Металлоконструкции

Стальные конструкции. Монтаж стальных конструкций

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Сферические одностенчатые резервуары служат для хранения под давлением топливных газов и легкоиспаряющихся веществ. Сферические резервуары являются поэтому хранилищами в газовой сети или представляют собой оборудование, которое входит в состав производственных линий в химической промышленности. В зависимости от выполняемой функции сферические резервуары будут отличаться вместимостью и рабочим давлением. Резервуары, предназначенные для хранения топливных газов, имеют, как правило, большой диаметр, а рабочее давление не превышает в них обычно 1 МПа. Например, один из крупнейших шаровых резервуаров для топливного газа, построенный в 1958 г. в Вуппертале (ФРГ), имеет диаметр 47,3 м и эксплуатируется под давлением 0,45 МПа. Резервуары для легкоиспаряющихся веществ имеют меньшие диаметры, чаще всего в пределах 10—18 м, однако они проектируются на гораздо большее эксплуатационное давление, доходящее до 4 МПа.

Кроме одностенчатых резервуаров уже несколько лет сооружаются также двустенчатые сферические- резервуары. Они предназначены для хранения сжиженных газов при обычном давлении, но при пониженной температуре, доходящей до 0 К при хранении сжиженного гелия или водорода. Эти резервуары состоят из двух концентрических сферических оболочек, отличающихся диаметром в пределах 2 м. Внутренняя оболочка является емкостью для хранения продуктов, а внешняя оболочка обеспечивает защиту изоляции и дает возможность создать требуемое незначительное избыточное давление в изолирующем пространстве.

Монтаж сферических резервуаров очень сложен. Это связано как с самой формой оболочки, так и с допустимыми при приемке только минимальными отклонениями от идеально сферической формы. Ограничение до минимума монтажных деформаций, а также требование выполнения сварных швов высокого качества необходимо для безопасной эксплуатации резервуара при высоком внутреннем давлении и одновременном отсутствии защиты от атмосферных воздействий, главным образом при низких температурах.

Размеры сооружаемых в настоящее время сферических резервуаров исключают возможность их сборки на заводах. Поэтому резервуары собирают непосредственно на фундаментах.

Уникальным решением было сооружение сферической оболочки атомного реактора на расстоянии 100 м от места установки и затем ее надвижка по путям. Оболочка реактора имеет диаметр 27 м и массу около 1000 т. Указанный выше способ был применен для одновременного сооружения оболочки реактора и железобетонного здания электростанции

В обычных условиях, как уже говорилось, сборка резервуаров происходит непосредственно на строительной площадке. При использовании ручной сварки сборка оболочки резервуара может начинаться от экваториального пояса или от нижней части. Первым способом монтируются главным образом резервуары с диаметрами до 18 м, а вторым — резервуары большего диаметра.

При сборке оболочки резервуаров, выполненной из высокопрочной стали,   монтажные скобы следует  крепить непосредственно у  кромки стального листа, т.е. в зоне, которая затем, во время сварки, будет расплавлена. Не следует также применять леса, которые подвешивают на захватных приспособлениях, приваренных к листам оболочки резервуара. Правда, это осложняет сооружение лесов, но зато исключает структурные дефекты, которые остаются в оболочке резервуара после удаления монтажных захватных приспособлений.

Часто применяется предварительная сборка двух листов оболочки резервуара, что позволяет ограничить длину швов, выполняемых в неудобных для работы положениях (в том числе потолочных). Такую сборку ведут на специальных монтажных стендах, установленных на строительной площадке в непосредственной близости от фундамента резервуара.

Для исключения ручной монтажной сварки в СССР разработан метод сооружения сферических резервуаров на специальных манипуляторах, установленных на фундаменте резервуара. Такой манипулятор, имеющий соответствующий комплект роликов, обеспечивает поворот собранной на нем оболочки резервуара на 360°. Поэтому сварку можно выполнить стационарным сварочным автоматом под флюсом. Недостатком метода является точечное опирание на роликах манипулятора оболочки резервуара, листы которой имеют прихватное соединение, в связи с чем оболочка не имеет достаточной жесткости и при больших диаметрах резервуара местами деформируется.  Вследствие этого указанный метод применяется только при монтаже резервуаров небольших диаметров. До настоящего времени этим методом монтировались резервуары максимальной вместимости 2000 мЗ.

Чаще всего при сооружении сферических резервуаров в настоящее время используют ручную монтажную сварку. Это создает необходимость для монтажной организации иметь в своем распоряжении высококвалифицированных сварщиков, так как для сооружения оболочек резервуаров применяются обычно низколегированные сорта стали,.характеризующиеся высокой прочностью (однако сваривать их гораздо труднее, чем малоуглеродистую сталь). Обеспечение, соответствующих условий во время сварки требует применения монтажных ограждений и даже помещения всего резервуара на время сварки под пневматической оболочкой.

Результатом поисков ограничения числа швов, выполняемых в неудобных для работы положениях, было создание так называемого метода полусфер. При использовании этого метода оболочку резервуара собирают и сваривают на уровне земли на специальных монтажных стендах, защищенных от атмосферных воздействий. Монтаж полусфер оболочки резервуара на фундаменте производится с помощью соответствующих подъемных устройств; наиболее подходящие из них— козловые краны.

Этот метод рентабелен при проведении монтажа комплекса резервуаров на одной строительной площадке, особенно когда в соответствии с технологическими требованиями их надо установить на высоких фундаментах.