ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (С.А.Куркин) - часть 45

 

53

 
 
 
 

 54

 
 
 
 

 

 

 182

5. ОБОЛОЧКОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ (ЛИСТЫ 127 ... 185) 

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 127 ... 185 

НЕГАБАРИТНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ И СООРУЖЕНИЯ 

Рулонирование листовых конструкций (листы 127, 128) . 
 При  сооружении  конструкций  больших  размеров  возможно  больший  объем  сборочно-сварочных 

работ  стремятся  выполнять  в  условиях  завода-изготовителя.  Размеры  элементов  конструкций,  перево-

зимых к месту монтажа, не должны превышать габарита подвижного состава железных дорог (рис. 1) . 
Применительно к листовым полотнищам толщиной до 18 мм широкое распространение получил метод 
рулонирования,  разработанный  в  Институте  электросварки  им.  Е.О.  Патона.  Крупные  узлы  конструк-

ции в виде полотнищ большого размера собирают, сваривают и сворачивают в рулон на специальных 
установках  (рис. 2) , имеющих  два  яруса  1  и  3,  а  также  барабан 2 для  передачи  полотнища  с  одного 
яруса  на  другой  с  поворотом  на 180 . На  двух  ярусах  расположены  четыре  рабочих  участка : сборки, 

сварки  с  одной  стороны,  сварки  с другой стороны  и контроля и исправления  дефектов.  Перемещение 
полотнища  и  сворачивание  рулона  производят  ритмично  после  завершения  работ  на  каждом  участке. 
При этом полотнище наворачивают на каркас 4, закрепленный во вращателях. 

Листы толщиной до 8 мм собирают внахлестку и сваривают. Это объясняется тем, что тонкие листы 

проще  собирать  и  сваривать,  причем  сворачивание  такого  нахлесточного  соединения  затруднений  не 

вызывает. При толщине листов более 8 мм место нахлестки приобретает заметную жесткость и для сво-

рачивания неудобно. Стыковое соединение листов такой толщины, напротив, оказывается приемлемым 

как с позиции сборки и сварки под флюсом, так и с позиции последующего сворачивания в рулон. 

На рис. 3 показана схема расположения листов врулонируемых полотнищах для стенки резервуара 

объемом 5000 м

3

. Станочная обработка кромок нижних поясов обеспечивает плотную сборку стыковых 

соединений.  Листы,  собираемые  внахлестку,  имеют  риски,  совмещаемые  с  рисками  продольных  осей 

поясов  на  настиле  стенда.  Схема  сборки  и  сварки  первых  двух  секций  этого  полотнища  на  верхнем 

ярусе показана на рис. 4. Римские цифры указывают последовательность укладки листов, арабские — 

последовательность сварки швов. В случае более крупных резервуаров (рис. 5) листы разных поясов мо-

гут отличаться не только толщиной, но и маркой стали, все соединения стыковые, последовательность 

их сварки показана на рис. 6. В каждом цикле сваривают поперечный (вертикальный) и все продоль-

ные стыки А одной секции. При этом поперечный шов закрепляет листы очередной секции п +2, соб-

ранной без прихваток. Продольные стыки сваривают от середины секции п + 1 до середины секции п. 

Для изготовления рулонируемых полотнищ больших размеров со стыковыми швами используют спе-

циальные двухъярусные стенды, обеспечивающие высокий уровень механизации сборки и сварки. Об-

щий вид такого стенда показан на рис. 10 (лист 128). 

Шаговое передвижение полотнища после завершения операций на всех рабочих местах задает меха-

низм сворачивания. После остановки полотнища перемещают систему балок 4,6 и. 7 (лист 127, рис. 7) 

для совмещения кромки собранной секции 1 с осью медной подкладки 3 и последующего прижатия ее 

клавишами 2. Для  этого  из  перечисленных  балок  образуют  мост  4  (лист 128, рис. 8) .перемещаемый 

плоскопараллельно от специального механизма с помощью тяг 5. Листы разных поясов в контейнерах 1 

подают на верхний ярус стенда. Захват, перенос и укладку всех листов (по одному из каждого контей-

нера) осуществляют сразу за один ход транспортирующей самоходной кранбалки 2, несущей необходи-

мое число траверс с вакуумными или магнитными захватами. 

Последовательность  работы  механизмов,  обеспечивающих  сборку,  показана  на  рис. 9. Поданые  из 

контейнеров 1 (рис. 9, а) листы 3 в продольном направлении сдвигаются до упора в кромку ранее соб-

ранного полотнища 5 кранбалкой 2, а в поперечном — боковыми толкателями 4 и 6. Продольная подача 

листов должна предшествовать поперечной для предотвращения образования нахлестки. Когда корот-

кие  кромки  листов  окажутся  под  улавливателями 7, ограничивающими  их  поднятие  над  настилом, 

включают подачу в поперечном направлении (рис. 9,6) . При дальнейшем продвижении кранбалки 2 в 

продольном направлении листы досылаются до упора в кромку ранее сваренного полотнища, что обес-

печивает  прямолинейность  новой  кромки  (рис. 9, в) . При  этом  максимальный  зазор  по  длине  соб-

ранного  стыка  ограничивается  удвоенным  допуском ± 1  мм  на  длину  листов  при  механической  обра-

ботке их кромок. 

После зажатия второй кромки поперечного стыка кла-вишами5 (лист 127, рис. 7) его сваривают под 

флюсом,  используя  двухдуговой  автомат  3  (лист 128, рис. 8) , позволяющий  сваривать  полотнища  из 

листов переменной толщины. Первая дуга образуется одним электрод ом, совершающим колебания по-

перек стыка, вторая дуга — двумя расщепленными электродами. Сварку ведут в направлении от более 

толстых  листов  к  тонким,  изменяя  режим  отключением  одной  из  дуг  при  сохранении  непрерывности 

движения аппарата по всей длине стыка. За время сборки и сварки поперечного стыка (лист 127, рис. 

6) одновременно сваривают все продольные швы. Для этого кран-балку, несущую направляющие двух 

сварочных  головок  и  зажимные  устройства,  последовательно  устанавливают  над  каждой  парой  про-

дольных швов, прижимают кромки к медной подкладке и осуществляют сварку. На нижнем ярусе свар-

ка стыков с обратной стороны выполняется в той же последовательности, но без прижимных устройств. 

Для сворачивания рулонов на стане и последующей транспортировки их к месту монтажа применя-

ют  жесткие  пространственные  каркасы.  Учитывая,  что  большая  пространственная  жесткость  каркаса 

требуется лишь в процессе наворачивания рулонов, используют частично разборные каркасы (рис. 128, 

 

183

рис. 11), состоящие из отдельных колец 3 жесткости и жесткого центрального пространственного ствола 

2. После снятия готового рулона со стенда кольца 3 каркаса закрепляют внутри рулона 1 прихватками с 

помощью косынок, а центральный ствол каркаса удаляют из рулона лебедкой и используют для намотки 

очередного рулона. 

Погрузка рулонов на железнодорожные платформы  (рис. 12) для транспортировки их к месту мон-

тажа  выполняется  методом  перекатывания  со  стеллажей  промежуточного  склада  с  использованием 

подъемной силы мостового крана 1 или усилия лебедки 2. 

Типы вертикальных цилиндрических резервуаров (лист 129) .  

Вертикальные  цилиндрические  резервуары  предназначены  для  хранения  нефти,  нефтепродуктов, 

других жидкостей. Резервуары объемом 5000 м

3

 (рис. 1) сооружают со стационарной конической кры-

шей. Такие резервуары считаются небольшими. В крупных резервуарах (рис. 2) применяют плавающие 

крыши. Для хранения газов при атмосферном давлении используют цилиндрические газгольдеры теле-

скопической конструкции (рис. 3) . 

Расширяется  строительство  изотермических  резервуаров  для  хранения  сжиженных  газов  при  низ-

ких  температурах  и  атмосферном  давлении.  Такой  метод  хранения  экономически  более  выгоден  по 

сравнению с хранением газов в резервуарах под давлением. Применяются одностенные (рис. 5) и дву-

стенные (рис. 4) конструкции. В одностенном резервуаре тепловая изоляция размещается под днищем и 

прикрепляется  к  наружной  поверхности  стенок  и  крыши.  При  двустенной  конструкции  создается  ре-

зервуар  в  резервуаре.  Пространство  между  оболочками  этих  резервуаров  засыпается  теплоизолирую-

щим  материалом.  Двустенные  резервуары  позволяют  обеспечить  надежную  теплоизоляцию  для  храни-

мых продуктов при весьма низких температурах хранения вплоть до -180 °С. 

Изотермические  резервуары  монтируют  на  монолитной  железобетонной  плите,  расположенной  на 

бетонных  опорах-сваях  на  высоте 1,5 ...2м  выше  уровня  земли  (рис. 6). Это  исключает  промерзание 

грунта под резервуаром и улучшает теплоизоляцию. Сборку и сварку днища производят после укладки 

слоя теплоизоляции в виде отдельных блоков 1 и 2 и засыпки 3. 

При  сооружении  вертикальных  цилиндрических  резервуаров  особенно  широко  применяется  метод 

рулонирования полотнищ. 

Монтаж днищ вертикальных цилиндрических резервуаров (лист 130).  
Сооружению  резервуара  предшествует  подготовка  монтажной  площадки  и  основания  резервуара, 

на  котором  собирается  днище  из  рулонных  заготовок.  Для  резервуаров  объемом  до 10 000 м

3

  днища 

(рис. 1, 2) поставляют на монтаж в виде нескольких рулонированных полотнищ, ширина которых соот-
ветствует ширине стенда. Рулон, содержащий элементы днища, укладывают на основание и разворачи-
вают последовательно 

с образованием нахлестки шириной 40 мм между монтажными элементами (рис. 3). Сварку монтажных 

швов ведут от средины к краям полотнища (рис. 4). В местах опирания стенки в нахлесточном соедине-

нии днища вырезают "лыску" и сваривают участок длиной 250 ... 300 мм стыковым швом на остающей-

ся подкладке (см. рис. 1). Усиление шва снимают. 

Так  как  кольцевой  шов,  соединяющий  боковую  стенку  с  днищем,  в  этом  случае  выполняется  при 

полностью  заваренном  днище,  возможно  его  вспучивание  вследствие  потери  устойчивости.  При  изго-

товлении резервуаров большого объема (более 10 000 м

3

) для предотвращения таких деформаций изго-

товляют в виде рулона только центральную часть днища (рис. 2), а окантовочные элементы сваривают 

между собой при монтаже из отдельных листов. При сборке окантовочных элементов с днищем (рис. 5) 

листы собирают с помощью клиновых приспособлений (рис. 6, 7) . Центральную часть днища присоеди-

няют к сваренному из окантовочных элементов кольцу прихватками 1 (рис.8) и разворачивают рулоны 

боковой стенки. После приварки ее нижней кромки к кольцу из окантовочных элементов швами 2 и 3 

прихватки 1 удаляют, хлопуны выправляют путем сдвига листов в нахлестке и только тогда швы между 

центральной частью днища и окантовочными элементами заваривают окончательно. 

Монтаж стенок вертикальных цилиндрических резервуаров (листы 131, 132).  

Стенки резервуаров обычно поставляют на монтажную площадку в одном или нескольких рулонах. 

На подготовленном днище рулоны устанавливают в вертикальном положении (лист 131,рис. 1) . 

По мере разворачивания рулона нижняя кромка стенки прикрепляется к днищу прихватками (рис. 

2) . Верхняя кромка фиксируется или одновременно монтируемыми щитами покрытия, или при их от-

сутствии (на более крупных резервуарах с плавающей крышей) оттяжками. 

Стыковка  вертикальных  кромок  при  замыкании  стенки  резервуара  или  при  соединении  установ-

ленной части стенки с кромкой очередного рулона требует уменьшения кривизны концевых частей по-

лотнища. Этого достигают или с помощью клиновых приспособлений (рис. 3, а, б), или с помощью спе-

циальных жестких скоб, обеспечивающих пластический выгиб кромок. 

При монтаже мокрых газгольдеров (см. лист 129, рис. 3) для получения трех отдельных концентриче-

ски расположенных стенок 1 колокола и стенок 2, 3 телескопа разворачивание трех рулонов выполняют 

одновременно по схеме, показанной на рис. 4 (лист 131) . 

Рассмотренные приемы монтажа успешно применяются для резервуаров объемом до 30 000 м

3

 . В 

более крупных резервуарах большая высота рулонов (18м), применение высокопрочных сталей и повы-

шенная  толщина  поясов  затрудняют  управление  разворачиванием  рулонов,  стыковку  вертикальных 

кромок  отдельных  рулонов,  раскрепление  разворачиваемых  полотнищ.  Кроме  того,  значительно  уси-

ливается воздействие ветровых нагрузок. Поэтому для крупных резервуаров более целесообразным ока-

зался прием монтажа с разворачиванием рулонов в горизонтальном положении с помощью шаблона.