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.