Оболочковых конструкций

оболочковые конструкции, как правило, испытывают избыточное давление; к ним предъявляют требование герметичности соединений. К этому типу относят различные емкости, сосуды и трубопроводы;

Конструкции оболочкового типа собирают из листовых заготовок и сваривают герметичными швами. В зависимости от габаритных размеров, конструктивного оформления и характерных особенностей изготовления и эксплуатации оболочковые конструкции можно разделить на негабаритные емкости и сооружения, сосуды, работающие под давлением, грубы и трубопроводы.

Оболочковые конструкции •/, 240

Ряс. 32. Оболочковые конструкции:

Рис. 45. Зубчатые колеса (оболочковые конструкции)

сводится к снижению напряжений, что скрадывает основное преимущество высокопрочных материалов; возможность повышения расчетных напряжений с соответствующим выигрышем в массе. Это преимущество удается реализовать лишь отчасти и при очень большом утонении стенок (до величины порядка 1—2 мм для обычных деталей в общем машиностроении), т. е. при переходе на оболочковые конструкции.

Оболочковые конструкции с пространственными решетками. Наиболее

Оболочковые конструкции, как правило, испытывают избыточное давление, то есть к ним предъявляют требования герметичности соединений. Их собирают из листовых заготовок и сваривают герметичными швами.

В зависимости от габаритности размеров, конструктивного оформления и характерных особенностей изготовления и эксплуатации оболочковые конструкции можно разделить на:

В настоящее время создание практически любого сосуда или трубопровода, начиная с элементарных газовых баллонов до негабаритных емкостей и магистральных нефтегазопроводов, связано с использованием сварки как основного технологического процесса. Его применение позволяет создавать не только весьма сложные оболочковые конструкции, но и существенно сокращать цикл производства и уменьшать их стоимость. Однако при этом необходимо учитывать и ряд неизбежных отрицательных явлений, возникающих при сварке. Сварные стыки различных элементов конструкций практически всегда обладают структурной, химической, а следовательно и механической неоднородностью;

Цилиндрические оболочковые конструкции типа резервуаров, газгольдеров и агрегатов химической промышленности в ряде случаев выполняют предварительно напряженными путем навивки на оболочку высокопрочной проволоки или ленты (бандажа). Предварительное на-

Дефектоскоп УЗД-22М, разработанный в МГТУ им. Н. Э. Баумана, предназначен для контроля труб большого диаметра, плоскостных и оболочковых конструкций, выдает па распечатке координаты и форму дефектов, обеспечивает контроль элементов толщиной З...ЛО мм с выявлением трещин площадью свыше 1 мм2 и включений размером от нескольких миллиметров Пьезоэлектрический преобразователь, обеспечивающий прознучиванис всего сечения шва, расположен на самодвижущейся тележке. Регистрируются амплитуды сигналов, местоположение и тин дефекта.

придавать конструкциям высокую жесткость целесообразными, не требующими увеличения массы способами (применение пустотелых и оболочковых конструкций; блокирование деформаций поперечными и диагональными связями; рациональное расположение опор и узлов жесткости);

На рис. 32 приведены примеры оболочковых конструкций с применением труб, соединяемых с массивными элементами1 конструкции сваркой.

На рис. 45 приведены примеры сварных тонкостенных (оболочковых) конструкций.

Рис. 139. Оребренне оболочковых конструкций, работающих на кручение

Устойчивость оболочковых конструкций. Увеличение габаритных размеров и уменьшение толщины стенок выдвигают на первый план повышение поперечной жесткости и предотвращение потери устойчивости конструкций. В случае тонкостенных балок закрытого профиля задача

Нами в работе /9/ была проанализирована технология изготовления оболочковых конструкций из различных сталей и сплавов для всех отраслей промышленности и показано, что в подавляющем большинстве случаев сварные стыки имеют механическую неоднородность с разницей прочностных и пластических характеристик металла по различным участкам в 1,2-2 раза. В этой же работе были заложены принципы проектирования оболочковых конструкций с учетом фактора механической неоднородности.

фектами, неучитываютфактор механической неоднородности. Этот недостаток в условиях упругой работы конструкции в целом не искажает общей картины ее напряженного состояния, однако полностью исключает использование данных подходов за пределами упругости. В данном случае общеизвестные нормы смещения кромок, регламентируемые нормативными документами для большинства сварных соединений, не отражают действительного баланса между критическим снижением работоспособности конструкции из-за наличия рассматриваемого дефекта и увеличением трудоемкости изготовления при его устранении. В технологии изготовления большинства оболочковых конструкций допустимое смещение свариваемых кромок составляет 10 % от толщины стенки. При этом регламентируется также и максимальная величина смещения в абсолютном выражении. Например, для толстостенных конструкций в соответствии с нормативными документами /1, 2 и др./ данная величина не должна превышать 3 мм. В условиях монтажа негабаритных емкостей, газгольдеров и других конструкций достаточно сложно придерживаться имеющихся нормативов по допустимым величинам смещения кромок. Вместе с этим требуется учет влияния механической неоднородности, так как практически все сварные швы представляют собой мягкие, либо твердые прослойки.

9. Шахматов М. В., ЕрофеевВ. В. Инженерные расчеты сварных оболочковых конструкций.— Челябинск: Изд. ЧГТУ, 1995.— 230с.

Интенсивное развитие химических отраслей промышленности, атомной и тепловой энергетики, нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих комплексов и других производств привело к существенному увеличению использования сосудов высокого давления и трубопроводного транспорта. В современных условиях эксплуатации данных оболочковых конструкций вопросы формирования качества и надежности ставятся на первый план. В свою очередь процесс формирования качества сварных сосудов высокого давления и трубопроводов для перекачки нефти, газа и других продуктов определяется целым комплексом факторов, важнейшими из которых является технология их сварки на монтаже и в производственных условиях, глубокая конструкторско-техноло-гическая проработка узлов изделий с учетом специфических данных, присущих сварным конструкциям и использование современных методов завершающего контроля. Надежность оболочковых конструкций во многом обеспечивается применением научных методов и средств диагностики в процессе эксплуатации, проведением ремонтных работ по ликвидации различного рода дефектов: коррозионных, эрозионных и механических повреждений, явлений старения металла и других. При этом важно в целях снижения затрат на содержание оболочковых конструкций проводить ремонтные работы по их фактическому состоянию, корректируя при этом плановые межремонтные сроки.

Влияние указанных факторов на работоспособность сварных сосудов и трубопроводов следует учитывать не только на стадии их проектирования, но и в процессе выбора способа и режимов сварки, присадочного и основного материала, температуры предварительного подогрева, режимов послесварочной термической обработки, а также на других этапах технологической подготовки производства. В связи с этим для успешного создания оболочковых конструкций необходимо тесно увязывать работу технолога и конструктора. Последнее позволит учесть в процессе проектирования недостатки технологического процесса, обоснованно и всесторонне подойти к возможности перехода на более прочные металлы, а в ряде случаев специальными технологическими приемами устранить отрицательное воздействие термического цикла сварки на прочность оболочковых конструкций.