Файл: Техническое задание на проектирование горизонтального резервуара, правила эксплуатации и обслуживания горизонтальных резервуаров.pdf

24
При расположении резервуара в водонасыщенных грунтах должно учи- тываться возможное всплытие пустого резервуара, для чего необходимо пре- дусмотреть его анкеровку [15].
При определении продольного нормального усилия (напряжения) в стенке надземного резервуара от действия перечисленных нагрузок допуска- ется рассматривать двухопорную балку кольцевого сечения. В данном случае расстояние между опорами l
0
должно быть l
0
= 0,586 l
p
, где l
p является полной длиной резервуара.
Для принятого случая расчетный момент М
р в опасном сечении корпу- са (в пролете или на опоре) будет составлять где р - равномерно распределенная нагрузка от массы резервуара и продукта.
Соответствующие меридиональные напряжения а
1
в корпусе резервуа- ра должны соответствовать требованию.
Минимальная конструктивная толщина стенки корпуса надземного ре- зервуара должна быть не менее 4 мм, а подземного - не менее 5 мм.
Для резервуаров надземного и подземного расположения требуется проводить поверочный расчет устойчивости стенки резервуара.
2.1.3 Требования к выбору стали
Все конструктивные элементы резервуаров по требованиям к материа- лам подразделяют на основные и вспомогательные.
К основным конструкциям относят: стенки, днища, перегородки, опор- ные диафрагмы и кольца жесткости, люки, патрубки, усиливающие накладки, опоры.
К вспомогательным конструкциям относят: лестницы, площадки, пере- ходы и ограждения.
Материалы по химическому составу, механическим свойствам и хладо- стойкости должны соответствовать требованиям настоящего стандарта, про- ектной документации и ТУ на изготовление резервуаров [16].

25
Качество и характеристики материалов должны подтверждаться соот- ветствующими сертификатами.
Для основных конструкций резервуаров должна применяться только углеродистая (полностью раскисленная) сталь обыкновенного качества или низколегированная.
Для вспомогательных конструкций с учетом температурных условий эксплуатации допускается применение углеродистой полуспокойной и кипя- щей сталей [17].
Листовой прокат углеродистых сталей обыкновенного качества и угле- родистых низколегированных сталей следует применять с содержанием серы не более 0,04 % и массовой долей фосфора не более 0,035 % .
Выбор марки стали для конкретного сооружения определяется расчет- ной температурой металла. За расчетную температуру металла следует при- нимать наиболее низкое из двух следующих значений:
1) минимальная температура складируемого продукта;
2) температура наиболее холодной пятидневки для района строительства.
Хладостойкость стали определяют при испытаниях на ударный изгиб по
ГОСТ 9454.
Для района строительства с расчетной температурой минус 40 °С и выше для основных конструкций допускается использовать малоуглероди- стую сталь С245 по ГОСТ 27772.
Требования к ударной вязкости сталей:
- KCU
+20
≥ 78 Дж/см
2
; KCU
-20
≥ 39 Дж/см
2
;
- KCV
+10
≥ 34 Дж/см
2
Для района строительства с расчетной температурой ниже минус 40 °С для основных конструкций должна использоваться низколегированная сталь
С345 по ГОСТ 27772.
Требования к ударной вязкости сталей: а) при расчетной температуре от минус 40 °С до минус 49 °С включитель- но:

26
- KCU
-50
≥ 39 Дж/см
2
;
- КСV
-20
≥ 39 Дж/см
2
; б) при расчетной температуре от минус 50 °С до минус 65 °С:
- KCU
-70
≥ 29 Дж/см
2
;
- KCV
-25
≥ 29 Дж/см
2
Углеродный эквивалент стали С
э для основных конструкций не должен превышать 0,43 %.
Класс сплошности листового проката корпусов резервуаров должен со- ответствовать классу 1 по ГОСТ 22727.
2.1.4 Требования к сварочным материалам
Характеристики сварочных материалов, применяемые для изготовле- ния резервуаров, должны соответствовать требованиям стандартов, ТУ и ра- бочей документации на резервуары.
Качество и характеристики сварочных материалов должны быть под- тверждены соответствующими сертификатами. При отсутствии сертификата на сварочные материалы необходимо их проверять на соответствие требова- ниям стандартов и ТУ [18].
2.2. Изготовление конструкций резервуаров
2.2.1 Общие требования
При изготовлении конструкций резервуаров должны соблюдаться тре- бования настоящего стандарта, ТУ конкретного предприятия-изготовителя, а также требования утвержденных технологических операционных карт и про- ектной документации.
В заказе на поставку металла для резервуаров должны быть указаны следующие требования: марка стали и вид проката по нормативным доку- ментам на конкретные виды проката и марки стали, включая требуемые ха-

27 рактеристики (механические свойства, ударную вязкость, углеродный экви- валент С
э
).
Металл, предназначенный для изготовления резервуара, не должен иметь трещин, закатов, раковин, плен, расслоений и других дефектов.
Допускается зачистка поверхности металлопроката для конструкций резервуара на глубину, не превышающую значений минусового допуска на толщину листа или трубы.
Листовой прокат, предназначенный для изготовления элементов кон- струкций резервуара, должен соответствовать требованиям ГОСТ 19903. По точности прокатки:
- по толщине (до 12 мм) - нормальной точности Б;
- по плоскостности - нормальной ПН.
В случае, если в документации не указываются более жесткие требова- ния, следующие предельные отклонения размеров заготовок устанавливают по ГОСТ 25346:
- для отверстий Н16;
2.2.2 Сварка конструкций
Заводскую сварку конструкций резервуаров следует выполнять в соот- ветствии с утвержденным технологическим процессом, в котором должны быть предусмотрены:
- требования к форме и подготовке кромок свариваемых деталей;
- способы и режимы сварки, качество сварочных материалов, последова- тельность выполнения технологических операций [19].
Применяемый вид сварки конструктивных элементов сварных соеди- нений и швов должен соответствовать требованиям:
- для ручной дуговой сварки - сварные соединения по ГОСТ 5264, сварные соединения под острыми и тупыми углами по ГОСТ 11534;
- для автоматической и механизированной сварки под флюсом - сварные соединения по ГОСТ 8713;

28
- для дуговой сварки в среде защитных газов - сварные соединения по
ГОСТ 14771, сварные соединения под острыми и тупыми углами по ГОСТ
23518.
Аттестацию сварочных материалов и технологии сварки конструктив- ных элементов резервуара проводят с использованием соответствующих процедур.
Способы и режимы сварки элементов конструкций резервуара должны обеспечивать уровень механических свойств и хладостойкости сварных со- единений, предусмотренных требованиями проектной документации и на- стоящего стандарта. Сварные швы должны быть прочноплотными. Прерыви- стые сварные швы при сварке корпусов резервуаров не допускаются.
Сварка резервуаров при отрицательных температурах (ниже минус 20
°С) должна выполняться с подогревом до 120 °С - 160 °.
2.2.3 Сварные соединения и швы
Термины и определения сварных соединений принимать в соответст- вии с нормативными документами на сварку.
Стыковое соединение - сварное соединение двух элементов, примы- кающих друг к другу торцевыми поверхностями.
Угловое соединение - сварное соединение двух элементов, располо- женных под углом и сваренных в месте их примыкания.
Нахлесточное соединение - сварное соединение двух элементов, рас- положенных параллельно и частично перекрывающих друг друга.
Тавровое соединение - сварное соединение, в котором торец одного элемента приварен под прямым углом к боковой поверхности другого эле- мента.
Термины и определения сварных швов.
Стыковой шов - сварной шов стыкового соединения с различной раз- делкой кромок: прямоугольной, Х-образной, К-образной, V -образной.

29
Угловой шов - сварной шов углового, нахлесточного или таврового со- единения.
Типы сварных швов: непрерывный шов - сварной шов без промежутков по длине; прерывистый шов - сварной шов с промежутками по длине, участки шва должны быть не менее 50 мм; прихватки, выполняемые для фиксации взаимного расположения сваривае- мых элементов.
Конструктивные элементы сварных соединений и швов, как правило, должны соответствовать требованиям стандартов на применяемый вид свар- ки: для ручной дуговой сварки; для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом; для дуговой сварки в среде защитных газов.
Общие требования к сварным соединениям
Сварные швы соединений должны быть плотнопрочными и соответст- вовать основному металлу по показателям стандартных механических свойств металла шва: пределу текучести, временному сопротивлению, отно- сительному удлинению, ударной вязкости, углу загиба.
Для улучшения коррозионной стойкости металл шва и основной металл по химическому составу должны быть близки друг к другу.
Технологию сварки следует выбирать таким образом, чтобы избежать возникновения значительных сварочных деформаций и перемещений эле- ментов конструкций.
Ограничения на сварные соединения и швы
Прихватки не рассчитываются на силовые воздействия.
Стыковые соединения деталей неодинаковой толщины при разнице, не пре- вышающей значений, указанных в таблице могут выполняться так же, как и

30 деталей одинаковой толщины; конструктивные элементы разделки кромок и размеры сварочного шва следует выбирать по большей толщине.
Таблица 3 – толщина деталей
Толщина тонкой детали, мм
Допускаемая разница толщины, мм до 4 1 свыше 4 до 20 2 свыше 20 до 30 3 свыше 30 4
При разности в толщине свариваемых деталей выше значений, указанных в табл. 3.1, на детали, имеющей большую толщину, должен быть сделан скос под углом 15 ° с одной или с двух сторон до толщины тонкой детали. При этом конструкцию разделки кромок и размеры сварного шва следует выби- рать по меньшей толщине.
Не допускается смещение свариваемых кромок более: а) 1,0 мм - для деталей толщиной t = 4 ÷ 10 мм; б) 0,1 t - для деталей толщиной t = 10 - 40 мм, но не более 3 мм.
Максимальные катеты угловых сварных швов не должны превышать 1,2 толщины более тонкой детали в соединении.
Для деталей толщиной 4 - 5 мм катет углового сварного шва должен быть ра- вен 4 мм.
Для деталей большей толщины катет углового шва определяется расчетом или конструктивно, но должен быть не менее 5 мм.
Заводские сварные соединения рулонных заготовок выполняются встык.
Нахлесточное соединение со сваркой с одной стороны допускается при сбор- ке днища и крыши из рулонных заготовок с величиной нахлестки не менее 30 мм. При полистовой сборке днищ и крыш допускаются сварные соединения листов встык на подкладке и нахлесточные соединения с величиной нахлест- ки 5 t , но не менее 30 мм.

31
Применяемые соединения
Вертикальные соединения стенки.
Вертикальные соединения стенки должны быть стыковыми с полным про- плавлением по толщине листов:
Рисунок - 5 Вертикальные стыковые соединения стенки а - без разделки кромок; б - со скосом двух кромок; в - с двумя скосами кро- мок; г - с криволинейным скосом кромок.
Вертикальные соединения листов в прилегающих поясах стенки должны быть смещены относительно друг друга на расстояние не менее 8 t , где t - наибольшая из толщин листов прилегающих поясов (рисунок 5).
Для резервуаров II и III класса при изготовлении стенки из рулонных полот- нищ допускаются вертикальные заводские и монтажные стыковые соедине- ния без смещения.
Расстояния между швами патрубков, усиливающих листов и швами стенки должны быть не менее: до вертикальных швов - 250 мм, до горизонтальных швов - 100 мм.
Вертикальные соединения первого пояса стенки должны располагаться на расстоянии не менее 100 мм от стыков окраек днища [20].
Горизонтальные соединения стенки.
Горизонтальные соединения листов должны выполняться двусторонними стыковыми швами с полным проплавлением (рисунок 6).

32
Рисунок 6 - Горизонтальные стыковые соединения стенки а) без разделки кромок; б) с криволинейным скосом одной кромки верхнего листа; в) с двумя скосами одной кромки верхнего листа.
Листы вышележащего пояса должны располагаться в пределах толщины лис- та нижележащего пояса. Взаимное расположение листов соседних поясов ус- танавливается проектом.
Соединения днища
Стыковые соединения применяются при заводском изготовлении руло- нируемых полотнищ днищ. Стыковые соединения на остающейся подкладке применяются для сварки кольцевых окраек, а также при полистовой сборке центральной части днищ.
Нахлесточные соединения днища применяются для соединения между собой рулонируемых полотнищ днищ, листов центральной части днищ при их полистовой сборке, а также для соединения центральной части днищ с кольцевыми окрайками [21].

33
Рисунок 7 - Соединения полотнищ днища
Рисунок 8 - Соединение листов центральной части днища
Рисунок 8 - Соединение центральной части с окрайками днища

34
Соединение днища со стенкой.
Для соединения днища со стенкой применяется тавровое соединение. Для ре- зервуаров с толщиной листов нижнего пояса стенки 20 мм и менее рекомен- дуется тавровое сварное соединение без разделки кромок. Размер катета каж- дого углового шва должен быть не более 12 мм и не менее номинальной толщины окрайки (рисунок 7).
Для резервуаров с толщиной листов нижнего пояса стенки более 20 мм должно применяться тавровое сварное соединение с разделкой кромок.
Сварные швы должны выполняться, как минимум, в два прохода [22].

35
Рисунок 9 - Соединение днища со стенкой.
Соединение листов крыши.
Для соединения листов крыши применяются стыковые и нахлесточные со- единения.
Соединения стационарной крыши со стенкой резервуара (рисунок 9).

36
Требования к сварным соединениям
Механические свойства сварных соединений должны быть не менее:
- временное сопротивление разрыву при температуре 20 °С - не менее значе- ния временного сопротивления основного металла по стандарту или техниче- ским условиям на конкретную марку стали;
- ударная вязкость - не менее: KCU+20 ≥ 78 Дж/см2, KCU-20 ≥ 39 Дж/см2.
В сварных соединениях не допускаются следующие дефекты:
- трещины всех видов;
- свищи и пористость наружной поверхности шва;
- подрезы глубиной более 0,25 мм, протяженность более 10 % длины шва;
- наплывы, прожоги и незаплавленные кратеры;
- смещение кромок свариваемых элементов более 10 % номинальной толщи- ны свариваемых элементов;
- угловатость f в стыковых сварных соединениях более f = (0,1t + 3) мм ме- стный внутренний непровар, расположенный в зоне смыкания корневых швов, глубиной более 10 % толщины стенки и суммарной протяженностью более 5 % длины шва.
Контроль качества сварных соединений
Общие требования
Контроль качества поверхностей резервуара на наличие трещин, закатов, расслоений, снижающих качество продукции, следует проводить визуальным осмотром [23].
Контроль качества сварных соединений следует проводить: а) визуальным осмотром и измерением;