СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Сварка резервуаров и сосудов

Резервуары и сосуды, работающие без давления. К этой груп­пе относятся резервуары и сосуды для хранения жидкостей, газ­гольдеры для газа низкого давления (менее 0,7 ати). Близкими к этим конструкциям по технологическим приемам сварки являются газопроводы большого диаметра, кожухи различного рода хими­ческой аппаратуры, корпуса судов, их переборки, палубы, обшив­ка и пр. Изделия данного типа собирают из листов толщиной до

10— 12 мм, свариваемых друг с другом в стык или в нахлестку При монтаже таких конструкций швы приходится сваривать в разнообразных положениях: нижнем, вертикальном, горизонталь­ном и потолочном. От швов в этих конструкциях требуется не только прочность, но и плотность.

Типичными для данной группы конструкций являются резер­вуары для нефтепродуктов, состоящие из плоского днища, цилинд­рической части и крыши. Такие резервуары строятся обычно ем­костью до 10 000 мъ. Цилиндрическая часть резервуара изготов­ляется из поясов, высота которых определяется шириной листов и равна 1400—1500 мм. Вертикальные швы свариваются в стык, горизонтальные — в стык или в нахлестку. Ширина нахлестки должна равняться четырехкратной толщине листа, но не менее 20 мм Листы крыши укладываются на решетчатые фермы и бал­ки, располагаемые по радиусам и скрепляемые поперечными про­гонами.

В настоящее время при изготовлении резервуаров широко ис­пользуются наиболее передовые способы сварки — автоматиче­ская и полуавтоматическая под слоем флюса и в среде углекис­лого газа. Ручная сварка применяется при сборочно-монтажных работах Используются также новые методы организации работ по строительству резервуаров. Так, например, получил распрост­ранение новый рулонный метод изготовления крупных резервуаров, разработанный сотрудниками Института электросварки им. Е. О. Патона. По этому способу стенка, днище и кровля резервуара изготовляются заблаговременно на заводе из отдельных листов с применением автоматической сварки Готовые полотнища сверты­ваются в рулон и в таком виде транспортируются на место установ­ки резервуара Корпус резервуара емкостью 5000 мА, диаметром 23 м и высотой 12 м сворачивается в восьмислойный рулон диамет­ром 2,8 м, весом 40 т.

С помощью кранов рулоны устанавливают на днище (рис. 68), с помощью лебедок и тракторов их развертывают, после чего резер-

вуар окончательно сваривают Фермы кровли монтируются в про­цессе развертывания рулона Новый способ значительно сокращает стоимость и сроки сборки и сварки резервуаров и позволяет механизировать основные операции по их сооружению, а также улучшает качество резервуаров

Сосуды, работающие под давлением. К этой категории относятся сосуды, в которых рабочее давление превышает атмосферное более чем на 0,7 ати, например резервуары для сжатых газов, химиче­ская аппаратура, паровые котлы, цистерны для сжиженных га­зов и др Качество сварных швсв в таких сосудах должно быть высоким и регламентируется правилами Госгортехнадзора СССР. К сварке этих сосудов допускаются лица сдавшие специальные испытания в соответствии с правилами Госгортехнадзора и полу-

чившие удостоверениз (диплом) на право сварки сосудов, работаю­щих под давлением.

Сосуды емкостью не свыше 25 л, у которых произведение емко­сти в литрах на рабочег давление в атмосферах составляет не бо­лее 200,, не подлежат действию указанных выше правил независи­мо от величины рабочего давления в них.

Наплавленный мзталл швов в сосудах для работы под высоким давлением должен обладать механическими свойствами, указан­ными в табл. 22.

Таблица 22

Механические свойства наплавленного металла швов сосудов, работающих под давлением

Применяемые при сварке таких резервуаров электроды и ме­талл должны иметь сертификаты*, удостоверяющие их качество. Сосуды, изготовленные из углеродистых сталей, подлежат обяза­тельной термообработке в следующих случаях:

а) если толщина стенки цилиндрической части или днища со­суда в месте сварного стыка более 35 мм

б) если толщина стенки цилиндрической части сосуда, изготов­ленной из листовой стали вальцовксй, превышает величину, вы-

п численную по формуле ^2р127, > где DB — внутренний диаметр сосуда, см;

в) при изготовлении днищ сосуда (независимо от толщины их стенки) холодной или горячей штамповкой при температуре оконча­ния штамповки ниже 700°. Днища могут подвергаться термооб­работке до приварки их к обечайке, и в этом случае термообработка, сосуда может не производиться, если она не требуется согласно пп. а и б.

Допускается термообработка сосуда по частям с последующей окончательной местной термообработкой соединительного шва в кольцєеой печи или специальными нагревательными устройства­ми.

Проверка механических свойств сварных соединений сосудов, работающих под давлением, производится путем испытания образ­цов, вырезанных из пробных пластин, сваренных одновременно с основным изделием. Механические свойства сварных соединений должны удовлетворять приведенным выше требованиям правил Гос­гортехнадзора СССР.

После сварки все изделия подвергаются испытанию на проч­ность и плотность гидравлическим давлением. Для сосудов, у ко­торых рабочее давление менее 5 ати, величина пробного гидравли­ческого давления берется на 50% больше величины рабочего дав­ления, но не ниже 2 ати. При рабочем давлении свыше 5 ати пробное гидравлическое давление должно на 25% (но не менее чем на 3 ати) превышать рабочее давление. Элементы сосудов, ра­ботающие при температуре стенки свыше 450° и независимо от тем­пературы стенки — при давлении свыше 50 ати, а также сосуды, изготовленные из легированной стали, воспринимающей закалку на воздухе или склонной к образованию межкристаллитных тре­щин, подвергаются еще металлографическим исследованиям свар­ных образцов, вырезанных из контрольных пластин или стыков, если эти испытания предусмотрены ТУ на изготовление.

Кроме вышеуказанных испытаний, стыковые сварные швы ис­следуются путем проев :чивания рентгеновскими или гамма-луча­ми[10]. В сосудах, работающих при давлении свыше 50 ати и темпе­ратуре стенки свыше +430 и ниже —70°, просвечивается 25% об­щей длины стыковых швов; в сосудах, испытывающих давление до 50 ати и работающих при температуре стенки от +200 до +400 и от —49 до —70°, —15% длины стыковых швов; в сосудах с дав­лением до 16 ати и температурой стенки от +200 до —40°—10% длины стыковых швов.

Все выполненные швы сварщик обязан клеймить присвоенным ему номером или шифром.

Готовые сосуды снабжаются паспортом, в котором указываются: наименование и заводской номер сосуда, наименование и адрес завода-изготовителя, дата выпуска, рабочее давление и темпера­тура стенки, емкость, характер рабочей среды, результаты испыта­ний и другие сведения, требуемые правилами.

В сосудах, работающих под давлением, следует применять стыковые швы по возможности с двухсторонней сваркой или с подваркой обратной стороны. Сварка должна вестись преимуще­ственно в нижнем положении. Сборочные отверстия в свариваемых листах не допускаются.

Днища сосудос, работающих под давлением, делают обычно выпуклыми и приваривают к обечайке стыковым швом. Продоль­ные и поперечные швы обечаек должны быть только стыковыми Допускаются соединения в тавр для приварки плоских днищ, грубных решеток, фланцев, штуцеров и других подобных элемен­тов, а также двухсторонняя приварка выпуклых днищ в нахлест­ку к цилиндрической обечайке при толщине отбортованной части днища не свыше 16 мм.

В настоящее время большинство сосудов, работающих под дав­лением, выполняют с помощью автоматической сварки под флюсом, а толстостенные сосуды — автоматической электрошлаковой свар­ки. Эти современные способы сварки обеспечивают большую про­изводительность и высокое качество сварных швов. Ручной дуговой сваркой выполняются только короткие швы в местах прихваток, приварки патрубков, опор, люков и др., а также иногда произво­дится предварительная подварка корня швов, свариваемых авто­матической сваркой, если эта подварка предусмотрена по техноло­гии.