Домашнее задание: написать конспект урока в рабочей тетради
План-конспект урока № 26
МДК.01.02 Технология производства сварных конструкций
Тема 1.4. Изготовление сварных металлоконструкций
Тема урока: «Листовые оболочковые конструкции»
Цель урока: Формирование у учащихся представлений о листовых оболочковых конструкциях их типах, видах, назначении, конструктивных особенностей. Воспитать интерес к профессии сварщика. Воспитание бережного отношения к оборудованию и материалам. Формирование у учащихся навык самостоятельности, преодоление трудностей и осуществление самоконтроля.
Ход урока:
Изучение нового материала.
Листовые оболочковые конструкции, представляют собой различные сооружения типа оболочек, несущей основой которых являются плоские или изогнутые металлические листы (пластинки и оболочки). Они применяются для хранения, перегрузки, транспортировки, технологической переработки жидкостей, газов и сыпучих материалов. Они испытывают избыточное давление.
Основное требование предъявляемое к ним - герметичность соединений.
По назначению листовые конструкции подразделяют:
1. на резервуары для хранения жидкостей (нефть, нефтепродукты, кислоты и др.);
2. Газгольдеры для хранения и выравнивания состава газов;
3. Бункеры и силосы для хранения и перегрузки сыпучих материалов (руда, цемент, уголь, песок и др.);
4. Конструкции доменных цехов (кожухи доменных печей, воздухонагревателей, пылеуловителей);
|
|
|
5. конструкции специальных технологических установок химических и нефтеперерабатывающих заводов;
6. Трубопроводы большого диаметра (более 600 мм) для транспортирования воды и газов, используемые на гидроэлектростанциях, металлургических, нефтехимических и иных предприятиях.
Резервуары. Эти сосуды предназначены для приемки, хранения, технологической обработки и отпуска различных жидкостей (нефть, нефтепродукты, сжиженные газы, вода, водный аммиак и др.).
В зависимости от формы и положения в пространстве резервуары подразделяют на:
1. вертикальные и горизонтальные;
2. цилиндрические;
3. сферические;
4. каплевидные и др.
По расположению относительно уровня строительной площадки резервуары могут быть:
1. Надземными (днище резервуара расположено выше уровня грунта на опорах);
2. Наземными (днище опирается на грунт)
3. Подземными (расположены ниже уровня площадки).
Вертикальные цилиндрические резервуары бывают:
1. со стационарной крышей,
2. понтоном
3. плавающей крышей.
Стационарная крыша может быть конической, сферической и висячей.
В резервуарах низкого давления со стационарной крышей хранят нефтепродукты с низкой упругостью паров. Резервуары предназначены для эксплуатации при малой оборачиваемости нефтепродуктов (не более 10—12 раз в год). Для хранения нефти и легкоиспаряющихся нефтепродуктов при большой оборачиваемости используют резервуары с плавающей крышей или понтоном.
|
|
|
Резервуары повышенного давления применяют для длительного хранения нефтепродуктов при оборачиваемости не более 10-12 раз в год.
Наиболее широко распространены типовые вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления вместимостью 20... 100 тыс. м2. На рис. 1.1 представлена конструкции такого резервуара, Он состоит из щитовой крыши 1, которая опирается па центральную стойку 4, цилиндрического корпуса 2 и днища 3.
Рис.1.1 Вертикальный цилиндрический резервуар низкого давления:
1 — кровля; 2 — корпус; 3 — днище; 4 — стойка
Днище резервуара устанавливают на специально подготовленное основание, имеющее уклон от центра к краям. На днище действует небольшая равномерно распределенная нагрузка, создаваемая весом продукта. Толщина днища составляет 4 мм при диаметре резервуара менее 18 м, 5 мм при диаметре 18...25 м и б мм при диаметре более 25 м.
Корпус резервуара под воздействием гидростатического давления хранимого продукта испытывает растяжение. Толщина листов стенки корпуса должна составлять не менее 4 мм. Листы сваривают встык.
|
|
|
Крыша резервуара опирается на корпус, а в некоторых резервуарах — и на центральную стойку. Толщина листов крыши составляет 2,5...3 мм.
Вертикальные цилиндрические резервуары возводят с применением готовых рулонированных полотнищ днища, корпуса и крыши. При монтаже их разворачивают и сваривают друг с другом. Изготовление резервуаров методом рулонирования сокращает сроки строительства и позволяет перенести основную часть трудоемких сварочных работ в более удобные заводские условия.
Вертикальные цилиндрические резервуары повышенного давления имеют сферическую или сфероцилиндрическую кровлю и плоское или выпуклое днище.
Горизонтальные цилиндрические резервуары (рис. 1.2) проектируют диаметром до 4 м, их длина достигает 40 м, а вместимость — 400 м3. Давление в резервуарах может составлять 40... 70 кПа — для жидкостей и 200... 1 800 кПа — для сжиженных газов. Для удобства транспортирования диаметр резервуаров не должен превышать 3,25 м. Эти резервуары наиболее экономичны, поскольку они могут быть полностью изготовлены в заводских условиях.
|
|
|
Рис.1.2. Горизонтальный цилиндрический резервуар:
1 — днище эллиптической формы; 9 — цилиндрический корпус; 3 — лестница для осмотре; 4 — штуцер; 5 — опора, 6 — кольцевой шов; 7 — продольный шов
Шаровые резервуары применяют для хранения сжиженных газов и низкокипящих нефтепродуктов. Их устанавливают на 8— 12 колонн или специальное опорное кольцо.
Каплевидные резервуары имеют форму капли жидкости на несмачивающейся поверхности. Такие резервуары наиболее экономичны по затратам стали на их изготовление. Целесообразно использование резервуаров вместимостью 2...6 тыс. м3.
Изотермические резервуары предназначены для низкотемпературного хранения сжиженных газов. Они отличаются от резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов тем, что изготавливаются из специальных хладостойких материалов, имеют теплоизоляцию и дополнительную защиту от атмосферных воздействий.
Изотермические резервуары классифицируют по различным признакам:
По конструктивному исполнению стенок выделяют одностенные и двухстенные резервуары;
по конструктивному исполнению внутренней крыши — резервуары с самонесущей и подвесной крышей;
по типу изоляции — с экранной, пористой и засыпной изоляцией;
по положению относительно уровня земли — наземные и заглубленные.
Фундамент резервуаров сконструирован таким образом, чтобы исключить промерзание грунта под основанием. Фундамент может быть выполнен на сваях или с устройством для постоянного обогрева основания резервуара.
Газгольдеры. Эти сосуды предназначены для хранения, выравнивания состава и перемешивания различных газов, они могут быть низкого (до 5 кПа) и высокого (5...3000 кПа) давления.
Различают газгольдеры постоянного давления и постоянной вместимости. При опорожнении или наполнении газгольдеров постоянного давления изменяется их вместимость, а давление остается постоянным, и наоборот.
Газгольдеры низкого давления имеют переменную вместимость и подразделяются на две группы: мокрые, с вертикальными и винтовыми направляющими, и сухие, с поршнем или гибкой секцией.
Основным элементом мокрых газгольдеров является цилиндрический резервуар, наполняемый водой, в котором находится подвижное звено — колокол. В газгольдерах большой вместимости 110 тыс. м3) между резервуаром и колоколом размещаются подвижные звенья — телескопы. Газ подается под колокол и создает давление, поднимающее его до определенного (положения Вода, находящаяся в карманах-желобах, расположенных по периметру колокола и телескопов, является гидравлическим затвором, препятствующим выходу газа наружу.
В мокрых газгольдерах колокол и телескопы могут перемещаться по вертикальным или винтовым направляющим. Мокрый газгольдер с винтовыми направляющими показан на рис. 1.3. Направляющие расположены на внешней поверхности газгольдера под углом 45° к основанию. Масса таких газгольдеров примерно на 10% меньше, чем у газгольдеров с вертикальными направляющими.
Рис. 1.3. Мокрый газгольдер с винтовыми направляющими
Сухие газгольдеры поршневого типа представляют собой вертикальный резервуар, внутри которого находится поршень. Газ под давлением 2...4 кПа подается под поршень и поднимает его до; определенного положения. При отборе газа поршень опускается. В полости между поршнем и внутренней поверхностью корпуса устроен скользящий затвор, препятствующий проникновению газа в надпорпшевое пространство.
К достоинствам сухих газгольдеров можно отнести то. что они не требуют водяного резервуара и устройства подогрева воды в зимнее время, хранимый газ не увлажняется, а расход стали несколько меньше, чем при изготовлении мокрых газгольдеров. Недостатки сухих газгольдеров — высокие трудоемкость изготовления и стоимость эксплуатации.
Сухие газгольдеры с гибкой секцией применяют в химической промышленности: они герметичны, хранимый газ не увлажняется и не засоряется маслами, как в газгольдере поршневого типа. Недвижная часть газгольдера может подниматься при заполнении его газом, она снабжена роликами, по которым во встречных направлениях проходят два каната, предохраняющие подвижную часть от перекоса. Герметичность между корпусом и подвижной частью обеспечивает прикрепленная к ним гибкая цилиндрическая секция из прорезиненной ткани.
Бункеры и силосы. Эти сосуды предназначены для хранения и перегрузки сыпучих материалов. Бункер в отличие от силоса рассчитан на кратковременное хранение материалов, поэтому высота его верхней части значительно меньше. Основной нагрузкой для бункеров и силосов является давление сыпучего материала. Кроме того, они должны воспринимать собственный вес конструкции и атмосферное воздействие (снег, ветер). Содержимое в бункере перемещается под действием силы тяжести, поэтому его загрузка происходит сверху, а разгрузка — через нижнюю часть при помощи затворов или питателей.
Бункеры могут быть квадратными, прямоугольными и круглыми.
Силосы, как правило, круглые.
Основными частями бункера (рис. 1.4) являются верхняя опорная рама 1, корпус 2, ребра жесткости 3 и нижняя рама 4. Опорная рама обычно изготавливается из швеллеров или уголкового профиля, корпус бункера — из листовой стали.
Рис. 1.4. Бункер:
1 — верхняя опорная рама; 2 — корпус; 3 — ребро жесткости; 4 — нижняя рама
Если вместимость бункера невелика, то выполняют нахлесточные сварные соединения, и установка ребер жесткости не требуется. Если бункер имеет большую вместимость, то возможно действие ударных нагрузок, поэтому толщина применяемого металла может быть значительной. При сварке таких бункеров выполняются стыковые швы с использованием средств механизации и автоматизации.
Прямоугольные бункеры удобны для объединения их в многоячейковые конструкции. Однако материал в них используется нерационально, и бункеры большой вместимости целесообразно изготавливать из оболочек.
Круглые бункеры и силосы состоят из «цилиндрической верхней части и конической воронки. Они имеют меньшую массу, чем прямоугольные.
Для хранения больших объемов сыпучих материалов применяют подвесные бункеры с гибкими параболическими стенками.
Листовые конструкции доменных цехов. Комплекс инженерных сооружений, предназначенных для выплавки чугуна из железной руды, называют доменным цехом. К листовым конструкциям доменных цехов относятся кожухи доменных печей, воздухонагреватели, пылеуловители, лифты, транспортерные галереи, электрофильтры и газовоздухопроводы.
Кожух доменной печи воспринимает значительное внутреннее давление, поэтому его толщина в нижней части составляет 40... 45 мм, а в верхней — 22...30 мм. Все листы кожуха сваривают стыковыми швами с разделкой кромок.
Воздухонагреватели представляют собой вертикальные цилиндрические сосуды диаметром 8... 10 м со сферическим куполом и плоским днищем. Общая высота воздухонагревателя составляет 4050 м, а толщина стенки,— 20...32 мм. Конструкция собирается йз отдельных листов, укрупняемых на монтажной площадке в отдельные блоки.
Пылеуловители представляют собой цилиндрические сооружения диаметром 8... 12 м и высотой 12... 14 м с конусообразными куполом и днищем, установленным на стальных или железобетонных колоннах. Между колоннами проходят железнодорожные пути, по которым в специальных вагонах вывозится пыль. В кону-сообразном днище имеется выпускное отверстие для пыли. Толщина стенки пылеуловителя составляет 12... 16 мм.
Сосуды и аппараты, работающие под давлением. Это герметически закрытые емкости с внутренними устройствами, предназначенные для ведения химических и тепловых процессов, а также пустотелые сосуды для хранения и транспортирования сжатых, сжиженных и растворенных газов и жидкостей под давлением.
К сосудам с внутренними устройствами относятся
1. ректификационные колонны,
2. абсорберы,
3. десорберы,
4. реакторы и др.
Наиболее часто встречающиеся типы пустотелых сосудов - это сферические резервуары, горизонтальные емкости постоянной вместимости, автоклавы и др.
Конструкция сосудов должна быть достаточно надежной, безопасной в эксплуатации и предусматривающей возможность внешнего и .внутреннего осмотра, промывки и ремонта. Для этого, сосуды и аппараты диаметром более 800 мм необходимо. снабдить достаточным числом лазов, расположенных в местах, доступных для обслуживания. Сосуды диаметром менее 800 мм должны иметь л доступных местах круглые или овальные люки. Исключат, приставляют теплообменники, которые разрешается изготавливать без лазов. Днища сосудов должны иметь эллиптическую форму (исключение составляют сосуды диаметром до 500 мм, у которых могут быть плоские днища). Сварные швы сосудов, работающих под давлением, должны быть только стыковыми. Допускается применении тавровых сварных соединений для приварки плоских днищ, фланцев и штуцеров. При сварке штуцеров в целях повышения надежности соединения на корпус сосуда устанавливают накладку, называемую воротником. Крестообразные пересечения сварных швов, выполненных ручной дуговой сваркой, не допускаются. В этом случае швы должны быть смещены по отношению друг к другу на расстояние не менее 100 мм. В целях обеспечения возможности проведения осмотра сварных швов в горизонтальных сосудах не разрешается располагать сварные швы в пределах центрального угла нижней части корпуса, равного 140°. Сварные швы, расположенные на торце или днище сосудов, не должны перекрываться их опорами.
Материалы, применяемые для изготовления сосудов, работающих под давлением, должны обладать хорошей свариваемостью, прочностью и пластичностью. К ним относятся углеродистые стали обыкновенного качества, углеродистые качественные конструкционные и высоколегированные стали, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные сплавы, цветные металлы и их сплавы.
Качество и свойства материалов должны удовлетворять требованиям стандартов и технических условий и подтверждаться сертификатами заводов-поставщиков.
Сварку сосудов могут производить только те сварщики, которые имеют допуск к выполнению ответственных сварочных работ. Перед началом сварки должно быть проверено качество сборки соединяемых элементов. Не допускается подгонка кромок, вызывающая дополнительные сварочные деформации, и ведение сварочных работ при отрицательной температуре окружающей среды. Для снятия внутренних напряжений в сварных соединениях и стенках сосудов допускается производить термическую обработку.
Все сосуды после их изготовления подвергают гидравлическому испытании) на прочность, а если необходимо проверить их герметичность — еще и пневматическому испытанию. Гидравлическое испытанно производят пробным давлением, под которым сосуд выдерживают в течение некоторого времени: при толщине стенки до 50 мм — 10 мин; 50... 100 мм — 20 мин; свыше 100 мм — 30 мин.
Пневматическому испытанию подвергают сосуды для горючих, взрывоопасных н токсичных газов или жидкостей, его выполняют с применением сухого воздуха, причем давление в сосуде должно повышаться плавно до испытательного значения. Вновь устанавливаемый сосуд признается выдержавшим испытание, если падение давления в течение 1 ч не превышает 0,1 % для токсичных и 0,2 % для пожаро- и взрывоопасных сред.
Дефекты, обнаруженные в процессе изготовления, монтажа и испытания, должны быть устранены с последующим контролем исправленных участков. Для того чтобы не произошел разрыв сосуда в процессе эксплуатации при внезапном повышении рабочего давления, на него устанавливают предохранительные клапаны различной конструкции.
Трубопроводы. Эти сооружения являются одним из самых распространенных видов сварных конструкций и находят широкое применение в строительстве, мелиорации и сельском хозяйстве. Трубопроводы представляют собой устройства для транспортирование жидких, газообразных и сыпучих веществ при различных давлениях и температурах. Трубопроводы должны обладать надежностью, безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и стойкостью против коррозии.
К технологическим относятся трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируется сырье, полуфабрикаты, готовая продукция, материалы, обеспечивающие ведение технологического процесса и эксплуатацию оборудования (пар, вода, топливо), отработанные и промежуточные продукты, а также отходы производства.
В зависимости от территориального размещения трубопроводы могут быть внутри- и межцеховыми. Внутрицеховые трубопроводы соединяют отдельные виды оборудования и располагаются в пределах одной установки или цеха. Межцеховые трубопроводы соединяют отдельные цеха, установки и оборудование. Основой таких трубопроводов являются прямолинейные участки. По сравнению с внутрицеховыми трубопроводами они имеют большой средний диаметр труб и меньшее число сварных соединений.
Важными характеристиками трубопроводов являются условный проход, условное, рабочее и пробное давления, степень агрессивности транспортируемой среды.
Под условным проходом понимают номинальный внутренний диаметр изделия. Для трубопроводов больших диаметров, относящихся к листовым конструкциям, условный проход может иметь следующие значения: 600; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 2 000; 2 400; 3000 мм.
Условное давление — это наибольшее избыточное рабочее давление при температуре 20° С, при котором обеспечивается длительная работа арматуры и соединительных частей трубопровода.
Под рабочимдавлением понимают наибольшее избыточное давление при рабочей температуре транспортируемого продукта, обеспечивающее заданную долговечность арматуры и соединительных частей трубопровода.
Пробным давлением называется избыточное давление, при котором трубопровод подвергают гидравлическому испытанию водой при температуре не выше 100°С.
В зависимости от давления трубопроводы подразделяют на вакуумные, работающие при абсолютном давлении ниже 0.1 МПа. низкого давлений- при 0,1... 10 МПа и высокого давления — при давлении свыше 10 МПа.
По те м перо туре транспортируемого продукта трубопроводы могут быть горячими (свыше 45°С), холодными (до 45°С) и криогенными транспортирующими сжиженные водород и гелий.
Домашнее задание: написать конспект урока в рабочей тетради
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 15; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!