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