Многослойные сосуды высокого давления

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Изготовление — многослойный сосуд

Изготовление многослойных сосудов диктуется тремя условиями, которые определяются эксплуатацией конструкции: наличием агрессивной среды, повышенным рабочим давлением, обеспечением минимального теплообмена с окружающей средой. [2]

Для изготовления многослойного сосуда нужно определить натяги. [3]

Процесс изготовления многослойных сосудов заключается в следующем. [4]

Способ изготовления витых многослойных сосудов достаточно прост, дешев и не требует уникального оборудования для своего изготовления. Этот способ освоен, и сосуды такой конструкции получили распространение в КНР и США. [5]

Прежде чем приступить к изготовлению многослойного сосуда , нужно определить натяги. [6]

В настоящее время задача получения стенки большой толщины решена изготовлением многослойных сосудов . Сейчас целесообразность применения многослойных стенок общепризнана, так как позволяет изготовлять аппаратуру высокого давления больших диаметров со стенками практически любой толщины. Внутренней поверхности многослойного сосуда можно придать любые качества, подобрав для внутреннего слоя соответствующий материал. Отпадает необходимость изготовлять весь аппарат из дорогой специальной стали или применять сложные и дорогие устройства защитного слоя внутри сосуда. [7]

Для более точной оценки возможности применения энергии взрыва при изготовлении многослойных сосудов необходимо решить такие задачи, как исследование потери устойчивости слоев при раздаче пакета из нескольких слоев, определение суммарного натяга и взаимодействие слоев при импульсном нагружении и механизм передачи энергии, а также герметизации и вакуумирования полостей между слоями, создания негабаритной оснастки, механизации сборки — разборки технологического узла. [8]

Для последнего варианта, являющегося наиболее перспективным, необходимо обеспечить изготовление многослойных сосудов большого диаметра из металлов, устойчивых против водородной и сероводородной коррозии при температурах до 430 С. В настоящее время указанные варианты изучаются специализированными исследовательскими институтами и машиностроительными заводами. [9]

Проведенный анализ схем штамповки показывает, что применение энергии взрыва при изготовлении многослойных сосудов является перспективным направлением исследования и внедрения прогрессивной технологии. [10]

В данной статье излагаются результаты определения микрошероховатости и построения опорных кривых для трех марок рулонной стали, используемых для изготовления многослойных сосудов . [11]

В настоящее время многослойные сосуды изготовляют друмя способами: созданием стенки из концентрических слоев и методом руло. Выбор конструкции и способа изготовления многослойных сосудов в значительной степени зависят от требуемой проч. Степка корпуса состоит из нескольких слоев — центральной обечайки и концентрически расположенных наружных слоев листовой низколегированной стали толщиной 6 мм. [12]

Принимая во внимание большие преимущества многослойных конструкций перед монолитными во многих странах, в частности, США, Японии, Англии, ФРГ, Франции, ГДР, налажено производство сосудов высокого давления в многослойном исполнении. С использованием различных способов изготовления многослойных сосудов — рулонирование, мультиволл, способа Смитта, Шеринбека, секционный способ и др. [2] — создано более 30 тыс. сосудов, которые успешно эксплуатируются в различных отраслях промышленности. [13]

В многослойной конструкции СВД противокоррозионную защиту корпуса обеспечивают центральной обечайкой из материала, стойкого в данной среде при рабочих параметрах. Чаще всего центральную обечайку изготовляют из двухслойной стали, что значительно упрощает технологию изготовления многослойных сосудов . [14]

Источник

Сварка многослойных сосудов

С ростом размеров сосудов и внутреннего давления требуемая толщина стенки достигает 200 – 400 мм. Наряду с технологическими трудностями изготовления столь толстостенных монолитных обечаек возрастает опасность их хрупкого разрушения. Поэтому такие сосуды изготовляют многослойными. Имеется три основных метода получения обечаек многослойных сосудов. По первому из них предварительно собирают и сваривают продольными швами обечайки разного диаметра с толщиной стенки 20 – 50 мм. После зачистки усиления швов и калибровки обечайки последовательно надевают одну на другую до получения требуемой суммарной толщины. Для осуществления натяга между слоями насаживаемая обечайка перед посадкой нагревается до 600°С, что обеспечивает соприкосновение до 95% сопрягаемой поверхности. Второй способ состоит в том, что на внутреннюю обечайку – трубу толщиной 10 – 40 мм — последовательно накладывают полуобечайки толщиной 5 – 8 мм, обтягивают с помощью гидравлических устройств и сваривают двумя продольными швами между собой. После зачистки швов последовательно накладывают следующие полуобечайки до нужной толщины. В технологическом отношении наиболее целесообразным является изготовление многослойных обечаек по третьему способу намоткой на основную обечайку толщиной 20 – 40 мм нескольких слоев рулонной стали толщиной 4 – 8 мм, как показано на рисунок 124. В зависимости от рабочей среды центральная обечайка может быть двухслойной или из коррозионно-стойкой стали, а слои наружной части корпуса — из низколегированной стали.

1, 3 – наплавка на кромку; 2 – многослойный кольцевой шов; 4 – клиновидные вставки; 5 – облицовочная обечайка; 6 – спиральные слои; 7 – центральная обечайка

Рисунок 124 – Конструкция многослойного сосуда высокого давления

На УралЛитМаше работает технологическая линия для изготовления многослойных рулонированных обечаек диаметром до 5 м. Линия состоит из разматывателя рулона, подающих вальцов правильной машины, машины для обрезки и сварки концов полосы, отклоняющих валков и машины для намотки обечаек.

Торцы многослойной обечайки протачивают и на них наплавляют слой металла толщиной не менее 10 мм, который механически обрабатывают для получения требуемой формы разделки кромок (рисунок 124). Кольцевые швы между обечайками, а также между обечайкой и днищем или фланцем выполняют многослойными. Кромки монолитных днищ и фланцев из сталей 22Х3М или 20Х2МА также подвергают предварительной наплавке с целью исключения необходимости термической обработки после сварки кольцевых швов. Сварочные напряжения в этих швах в значительной степени снимаются при обязательном приемочном испытании готового сосуда в результате нагружения внутренним давлением, превышающим рабочее.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Многослойный сосуд — высокое давление

Многослойные сосуды высокого давления используют в химической промышленности как корпуса реакционных колонн, теплообменников, сепараторов, автоклавов и другой аппаратуры. Из всех конструкций многослойных сосудов наилучшие технико-экономические показатели имеет многослойная рулонированная конструкция. [1]

Многослойные сосуды высокого давления изготовляют из листовой и рулонной сталей. [2]

Многослойные сосуды высокого давления изготовляются из листовой и рулонной сталей. [3]

Многослойные сосуды высокого давления используются также как корпуса теплообменников, сепараторов, автоклавов и другой аппаратуры в химической промышленности. [5]

Многослойные сосуды высокого давления более экономичны ввиду меньших потерь металла при изготовлении и меньшей трудоемкости. Кроме того, во многих случаях отпадает необходимость в проведении трудоемкой и дорогостоящей термообработки сварных швов, соединяющих обечайки между собой и с концевыми элементами. Существенным преимуществом многослойных сосудов является их большая безопасность. Наличие контрольных отверстий, проходящих в многослойной стенке до центральной обечайки, позволяет своевременно обнаружить утечки рабочей среды и остановить сосуд для ремонта. Дефекты или трещины локализуются в одном слое и не развиваются на всю толщину стенки. Кроме того, при такой конструкции сравнительно просто можно обеспечить коррозионную защиту внутренней поверхности корпуса благодаря установке центральной обечайки из коррозионно-стойкой стали. [7]

Многослойные сосуды высокого давления более экономичны по сравнению с монолитными при необходимости обеспечения водородной стойкости. Корпуса таких конструкций могут изготавливаться из обычных материалов с центральной трубой из высоколегированной водородостойкой стали. Устройство дренажных отверстий в стенке обеспечивает удаление диффундирующего водорода и позволяет осуществлять контроль за состоянием внутреннего слоя. [8]

Многослойные сосуды высокого давления более экономичны ввиду меньших потерь металла при изготовлении и меньшей-трудоемкости. Кроме того, во многих случаях отпадает необходимость в проведении трудоемкой и дорогостоящей термообработки сварных швов, соединяющих обечайки между собой и с концевыми элементами. Существенным преимуществом многослойных сосудов является их большая безопасность. Наличие контрольных отверстий, проходящих в многослойной стенке до центральной обечайки, позволяет своевременно обнаружить утечки рабочей среды и остановить сосуд для ремонта. Дефекты или трещины локализуются в одном слое и не развиваются на всю толщину стенки. Кроме того, при такой конструкции сравнительно просто можно обеспечить коррозионную защиту внутренней поверхности корпуса благодаря установке центральной обечайки из коррозионно-стойкой стали. [10]

К недостаткам многослойных сосудов высокого давления относятся: большое количество массивных кольцевых швов, в которых из-за сочетания различных конструкционных и сварочных материалов возможно появление дефектов; наличие зазоров между слоями, а следовательно, пониженная теплопроводность стенки, которая обусловливает некоторые ограничения по числу циклов нагружения давлением и температурой, по скорости нагрева и охлаждения, по возможности работы с наружным обогревом. [11]

На рис. 155 показан многослойный сосуд высокого давления ЦЦ с оплетенным корпусом. [12]

Дефектоскописты, проводящие обследование многослойных сосудов высокого давления , должны иметь квалификационный уровень не ниже 2-го, пройти стажировку в ОАО ИркутскНИИхиммаш и иметь соответствующую отметку в удостоверении. [14]

В химической промышленности широко применяются многослойные сосуды высокого давления . Под действием внутреннего давления многослойная цилиндрическая стенка из-за контактных сближений поверхностей отдельных слоев деформируется не так, как однослойная. В зоне сопряжения многослойного цилиндра с днищем возникает повышенный уровень напряжений по сравнению с аналогичной зоной однослойного цилиндра. При этом силы трения, возникающие на границе контакта слоев, не учитывались. Ниже рассматривается методика расчета многослойного цилиндра, сопряженного с монолитным элементом: днищем, фланцем или горловиной, учитывающая влияние сил трения на возможность проскальзывания слоев многослойного цилиндра. Это позволяет решать данную задачу сопряжения многослойного сосуда с монолитным элементом — днищем, фланцем или горловиной — любой встречающейся на практике формы. [15]

Источник