Сварные конструкции. Расчет и проектирование

ЦИСТЕРНЫ

Так как давление р от веса жидкости, как правило, очень мало, то определение толщины стенок на основании формулы (13.5) приводит к очень малому значению s. Цис­терны с такими стенками не обладают достаточной жест­костью, поэтому расчетные давления определяются согласно специальным техническим указаниям.

Конструктивные формы цистерн и типы сварных соеди­нений выбирают в зависимости от условий работы. Так, для хранения нелетучих жидкостей (вода, масло, мазут) исполь - ауют цистерны с неотбортованными днищами; их привари­вают к обечайке угловыми швами. Сварные соединения лис­товых элементов обечайки нахлесточные. При этом днища
делают коническими или даже плоскими. Плоские днища просты для изготовления, но при нагружениях возникают значительные напряжения от изгиба и возможно возникно­вение пластических деформаций. Для исключения пласти­ческих деформаций используютднища сотбортовкой, как это видно на рис. 13.6, где приведен пример горизонтальной стационарной цистерны из стали СтЗ объемом 75 м3. Цилинд­рическая часть имеет продольные стыковые швы, располо­женные вразбежку, и кольцевые нахлесточные соединения

с угловыми швами. Толщина стенок цилиндрической части и днища s=4 мм. Днища сварены из нескольких листов стыковыми соединениями н имеют эллиптическую форму. Сопряжения цилиндра с днищем плавные.

В цистернах, предназначенных для транспортирования жидких продуктов, при движении возникают удары жидко­сти в днище, равносильные возникновению избыточного внутреннего давления. Поэтому все соединения транспорт­ных цистерн выполняют стыковыми, как в сосудах, рабо­тающих под внутренним давлением, в том числе и соедине­ние кромки отбортованного днища с цилиндрической обе­чайкой.

Типичны цистерны-вагоны для перевозки жидких про­дуктов. Ввиду их большого диаметра и большой жесткости они выполняют функцию несущей конструкции, поддержи­ваемой вагонными тележками.

В листовых конструкциях возле отверстий для приварки различного рода труб, патрубков, штуцеров образуются местные напряжения, создающие значительную концентра­цию. Для ослабления эффекта выреза прибегают к местным усилениям стенки, например приваривают кольца, как это показано на рис. 13.7, а. Такое усиление применяют наи­более часто в резервуарах. Нели диаметр патрубка невелик, применение усиливающего кольца становится необязатель­ным (рис. 13.7, б). Для повышения плотности соединения
рационален глубокий провар шва (рис. 13.7, в) и примене­ние дсконцентраторов напряжений. Устранение концентра­ции напряжений достигается применением соединений, изо­браженных на рис. 13.7, г. Их применяют несмотря на то, что они наиболее трудны в технологическом отношении.

Рнс. 13.7. Приварка патрубков:

а — усиливающим кольцом; б — при малом диаметре патрубка; а — при глубо. ком проваре; а — с устранением концентраций напряжений

Приварка патрубков к резервуарам оказывает значи­тельное влияние на их прочность при работе под перемен­ными нагрузками.