Современные технологии производства резервуарных
металлоконструкций
А.А. Катанов
Развитие
отечественного топливно-энергетического комплекса (ТЭК) требует наличия резервуарного
парка значительного объема, обеспечивающего перекачку, хранение, отгрузку нефти
и нефтепродуктов. Имеющийся огромный резервуарный парк страны расширяется за
счет возведения новых терминалов и реконструкции существующих мощностей.
Внедрение новых технологий и материалов обеспечило возможность проектирования и
строительства в России серии резервуаров объемом 100 тыс. м3 для Каспийского
Трубопроводного Консорциума и для терминалов на о. Сахалин.
Не
стоит забывать, что резервуарные парки являются потенциальным источником
крупных техногенных аварий и угрозы от их последствий. Как показывает анализ
аварий, произошедших на резервуарных хранилищах за последние несколько лет, до
40 % их обусловлено недостаточным качеством изготовления и монтажа металлоконструкций
резервуаров. Создание крупных резервуарных парков, являющихся объектами
повышенной опасности, предъявляет особые требования к качеству изготовления и
монтажа конструкций резервуаров.
Для
решения этих задач в г. Кургане создано современное высокотехнологичное
специализированное производство, позволяющее выпускать листовые и резервуарные
металлоконструкции, соответствующие самым жестким требованиям российских и мировых
стандартов. По результатам-изучения опыта работы заводов металлоконструкций
Австрии и Германии специалистами компании "Нефтегазовые системы» была
разработана новая технология по подготовке листового и сортового проката для
выпуска резервуаров и емкостного оборудования (рис. 1).
При
реализации технологии обработки листового и профильного проката выполняются
следующие операции.
I.
Предварительная очистка.
II.
Правка, осуществляемая на семи-валковой листоправильной машине.
III.
Предварительная абразивная обработка листов с нанесением двухстороннего
антикоррозионного покрытия и маркировки, проводимая по следующей методике.
1.
Предварительная высокотемпературная сушка горячим газом.
2.
Дробеструйная обработка с помощью турбинных дробеметов на установке дробеметной
очистки и грунтовки листового и профильного проката типа Рото-Джет RB 3200 - 5.3
-ЕТА-6/15 (рис. 2). Неподвижные турбины восьмилопастной конструкции с двойным
диском и центральным механическим устройством пре-акселерации расположены над и
под обрабатываемым листом. Лист перемещается в продольном направлении. Диаметр
дроби равен 0,8 мм, качество очистки BSA2.5, дробь возвращается в систему
рециркуляции для очистки и дальнейшего использования.
3.
Нанесение грунтовки (шоп-праймера) с помощью краскопультов с
возвратно-поступательным перемещением в окрасочной камере; краскопульты
расположены сверху и снизу пластинчатого конвейера. Покрытие можно наносить как
с одной стороны, так и с двух сторон одновременно. Состав шоп-прай-мера
позволяет осуществлять защиту металлоконструкций от коррозионных повреждений и
сварку без предварительной очистки кромок. Толщина покрытия равна 15-25 мкм.
4.
Сушка обработанных шоп-праймером листов в проходной камере в течение 4 мин.
5.
Нанесение необходимой маркировки с одной стороны листа (характеристика
материала+технологический номер) с помощью промышленного принтера. Система
управления маркера связана с общей системой управления цеха, с помощью которой
ведется учет каждого обрабатываемого листа. Каждый маркированный лист попадает
в систему управления цехом со своим кодом.
IV.
Обработка листа и сортового проката, выполняемая по следующей технологии.
1.
Разметка листов толщиной 4-30 мм под резку на гильотинных ножницах,
осуществляемая вручную либо на портальной машине газокислородной резки с
помощью программного обеспечения для раскроя листов, а также с помощью пневматического
маркера.
2.
Раскрой листов, который может выполняться:
-
на гильотинных ножницах HS 30/40, «COLMAL-eura" с рабочей длиной стола
3200 мм (толщина листа не более 40 мм);
-
на портальной координатной машине газокислородной резки Omnimat L 5000 (толщина
обрабатываемого листа не более 100 мм) с возможностью выполнения V-, Х-, Y- и
К-образной разделки кромок.
3.
Фрезерование кромок листов на кромкофрезерном комплексе PFMTKRLq 450 CNC
(Linsinger) (рис. 3) с числовым программным управлением (ЧПУ) в габарит с
одновременной разделкой требуемых кромок под сварной шов. Кромкофрезерный
станок предназначен для фрезерования продольных и поперечных кромок, которое
осуществляется посредством перемещения каретки с фрезерными головками.
В
процессе обработки лист жестко закрепляется в центрирующих зажимах первого
станка, а фрезерная бабка, двигаясь вдоль листа, сначала обрабатывает
продольную кромку, затем разворачивается на 90° и обрабатывает поперечную
кромку. Первая обработанная продольная кромка автоматически выбирается в
качестве базы для дальнейшей обработки. После обработки кромок лист сдвигается
на перегрузочный рольганг перемещается на второй станок, где обрабатываются
противоположные кромки.
Такой
технологический процесс обработки кромок листа имеет следующие преимущества:
-
жесткая конструкция, работающая с минимальной вибрацией, гарантирует высокую
эффективность резания и длительный срок службы;
-
технология фрезерования отражает новые качественные требования (от сварных швов
до материалов);
-
механическая поверхность имеет меняющуюся структуру без волосных трещин;
-
может достигаться точный профиль формы с жесткими допусками для того, чтобы
подойти к точному зазору между свариваемыми кромками;
-
с использованием фасонной фрезы профиль можно обработать за одну установку
листа;
-
стружка легко убирается с помощью транспортеров;
-
фрезерная бабка оснащена копировальным устройством, точность обработки кромок
может обеспечиваться и постоянно, и при «волнистости» листа.
Минимальные
и максимальные размеры обрабатываемого листа следующие: длина - соответственно
2500 и 12000 мм ширина - соответственно 1000 и 3000 мм, толщина -
соответственно 6 и 60 мм. Скорость фрезерования равна 15000 - 10000 мм/мин.
Точность обработки для листа: ширина и дли ± 1 мм; для разделки кромок: высота
фаски - ± 0,5 мм, высота кромки с профилем X - + 0,2 мм, угловой допуск - ± 1.
V.
Вальцовка обработанного проката на двух четырехвалковых листогибочных машинах с
ЧПУ МН 335 F и МН Зб5 («MG»). Обработанный лист перемещается краном на приемный
рольганг гибочной машины, с которого втягивается в вальцы. Машины позволяют
осуществлять вальцовку листа толщиной до 65 мм и оснащены гидравлическими
системами конической гибки. Обе машины оснащены боковыми поддерживающими
суппортами с возможностью горизонтального позиционирования.
VI.
После обработки на листогибочной машине готовые прямоугольные листы с рельсовой
тележки краном переносятся в зону склада готовой продукции и укладываются в
стальные ложементы.
VII.
Гибка прокатных профилей осуществляется на установке AR200 («MG»),
VIII.
Резка прокатных профилей выполняется на ленточных пилах итальянского
производства и пресс-ножницах отечественного производства.
IX.
Резка фасонных листов и роспуск стандартных листов на мелкие пластины
осуществляются на координатной машине газокислородной резки Omnimat L 5000 с
ЧПУ (рис. 4), оснащенной раскройно-вытяжным столом ЕСОТАВ с равномерным
распределением давления. Параметры стола следующие:
-
общий размер 3100x12600 мм; - высота - 700 мм;
-
расстояние между секционными отсасывающими камера-- 520 мм;
-
расстояние между рамами для укладки листа, включая режущие и несущие ребра, -
260 мм.
Трехрезаковый
блок машины позволяет осуществлять V-, Х-, Y- и К-образную обработку кромок и
снятие фаски на листе размером до 60 мм.
Х.
Изготовление комплектующих изделий металлоконструкций на участке механической
обработки, включающем станки: токарно-винторезные, вертикально-фрезерный,
кон-сольно-фрезерный, радиально-сверлильный и вертикально- сверлильные.
XI.
Изготовление рулонных резервуаров вертикальных стальных (РВС) на стенде для
сварки и сворачивания рулонов (рис. 5). Максимальная длина рулона составляет 18
м.
Технологический
процесс состоит из двух этапов. На первом этапе осуществляются подготовка и
обработка отдельных листовых деталей: правка листов на листоправильной машине;
контроль качества поверхности и геометрических размеров листов; накопление и
формирование пакетов листов; обработка продольных и поперечных кромок на
кромкофрезерном станке; комплектация в соответствии с технологией сборки
полотнищ на стендах рулонирования. На втором этапе проводятся сварка и
рулонирование полотнищ.
Металлоконструкции
резервуаров изготавливаются на стенде рулонирования, который состоит из
сборочно-сварочных площадок - верхнего и нижнего ярусов, кантовочного барабана,
сворачивающего устройства. На верхнем ярусе сборочно-сварочной площадки
раскладывают и собирают из листов полотнище, а затем осуществляют
автоматическую сварку поперечных и продольных стыков. Полотнище перематывают
через кантовочный барабан и на нижнем ярусе сваривают вторичный шов. Здесь же
выполняется неразрушающий контроль сварных соединений.
Сворачивание
полотнищ проводится на специальный каркас или шахтную лестницу. Каждое
полотнище в рулоне закрепляют во избежание произвольного разворачивания.
Детали
крыши режутся на ленточных пилах, гильотинных и пресс-ножницах. Сборка деталей
крыши в щиты выполняется в кондукторах, из щитов формируются готовые к отправке
пакеты.
XII.
Для сварки коробов и секторов крыши, изготовления настилов, лестниц и
транспортной тары в необходимом количестве предусмотрены позиции сварки,
оснащенные сварочными полуавтоматами инверторного типа (МИГ) производства
компании Lincoln electric. Сварка и сборка осуществляются в стапелях, что
обеспечивает требуемую геометрическую точность изделий.
Представленная
технология изготовления резервуаров в ОАО «Курганхиммаш» предусматривает
использование всех имеющихся методов изготовления резервуарных конструкций
(рулонирования; полистовой сборки; комбинированного метода), а также
производство необходимых комплектующих к ним.
Расчетная
производительность изготовления металлоконструкций составляет до 40 тыс. т/год.
Указанное специализированное оборудование, высокопрочные стали, современные
сварочные материалы гарантируют высокое качество изготовления резервуаров для
хранения нефти, нефтепродуктов, химических продуктов, воды, жидких и сыпучих
веществ с учетом самых жестких требований, предъявляемых современными
отечественными и зарубежными стандартами.
Журнал
«Нефтяное хозяйство» № 5, 2006