ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

СОСУДОВ ДАВЛЕНИЯ

Примеры цилиндрических сосудов - барабаны котлов, газовые баллоны высокого давления, сосуды нефтяной и химической промышленности. Характерной особенностью эксплуатации этих конструкций являются внутреннее давление, высокие температуры, активные среды и воздействие механических нагружений, что и является основанием для того, чтобы отнести эти конструкции к категории особо ответственных, подведомственных Госгортехнадзору России.

По правилам Госгортехнадзора подведомственными являются следующие объекты:

- сосуды, стационарные и передвижные котлы, работающие под давлением более 0,07 МПа без учета гидростатического давления;

- цистерны и бочки для перевозки сжиженных газов, давление паров которых превышает 0,07 МПа, а также цистерны, в которых сжиженный газ перевозится при атмосферном давлении, но опорожняемые под давлением паров или газов свыше 0,07 МПа;

- баллоны для транспортировки и хранения сжатых, сжиженных газов, с рабочим давлением свыше 0,07МПа и другие объекты.

В соответствии с требованиями Госгортехнадзора, высокое качество цилиндрических сосудов и котлов обеспечивается выполнением следующих условий:

1) обечайки и полуэллиптические днища свариваются встык;

2) оси продольных швов отдельных обечаек цилиндрической части котла, а равно сварные швы днищ обечаек смещают относительно друг друга на величину трехкратной толщины наиболее толстого листа, но не менее чем на 100 мм;

3) в стыковых соединениях цилиндрической части с днищем, расстояние от кромки шва до начала закругления штампованного днища или других отбортованных элементов, делают в следующих пределах: при S = 10 мм - не менее 25 мм; при S = 10¸20 мм - не менее (S + 15)мм; при S > 20 мм - не менее (S/2 +25) мм, где S - толщина отбортованной стенки днища, и т.д.

Правила Госгортехнадзора, кроме основных материалов, регламентируют квалификацию сварщиков, подготовку и сборку элементов под сварку, термическую обработку, методы контроля и испытаний. Госгортехнадзор выдает лицензию предприятиям на производство работ, проверяет соблюдение правил и технологических условий. К сварке допускаются только сварщики, аттестованные по правилам Госгортехнадзора и имеющие аттестационное удостоверение.

Проектирование конструкций котлов и сосудов, разработка технологических процессов их изготовления, а также производство осуществляется в соответствии с нормативными документами, основными из которых являются:

ПБ 03-164-97. Правила изготовления паровых и водогрейных котлов, сосудов, работающих под давлением, трубопроводов пара и горячей воды с применением сварочных технологий

ПБ 03-384-00. Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. Общие положения

ПБ 10-115-96. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (без изменений)

РД 10-210-98. Методические указания по проведению технического освидетельствования металлоконструкций паровых и водогрейных котлов (с изм. 13.06.00 №1)

РД 10-235-98. Инструкция по надзору за изготовлением, монтажом и ремонтом объектов котлонадзора

РД 153-34.1-003-01 (РТМ-1с). Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования

РД 2730.940.102-92. Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и горячей воды. Сварные соединения. Общие требования.

Для котлов, работающих при давлении 18-19 МПа (180-190 кг/см³) рекомендуется сталь 16 ГНМ, как более прочная, с целью экономии металла. Для котлов высокого давления применяются хромомолибденовые стали марок 15ХМ, 12ХМ, обладающие высокой жаропрочностью и высокой длительной прочностью до температур 500-550⁰С . Для изготовления элементов паровых котлов, работающих в более тяжелых условиях, применяются хромомолибденовые стали марок 12ХМФ и 12Х1МФ.

Для сосудов, предназначенных для химических и тепловых процессов, а также для транспортировки и хранения сжатых сжиженных и растворенных газов, рекомендуются различные марки углеродистых сталей, а так же легированные, марок 09Г2ТД, 16ГТ, 1Х18Н9Т, 1Х18Н12М2Т; цветные металлы - латуни, медь, никель, алюминий и их сплавы.

Для тонкостенных сосудов высокого давления применяется высокопрочная перлитная сталь 25ХСНВФА с пределом прочности 14-16 МПа (140¸160 кг/см³).

В химическом машиностроении аппараты изготавливают из ферритных сталей Х17Т, Х25Т; мартенситной стали Х17Н2; аустенитно-ферритных Х28Н с азотом и Х28Н4, взамен дорогих хромоникелевых сталей. В условиях повышенной межкристаллитной и ножевой коррозии рекомендуются аустенитные стали с высокой стабильностью твердого раствора марок 0Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, Х17Н16М3Т, 0Х18Н9Т; и с двухфазной аустенитно-ферритной структурой 0Х21Н5Т, 0Х21Н6М2, Х21Н5Т, а так же нержавеющие и кислотостойкие стали - Х14Г14Н, Х14Г14Н3Т, 0Х21Н3Т, 1Х18Н2АГ5, Х17Н5Г9АБ, Х17Н3М2Т и др.

Для сосудов и аппаратов нефтяного и химического машиностроения рекомендуются двухслойные стали с основным слоем из углеродистой и низколегированной стали в следующих сочетаниях: Ст3+сталь 08Х13; сталь 20К+сталь 08Х13; сталь 12ХМ+сталь 08Х13; Ст3+1Х18Н9Т и сталь 20К+сталь 1Х18Н12М2Т. Двухслойные стали изготавливаются толщиной от 5мм до 50мм с облицовочным слоем 0,5 - 5мм.

Железнодорожные цистерны, в зависимости от перевозимых веществ, при давлении 0,2¸2,0 МПа (2-20 кг/см³) изготавливают из:

- углеродистой стали по ГОСТ 380-88, марка ВСт3сп5;

- низколегированной стали по ГОСТ 19281-89, ГОСТ 5520-79 марок 09Г2Д-12, 09Г2С-12, 09Г2-12, 09Г2С, 10Г2С1Д;

- двухслойной стали по ГОСТ 10885-85 марок ВСт3сп5+12Х18Н10Т, ВСт3сп2+12Х18Н10Т, 20К+10Х17Н13М2Т, 09Г2+12Х18Н10Т;

- коррозионностойкой стали по ГОСТ 5632-72 марок 12Х18Н10Т, 08Х22Н6Т, 08Х18Н10Т.

- алюминиевого сплава по ГОСТ 4784-74 марок АДО, АД-1.