Сварные конструкции. Расчет и проектирование

ПРИМЕНЕНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ И ЦИСТЕРН

Большое распространение получило строительство ре­зервуаров и различного рода химической аппаратуры, рабо­тающих при низких температурах. Для таких конструкций очень важно выбрать материал, не подверженный хрупким разрушениям. Для изделий, работающих при температуре
до _60 °С, применяют углеродистые стали с небольшим со­держанием никеля (1. . .3,5%). Для конструкций, работаю­щих при более низких температурах, применяют стали, содержащие 5% никеля; при этом необходима специальная термическая обработка. Сварку резервуаров из этих сталей можно успешно производить дуговыми автоматами, легиро­ванной проволокой. При этом допускаемые напряжения для сварных соединений составят около 200 МПа.

Резервуары, работающие при низких температурах, не­редко устанавливают на судах. В результате вибраций от волн в этих судах в процессе эксплуатации в отдельных случаях возникали трещины усталости. Сталь с содержани­ем до 9% никеля хорошо работает в таких условиях при температуре конструкции до —160 ]С. Предел прочности при этой температуре 650 МПа. Предел выносливости свар­ных соединений при пульсирующих нагрузках и обычном оформлении стыковых швов 100. . .ПОМПа, а при после­дующей механической обработке 245 МПа.

Ударная вязкость в зоне, где температура при сварке до­стигает 900 °С, уменьшается в два раза, а в зоне, где Т= = 1275 °С,— в 5. . .6 раз по сравнению с ударной вязкостью зон, не подвергавшихся нагреву.

Для хранения жидкого водорода изготовляют сварные сосуды из сплава, содержащего 60% железа и 40% никеля.

Успешно применяют для сварных сосудов, работаю­щих при низких температурах, алюминиевые сплавы, кото­рые свариваются дуговым и электрошлаковым способами. Нередко их изготовляют двухступенчатыми. Алюминиевые сплавы обладают повышенной стойкостью против коррозии, малой плотностью и сохраняют пластические и вязкие свойства при работе в условиях низких температур. Из листовых элементов изготовляют различные резервуары, стационарные и транспортные цистерны, вакуумные аппа­раты, теплообменники. На рис. 13.11 приведен пример ре­зервуара из алюминиевого сплава, выполненного аргоно­дуговой сваркой. Все швы стыковые; толщина стенок ци­линдрической части s=6. . .20 мм, сферического перекры­тия s= 15 мм, днища в сегментном кольце s~ 15 мм и в сред­ней части s=6 мм.

В СССР значительное количество цистерн и резервуаров сварено автоматами под флюсом. Хорошо сваривают этим способом конструкции из сплава АМгб и др. Соедине­ния конструкций из алюминиевого сплава иногда обладают недостаточной сопротивляемостью образованию кристалли­зационных трещин при сварке. Поэтому при просктирова-

нии следует учитывать это обстоятельство и избегать соеди­нений очень высокой жесткости, при сварке которых воз­можно образование трещин.