содержание .. 44 45 46 47 ..

ТЕХНОЛОГИЯ, МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (С.А.Куркин) - часть 46

184

Шаблон 2 (рис. 5) представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из нескольких

плоских ферм, соединенных прогонами и связями. Верхние криволинейные пояса ферм выполнены по

внутреннему радиусу резервуара. Нижние пояса — прямолинейные. Длина верхнего пояса фермы не-

сколько больше длины разворачиваемого полотнища, составляющей около 30 м. Нижний пояс крайней

фермы имеет шарнирные опоры 3 дня поворота, привариваемые к днищу резервуара таким образом,

чтобы после поворота шаблона в вертикальное положение его криволинейные поверхности совпали с

проектным положением вертикальной стенки.

Рулон 4, подлежащий развороту, закрепляют в горизонтальном положении в центрах рамы 1, уста-

навливаемой рядом с шаблоном. Развернутое с помощью лебедок и трубоукладчиков полотнище крепят

к элементам верхних поясов шаблона. Затем к внешней поверхности развернутого полотнища подго-

няют и приваривают секции колец жесткости, временные стойки и другие детали.

После завершения сборки шаблон вместе с полотнищем поднимают в вертикальное положение са-

моходным

краном, поворачивая его вокруг шарниров (рис. 6). В проектном положении полотнище раскрепляют с

наружной стороны резервуара и приваривают к днищу. Затем шаблон отсоединяют от полотнища и

днища, переносят на следующий участок (рис. 7), и Цикл повторяется.

Несколько иначе монтируют последнее полотнище. Шаблон устанавливают таким образом, чтобы

после его подъема один край поднимаемого полотнища прилегал к предыдущему полотнищу, а между

другим краем и первым полотнищем оставался свободный проезд а (рис. 7) для вывода из резервуара

всех монтажных механизмов. После завершения этой операции, используя кран с наружной стороны,

шаблон с полотнищем подтягивают в проектное положение.

Приведенная технология монтажа позволяет монтировать стенки, поставляемые частично в виде

рулонов и частично из отдельных листов, что может оказаться перспективным при сооружении резер-

вуаров особенно большого объема.

Метод рулонирования применяют при толщине металла не более 18 мм, тогда как для нижних поя-

сов стенок резервуаров объемом 50 000 и 100 000 м

требуется толщина, превышающая это значение

(рис. 8,д). Чтобы использовать метод рулонирования, в этом случае предлагается либо применять до-

полнительные бандажи в виде полотнища в нижней части стенки (рис. 8, б) или на отдельных поясах,

либо уменьшать толщину стенки путем изготовления нижних поясов из листовой стали высокой проч-

ности (рис. 8, в). Из-за недостаточной проработки этих предложений приходится использовать методы

блочной сборки.

В этом случае отдельные листы собираются в блоки сначала на заводе-изготовителе так, чтобы раз-

мер блока не превышал габаритов железнодорожного подвижного состава, затем на монтажной пло-

щадке, исходя из возможностей грузоподъемных механизмов (лист 132, рис. 9, а . . . д). Монтажные

сварные швы, соединяющие блоки, выполняют, как правило, многослойными (рис. 10).

Монтаж вертикальных стенок из отдельных листов или блоков ведут, начиная с нижнего пояса, ме-

тодом наращивания (рис. 11). На днище по разметке устанавливают отдельные листы нижнего пояса,

скрепляя их между собой и с днищем с помощью сборочных приспособлений и клиньев с регулировкой

зазора (см. лист 130, рис. 7).

Горизонтальные швы или сваривают двумя полуавтоматами одновременно два сварщика, которые пе-
ремешаются щель стыка в передвижных кабинах (лист 132, рис. 12), или получают автоматической

сваркой под слоем флюса автоматами типа SA-800 (рис. 13) . Схема сварки при выполнении шва авто-
матом показана на рис. 14. Флюс в зоне сварки удерживается замкнутым неточным или пластин-
чатым конвейером 7. На кондукторе, закрепленном на верхней несущей каретке 1 (рис. 13), установлен
вращающийся диск 2 (рис. 13, 14), который перекатывается по разделке стыка с обратной стороны,

удерживая расплавленный металл от вытекания и частично защищая корень шва от воздействия возду-
ха.

Вертикальные швы свариваются полуавтоматами.

Покрытия вертикальных цилиндрических резервуаров (листы 133, 134).

Вертикальные цилиндрические резервуары могут иметь стационарную (см. лист 129, рис. 1,4,5)

или плавающую (см. лист 129,рис. 2) крышу. Стационарные крыши чаще сооружаются на резервуарах

объемом до 20 000 м

. Плавающие крыши могут быть на резервуарах любых размеров при отсутствии в

районах их сооружения значительных снеговых осадков.

Стационарную крышу монтируют из отдельных щитов. Для резервуаров объемом до 5 000 м

это

плоские щиты, опирающиеся на вертикальную стенку и центральную стойку (лист 133, рис. 1, a). Для

резервуаров объемом свыше 5000 м

аналогичные щиты имеют двоякую кривизну и составляют сфе-

рический купол покрытия (рис. 1, б). В этом случае центральная стойка устанавливается временно,

только для монтажа крыши. Такая крыша опирается на вертикальную стенку, причем для восприятия

усилия распора у ее верхней кромки устанавливают кольцо жесткости таврового сечения (рис. 1, в).

Использование щитовых конических и купольных покрытий резервуаров позволяет выполнить основ-

ной объем сборочно-сварочных работ в условиях завода и облегчает монтаж крыши в процессе раз-

ворота вертикальной стенки из рулонов.

Щиты, имеющие форму секторных лепестков с криволинейной образующей, могут иметь большие

размеры и поставляются несколькими элементами, которые затем собираются в 11тчты на месте мон-

тажа. Такие щиты могут применяться для резервуаров объемом до 50 000 м

. Для увеличения устойчи-

вости и жесткости куполов возможно их усиление решетчатыми полуарками (рис. 1, г).

Конструкция плоского щита покрытия резервуара диаметром 14,5 м показана на рис. 2, а. Размеры

щита выбраны в соответствии с габаритом подвижного состава железных дорог. Щит имеет элементы

185

жесткости из радиально расположенных швеллеров 1, а также ряда соединяющих их швеллеров 2. В

зоне опирания на вертикальную стенку для удобства монтажа приварены планки-улавливатели 1 (рис.

2, в). Простота сборки и сварки герметичных соединений 1 между соседними щитами обеспечивается,

как показано на рис. 2, б.

С увеличением числа типоразмеров резервуаров и их диаметров (до 80 м) трудоемкость сооружения

покрытий возрастает. Поэтому ведутся поиски новых конструктивных и технологических решений, по-

зволяющих организовать поточное производство покрытий из небольшого числа стандартных элемен-

тов. Одним из перспективных направлений является создание граненых куполов, собираемых из оди-

наковых плоских или пространственных элементов ограниченного числа типов. По предложенной схе-

ме применение всего трех типов щитов (рис. 3, а, б, в) позволяет монтировать покрытия резервуаров

объемом от 2000 до 50 000 м

(рис. 4). Индивидуально изготовляются только элементы опирания щитов

на кромку стенки.

Унифицированные щиты покрытия выполнены из листового металла толщиной 4 мм с элементами

жесткости, расположенными в одном направлении с нижней стороны листа, а в другом направлении

— с верхней. Исключив пересечения элементов жесткости, получили более технологичную конструк-

цию, удобную для организации крупносерийного производства однотипных плоских панелей на поточ-

ных или автоматических линиях. На месте монтажа из элементов собирают в кондукторе полный сек-

торный щит. На рис. 5 показан монтаж щитов покрытия резервуара.

При блочной сборке цилиндрических резервуаров применяются различные приемы монтажа ста-

ционарной крыши. Имеется успешный опыт сборки и сварки стационарного купольного покрытия на

днище резервуара с последующим подъемом готового купола в проектное положение избыточным дав-

лением воздуха. Конструкция стыка крыши со стенкой резервуара показана на рис. 6 (лист 134) .

Схема подъема крыши в проектное положение показана на рис. 8. Для предотвращения перекоса

крыши во время подъема устанавливают стабилизирующую трособлочную систему. Зазор между стен-

кой резервуара и крышей уплотняют временным затвором 1 (рис. 7), представляющим собой гибкую

стальную сетку, покрытую асбестом и полиэтиленовой пленкой. Включением вентиляторов создают дав-

ление 800 ... 1000 Па, крыша плавно поднимается до упора в стопорные пластины 1 (рис. 9) опорного

кольца 3. В таком положении крышу фиксируют клинь-ми2 и приваривают к опорному кольцу.

При сооружении двустенных изотермических резервуаров внутреннюю крышу подвешивают к на-

ружной и поднимают давлением воздуха вместе с купольной крышей наружного резервуара.

Типичные конструкции плавающих крыш вертикальных цилиндрических резервуаров показаны на

рис. 10, а, б. По их периметру расположены герметичные короба 1, к которым герметичным швом при-

варено листовое полотнище 2, иногда усиливаемое ребрами жесткости 3.

К сборке и сварке плавающих крыш приступают после завершения сборки и сварки днища и стен-

ки. Рулонированные полотнища центральной части плавающих крыш разворачивают на днище и сва-

ривают нахлесточные монтажные соединения. Далее по разметке вырезают отверстия, устанавливают и

приваривают патрубки 1 (рис. 11, а. б) опорных стоек 3 (рис. 11,6). Герметичные короба 2 размещают

по периметру в соответствии с риской, нанесенной на днище, прихватывают и сваривают в кольцо.

Края полотнища с помощью крана подтягивают к козырькам 4 и приваривают (рис. 11, а). Таким обра-

зом выполняется герметичное соединение центрального полотнища плавающей крыши с коробами. Да-

лее заполняют резервуар водой, поднимая собранную крышу на высоту около 2 м, и откидывают пово-

ротные кронштейны 5 (рис. 11,б), закрепленные на стенке. Воду из резервуара сливают, очищают дни-

ще, выполняют сварку потолочных монтажных швов на центральной части днища б, устанавливают и

приваривают опорные стойки 3. После этого по окружности плавающих крыш монтируют уплотняющий

затвор, устанавливают водоспускное устройство, передвижную лестницу, а также радиальные или кон-

центрические ребра жесткости.

Воздухонагреватели и горизонтальные резервуары (лист 135).
Воздухонагреватели (рис. 1) входят в состав оборудования доменных комплексов. При толщине

стенки до 18 мм их изготовляют с применением метода рулонирования полотнищ. Из-за наличия коль-

цевых стыков между монтажными блоками требования к точности изготовления рулонов и приемам их

разворачивания оказываются очень высокими. Для обеспечения высокой точности размеров обечаек

применяют две схемы разворачивания рулонов. По первой схеме (рис. 2) рулон 5 в горизонтальном по-

ложении укладывают в разъемные кольца-шаблоны 1, установленные на опорных катках 2 рамы 3.

Кольца-шаблоны обеспечивают возможность разворачивания рулона с помощью лебедки 4, закрепления

развернутой части и получения таким образом обечайки правильной цилиндрической формы. По другой

схеме (рис. 3) рулон разворачивается на плоском стенде с последующим наворачиванием полотнища на

каркас проектного диаметра. В качестве шаблона-кондуктора используется барабан 1, состоящий из

двух половин, шарнирно соединенных по образующей. Диаметр барабана соответствует диаметру мон-

тажного блока и может уменьшаться с помощью винтовых стяжек 2. Наворачивание полотнища осуще-

ствляется перекатыванием барабана, кромки замыкающего стыка подтягивают с помощью винтовых

стяжек. Стык сваривают автоматом под флюсом сначала изнутри в нижнем положении, а после пово-

рота барабана на половину окружности — снаружи. Сваренную обечайку ставят в вертикальное поло-

жение и извлекают из нее барабан, предварительно уменьшив его диаметр.

Монтажный блок поднимают и устанавливают в проектное положение. Кольцевой шов сваривают с
двух сторон:
с наружной стороны — ручной дуговой сваркой, с внутренней стороны — полуавтоматами в СО

При сооружении горизонтальных резервуаров (рис.4) применение метода сворачивания полотнищ

позволяет почти полностью исключить трудоемкую сборку и сварку кольцевых стыков. Основной объем

186

сборочных и сварочных работ выполняют на плоском стенде с использованием автоматической сварки

в нижнем положении. После сварки всех швов полотнища стенки с одной стороны производят его кан-

товку и выполняют сварку швов с обратной стороны. Процесс сворачивания полотнища и необходимое

оборудование упрощаются в связи с использованием в качестве шаблона имеющихся в конструкциях

резервуара кольцевых элементов жесткости 1 (рис. 4,5). Схема сворачивания полотнища показана на

рис. 5, а . . .д.

Заготовки для сферических резервуаров (лист 136).

Сферические резервуары в СССР в основном сооружают объемом 600 м

(рис. 1) и 2000 м

.диаметром 10,5 и 16 м соответственно, при толщине оболочки 16 .. .36мм. Планируется сооружение ре-
зервуаров объемом 10 000 м

При раскроях, показанных на рис. 2, а и в, и толщине до 36 мм сферическую поверхность заготов-

кам придают горячей штамповкой. При раскрое по схеме рис. 2, б и толщине до 22 мм лепестки полу-

чают холодной вальцовкой с помощью специального многовалкового стенда (рис. 3, 4, б). Заготовки пе-

ред вальцовкой собирают из листов и сваривают автоматической сваркой под флюсом. Исходную фор-

му заготовке (рис. 4, а) придают газовой резкой по шаблону-копиру. Поскольку размеры полученных по-

сле вальцовки лепестков превышаю г габарит подвижного железнодорожного состава, их после кон-

трольной сборки разрезают на две неравные части и выпуклостью вниз укладывают в специальные

контейнеры для перевозки к месту монтажа (рис. 5, а, б). Элементы, поставляемые с завода, на монтаже

собирают в блоки (рис. 6) .Сварку блоков выполняют в нижнем положении под флюсом на стендах-

качалках (рис. 7) . Возможна электрошлаковая сварка швов блока с помощью устройства, показанного

на рис. 8.

Приемы сборки сферических резервуаров (лист 137)
приведены на рис. 1. При сборке по схеме, приведенной на рис. 1, с, полюсный элемент 2 (рис. 2)

закрепляют на центральной стойке 1 стенда. Блоки 3, сваренные из двух лепестков, устанавливают по
упорам 4. Сборку выполняют с использованием сборочных шайб, приваренных к лепесткам при кон-
трольной сборке на заводе, и типовых клиновых сборочных приспособлений. Сборка завершается ук-

ладкой непрерывных прихваточных швов, уплотняющих стык для последующей автоматической сварки
под флюсом. По схеме рис. 1, б полусферу собирают при горизонтальной ориентации блоков (рис. 3,д).
Собранную полусферу кантуют и устанавливают на временную опору (рис. 3,6). Вторую полусферу по-
сле сборки устанавливают на первую и выполняют ручной подварочный замыкающий шов. По схеме

рис. 1, в осуществляют сборку всей сферы последовательным наращиванием (рис. 4) .

Резервуары объемом 2000 м

собирают "вертикальным" методом (рис. 1, г). Основой для временно-

го закрепления днища и купола оболочки резервуара служит центральная стойка. Сборку полюсных

блоков 1 (рис. 5) с центральной стойкой производят в кондукторе. Здесь же устанавливают кольца же-

сткости, прикрепляемые раскосами к стойке.

Собранную центральную стойку 1 (рис. 6) устанавливают на неподвижную опору 2. На стойке за-

крепляют параллелограммный механизм подъемной люльки 3, которая может перемещаться в верти-
кальной плоскости и вокруг оси стойки.

Первый блок 1 (рис. 7) поднимают в вертикальное положение, устанавливают на ловители 3 днища

и с помощью сборочных планок и клиньев прикрепляют к купольной части и днищу. После установки и

закрепления очередного блока с наружной стороны оболочки временно подводят опорную стойку, кото-

рая частично воспринимает вес блока. Для сохранения формы блока в процессе монтажа в него ввари-

вают трубу жесткости 2. Центральная стойка и другие вспомогательные элементы демонтируются и уда-

ляются по частям через люк-лаз купола после установки последнего замыкающего блока и окончания

ручной сварки всех блоков между собой прихваточным швом с внутренней стороны резервуара.

Сварка сферических резервуаров (листы 138, 139).
После завершения сборки резервуар устанавливают на манипулятор и автоматической сваркой под

флюсом выполняют наружные и внутренние швы (лист 138, рис. 1). В манипуляторе Кудрявцева опор-

ные неприводные катки 1 (рис. 2), не препятствующие вращению сферического резервуара в любом

направлении, расположены на шарнирных опорах 2 и обеспечивают прижатие к резервуару двух пар

приводных катков 3 с раздельными приводами. Включение приводов 7 и 2 (рис. 3) рабочих катков 3 в

одном или в противоположных направлениях с одинаковыми или различными скоростями обеспечивает

возможность вращения резервуара вокруг любой его оси и позволяет выполнять меридиональные (рис.

4, а) и широтные (рис. 4, б) швы, а также переходить от одного шва к другому.

Манипуляторы другого типа (рис. 5,б} обеспечивают вращение сферического резервуара только в

плоскости приводных роликов. Переход к другой плоскости вращения осуществляется разворотом ма-

нипулятора в горизонтальной плоскости с предварительным опусканием резервуара на временные опо-

ры.

Форма разделки кромок и последовательность ее заполнения зависят от толщины стенки резервуара.

При толщине стенки 16 мм применяют двустороннюю автоматическую сварку без разделки кромок.

Первый шов выполняют с внутренней стороны оболочки по ручному подварочному слою, второй шов —

снаружи. При толщине оболочки 34 мм большинство слоев укладывают с наружной стороны (рис.7,а, б).

Применение манипуляторов позволило основной объем сварочных работ при монтаже резервуара

выполнять автоматической сваркой. Однако очевидны и серьезные недостатки такой технологии. Для

187

обеспечения работы только одного сварочного автомата необходимо вращать огромную и тяжелую кон-

струкцию, используя при этом сложные манипуляторы. В результате действия сосредоточенных сил от

опор имеет место изменение формы оболочки при вращении, что даже при использовании надувных

роликов 1 (рис. 6) не позволяет сооружать таким образом резервуары объемом более 2000 м

Для крупных сферических резервуаров более эффективна технология монтажа в проектном поло-

жении на постоянных опорах без вращения. Меридиональные стыки сваривают автоматической свар-

кой порошковой проволокой с принудительным формированием (лист 139, рис. 8).

Сварка с принудительным формированием может выполняться с одной стороны или с двух сторон.

Собранные стыки закрепляют или прихваточными швами (рис. 9, а, б), или с помощью временных скоб

(рис. 9, в). Уплотнение стыков может обеспечиваться и без прихваточных швов формирующими под-

кладками (рис. 11, а) или во-доохлаждаемыми трубками (рис. 11,6, в). Для их прижатия используют дву-

плечие рычаги (рис. 10).

Сварочный автомат вместе с ползуном 1 (рис. 12) перемещается по направляющему уголку 2. Уголок

закреплен параллельно свариваемым кромкам с помощью проушин 1 (рис. 13), опор 2 и клиньев 3.

Сооружение кожуха домны (лист 140). Кожух домны сооружают из листовых элементов толщиной 40

... 60 мм. Листы, прошедшие заготовительные операции, перед отправкой с завода попарно сваривают

под флюсом по длинной кромке. Длинная кромка листа располагается или по образующей (рис. 1, а),

или в окружном направлении (рнс. 1, б). Расположение по образующей является предпочтительным, так

как в этом случае все монтажные швы блока прямолинейны, однотипны и удобны для сборки и элек-

трошлаковой сварки. Увеличение размеров и массы монтажных блоков позволяет сократить объем мон-

тажных сварочных работ на высоте.

Схема раскроя и разбивки на монтажные блоки кожуха доменной печи объемом 5000 м

показана

на рис. 2. Монтажные блоки собирают внизу на монтажной площадке (рис. 3). Одновременная сборка

нескольких блоков (рис. 4) улучшает использование кранового оборудования и сокращает сроки монта-

жа домны. Собранные блоки II... Х (рис. 2) краном поднимают на проектную отметку (рис. 5), где с по-

мощью сборочных прокладок 1 и клиньев 2 и J стыкуют с предшествующим блоком. Сварку монтажных

горизонтальных швов выполняют полуавтоматами в С0

с внутренней стороны кожуха и ручной дуго-

вой сваркой —с наружной стороны.

Спиральная камера гидротурбины (лист 141).

Примером сложной сварной конструкции больших размеров является спиральная камера мощной

гидротурбины (рис. 1). Проектные размеры и форма готовой камеры предъявляют жесткие требования

к точности раскроя, сборки и сварки стыковых швов заготовок, имеющих пространственную кривизну.

После газопламенной резки с одновременным скосом кромок под сварку заготовки подвергают гибке на

прессе с помощью универсального гибочного штампа. Контрольную сборку звеньев осуществляют на

плитовом стенде, на котором наносят плазовую разметку сечений всех звеньев камеры с их центрами и

главными осями. На стенд (рис. 3, а) устанавливают половину кольца статора, с которым сопрягают

звено II, ориентируемое по плазовой разметке. Звено собирают в кольцо с подгонкой с статору и с дове-

дением при этом зазоров между свариваемыми кромками до допустимой величины путем подрезки или

наплавки кромок. После постановки прихваток и раскрепления стяжками звено II снимают с плаза и на

его место устанавливают и подгоняют в той же последовательности по плите и по кольцу статора эле-

менты звена I (рис. 3,6). Затем на звено I устанавливают звено II (рис. 3, в). Подгонку стыка между ними

производят только за счет верхней кромки звена 1,не затрагивая базовую кромку звена II. На этом опе-

рация контрольной сборки звена I заканчивается. Далее производится сборка очередного звена III (рис.

3, г), стыка между звеньями II и III (рис.Зд) и т.д.

Порядок монтажной сборки можно проследить на рис.2. Звенья XXIII ... XXVII и отражательный

лист 19 составляют один монтажный элемент, звенья XIII ...XXII сварены в условиях завода попарно,

звенья VII ... XII состоят каждое из двух, а I ... VI — из трех монтажных элементов. После установки и

раскрепления статора гидротурбины сборку обычно начинают с зуба спирали. Поэтому первыми уста-

навливают, подгоняют и прихватывают между собой и к статору монтажные секции 18, 2 и 1, а также

отражательный лист 19. Затем последовательно устанавливают и подгоняют к каждой из секций смеж-

ные прилегающие секции (от секции 18 к середине спирали до секции 13 и с другого конца от секции 2

к середине до секции 11). Выполняемую с некоторым припуском замыкающую секцию 12 устанавлива-

ют последней. Подтягивание сопрягаемых стыков производят с помощью болтовых стяжек и конусных

оправок, подрезку — резаком. Регулировка положения по высоте каждой секции и в целом всей спи-

ральной камеры обеспечивается домкратами; форма трубы спирали исправляется растяжками.

Для уменьшения потолочной сварки разделку швов верхней части спирали делают с наружной сто-

роны, а нижней части — с внутренней. Боковые части спирали имеют Х-образную разделку. Сварку

выполняют электродами, причем для соединения монтажных элементов из высокопрочной стали при-

меняют электроды аустенитного класса. В первую очередь в каждой секции заваривают продольные

швы, затем приваривают звенья к статору, а после этого сваривают кольцевые стыки. Сварку продоль-

ных и кольцевых швов спирали выполняют способом последовательного обратноступенчатого исполне-

ния швов или способом наварки слоев горкой.

Цементные печи (лист 142).
При изготовлении корпуса цементной печи (рис. 1) характер членения всей конструкции на отдель-

ные транспортные элементы определяется прежде всего способом их доставки на место монтажа. Же-

лезнодорожным транспортом обечайки корпуса поставляются или по частям на обычной платформе

содержание .. 44 45 46 47 ..