Монтаж сферических резервуаров и газгольдеров

Сферические емкостные сооружения (резервуары и газгольдеры) используют для хранения под давлением 0,25-1,80 МПа легковоспламеняющихся жидкостей, сжиженных и сжатых газов. Сферическая форма обеспечивает лучшее воспринятие внутреннего избыточного давления и равномерное напряжение в элементах конструкции. Резервуары (газгольдеры) вместимостью 2000 м³ имеют диаметр 16 м, массу около 300 т при толщине оболочки 36 мм. Резервуары (газгольдеры) с толщиной стенок до 36 мм изготовляют из малоуглеродистой и низколегированной стали. Лепестки необходимой кривизны изготовляют на заводах горячей штамповкой или специальной вальцовкой и перед отправкой с заводов их подвергают контрольной сборке.

Сборку и сварку сферических резервуаров на монтажной площадке проводят двумя методами, в зависимости от состояния поставки лепестков, числа собираемых резервуаров и наличия монтажной оснастки. По первому методу лепестки собирают в блоки на шарнирно качающемся стенде с автоматической сваркой меридиональных швов. Полушария или укрупненные блоки собирают на лучевом стенде. Затем поднимают и устанавливают полушария или блоки в проектное положение. Монтажные швы корпуса сваривают вручную, что снижает эффективность метода. По второму методу все швы сваривают автоматической сваркой под слоем флюса. На специальном сборочном стенде собирают полусферы или укрупненные блоки из лепестков. Сборку ведут с помощью стяжных приспособлений и вручную выполняют лишь подварочный шов. Полусферы устанавливают на специальный вращатель (манипулятор), где автоматически сваривают меридиональные и кольцевые швы сферического резервуара.

В отечественной практике широко применяют манипуляторы различных конструкций, обеспечивающие равномерное вращение оболочки, а также сохранение прочности и проектной геометрической формы. По степени воздействия на оболочку манипуляторы разделяют на два типа: с мягкой системой опирания (например, на гидравлическую, пневматическую и т. п.), применяемые для сборки тонкостенных оболочек (16-22 мм), и с жесткой (с опиранием на стальные или обрезиненные опорные катки).

Для удобства сборки блоков применяют трубчатую монтажную стойку, к концам которой приваривают собранные днище и купольную часть. Последнюю устанавливают на временную неподвижную опору краном и, тщательно выверив, закрепляют канатами-расчалками (рис. 9.4, а). На днище и купольной части приваривают пластины-ловители для установки укрупненных блоков. Оболочку резервуара собирают из 14 укрупненных блоков. Блоки краном устанавливают на ловители днища и крепят к купольной части.

Рис. 9.4. Схемы сборки сферических резервуаров вместимостью 2000 м³: а, б — из меридиональных блоков, в вертикальном и горизонтальном положениях; в — из укрупненных поясов в горизонтальном положении; 1 — неподвижная опора манипулятора или временное опорное кольцо; 2 — днище резервуара; 3 — временная центральная стойка; 4 — расчалки; 5 — купол резервуара; 6 — полноповоротная подъемная люлька; 7 — меридиональные блоки оболочки резервуара; 8 — временная стойка жесткости; 9 — опорная стойка; 10 — манипулятор; 11 — верхний пояс; 12 — экваториальный пояс; 13 — нижний пояс; 14 — козловой кран; 1-Х — последовательность монтажа блоков резервуара

Последующие блоки устанавливают по часовой стрелке. После установки и закрепления монтируемого блока с наружной стороны резервуара временно подводят опорную стойку для передачи массы блока на фундамент; блоки между собой соединяют швами-прихватками. Для придания жесткости блоку внутри него приваривают трубу, которую удаляют после монтажа. Рабочим местом при временном креплении блоков между собой сначала сборочными приспособлениями, а затем одним слоем шва ручной сваркой служит полноповоротная люлька, имеющая возможность перемещаться по дуге радиусом 8 м, в вертикальной плоскости — электролебедкой, а в горизонтальной — вручную.

Закончив сборку и прихватку всех блоков, через верхний купольный люк гусеничным краном вынимают монтажную стойку. Затем монтируют манипулятор, убирают временные опорные стойки и подготавливают резервуар к автоматической сварке на манипуляторе. Автоматическую сварку всех меридиональных и кольцевых швов резервуара производят на манипуляторе или рядом с резервуаром устанавлива­ют шахтную лестницу с горизонтальной площадкой, к которой крепят кабину сварщика со сварочным автоматом. После сварки и контроля сварных швов с помощью домкратов манипулятора резервуар поднимают и устанавливают на вновь смонтированные опорные стойки, оголовки которых приваривают к оболочке. Затем манипулятор демонтируют.

При сборке в горизонтальном положении (рис. 9.4, б) каждые три лепестка укрупняют на стенде-кондукторе в блок. Первый блок устанавливают на неподвижной опоре, снабженной роликами, или роликоопорах манипулятора, расположенного внутри фундамента резервуара (газгольдера). До удаления сборочных приспособлений первые шесть блоков соединяют между собой ручной сваркой одного слоя шва изнутри, а седьмой и восьмой — снаружи (во избежание сварки их в потолочном положении). Автоматическую сварку всех швов (снаружи и изнутри) выполняют на манипуляторе аналогично сварке резервуара при вер­тикальном способе монтажа.

Монтаж в горизонтальном положении из укрупненных поясов (рис. 9.4, в) позволяет в значительной мере совместить работы по укрупнению и монтажу резервуаров (газгольдеров).

Испытание сферических емкостных сооружений, как правило, производят водой после завершения всех монтажных и сварочных работ, а также контроля качества сварных соединений. Сначала резервуар полностью заполняют водой, затем давление повышают до пробного, равного 1,25-1,50 расчетного давления, и выдерживают при этом давлении 10 мин.