі шви в місцях прихваток, приварювання патрубків, опор, люків та ін., а також іноді проводиться попереднє підварювання кореня швів, зварюваних автоматичним зварюванням, якщо це підварювання передбачене за технологією.