Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти
Рассмотрена работоспособность узла врезки патрубков для технологических трубопроводов и люков в нижний пояс стенки резервуаров большой вместимости для хранения нефти. Показано, что принятая в отраслевых нормах односторонняя разделка кромок отверстия для патрубков с последующей сваркой кольцевого ш...
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102709 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти / А.Ю. Барвинко, Ю.П. Барвинко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 3 (695). — С. 46-48. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102709 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1027092025-02-09T17:38:25Z Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти Improvement of quality of welded assembly of branch pipes insertion into wall of oil storage tanks Барвинко, А.Ю. Барвинко, Ю.П. Производственный раздел Рассмотрена работоспособность узла врезки патрубков для технологических трубопроводов и люков в нижний пояс стенки резервуаров большой вместимости для хранения нефти. Показано, что принятая в отраслевых нормах односторонняя разделка кромок отверстия для патрубков с последующей сваркой кольцевого шва с внутренней стороны стенки не может гарантировать требуемого полного проплавления. Предложено выполнять двустороннюю несимметричную разделку кромок, что существенно улучшает условия сварки и повышает качество формирования кольцевого шва. Performance of the unit for cutting branch pipes into industrial pipelines and hatches in lower rings of walls of high-capacity oil storage tanks is considered. It is shown that one-sided grooving of holes for the branch pipes followed by circumferential welding on the inside, as specified in industry standards, cannot guarantee the required complete penetration of the wall. It is suggested that the two-sided asymmetric grooves should be made, this providing substantial improvement of the welding conditions and quality of the circumferential welds. 2011 Article Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти / А.Ю. Барвинко, Ю.П. Барвинко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 3 (695). — С. 46-48. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102709 621.791:66.023/.025 ru Автоматическая сварка application/pdf Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Барвинко, А.Ю. Барвинко, Ю.П. Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти Автоматическая сварка |
| description |
Рассмотрена работоспособность узла врезки патрубков для технологических трубопроводов и люков в нижний
пояс стенки резервуаров большой вместимости для хранения нефти. Показано, что принятая в отраслевых нормах
односторонняя разделка кромок отверстия для патрубков с последующей сваркой кольцевого шва с внутренней
стороны стенки не может гарантировать требуемого полного проплавления. Предложено выполнять двустороннюю
несимметричную разделку кромок, что существенно улучшает условия сварки и повышает качество формирования
кольцевого шва. |
| format |
Article |
| author |
Барвинко, А.Ю. Барвинко, Ю.П. |
| author_facet |
Барвинко, А.Ю. Барвинко, Ю.П. |
| author_sort |
Барвинко, А.Ю. |
| title |
Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти |
| title_short |
Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти |
| title_full |
Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти |
| title_fullStr |
Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти |
| title_full_unstemmed |
Повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти |
| title_sort |
повышение качества сварного узла врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102709 |
| citation_txt |
Повышение качества сварного узла
врезки патрубков в стенку резервуаров для хранения нефти / А.Ю. Барвинко, Ю.П. Барвинко // Автоматическая сварка. — 2011. — № 3 (695). — С. 46-48. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT barvinkoaû povyšeniekačestvasvarnogouzlavrezkipatrubkovvstenkurezervuarovdlâhraneniânefti AT barvinkoûp povyšeniekačestvasvarnogouzlavrezkipatrubkovvstenkurezervuarovdlâhraneniânefti AT barvinkoaû improvementofqualityofweldedassemblyofbranchpipesinsertionintowallofoilstoragetanks AT barvinkoûp improvementofqualityofweldedassemblyofbranchpipesinsertionintowallofoilstoragetanks |
| first_indexed |
2025-11-28T19:30:22Z |
| last_indexed |
2025-11-28T19:30:22Z |
| _version_ |
1850063703946297344 |
| fulltext |
УДК 621.791:66.023/.025
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНОГО УЗЛА
ВРЕЗКИ ПАТРУБКОВ В СТЕНКУ РЕЗЕРВУАРОВ
ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ
А. Ю. БАРВИНКО, Ю. П. БАРВИНКО, кандидаты техн. наук
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Рассмотрена работоспособность узла врезки патрубков для технологических трубопроводов и люков в нижний
пояс стенки резервуаров большой вместимости для хранения нефти. Показано, что принятая в отраслевых нормах
односторонняя разделка кромок отверстия для патрубков с последующей сваркой кольцевого шва с внутренней
стороны стенки не может гарантировать требуемого полного проплавления. Предложено выполнять двустороннюю
несимметричную разделку кромок, что существенно улучшает условия сварки и повышает качество формирования
кольцевого шва.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая сварка, резервуар для хране-
ния нефти, стенка, узел врезки патрубков, односторонняя
сварка, полное проплавление
По технологическим требованиям в нижнем поясе
стенки вертикальных цилиндрических резервуа-
ров для хранения нефти выполняется врезка раз-
личных патрубков для технологических трубоп-
роводов и люков. Места врезок расположены в
области стенки, которая подвергается воздействи-
ям кольцевых и изгибающих напряжений крае-
вого эффекта, вызванных жестким соединением
стенки с днищем. С целью обеспечения необхо-
димой работоспособности мест врезок патрубков
по существующим технологическим нормам пре-
дусматривается усиление специальными наклад-
ками, при этом соединение стенки с патрубками
(рис. 1, а) должно иметь полное проплавление
[1, п. 3.10.1.6] и [2, п. 3.7.2.1].
Отверстия под патрубки вырезают на монтаже
вручную кислородной резкой. Зазор между стен-
кой и патрубком в соответствии с технологичес-
кими нормами [1] должен составлять 0…3 мм.
При толщине стенки резервуара 20 мм и более
и односторонней сварке с указанным зазором не-
поворотного стыка выбрать и качественно зачис-
тить корень такого шва абразивным кругом за-
труднено из-за наличия стенки патрубка и кри-
визны разделки. Глубина выборки корня шва с
обратной стороны достигает 4…6 мм (рис. 1, б).
При отсутствии действенного метода контроля и
способов исправления имеющихся дефектов ка-
чество формирования шва зависит от квалифи-
кации сварщика.
Опыт эксплуатации резервуаров с конструк-
цией врезок патрубков, рекомендованной в [1],
свидетельствует о том, что места врезок являются
зонами повышенной концентрации напряжений,
и здесь может происходить зарождение и развитие
трещин. На рис. 2 показано развитие трещины в
кольцевом шве, выполненном на креплении уси-
© А. Ю. Барвинко, Ю. П. Барвинко, 2011
Рис. 1. Конструктивные решения узла (а, обведено кружком)
соединения стенки резервуара РВС ПК вместимостью
50 тыс. м3 с обечайкой по нормам ПБ 03-605–03 (б), стандар-
ту API 650 (в) и предлагаемое ИЭС им. Е. О. Патона (г)
(Rвн — внутренний радиус стенки)
46 3/2011
ливающей накладки к стенке толщиной 16 мм
овального люка резервуара для хранения нефти
из стали 09Г2С-12 РВС ПК вместимостью
20 тыс. м3. Зарождению и развитию трещины в
значительной мере способствует наличие на вер-
тикальной оси укрупнительного стыкового шва
накладки. На рис. 3 представлен еще один случай
разрушения кольцевого шва, выполненного при
вваривании патрубка Ду 300 в стенку резервуара
РВС ПК из стали типа С390 вместимостью
50 тыс. м3 с толщиной стенки 26 мм. При гидрав-
лическом испытании через контрольное отверстие
в накладке появилась течь воды. После полного
спуска воды был выполнен цветной контроль
кольцевого шва внутри емкости, который выявил
наличие сквозных кольцевых и поперечных тре-
щин преимущественно в нижней части шва
(рис. 3). Помимо недостатков технологии сварки,
существует еще ряд отрицательных факторов, ко-
торые приводят к зарождению и развитию трещин
— это трудности получения полного проплавления
стенки по ее толщине и особенно в корне шва.
Для улучшения условий получения шва требу-
емого качества в соответствии с существующими
нормами [2] рекомендуется несколько иная раздел-
ка кромок отверстия стенки (см. рис. 1, в), при ко-
торой зазор между стенками резервуара и патруб-
ком должен быть увеличен до 4…7 мм. В целях
уменьшения объема наплавленного металла угол
разделки выбирают равным 15…35°. Однако вва-
ривание патрубков в стенку резервуара РВС ПК
вместимостью 50 тыс. м3 показало, что увеличе-
ние зазора при уменьшении угла разделки не ре-
шает проблемы качественного проплавления кор-
ня кольцевого шва. Так, при зазоре 5…7 мм су-
щественно увеличивается объем наплавленного
металла в корне шва, а торец корня шва снаружи
имеет углубление на 3…8 мм, что не позволяет
выполнить его качественную зачистку и после-
дующую подварку. Вместе с тем на всех иллюс-
трациях к нормам [1, 2] нет прямых указаний о
необходимости зачистки и подварки корня шва
с последующим снятием усиления заподлицо со
стенкой для плотной подгонки усиливающей нак-
ладки.
Анализ технических решений, предложенных
в действующих нормах, по обеспечению полного
проплавления стенки резервуара РВС ПК вмес-
тимостью 50 тыс. м3 при соединении ее со стенкой
ввариваемых патрубков показал, что при толщине
нижнего пояса более 20 мм стандартные решения
не гарантируют получения кольцевого шва тре-
буемого качества. Предлагается перейти на двус-
тороннюю сварку кольцевого шва с разделкой
кромок отверстия в стенке с двух сторон. В ре-
шении, представленном на рис. 1, г, сохранение
угла скоса α = 45° обеспечивает условия, доста-
точные для качественной проварки корня и за-
полнения разделки шва, а разделка стенки сна-
ружи дает хороший доступ для зачистки корня
и выполнения его качественной подварки. Уси-
ление корневого шва можно удалить с помощью
абразивного круга или сделать фаску на накладке.
Определенные особенности имеет и техноло-
гия вваривания патрубков в нижние пояса стенки
резервуаров. Главная состоит в том, что кольцевой
шов выполняют в условиях жесткого контура, ког-
да нет податливости свариваемых элементов и по-
перечные усадочные деформации шва должны
компенсироваться пластическими свойствами ме-
талла стенки и самого шва. Для компенсации ука-
занных деформаций действующими нормами к
металлу стенки резервуара предъявляются специ-
альные дополнительные требования: необходимое
отношение предела текучести к временному соп-
Рис. 2. Развитие трещины в кольцевом шве, выполненном на
усиливающей накладке овального люка, в резервуаре для
хранения нефти из стали 09Г2С-12 вместимостью 20 тыс. м3
с толщиной стенки 16 мм
Рис. 3. Трещины в кольцевом шве при вваривании патрубка
Ду 300 в первом поясе стенки резервуара для хранения нефти
РВС ПК вместимостью 50 тыс. м3 с толщиной стенки 26 мм
из стали типа С390
3/2011 47
ротивлению составляет σт/σв ≤ 0,75 [2], значение
относительного сужения ψz ≥ 25 % [3], а сам коль-
цевой шов следует подвергать термической об-
работке (отпуску). При выполнении резервуара из
высокопрочных сталей (типа С390 и др.) реко-
мендуется применять предварительный и послес-
варочный местный подогрев участков его стенки,
прилегающих к кольцевому шву, что улучшает
условия для реализации высоких пластических
свойств основного металла и металла шва.
Используемые сварочные материалы должны
обеспечивать достаточную пластичность металла
шва, и особенно корневых проходов.
1. ПБ 03-605–03. Правила устройства вертикальных цилин-
дрических стальных резервуаров для хранения нефти
нефтепродуктов. — М., 2003. — 128 c.
2. АРI 650. Сварные стальные резервуары для хранения
нефтепродуктов / Американский национальный инсти-
тут стандартов FNSI/STD 650. — Введ. в мае 1993 г.
3. ГОСТ 28870–90. Сталь. Методы испытаний на растяже-
ние толстолистового проката в направлении толщины.
— Введ. 01.01.92.
Performance of the unit for cutting branch pipes into industrial pipelines and hatches in lower rings of walls of high-capacity
oil storage tanks is considered. It is shown that one-sided grooving of holes for the branch pipes followed by circumferential
welding on the inside, as specified in industry standards, cannot guarantee the required complete penetration of the wall.
It is suggested that the two-sided asymmetric grooves should be made, this providing substantial improvement of the
welding conditions and quality of the circumferential welds.
Поступила в редакцию 18.10.2010
РАЗРАБОТАНО В ИЭС
Упрочнение деталей прессоштамповой оснастки
методом нанесения карбидного покрытия из расплава солей
В ИЭС им. Е.О.Патона разработана технология нанесения износостойких покрытий из карбидов
ванадия и хрома на поверхность изделий из железоуглеродистых сплавов (сталей, чугуна). Твердость
покрытий из карбида ванадия составляет 26...28 ГПа, из карбида хрома 16...18 ГПа. Толщина
покрытий находится в пределах 5...40 мкм в зависимости от состава стали, типа карбида и условий
нанесения. Основным требованием к составу стали является концентрация углерода в поверх-
ностном слое (не менее 0,6 % в случае карбида ванадия и 0,35 % — карбида хрома).
Процесс формирования покрытия заключается в погружении детали в расплав соли, нагретый
до 850...1050 оС, с выдержкой в течение 0,5...3,0 часа и позволяет совмещать процесс нанесения
покрытия с безокислительным нагревом изделия под закалку. Условия охлаждения детали с пок-
рытием (в воду или масло) и операции последующего отпуска зависят от требований к термо-
обработке материала ее основы. Финальный этап заключается в отмывке поверхности детали в
горячей воде от остатков расплава соли. Шероховатость поверхности стали с покрытием не ухуд-
шается, если в исходном состоянии Ra ≥ 0,5 мкм.
Технология отличается высокой экологичностью, токсичные сливные отходы и газовыделения
отсутствуют, может быть реализована в условиях обычного участка термической обработки при
наличии шахтной печи с рабочей температурой 1000...1200 оС.
Детали с карбидным покрытием могут эксплуатироваться
при температурах в случае карбида ванадия — до 400 оС, в
случае карбида хрома — до 850 оС.
Опыт практического применения данной технологии пока-
зал, что высокая твердость карбидного слоя обеспечивает повы-
шение срока службы прессоштампового инструмента в 3...50
раз в зависимости от марки инструментальной стали и условий
эксплуатации инструмента.
Дополнительным преимуществом покрытия из карбида
ванадия является снижение коэффициента трения и возмож-
ность за счет этого вести процесс штамповки без смазки.
Разработанная технология найдет применение при упрочнении прессоштампового, режущего,
гибочного, вытяжного и лезвийного инструмента, а также деталей машин и оборудования, рабо-
тающих в условиях трения и износа, в том числе при наличии ударных нагрузок.
Контакты: 03680, Украина, Киев-150, ул. Боженко, 11
Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, отд. № 73
тел.: (38044) 289 21 71, 289 86 87; факс: (38044) 289 21 71
48 3/2011
|