Увеличение срока эксплуатации уторного узла

Как показали проведенные исследования, наличие конструктивного непровара влияет на ресурс работы уторного узла. При проведении экспериментов в лабораторных условиях была установлена обратная зависимость ресурса работы уторного узла от величины непровара, с увеличением величины которого снижается ресурс работы уторного узла. Так при ширине непровара 5 мм циклическая прочность соединения стенки и днища снижается на 13 - 14 %.

Для увеличения срока эксплуатации узла рекомендуется полное проплавление сварного соединения, которое также предоставит возможность проведения ультразвукового контроля. Для получения полного провара необходимо увеличить силу сварочного тока либо снизить скорость сварки, однако в связи с этим тепловложение в сварное соединение увеличится, что приведет к повышению уровня сварочных напряжений и деформаций. Как правило, на практике завышенный зазор в соединении либо не устраняется, либо и справляется путем подтягивания окраечного листа с последующей обваркой. На сегодняшний день для приведения величины зазора в допустимые пределы применяется прием, не регламентируемый в нормативной документации. Он заключается в том, что окрайка снизу подпирается и поднимается на необходимую высоту до устранения зазора. С целью определения уровня напряженно-деформированного состояния в уторном узле в процессе эксплуатации, в случае применения данного технологического приема, были проведены расчеты при помощи метода конечных элементов в программном комплексе AnsysWorkbench . Для этого были построены модели резервуара без дефекта, с локальным дефектом (смоделировано подтягивание в пределах одного окраечного листа), с протяженным дефектом (непрерывное подтягивание на длине до трех окраечных листов). Внутренний диаметр резервуара составляет 22800 мм, высота стенки – 11920 мм, толщина всех поясов стенки – 10 мм, толщина окраечных листов – 10 мм, толщина листов днища – 8 мм.

Результаты расчетов показывают, что максимальные эквивалентные напряжения расположены в зоне уторного узла. Установлено, что в уторном узле, изготовленном с поднятием окрайки, в процессе нагружения резервуара на окрайке возникают дополнительные напряжения на приподнятом участке. Наличие данных напряжений на окрайке может отрицательно влиять на ресурс работы уторного узла и на стойкость против действия коррозии.

При эксплуатации резервуара, изготовленного согласно требованиям нормативной документации, возникновение данных напряжений не происходит. Монтаж вертикальных резервуаров должен учитывать требованиям нормативной документации.