Конструкции и способы изготовления днищ для горизонтальных резервуаров, емкостей, сосудов и аппаратов

02 Сентября 2015 г.

Наши Заказчики часто задают вопрос, по какому принципу мы на Заводе выбираем ту или иную форму днищ в различных горизонтальных резервуарах и емкостях или, например, на основе каких государственных стандартов проектируются днища. В данной статье мне бы хотелось представить обзор тематики, касающейся типов днищ, зависимость конструкции днища от условий эксплуатации и т.п.

Наш Завод изготавливает различные резервуары и емкости горизонтальной конструкции и различного назначения: для хранения жидкостей и газообразных сред, дренажные емкости и сосуды, работающие под давлением и без, что зависит от свойств эксплуатируемой рабочей среды.

Так, ассортимент предлагаемых нами горизонтальных емкостей включает в себя:

Все вышеперечисленные емкости представляют собой горизонтальный цилиндрический корпус с двумя днищами. В зависимости от характеристик рабочей среды (жидкость или газообразные составы, плотность, температурный режим) и условий эксплуатации (хранение под давлением или без) днища могут иметь различную конструкцию. Так, различают следующие виды днищ:

  • плоские днища
  • конические днища
  • сферические днища
  • торосферические днища
  • эллиптические днища

Выбор той или иной формы днищ зависит от многих параметров. Ниже мы подготовили краткую, но полную информацию по характеристикам днищ, выпускаемых Заводом САРРЗ в партнерстве с производителем днищ ООО «СП Бомбе».

Процесс изготовления днищ для горизонтальных емкостей

Для изготовления качественной продукции, например, днищ, партнеры располагают всем необходимым оборудованием: оборудованием для плазменной резки металла, аппаратом для автоматической сварки, множеством токарно-фрезерных станков для обработки краев, фланжировочным станком, гидравлическими прессами и др.

Процесс производства днищ резервуаров условно можно разделить на этапы. Это:

  1. проектирование днищ в соответствии с государственными стандартами
  2. резка, формирование днищ из заготовок, обработка кромок и отбортовка
  3. сварка днищ и обечаек горизонтальных емкостей

В отделе проектирования наши инженеры-проектировщики оперируют и полагаются на требования нормативных документов. Их огромное множество, но мы определили наиболее значимые:

  • ГОСТ 17032-2010 «Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов. Технические условия»
  • ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия (с Изменением № 1)»
  • ПБ 03-584-03 «Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных»
  • ГОСТ 12619-78 «Днища конические отбортованные с углами при вершине 60 и 90°. Основные размеры»
  • ГОСТ 12621-78 «Днища конические неотбортованные с углом при вершине 140 градусов. Основные размеры»
  • ГОСТ 12620-78 «Днища конические неотбортованные с углами при вершине 60, 90 и 120 градусов. Основные размеры»
  • ГОСТ 12622-78 «Днища плоские отбортованные. Основные размеры»
  • ГОСТ 12623-78 «Днища плоские неотбортованные. Основные размеры»
  • ГОСТ 6533-78 «Днища эллиптические отбортованные стальные для сосудов, аппаратов и котлов. Основные размеры»
  • ГОСТ 25221-82 «Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность»

К описанию конструкций днищ я вернусь немного позже. Для начала мне бы хотелось рассказать Вам как изготавливаются сами днища.

После получения металлопроката и карт раскройки днищ от инженеров-проектировщиков начинается процесс производства днищ, который зависит от их (днищ) конструкций (конические, эллиптические, плоские, сферические) и марки стали.

Сначала наши специалисты осуществляют раскрой заготовки на станке плазменной или механической резки. Заготовки для эллиптических, сферических или плоских днищ отправляются на гидравлический пресс для штамповки или фланжировочную машину для холодной обкатки.

peskostrujnaja_obrabotka.jpgНа гидравлическом прессе заготовке придается необходимая форма при ее нагреве под давлением. Далее уже сформированное днище проходит процесс отбортовки методом холодной накатки — пластической загибке бортов (кромок) днищ. Гибку кромок выполняют формовочные ролики, которые двигаются в горизонтальном и вертикальном направлении. Также для обработки бортов может использоваться метод вальцевания. Для получения ровных кромок их обрабатывают на шлифовочной машине или установке плазменной резки. На фланжировочном же станке происходит последовательно — придание формы днища и отбортовка кромок роликами. Для защиты днищ впоследствии во время эксплуатации, поверхность шлифуют, проводят электрохимическое травление, окрашивают, подвергают пескоструйной обработке или наносят специальное антикоррозионное покрытие. Выбор того или иного способа защиты зависит от требований Заказчика.

После получения готового элемента он проходит контроль качества в имеющейся на Заводе лаборатории визуально-измерительным методом, ультразвуковым или методом проникающего контроля.

Далее скажу несколько слов о различных конструкциях днищ.

Плоские днища

ploskoe_dnische.jpgПлоские днища, в основном, применяются на резервуарах с малыми перепадами давления, рабочее давление в которых не превышает 0,07 МПа. Толщину металла, а также необходимость установки ребер жесткости наши специалисты рассчитывают исходя из давления внутри сосуда. Плоские днища бывают отбортованными или неотбортованными. Отбортованные днища имеют обработанные края и более удобны для получения качественного сварного шва со стенкой. Такие днища изготавливаются методом холодной накатки на фланжировочных машинах, на которых происходит отбортовка кромок. Предварительно заготовку могут подвергнуть термической обработке для повышения увеличения прочности.

Конические днища

Геометрия конических днищ характеризуется диаметрами широкой (место сварки с самим аппаратом) и узкой части, углом наклона от центра к краям (60°, 90°, 120°, 140°) и расстоянием от широкой до узкой частей. Конические отбортованные днища изготавливаются из нескольких элементов, которые сначала свариваются, а затем подаются на фланжировочную машину для отбортовки краев. Конические неотбортованные днища производятся на гидравлических прессах с последующей обработкой кромок и поверхности.

Эллиптические и торосферические днища

Наиболее распространенным видом днищ являются эллиптические, так как их применяют в сосудах, работающих под высоким давлением. Подобные днища изготавливаются двумя способами в зависимости от диаметра: днища диаметром до 2 м производят на гидравлических прессах, более крупные днища — на фланжировочных станках с последующей сваркой элементов. Края днищ проходят отбортовку кромок. Размеры эллиптических днищ типизированы. Но мы также предлагаем производство днищ по индивидуальным размерам. Единственное, что следует отметить: высота выпуклой части должна быть не менее 0,25 внутреннего диаметра днища.

Торосферические днища являются разновидностью эллиптических днищ. При этом они должны иметь высоту выпуклой части не менее 0,2 от внутреннего диаметра днища, радиус отбортовки не менее 0,095 внутреннего диаметра днища и внутренний радиус кривизны центральной части не более внутреннего диаметра днища.

Сферические днища

Сферические днища могут производиться как холодной, так и горячей штамповкой. Также если диаметр сферы слишком велик, такие днища состоят из нескольких свариваемых между собой отдельных»лепестков». Для изготовления точного сферического днища важны такие параметры как внутренний диаметр и радиус сферы. При этом радиус сферы должен быть не менее 0,85 диаметра и не более диаметра.

Ниже для Вашего удобства привожу сводную справочную таблицу по соответствию типов емкостей и их днищ в зависимости от условий эксплуатации и соответствующие государственные стандарты.

Сводная таблица по конструктивным типам днищ горизонтальных емкостей

Тип днища Рабочая среда Рабочее давление Нормативная база
плоские отбортованные до 0,04 МПа от -65ºС до +90ºС
  • ГОСТ 17032-2010 
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ГОСТ 12619-78
  • ГОСТ 12621-78 
  • ГОСТ 12620-78 
  • ГОСТ 12622-78 
  • ГОСТ 12623-78 
плоские неотбортованные
конические отбортованные до 0,07 МПа
конические неотбортованные
конические до 0,07 МПа от -15ºС до +80ºС
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ПБ 03-584-03 
  • ГОСТ 12619-78
  • ГОСТ 12621-78 
  • ГОСТ 12620-78 
Аппараты ГЭЭ эллиптические до 1,6 МПа от -60ºС до +50ºС
  • ГОСТ 6533-78 
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ПБ 03-584-03
Аппараты ГКК конические до 1,6 МПа от -60ºС до +50ºС
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ПБ 03-584-03 
  • ГОСТ 12619-78
  • ГОСТ 12621-78 
  • ГОСТ 12620-78 
Аппараты ГПП плоские до 1,6 МПа от -60ºС до +50ºС
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ПБ 03-584-03 
  • ГОСТ 12622-78 
  • ГОСТ 12623-78 
Цилиндрические аппараты тип 1 эллиптические до 2,5 МПа от -60ºС до +300ºС
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ПБ 03-584-03
  • ГОСТ 6533-78 
Отстойники эллиптические сточная вода, нефть, попутный газ до 2,5 МПа от -60ºС до +100ºС
  • ГОСТ Р 52630-2012
  • ПБ 03-584-03 
  • ГОСТ 6533-78

Если у Вас остались вопросы, звоните на Завод по телефону 8-800-555-9480 или пишите на электронную почту .

С уважением,

Директор Саратовского резервуарного завода Гамаюнов Михаил Михайлович

Каталог продукции

Запрос на оборудованиеДнища в наличии

Расчет стоимости

Конструктивные особенности

Изготовление сферических выпуклых днищ регламентируется нормами ГОСТ Р 52630-2012, согласно которому их параметры должны соответствовать следующим значениям: радиус сферы должен составлять не менее 0,80% от диаметра. Сборка осуществляется при помощи сварки.

Выпускаемые ОАО «Цвет» данные днища имеют диаметр от 320 до 5000 мм, изготавливаются из углеродистых и нержавеющих сталей толщиной 3 — 36 мм. Все изделия производятся в различных размерах (в том числе нестандартных) и отвечают требованиям ГОСТ Р 52630-2012. Вся продукция производится из сертифицированных материалов и снабжается паспортами качества.

Пример условного обозначения: Днище сферическое ДС-1000-800-10, Внутренний диаметр (D) 1000мм, Радиус сферической части (R) 800мм, Толщина листа (s) 10мм..

Технические характеристики:

  • D = 320…2700 мм;
  • R = 400…3200мм;
  • s = 3…12мм;

Сферы использования

Не имеющие отбортовки сферические днища используются в составе аппаратуры, работающей под налив или с небольшим давлением (до 0,07 МПа) в различных отраслях промышленности в составе фильтр-прессов, теплоаккумулятров, топливных емкостях, автоцистернах, в конструкциях люков и крышек.

Производство

Данные днища изготавливают из заготовок (цельных или сварных с расположением шва, регламентированным ГОСТом) на гидравлических прессах горячего или холодного типа. Обычно оснастка для изготовления сферических днищ ориентирована на получение конкретных типоразмеров. Но при заказе партии нестандартных изделий большого объема (от 10 шт.) оснастка может быть изготовлена специально — под размер, требуемый заказчику.

В ассортименте продукции ОАО «Цвет» представлены сферы различного диаметра и толщины. Все изделия изготавливаются на самом современном оборудовании, с применением материалов и технологий, регламентированных нормами ГОСТ.

Вы можете заказать сферические днища в нужном количестве, по стандартным размерам или индивидуально, с уточнением требуемых характеристик изделия. А мы обеспечим быстрое выполнение заказа и поставку продукции точно в назначенные сроки.

По желанию заказчика наше предприятие может предложить дополнительные услуги:

  • Термообработка;
  • Радиографический контроль сварного соединения;
  • Подрезка торца, снятие фаски под сварку;
  • Стеклоструйная или пескоструйная обработка;
  • Полировка внутренней и внешней поверхности до Ra=0,4мкм

Днища в наличии

Тип днища Размер днища Марка стали Количество Цена, руб., с НДС
Днище сферическое 2015х3 09Г2С-12 20178
Днище сферическое 1600х4 09Г2С-12 18998
Фотографии продукции

География работы

На протяжении четырех с лишним десятков лет мы поставляем на российский рынок высококачественное и надежное емкостное технологическое оборудование, а также предлагаем своим клиентам весь спектр услуг, связанных с изготовлением днищ различного типа (в том числе и сферические днища).

Продукция ОАО «Цвет», успешно эксплуатируется промышленными предприятиями во многих регионах РФ в частности: Москва и Московская область, Нижегородская область (Дзержинск), Урал (Екатеринбург, Челябинск, Магнитогорск), Юг России и другие города, а также в странах СНГ (Белоруссия, Казахстан). В первом квартале 2016 г. мы заключили крупные контракты с предприятиями криогенной отрасли Свердловской и Челябинской области.

Доставка в регионы:Москва и Московская область, Нижний Новгород, Екатеринбург, Челябинск, Магнитогорск, Белоруссия, КазахстанСкачать документ бесплатно (Печать в pdf)

Описание:

Обозначение: ГОСТ 25221-82

Статус:действующий

Название русское: Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность

Название английское: Vessels and apparatuses. Spherical non-sided heads and bottoms. Norms and methods of strength calculation

Дата издания: 21.07.1982

Дата введения в действие: 30.06.1983

Область и условия применения: Настоящий стандарт распространяется на сферические неотбортованные днища и крышки сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность и устойчивость днищ и крышек с различным конструктивным исполнением элементов приварки, используемых в условиях статических нагрузок

Текст ГОСТ 25221-82

Скачать документ бесплатно (Печать в pdf)

ГОСТы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 25221-82

(СТ СЭВ 3028-81)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

РАЗРАБОТАН Министерством химического и нефтяного машиностроения

ИСПОЛНИТЕЛИ

В.И. Рачков, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Г. Морозов

ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения

Член Коллегии А.М. Васильев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 апреля 1982 г. № 1618

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Нормы и методы расчета на прочность

Vessels and apparatuses. Spherical non-sided heads and bottoms. Norms and methods of strength calculation

(СТ СЭВ 3028-81)

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22 апреля 1982 г. № 1618 срок введения установлен

с 01.07 1983 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на сферические неотбортованные днища и крышки сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, отвечающих требованиям ГОСТ 24306-80, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность и устойчивость днищ и крышек с различным конструктивным исполнением элементов приварки, используемых в условиях статических нагрузок.

Стандарт действителен при соблюдении требований ГОСТ 14249-80.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3028-81.

1. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛ

1.1. Расчетные формулы следует применять при s1c/R £ 0,1 и 0,85 D £ R £ D.

Для днищ (черт. 13), нагруженных внутренним избыточным давлением, расчетные формулы следует применять при дополнительном условии s1c/R ³ 0,002.

1.2. Расчетные формулы, приведенные в разд. 3, применяют при условии, что расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т.е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют по ГОСТ 14249-80 только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности).

Черт. 1

Черт. 2

Черт. 3

Примечание. Черт. 16 не определяют конструкцию.

Если нет точных данных, то формулы применяют при условии, что расчетная температура стенки днища или крышки из углеродистой стали не превышает 380 °С, из низколегированной — 420 °С, а из аустенитной — 525 °С.

1.3. Расчетные формулы применяют при условии выполнения угловых швов с двусторонним сплошным проваром.

1.4. Расчетные формулы не учитывают нагружение колец дополнительными нагрузками, например опорными элементами.

1.5. Расчет укрепления отверстий — по ГОСТ 24755-81.

2. СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ ДНИЩА И КРЫШКИ, НАГРУЖЕННЫЕ ВНУТРЕННИМ ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ

2.1. Толщину стенок крышек и днищ определяют методом последовательных приближений. Предварительно толщину стенки следует определять по формуле

,(1)

а затем по формуле

,(2)

Расчет проводят до тех пор, пока разница между полученным значением и принятым s1, при определении коэффициента b по формуле (7) не будет превышать 5 %.

В качестве расчетной толщины стенки днища или крышки принимают большее из двух значений, определяемых по формулам (1) и (2).

Исполнительная толщина стенки

s ³ s1R + c.(3)

2.2. Допускаемое избыточное давление

[p] = min {[p1]; [p2]},(4)

где [p1] — допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны

[p1] = ;(5)

[p2] — допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны

[p2] = .(6)

2.3. Коэффициент b определяют по формуле

b = 0,5 + .(7)

2.3.1. При заданных геометрических размерах днищ тригонометрические функции определяют по формулам:

cos y = ;

tg y = .

2.3.2. Отношение допускаемых напряжений:

cK = ;

c = ;

c2 = .

2.3.3. Величины AK, M, [M] определяют по табл. 1.

Таблица 1

Расчетные модели

M

[M]

AK

Черт. 13

Черт.4

bh

Черт. 5

(b + s2) h

Черт. 6

(b — d) h

Предварительно размеры кольца b и h подбирают из условий:

для моделей по черт. 4, 5

AK;

»»» черт. 6 М < [М];

»»» черт. 4 необходимо, чтобы e1 имело минимальное значение.

При наружном давлении на крышку (черт. 6) в формуле при определении М давление р следует принимать со знаком минус.

Если прокладка лежит на всей привалочной поверхности, в формуле при определении Мдля крышки (черт. 6) е3 = 0.

Черт. 4

Черт. 5

Черт. 6

3. СФЕРИЧЕСКИЕ НЕОТБОРТОВАННЫЕ ДНИЩА И КРЫШКИ, НАГРУЖЕННЫЕ НАРУЖНЫМ ДАВЛЕНИЕМ

3.1. Толщину стенки сферического сегмента днища или крышки предварительно определяют по формулам (1) и (2) с последующей проверкой по формуле (8).

3.2. Допускаемое наружное давление определяют по формуле

[p] = ,(8)

где [p]p— допускаемое наружное давление из условия прочности в центральной зоне

[p]p = ;(9)

[p]E — допускаемое наружное давление из условия устойчивости в пределах упругости

[p]E = .(10)

3.3. Коэффициент Kопределяют по табл. 2 в зависимости от параметра R/s1c.

Таблица 2

Расчетные модели

Значение коэффициента K при отношении R / s1c

25

50

75

100

150

200

250

300

350 и выше

Днище (черт. 15)

0,33

0,19

0,17

0,15

0,13

0,12

0,12

0,11

0,11

Крышка (черт. 6)

0,46

0,30

0,25

0,22

0,19

0,17

0,16

0,13

0,12

3.4. Условные обозначения, применяемые в расчетных формулах, даны в справочном приложении.

b — ширина кольца, мм;

c — сумма прибавок к расчетной толщине стенки, мм;

d — диаметр отверстия под болт (шпильку), мм;

e1 — расстояние от точки пересечения средней линии стенки сферического сегмента с кольцом до горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести кольца, мм;

e2 — расстояние от окружности расположения болтов до внутреннего диаметра кольца, мм;

e3 — расстояние от окружности расположения болтов до линии действия реакции прокладки, мм;

h — высота кольца, мм;

K — коэффициент;

ny — коэффициент запаса устойчивости;

p — расчетное внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;

[p] — допускаемое внутреннее избыточное или наружное давление, МПа;

s — исполнительная толщина стенки обечайки, мм;

s1 — исполнительная толщина стенки сферического сегмента, мм;

s2 — исполнительная толщина стенки выступающей части обечайки, мм;

s1R — расчетная толщина сферического сегмента, мм;

AK— площадь поперечного сечения кольца, мм2;

D — внутренний диаметр обечайки, мм;

E — модуль продольной упругости материала сферического сегмента при расчетной температуре, МПа;

М — расчетный момент, действующий на кольце, Н×мм;

[M] — допускаемый момент для кольца, Н×мм;

R — радиус кривизны сферического сегмента по внутренней поверхности, мм;

Fp — реакция прокладки, H;

b — коэффициент;

[s]1, [s]2 — допускаемое напряжение для материала цилиндрических обечаек соответственно толщиной s и s2 при расчетной температуре, МПа;

[s]1 — допускаемое напряжение для материала сферического сегмента при расчетной температуре, МПа;

[s]K — допускаемое напряжение для материала кольца при расчетной температуре, МПа;

cK — отношение допускаемого напряжения кольца к допускаемому напряжению сферического сегмента при расчетной температуре;

c — отношение допускаемого напряжения обечайки толщиной 5 к допускаемому напряжению сферического сегмента при расчетной температуре;

c2 — отношение допускаемого напряжения обечайки толщиной s2 к допускаемому напряжению сферического сегмента при расчетной температуре;

j — коэффициент прочности сварного шва для сферических сегментов, соединенных сваркой из двух или нескольких частей;

jK — коэффициент прочности кольцевого сварного шва по краю днища;

f — угол между касательной к сферическому сегменту в краевой зоне и вертикальной осью, град.

Величины с, nу, р, j, jK, [s] и [s]K определяют по ГОСТ 14249-80.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Условия применения расчетных формул. 1

2. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные внутренним избыточным давлением.. 2

3. Сферические неотбортованные днища и крышки, нагруженные наружным давлением.. 4

Приложение. Условные обозначения. 5

Общероссийский классификатор стандартов → ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ → Оборудование для химической промышленности *Транспортирование опасных химикатов см. 13.300 → Оборудование для химической промышленности в целом

ГОСТ 25221-82. Сосуды и аппараты. Днища и крышки сферические неотбортованные. Нормы и методы расчета на прочность

Настоящий стандарт распространяется на сферические неотбортованные днища и крышки сосудов и аппаратов, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, и устанавливает нормы и методы расчета на прочность и устойчивость днищ и крышек с различным конструктивным исполнением элементов приварки, используемых в условиях статических нагрузок

Название на англ.: Vessels and apparatuses. Spherical non-sided heads and bottoms. Norms and methods of strength calculation
Тип документа: стандарт
Статус документа: действующий
Число страниц: 8
Дата актуализации текста: 01.08.2013
01.08.2013
Дата издания: 21.07.1982
30.06.1983
Дата последнего изменения: 22.05.2013

Используемые источники:

  • https://sarrz.ru/blog_direktora/dnischa_gorizontalnyh_emkostej.html
  • https://donishki.cwet.ru/sfericheskie.html
  • https://gostinform.ru/razdel-oks-71-120-01/gost-25221-82-obj12634.html
  • https://www.stroyportal.ru/doc/gosti/poleznoe/gost-2522182-sosudy-i-app-3692/
  • https://progost.com/gost/001.071.120.001/gost-25221-82/

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116