proiectarea unui rezervor orizontal nou

Proiectarea unui Rezervor Orizontal

Universitatea Ovidius Constanta

Facultatea de Inginerie Mecanica Industriala si Maritima

Specializarea Autovehicule Rutiere

Tehnologii de fabricare si asamblare ale autovehiculelorIndrumator Student

Prof. Dr. Ing. Chiru Anghel Manican Alexandru

An IV AR

2013 - 2014

Tema de proiect:

Sa se elaboreze proiectul tehnologic pentru fabricarea reperului Rezervor cilindric.

CUPRINS

CAPITOLUL 1

1. Transportul rutier

1.1. Notiuni generale

1.2. Masini si utilaje pentru transportul hidrocarburilor1.3. Reguli de exploatare a autocisternelor

1.4. Transportul produselor petroliere n containere confectionate din materiale plastice1.5. Rampe pentru ncarcarea si descarcarea autocisternelorCAPITOLUL 22. Prezentarea constructiv-funcional a principalelor tipuri de rezervoare cilindrice orizontale

CAPITOLUL 3

3. Alegerea pe criterii tehnico-economice a materialelor, determinarea caracteristicilor mecanice, elastice i fizice ale acestora, stabilirea coeficientului de rezisten al mbinrilor sudate i calculul rezistenelor admisibile

3.1 Materiale utilizate in constructia utilajului petrolier

3.2 Calculul rezistenelor admisibile3.3 Calculul cifrei de calitate a mbinrilor sudate3.4 Calculul rezistenelor admisibile ale sudurilorCAPITOLUL 4

4. Stabilirea gradului de umplere i al randamentului de umplere al rezervorului

CAPITOLUL 5

5. Calculul de dimensionare i verificare pentru principalele elemente supuse aciunii presiunii interioare

5.1 Stabilrea dimensiunilor de gabarit

5.2 Dimensionarea fundului elipsoidal5.3 Dimensionarea mantalei5.4 Verificarea de rezisten care se impune mantalei i fundului elipsoidal5.5 Dimensionarea tuburilor racordurilor i verificarea relaiilor de rezisten pentru condii de regim i I.P.H.5.5.1 Dimensionarea racordului de umplere: Dn1=150 mm

5.5.2 Dimensionarea racordului de golire: Dn2=200 mm5.5.3 Dimensionarea racordului gurii de vizitare: Dn3=600 mmCAPITOLUL 6

6.1 Interschimbabilitatea n construcia rezervoarelor 6.2 Semifabricate i adaosuri de prelucrare 6.3 Operaii pregtitoare 6.3.1 Deconservarea i curarea semifabricatelor

6.3.2 ndreptarea semifabricatelor

6.3.3 Trasarea semifabricatelor 6.4Tierea (decuparea) semifabricatelor

6.4.1Tierea prin forfecare a tablelor 6.4.2Tierea profilelor i a evilor 6.4.3Tierea prin metode termice a tablelor 6.5 Prelucrarea marginilor n vederea sudrii 6.6 Operaii de ndoire a tablelor, profilelor i evilor 6.7 Indoirea (curbarea) tablelor 6.8 ndoirea evilor 6.8.1Metode de ndoire a evilor 6.9 Operaii de presare pentru realizarea rezervoarelor 6.10 Montajul nainte de sudare la realizarea rezervoarelor 6.10.1Tehnologia montajului nainte de sudare

6.10.2 Dispozitive utilizate la operaiile de montaj-sudare 6.11 Documentaia tehnologicCAPITOLUL 7

7 Echipamentul de siguran obligatoriu pentru funcionarea n deplin securitate tehnic a vaselor sub presiune

7.1Echipamentul de siguranta

7.2 Dispozitive de siguran contra depirii presiuniiCAPITOLUL 8

8. Instruciuni privind ntreinerea i exploatarea rezervorului cilindric orizontal proiectat, N.T.S. i P.S.I.

Transportul rutier al produselor petroliere1. Transportul rutier

1.1. Notiuni generale

Transportul rutier al produselor a cunoscut n ultima perioada o dezvoltare uriasa si continua, determinata de factori precum: necesitatea alimentarii ritmice cu carburanti si lubrifianti a depozitelor diversilor consumatori, depozite situate uneori n zone inaccesibile transportului feroviar sau naval; necesitatea aprovizionarii statiilor de distributie a carburantilor si lubrifiantilor; dezvoltarea si extinderea transportului public de calatori, urban si interurban; cresterea masiva a transportului rutier de marfuri si materiale; asigurarea combustibililor si lubrifiantilor necesari efectuarii lucrarilor agricole; utilizarea combustibililor lichizi sau a gazului petrol lichefiat (GPL), pentru ncalzirea locuintelor si prepararea hranei, de catre consumatori casnici care nu pot fi racordati la retteaua nationala de distributie a gazelor naturale; diversificarea sortimentelor de combustibili, carburanti si lubrifianti si solicitarea acestora de catre beneficiari n cantitati mici.

Dupa anul 2000 s- a constatat o tendinta de renuntare la transportul produselor petroliere prin conducte de la rafinarii spre marile centre urbane de consum n favoarea transportului feroviar si rutier. De asemenea majoritatea depozitelor mari au fost nchise, iar depozitele consumatorilor si statiilor de distributie a carburantilor si lubrifiantilor sunt aprovizionate cu autocisterne sau cu vagoane cisterna.

Autocisternele agregat de interventie, numite si vidanje sunt mijloace de transport rutier pentru produse petroliere utilizate pentru transportul de la sonde la depozitele centrale ale schelelor de productie al titeiului extras din zacaminte noi, n perioada probelor de productie, la primele sonde care au pus n evidenta acumulari de hidrocarburi, urmnd ca decizia de construire a unei conducte ntre parcul de separatoare al noului santier si depozitul central al schelei sa fie luata numai dupa ce eficienta economica a acesteia este dovedita prin debitele de titei produse. De asemenea colectarea titeiului se face cu autocisterne pe durata construirii, reparari sau nlocuirii conductelor de amestec, sau a conductelor de transport dintre parcuri si depozite.

Masini si utilaje pentru transportul hidrocarburilor

1.2. Utilaje pentru transportul rutier al produselor petroliere lichide si lichefiate

Mijloacele cele mai uzuale pentru transportul auto a produselor petroliere si a titeiului sunt autocisterna si autotrenul cisterna. Pentru ca produsele petroliere sa poata fi transportate cu autocisterne ele trebuie sa ndeplineasca anumite conditii, cum ar fi: vscozitatea lor sa nu depaseasca 10 E la temperatura de 50 C; sa nu fie corozive daca sunt transportate n cisterne din otel. Vscozitatea n grade Engler (E) este un coeficient de vscozitate conventionala, utilizat pentru caracterizarea proprietatilor de vscozitate a unor lichide cu vscozitati mai mari dect a apei, n special a produselor petroliere. Vscozitatea unui lichid n grade Engler se defineste ca fiind raportul dintre timpul t de scurgere din vscozimetru a unui volum de 200 cm3 de lichid la o anumita temperatura si timpul t 0 de scurgere a aceluiasi volum de apa distilata la temperatura de 20 C. Dintre produsele petroliere care respecta aceste conditii, fac parte: benzinele, motorina, combustibilul usor, petrolul lampant, combustibilul pentru turboreactoare, uleiurile minerale, pacura, bitumul cald. Pentru acest din urma produs trebuiesc luate masuri speciale de ncalzire si izolare termica a cisternei. Pentru transportul gazului petrolier lichefiat (GPL) ambalat n butelii se utilizeaza autocamioane specializate, prevazute cu rafturi suprapuse pe 2 sau 3 rnduri (stelaje). n cazul n care GPL-ul este transportat sub forma de vrac, transportul se face cu autocisterne speciale care sunt constructiv similare cu cisternele feroviare destinate pentru acelasi produs.

I. Autocisterna Autocisterna este constituita din urmatoarele par i principale: autosasiu, cisterna propriuzisa, sistem de antrenare a pompei, instalatie de vehiculare a marfii, echipamente PSI si accesorii. Pentru a putea fi carosat, de catre firmele specializate, ca autocisterna, autosasiul trebuie sa fie pregatit astfel: cu pompa autoabsorbanta antrenata de motorul autovehicolului, prin intermediul prizei de putere montata la iesirea din cutia de viteze; se iau masuri de prevenire a riscului de incendiu pe circuitul de evacuare a gazelor arse; n acest sens, toba de esapament finala (se mai numeste si amortizor zgomot) este prevazuta cu dispozitiv antiscntei si montata n partea din fata a sasiului (sub bara de protectie frontala) si orientata n jos; n cazul unor motoare de ultima generatie toba de esapament este mai voluminoasa datorita catalizatorului si este montata n spatele cabinei autocisternei, central sau lateral stnga, fiind prevazuta cu un sistem de retinere a scnteilor; Masini si utilaje pentru transportul hidrocarburilor se echipeaza, n mod obligatoriu, cu sistem de de prevenire a blocarii rotilor (A.B.S.); se echipeaza cu suporti pentru echipamente P.S.I. si prize de legare la pamnt. Cisterna este confec ionata din tabla de otel carbon sau otel inoxidabil, aliaje usoare sau rasini epoxidice armate cu fibre de sticla. Cel mai adesea, pentru transportul produselor petroliere lichide se folosesc cisterne din otel carbon placate la exterior cu tabla din otel inoxidabil, cu sectiunea longitudinala de forma eliptica, nchise la capete cu doua capace bombate. Peretii cisternei sunt formati din virole (conform D.E.X., virola = cilindru format din foi de tabla nituite sau sudate, care intra n constructia unui rezervor, a unei cladiri, etc. - din fr. Virole) de tabla cu grosime de 4 8 mm asamblate prin sudura electrica. Pentru a se putea transporta simultan produse diferite, cisterna este divizata cu ajutorul unor pereti transversali etansi n 3 ... 4 compartimente. Fiecare compartiment este prevazut cu:

gura de vizitare si umplere, nchisa cu un capac etans;

orificiu de golire, situat n partea din spate, care este mai coborta, si dotat cu robinet de siguranta cu nchidere rapida, actionat pneumatic;

reper de nivel maxim, plasat n vecinatatea gurii de umplere pentru a fi usor de observat;

racord la conducta de recuperare a vaporilor si o supapa pneumatica de nchidere rapida a acestei conducte:

La cisternele de constructie mai veche, n interiorul compartimentelor erau fixati pereti transversali care sa limiteze amplitudinea miscarilor suprafetei libere a lichidului transportat n timpul deplasarii vehiculului (pereti de spargere a valurilor). n cazul cisternelor mai moderne acesti pereti nu mai exista, pentru o simplificare a constructiei si curatarii recipientului.

Accesul la cisterna se face pe o scara verticala aflata n partea din spate (sau lateral stnga) a a utovehiculului, scara ce se continua cu u o pasarela de acces la gurile de vizitare si de umplere, conductele de recuperare a vaporilor si supapelor de nchidere rapida a acestor conducte n cazul rasturnarii autovehiculului. Pasarela este prevazuta cu o balustrada ai carei montanti sunt articulati pe bara orizontala, permitnd plierea ei la nivelul pasarelei n timpul deplasarii autovehiculului. Pe marginile parti superioare ale cisternei se afla doua canale de evacuare a apei pluviale si/sau a scurgerilor de produs petrolier aparute n timpul ncarcarii. Aceste canale se continua cu tevile montante ale scarii prin care aceste scurgeri sunt dirijate n spatele autovehiculului. Deoarece cisterna este un vas calibrat, pe peretele sau exterior este fixata o placuta de calibrare pe care sunt nscrise capacitatea fiecarui compartiment (in litri) pna la reperul indicator de nivel maxim. De asemenea, fiecare compartiment al cisternei are inscrip ionat codul Rembler al produsului transportat cu litere negre pe fond portocali (de exemplu 33 / 1202 pentru motorina si 33 / 1203 pentru benzina). Pe partile laterale ale cisternei sunt fixate doua tuburi metalice prevazute cu capace, n care sunt pastrate furtunurile de golire. Sustinerea cisternei se realizeaza prin intermediul a doua lonjeroane solidarizate ntre ele cu ajutorul unor bare transversale si fixate prin sudura electrica la baza acesteia. Legatura demontabila dintre cisterna si sasiu este realizata prin intermediul unor suporti prevazuti cu tampoane de cauciuc si asamblati prin suruburi. Cisterna este montata pe sasiu putin nclinata spre spate n vederea golirii gravitationale complete a compartimentelor. Sistemul de antrenare a pompei este compus din priza de putere a cutiei de viteze a autovehiculului si o transmisie cardanica.

Instalatia de vehiculare a marfii este compusa din: pompa autoabsorbanta; conducte de golire; robinete si furtunuri.

Intrarea lichidului n pompa se face prin conducta de absorbtie prevazuta cu un filtru grosier, iar iesirea prin conducta de refulare dotata cu un robinet de sectionare.

Conductele de golire ale compartimentelor fac legatura ntre orificiile de la baza acestora si rampa de robinete dispusa n spatele cisternei sau n partea laterala stnga a acesteia, ntr-o cutie metalica. n aceasta cutie se afla capetele conductelor de golire, fiecare dotata cu cte un robinet de manevra si un racord pentru furtun, protejat si nchis etans cu un capac prevazut cu garnitura de cauciuc, sistemul pneumatic de actionare a robinetelor de siguranta de la baza compartimentelor (format dintr- o conducta distribuitoare de aer, filtru, robinet de sectionare si robinet de actionare pentru fiecare robinet de siguranta ), precum si racordurile conductelor de aspiratie si de refulare ale pompei.

Golirea compartimentelor se realizeaza, de regula, gravitational, prin cuplarea unui furtun la racordul compartimentului si la racordul rezervorului de depozitare ngropat, urmata de deschiderea robinetelor de siguranta si de manevra. Furtunurile au lungimi de 6 m si sunt prevazute la capete cu racorduri de 4 n vederea cuplarii la instalatia de ncarcare descarcare moderne, sau racorduri de 2 pentru instalatiile mai vechi. Pe timpul deplasarii autocisternei, furtunurile sunt asezate n tuburile metalice

aflate de o parte si de alta a cisternei.

Echipamentul P.S.I. cuprinde doua stingatoare cu praf si CO2 fixate pe partile laterale ale cisternei, doua lazi cu nisip dispuse n partea din spate a sasiului, lopata trnacop, trusa ADR (compusa din casca, lanterna, banda pentru izolarea perimetrului etc) si doua prize pentru legarea la pamnt. La prizele de legare la pamnt se racordeaza cabluri prin intermediul unor cleme tip crocodil care asigura aceluiasi potential electric n cisterna si n rezervor pe timpul operatilor de ncarcare descarcare.

Lada de scule de pe autosasiu adaposteste sculele necesare realizarii ntretinerii sau

a micilor reparatii, accesorii si piese de schimb de mare uzura.

Cu ajutorul echipamentelor de pe autocisterna se pot efectua urmatoarele opera ii: ncarcarea cisternei din rezervoarele unui depozit. Aceasta opera ie se poate face prin absorbtie cu pompa autocisternei, lichidul trecnd prin filtrul acesteia, sau cu pompele rampei de ncarcare, prin intermediul gurilor de vizitare ale cisternei; golirea cisternei cu pompa proprie sau prin cadere libera (golire gravita ionala); transvazarea produselor ntre diferite recipient cu ajutorul pompei autocisternei.

n Romnia se produc (la S.C. Automecanica S.A. Medias) urmatoarele tipuri de autocisterne:

-16 CC - autovehicul cisterna pentru transport produse petroliere

Aceata autocisterna pentru transport combustibil, este realizata n conformitate cu normelor ADR clasa III. Autocisterna este destinata transportului produselor petroliere lichide cu densitatea max. de 0,84 kg/dm3 si vscozitatea max. de 10 E exceptnd lichidele care corodeaza materialul cisternelor, OL.44.4K. Gradul de umplere maxim admis n cisterna este de 94%. Indicele de capacitate (semnul de nivel max.) este montat la nivelul care corespunde acestui grad de umplere. Autocisterna este executata conform normelor ADR(RNTR.2), HG 568 privind limitarea emisiilor de compusi organici volatili din terminale si statii de benzina si conditiile tehnice impuse de RAR, fiind omologata ca vehicul cu Carte de identitate RAR si autoriza ie IPROCHIM. Capacitatea efectiva a cisternei este de 9 455 dmc si este echipata cu sistem de umplere ecologica.

-24 CC - autocisterna pentru transport lichide petroliere

Aceata autocisterna pentru transport combustibil, este realizata n conformitate cu normelor ADR clasa III. Autocisterna este destinata transportului produselor petroliere lichide cu densitatea max. de 0,94 kg/dm3 si vscozitatea max. de 10 E exceptnd lichidele care corodeaza materialul cisternelor, OL.44.4K. Transportul lichidelor cu densitate mai mare de 0,94 kg/dm3 se face micsornd cantitatea de lichid transportat, astfel inct greutatea utila sa nu depaseasca 13.500 daN. n cazul transportului produselor petroliere cu densitatea mai mare de 0,94 kg/dmc se vor utiliza 2 compartimente: 1 si 3 la capacitatea disponibila. Capacitatea efectiva a cisternei este de 15.000 dm3 .i este echipata cu sistem de umplere ecologica. Autocisterna pentru transport titei (petrol brut) si fluide de foraj tip 26.CFF

Aceata autocisterna este un vehicul destinat transportului de foraj, a produselor petroliere si a altor produse necesare operatiunilor speciale din industria petroliera, care au densitatea max. de 1,12 g/cm3 si vscovitatea maxima de 14 E. Cu acest tip de autocisterna, nu se transporta lichide care corodeaza materialul din care este confectionata cisterna si instalatia de golire.n cazul n care se transporta lichide cu densitatea mai mare de 1,12 kg/dm3, cantitatea transportata se va diminua prin umplerea pna la conducta preaplin. Cisterna este monocompartimentata de sectiune cilindrica, din tabla de 4 mm OL.44.4k si ntarita cu centuri de profil U. Cisterna este prevazuta cu doua spargatoarede val. De asemenea pentru accesul si aerisirea cazanului s-a prevazut un capac de vizitare orb cu o flansa prinsa n suruburi. Baza cisternei formata din longeroane si suporti asezati n ordine descrescnda si care prind cisterna ntr-o pozitie nclinata cu 3 grade pentru a usura golirea cisternei.

Pe lnga aceste autocisterne, se mai utilizeaza la transportul produselor petroliere si semiremorci cisterne, cum ar fi: Semiremorca pentru transport lichide petroliere de 30 000 l tip SLP 8B

Semiremorca cisterna este destinata transportului de lichide petroliere cu densitatea max. de 0,9 kg/dm3 si vascozitatea max. de 10 E exceptnd lichidele care corodeaza materialul cisternelor, respective OL.44.4k. Semiremorca este executata conform normelor ADR (RNTR 2) si conditiilor tehnice impuse de RAR, fiind omologata ca vehicul cu Carte de identitate RAR si autorizatie IPROCHIM. Semiremorcile se vor tracta cu autotractoare dotate conform normelor ADR ( instala ie de frnare cu doua conducte, uscator de aer si sistem ABS, instalatie electrica protejata conform IP 65, prescntei, etc). Semiremorca pentru transport lichide petroliere de 22 000 l tip SLP 2D Aceasta semiremorca cisterna este destinata transportului de lichide petroliere cu densitatea max. de 1,00 kg/dmc si vscozitatea max, de 10 E exceptnd lichidele care corodeaza materialul cisternei, respective OL.44.4k folosind n tranzac ii comerciale la masurarea volumelor livrate sau primite. Transportul lichidelor cu densitate mai mare de 1,00 kg/dm3 se face n detrimentul cantita ii fluidului n sensul micsorarii acestuia, astfel nct greutatea utila sa nu depaseasca 22.000 daN. n cisterna pot fi transportate simultan lichide diferite cu conditia respectarii ncarcaturii utile maxime de 22.000 daN. n cazul transportului de lichide petroliere diferite n fiecare compartiment, atunci se monteaza placi avertizoare pentru substante periculoase pe partile laterale ale fiecarui compartiment.

II. Autotrenul cisterna

Necesitatea transportului rutier a unor volume relativ mari de produse petroliere lichide n conditii de eficienta economica, a impus cresterea capacita ii cisternelor utilizate la transportul auto al acestor produse. n acest context a aparut autotrenul cisterna, care poate avea o capacitate de 16.000 ... 40.000 litri si poate fi mpartit n 5 ... 9 compartimente, ceea ce permite transportarea simultana a unor capacitati nsemnate de produse petroliere diferite. Autotrenul cisterna se compune din urmatoarele elemente principale:

Autotractor independent (cap tractor), pe doua sau trei axe de rulare, care poate sa fie dotat cu pompa si sistemul de antrenare al acesteia, adica priza de putere de la iesirea din cutia de viteze si o transmisie cardanica;

Semiremorca cu cisterna autoportanta si n acest caz, ca si la autocisternele prezentate anterior, cisterna propriuzisa este confectionata din tabla de otel sau aliaj usor, asamblata prin sudura, avnd aceeasi forma ca si la autocisterna; diferenta principala o constituie lungimea lungimea mult mai mare a cisternei care este divizata n 5 ... 9 compartimente dotate n mod similar cu cele de la autocisterna;

Boghiul semiremorcii, are doua sau trei axe de rulare, este construit din otel si constituie un ansamblu independent, cu rol de sustinere a semiremorcii, de rulare, frnare si amortizare a socurilor;

Instalatia de frnare, este compusa din frna de serviciu, frna de parcare si frna de avarie;

Instalatia electrica a semiremorcii include circuitele de iluminare, semnalizare si pozitionare pe timp de noapte;

Echipamentele P.S.I. sunt similare cu cele montate pe autocisterne;

Instalatia de vehiculare a produselor transportate este similara cu cea de pe autocisterne, singura diferenta fiind faptul ca pompa este montata pe autotractor, iar restul instalatiei se afla pe semiremorca;

Dispozitivul de sustinere a partii fata a semiremorcii, constituit din trenul de sprijin si angrenajul de actionare manuala a acestuia;

Lazi de scule, pentru depozitarea sculelor si accesoriilor necesare semiremorcii.

Cele mai des utilizate autotrenuri cisterna au urmatoarele caracteristici: capacitatea maxima de 28.000 litri, 6 compartimente egale, sarcina utila 25 tone, masa totala rulanta 40 tone, iar motorul are 410 CP.

Exista si autocisterne de foarte mare capacitate, utilizate pentru alimentarea cu carburant a avioanelor pe aeroporturi, acestea avnd dimensiuni si capacitati superioare, fara a li se impune restrictii de gabarit si greutate pe axele de rulare, deoarece ele nu circula pe sosele. Asemenea autotrenuri cisterna pot ajunge pna la o capacitate de 80 tone, avnd un debit de pompare de 5 tone/min.

1.3. Reguli de exploatare a autocisternelor

Se poate ca diferitele produse petroliere sa fie transportate n mod succesiv n aceleasi compartimente ale unei autocisterne numai ntr- o anumita succesiune, produsele mai grele lund locul celor mai volatile, cu conditia ca cisterna sa aiba peretii interiori uscati si sa fie aerisita n prealabil. ncarcarea autocisternelor cu diverse produse petroliere ntr- o alta ordine dect cea prezentata anterior, trebuie precedata de spalarea compartimentelor, dupa ce acestea au fost golite si de lichidul rezidual. Spalarea consta n introducerea de abur saturat n compartimentul cisternei timp de aproximativ o ora, pna n momentul n care apa condensata, evacuata prin stuturile de golire este curata. Daca se constata ca aceasta metoda nu este suficienta, este necesar ca n compartimentul ce trebuie curatat sa se introduca pna la 2/3 din capacitatea sa, o solutie de 1% NaOH (hidroxid de sodiu), apoi vehiculul sa fie supus unor deplasari si opriri bruste pentru agitarea solutiei. Dupa ce se evacueaza aceasta lesie, compartimentul trebuie foarte bine spalat cu apa calda. Pentru a se asigura o securitate a transportului, nu se recomanda o ncarcare partiala a compartimentelor cisternei.

n cele ce urmeaza sunt prezentati algoritmi ce trebuiesc respectati la operatiunile de ncarcare descarcare a cisternelor, precum si la operatiile de transvazare a produselor petroliere cu pompa autocisternei.

1. ncarcarea autocisternei cu instalatia proprie a furnizorului:

a) pozitionarea vehiculului pe rampa de ncarcare si asigurarea acestuia mpotriva deplasarii accidentale cu frna de parcare si prin pozitionarea de cale la roti;

b) conectarea cablurilor de legare la pamnt;

c) verificarea nchiderii robinetelor de pe conducta de golire a compartimentului ce urmeaza a fi ncarcat;

d) deschiderea capacului gurii de vizitare;

e) introducerea tevii telescopice a instalatiei de pe rampa furnizorului n gura de umplere;

f) umplerea compartimentului pna la reperul de nivel maxim;

g) nchiderea si sigilarea capacului gurii de vizitare;

h) sigilarea capacului protector de pe conducta de golire;

i) luarea calelor de la roti, eliberarea frnei de parcare si scoaterea vehiculului de pe rampa de ncarcare.

2. ncarcarea autocisternei cu pompa proprie:



c) racordarea unui furtun la conducta de absorbtie si la sursa furnizorului;

d) montarea unui furtun la conducta de refulare a pompei si la racordul conductei de golire a compartimentului care urmeaza a fi umplut;

e) conectarea prin intermediul unui furtun a conductei recuperatoare de vapori a cisternei cu instalatia furnizorului;

f) deschiderea robinetului de pe conducta recuperatoare de vapori;

g) deschiderea robinetelor de siguranta si de manevra de pe conducta de golire a compartimentului ce urmeaza a fi ncarcat;

h) cuplarea pompei si mentinerea turatiei motorului la valoarea prescrisa pentru pompare;

i) decuplarea pompei si nchiderea robinetelor de pe conducta de golire, dupa ce nivelul produsului ncarcat a ajuns pna la indicatorul de nivel maxim al compartimentului;

j) sigilarea capacului gurii de umplere si a capacului protector de pe conducta de golire;

k) luarea calelor de la roti, eliberarea frnei de parcare si scoaterea vehiculului de pe rampa de ncarcare.

3. Golirea gravitationala a autocisternei:



c) racordarea unui furtun la conducta de golire a compartimentului si conducta de umplere a rezervorului statiei de livrare;

d) conectarea prin intermediul unui furtun a conductei recuperatoare de vapori a cisternei la conducta similara a rezervorului;

e) deschiderea robinetelor de pe conductele de golire si recuperatoare de vapori;

f) golirea completa a compartimentului, verificarea facndu- se pe cale vizuala prin deschiderea capacului gurii de umplere;

g) nchiderea robinetelor si a capacului gurii de umplere;

h) decuplarea furtunurilor si asezarea lor n tuburile aflate pe lateralele cisternei;

i) luarea calelor de la roti, eliberarea frnei de parcare si scoaterea vehiculului de pe rampa de ncarcare.

4. Golirea autocisterne cu pompa proprie:



c) verificarea integritatii sigiliilor;

d) conectarea prin intermediul unui furtun a conductei recuperatoare de vapori a cisternei la conducta similara a rezervorului;

e) racordarea unui furtun la conducta de refulare a pompei si la instalatia de primire a beneficiarului;

f) cuplarea unui furtun la conducta de absorbtie a pompei si la racordul conductei de golire a compartimentului ce urmeaza a fi descarcat;

g) deschiderea robinetelor conductei de golire a compartimentului si a conductei de vapori;

h) cuplarea pompei si mentinerea turatiei motorului la valoarea prescrisa pentru pompare;

i) decuplarea pompei dupa golirea completa a compartimentului si nchiderea robinetelor de pe conducta de golire precum si de decuplarea furtunurilor;

j) luarea calelor de la roti, eliberarea frnei de parcare si scoaterea vehiculului de pe rampa de ncarcare.

5. Transvazarea produselor petroliere ntre rezervoare cu pompa autocisternei:

a) racordarea unui furtun la conducta de absorbtie a pompei si la rezervorul sursa;

b) racordarea unui furtun la conducta de refulare a pompei si la rezervorul destinatie;

c) se deschid robinetele de pe conductele de umplere golire att la rezervorul sursa, ct si la rezervorul destinatie;

d) cuplarea pompei si mentinerea turatiei motorului la valoarea prescrisa pentru pompare;

e) dupa terminarea transvazarii se nchid robinetele, se decupleaza furtunurile si se elimina lichidul din pompa prin intermediul stutului inferior al acesteia.

Prin intermediul acestui ultim algoritm (procedeu), se poate efectua si transvaza si produsele dintr-un compartiment n altul al autocisternelor sau autotrenurilor cisterna.

Autocisternele mai necesita pe lnga aceste operatii enumerate anterior si anumite operatii de verificare si ntretinere, cum ar fi:

A. Verificarea autocisternelor nainte de plecarea n cursa trebuie sa aiba n vedere urmatoarele aspecte:

- starea de curatenie a compartimentelor goale;

- deblocarea frnei de parcare a boghiului semiremorcii, ridicarea la limita superioara a trenului de sprijin si starea cuplarii pivotului la saua autotractorului (la autotrenurile cisterna);

- nchiderea robinetelor de golire si a capacelor gurilor de vizitare,

- etanseitatea acestora si a capacelor de protectie de pe conductele de golire;

- starea tehnica a furtunurilor;

- existenta si buna functionare a echipamentelor P.S.I.

B. ntretinerea curenta a autosasiurilor si autotractoarelor, se efectueaza de regula n fiecare zi si consta din:

1. verificarea cuplului de strngere a piulitelor jantelor si a presiunii din anvelope;

2. verificarea instalatiei de frnare a autovehiculului;

3. verificarea instalatiei electrice (iluminare si semnalizare) a autovehiculului;

4. verificarea functionarii pompei, a trenului de sprijin si a frnei de parcare (la autotrenurile cisterna);

C. ntretinerea periodica a autosasiurilor si autotractoarelor, consta din:

- curatarea cosului filtrant si a filtrului pompei, nlocuindu-se daca este cazul elementele filtrante deteriorate;

-verificarea si nlocuirea garniturilor de etansare defecte;

-verificarea organelor de asamblare si a starii mbinarilor sudate ale cisternei;

-curatirea compartimentelor, conductelor, furtunurilor precum si a celorlalte accesorii.

1.4. Transportul produselor petroliere n containere confectionate din materiale plastice

Produsele petroliere lichide si cele chimice pot fi transportate si depozitate n recipiente confectionate din materiale plastice. Utilizarea acestor recipiente conduce la reducerea cheltuielilor de executie, transport, montaj - demontaj si exploatare. Pe lnga aceste avantaje, materialele plastice utilizate au o mare rezistenta la solicitarile mecanice si chimice la care sunt supuse pe durata transportului si depozitarii produselor petroliere lichide. Acest fel de recipiente pot fi utilizate si ca depozite stationare pentru diverse produse petroliere n locurile greu accesibile unei aprovizionari ritmice. Principalele avantaje ale acestor containere confectionate din materiale plastice, sunt:

-greutate de circa 4 ori mai redusa dect a recipientelor similare din o el;

-posibilitatea de a fi pliate (n cazul celor flexibile) ocupnd astfel loc foarte putin;

-cheltuieli de transport si instalare mai reduse;

-rezistenta la coroziune, att interioara cauzata de lichidul transportat, ct si exterioara produsa de factorii atmosferici, substantele organice, bacterii din sol etc;

-durata de viata mai mare, cel putin 20 ... 25 ani;

-eliminarea riscului de nlocuire neasteptata si a cheltuielilor cu aceasta;

-reducerea riscului de poluare accidentala a mediului ambiant.

Containerele utilizate n acest domeniu pot fi flexibile, sau rigide.

Containerele flexibile, stationare sau transportabile sunt confectionate dintr-o esatura de nylon sau neopren acoperita pe ambele parti cu cauciuc sintetic (a carui compozitie este aleasa n functie de natura lichidului ce urmeaza a fi depozitat sau transportat) si consolidate n interior cu cabluri de otel sau cu fibra de sticla la containerele de capacitate mica.

Containerele etanse transportabile utilizate pentru produsele chimice si petroliere lichide au capacitati de 200 ... 20.000 litri si lungimi de pna la 11 m, iar containerele-tanc stationare au capacitati de 2.000 ... 400.000 litrii. Un astfel de container- tanc poate sa nlocuiasca un ntreg depozit de butoaie de tabla, ocupnd totodata un spatiu mai redus si eliminnd astfel problema manipularii si stocarii a sute de butoaie de tabla.

Containerele flexibile transportabile sunt usor de montat pe platforma unui autocamion, fara a fi nevoie de personal calificat, iar dupa ce au fost golite pot fi pliate cu usurinta ocupnd un spatiu foarte mic. De exemplu un container flexibil cu capacitatea de 5.000 litrii are dimensiuni de 2 x 3,2 x 1 [m x m x m] cnd este plin si de 0,8 x 0,9 x 0,5 [m x m x m] cnd este gol si cntareste aproximativ 90 kg. Transportul rutier al produselor petroliere lichide ntr- un astfel de container de capacitate mare (20.000 litrii) montat pe semiremorca unui autotractor, este mai eficient dect transportul ntr- o cisterna clasica, deoarece dupa golire containerul este pliat iar spatiul astfel ramas liber poate fi folosit pentru transportul altor materiale, eliminndu- se astfel problema curselor n gol (fara ncarcatura).

Containerele rigide, sunt confectionate din rasini sintetice armate cu fibre de sticla si pot fi folosite att pentru depozitarea produselor petroliere ct si pentru transportul acestora, astfel autocisternele de interventie, utilizate n schelele petroliere pentru transportul titeiului, apei, fluidelor de foraj etc, sunt dotate cu astfel de containere. De regula peretele unei astfel de cisterne este confectionat din patru straturi, succesiunea acestora dinspre interior spre exterior fiind: o mpletitura de fibre si rasina (10% sticla), un strat de fibre taiate si rasina (25 ... 28% sticla), un strat de fibre nfasurate n rasina (75% sticla), respectiv o mpletitura de fibra si rasina similara primului strat. Straturile cu un continut ridicat de rasina sunt rezistente la actiunea agentilor chimici, iar cele cu fibre mai multe confera o rezistenta mecanica ridicata containerului. Acumularea de electricitate statica n timpul umplerii-golirii acestor recipiente poate fi nlaturata astfel:

-o montarea de dispozitive antielectrostatice pe aceste containere;

-o fixarea pe peretele interior al containerului a unei retele de fire conductoare,

-racordate la un cablu de legare la pamnt;

-o montarea unui tub metalic pentru ncarcarea containerului, tub ce patrunde n interiorul acestuia si este legat la pamnt.

1.5. Rampe pentru ncarcarea si descarcarea autocisternelor

Efectuarea rapida si n conditii de siguranta maxima a operatiunilor de ncarcare descarcare a autocisternelor pentru produse petroliere lichide, impune construirea si amenajarea de rampe speciale att n rafinarii ct si n depozitele mari. O astfel de rampa cuprinde terenul cu constructiile si instalatiile necesare efectuarii n conditii de siguranta maxima si ntr-un timp minim, a operatiunilor de ncarcare descarcare a produselor petroliere n si din autocisterne.

Rampele pot fi clasificate dupa mai multe criterii, astfel:

1. dupa volumul operatilor predominante, rampele pot fi:

a. rampe de ncarcare, aflate n rafinarii si n depozitele de comercializare;

b. rampe de descarcare, aflate n unitatile consumatoare; aceste rampe sunt simple din punct de vedere constructiv si al dotarilor, deoarece cantitatile de produse manipulate sunt relativ mici si n sortimente reduse, primirea lor are loc la intervale de timp mari, iar operatiile de descarcare nu implica utilizarea unor instalatii speciale.

La unele depozite ale marilor consumatori, rampele pot fi utilizate att pentru descarcare (primirea produselor de la rafinarii sau din depozite) ct si pentru ncarcarea autocisternelor din depozitele proprii, n vederea alimentarii diferitelor puncte de consum.

2. dupa sortimentele de produse vehiculate, rampele (sau liniile de ncarcare) pot fi destinate pentru:

a. ncarcarea de produse albe (benzine, white-spirt, i ei lampant, motorine);

b. ncarcarea uleiurilor minerale;

c. ncarcarea produselor negre (combustibil lichid usor ptr. focare si pacura).

3. dupa capacitatea depozitului si volumul produselor livrate, rampele se pot grupa astfel:

a. rampe simple (cu o estacada si mai multe dispozitive de ncarcare);

b. rampe duble (cu doua estacade, prevazute fiecare cu mai multe dispozitive de ncarcare);

Avnd n vedere faptul ca autocisternele sunt utilizate pentru transportul produselor petroliere de la rafinarii si depozite la consumatori, adica de la un numar redus de puncte de ncarcare spre un numar foarte mare de puncte de descarcare, n continuare vor fi prezentate elementele componente ale unei rampe de ncarcare. Acestea sunt:

Rampa propriu-zisa , care este situata n incinta rafinariei sau depozitului, n apropierea rezervoarelor din care se ncarca produsele petroliere. Distanta fata de rezervoare se stabileste n faza de proiectare n functie de factori ca: posibilitatile de acces al autocisternelor, utilizarea rationala a spatiilor din depozite, a traseelor conductelor si rampelor de robinete a acestora, normele P.S.I. Suprafata si numarul liniilor de ncarcare ale unei rampe sunt determinate de volumul produselor petroliere livrate, de gama sortimentelor, precum si de capacitatea de transport a autocisternelor.

Platformele pe care se afla instalatiile de ncarcare sunt construite din beton rezistent la actiunea intemperiilor, a produselor petroliere si la solicitarile produse de autocisterne. De-a lungul platformelor se afla canale betonate, prin care trec conductele pentru produse, rampele de robinete pentru dirijarea produselor la diverse puncte de ncarcare, conductele de agent termic si de apa. De asemenea, platformele sunt prevazute cu canale colectoare din beton sau conducte metalice prin care eventualele scurgeri de produse petroliere sunt dirijate catre rezervoarele de captare si decantare. n jurul gurilor de colectare suprafe e platformei este realizata n panta, pentru a permite evacuarea rapida a lichidelor deversate accidental n timpul operatiilor de ncarcare. n vederea respectarii fluxului tehnologic de ncarcare simultana a mai multor autocisterne, pastrarii ordinii si disciplinei, precum si pentru ndeplinirea normelor P.S.I., platformele trebuie prevazute cu: marcaje vizibile pentru accesul si oprirea autocisternelor, locuri de ncarcare si de iesire, indicatoare de avertizare sau interdic ie privind fumatul, efectuarea de manevre, reparatii ale autovehiculelor etc.

Instalatia de ncarcare a autocisternelor cuprinde, n principal, reteaua de conducte pentru produsele petroliere cu rampa de robinete aferenta, separatoarele de aer si apa, conductele de umplere, debitmetrele, furtunurile flexibile de umplere cu dispozitivele de ancorare. Unele componente ale instalatiei de alimentare sunt montate pe o estacada prevazuta cu scari si podete de acces. Dimensiunile acestei estacade difera n functie de numarul punctelor sau a liniilor de ncarcare. Estacada este confectionata din beton sau din materiale metalice, este acoperita cu o copertina si are la baza o bordura si o balustrada de prindere. Fiecare punct de ncarcare a autocisternelor trebuie prevazut cu mijloace de prevenire si stingere a incendiilor.

Statia de pompare si instalatiile de preparare si utilizare a agentului termic nu difera din punct de vedere constructiv si functional, de cele care intra n componenta rampelor pentru ncarcarea si descarcarea vagoanelor cisterna .

Cladirile anexe cuprind: cabina de paza si control de la poarta rampei, atelierul pentru revizia si repararea autocisternelor, boxe pentru mijloacele P.S.I., birouri pentru personalul angajat, magazii pentru depozitarea de probe , grup social etc.

ncarcarea propriuzisa a autocisternelor se poate face n doua moduri: cu ajutorul unei conducte verticale; printr- un dispozitiv de ncarcare dupa volum. ncarcatorul vertical pentru autocisterne are o constructie foarte simpla si este usor de utilizat. Pozitia partii turnate a conductei verticale reprezinta starea de repaus a ncarcatorului. n aceasta pozitie conducta se fixeaza cu un lant special.

2. Prezentarea constructiv-funcional a principalelor tipuri de rezervoare cilindrice orizontale.

Rezervoarele cilindrice orizontale, de diferite tipuri i capaciti de depozitare, au o larg rspndire n aproape toate sectoarele de activitate, ele servind, n mod obinuit, pentru depozitarea sub presiune sau sub vacuum a lichidelor volatile i foarete volatile i a gazelor lichefiate.

Dei, pentru aceeai capacitate nominal de depozitare, rezervoarele cilindrice orizontale sunt mai grele dect cele cilindrice verticale, sferice i sferoidale, totui, ele sunt adeseori preferate pentru dimensiunile gabaritice mici, deoarece prezint urmtoarele avantaje principale:

au o form constructiv simpl;

se pot fabrica n serie, n uzine specializate;

se pot transporta gata montate la locul de amplasare;

permit o cretere considerabil a suprapresiunii interioare i a vacuumului, fa de rezervoarele cilindrice verticale, ceea ce conduce la lichidarea complet a pierdelor prin vaporizare a lichidelor volatile;

se instaleaz uor la locaia respectiv.

Ca dezavantaje ale rezervoarelor cilindrice orizontale se menionaz urmtoarele:

necesitatea instalrii unor reazeme (suporturi) speciale;

capaciatea de depozitare este relativ mic, fa de suprafaa relativ mare a platformei de montaj i de deservire.

Rezervoarele cilindrice orizontale pot fi montate suprateran, semingropat sau ngropat (fig. 1.1).

Fig. 1.1 Rezervoare cilindrice orizontale.

Un rezervor cilindric orizontal (fig. 1.2), n cazul general, se compune din patru pri principale i anume:

rezervorul cilindric orizontal propriu-zis, compus din: manta, funduri (capace), racord de ncrcare, racord de golire, gur de vizitare, racord pentru manometru, racord pentru supap de siguran, sistem de susinere, racorduri pentru indicatoare de nivel etc.;

echipamentul obligatoriu, constituit din: supap de siguran, manometru, indicator de nivel, plac de timbru;

echipamentul interior, impus de scopul tehnologic;

construciile de deservire, necesar pentru crearea condiiilor optime de expoatare i ntreinere a rezervorului; se compun din podee, scri, dispozitive de ridicare etc.

Fig. 1.2 Elementele componente ale unui rezervor cilindric orizontal:

1- mantaua; 2- fundurile; 3- racordul de ncrcare; 4- racordul de golire; 5- gura de vizitare;

6- racordul pentru manometru; 7- racordul pentru supapa de siguran; 8- racordurile pentru indicatorul de nivel; 9- sistemul se susinere (suporturi); 10- supapa de siguran; 11- manometru; 12-indicatorul de nivel; 13- plac de timbru.

Mantaua cilindic a rezervoarelor cilindrice orizontale este realizat, n general, din virlole, sudate cap la cap. Virolele cilindrice sunt realizate prin vluire, dintr-un numr minim de table, limile tablelor trebuind s corespund limilor standardizate de tabl (cu excepia virolei de nchidere).

Fundurile rezervoarelor cilindrice orizontale sunt exercitate, n general, prin ambutisare (presare) la cald, putnd avea diverse forme geometrice (fig. 1.3). Ele pot fi confecionate dintr-o singur bucat de tabl (atunci cnd diametrul desfuratei acestuia se ncadreaz n limea de tabl standardizat) sau din dou ori mai multe buci. La diametre mari de funduri se recurge la cnfecionarea acestora din segmeni i o calot sferic (rozet central) (fig. 1.4).

Fig. 1.3. Tipuri de funduri bombate: a) elipsoidale (sau eliptice)

b) sferice cu racordare (mner de co)

Fig. 1.4. Fundul semisferic executat din mai multe buci

Suporturile pentru rezervoarele cilindrice orizontale. Din punct de vedere constructiv, suporturile de tip a, folosite la rezemarea rezervoarelor cilindrice orizontale sunt:

de tip N1 destinate rezervoarelor cilindrice orizontale cu Dn 600...1000

(fig. 1.5a);

de tip N2 destinat rezervoarelor cilindrice orizontale cu Dn 1100...2000 (fig. 1.5b);

de tip N3 destinate a fi folosite pentru rezervoarelor cilindrice orizontale cu

Dn 2200...3200 (fig. 1.5c).

Fiecare tip de suport a este confecionat n dou variante constructive i anume ca suportul a fixe (fig. 1.5a i 1.5b) i ca suporturi a mobile (fig. 1.5c).

Dimensiunile suporturilor de tip a sunt date n STAS 10817-82, nu mrul suporturilor stabilindu-se n funcie de sarcina total de ncrcare.

Fig. 1.5. Suporturile de tip a pentru rezervoarele cilindrice orizontale:

a- de tip N 1; b- de tip N 2; c- de tip N 3.

3. Alegerea pe criterii tehnico-economice a materialelor, determinarea caracteristicilor mecanice, elastice i fizice ale acestora, stabilirea coeficientului de rezisten al mbinrilor sudate i calculul rezistenelor admisibile

3.1. Materiale utilizate in constructia utilajului petrolier

Materialele utilizate n construcia utilajului petrolier trebuie s satisfac anumite cerine tehnice i economice. Principalii indicatori tehnico-economici folosii la alegerea materialelor sunt:

-indicatorul tehnico-economic de rezistena, acesta impune alegerea unui material care s prezinte o rezistent ridicat n condiiile unui cost cat mai mic;

-indicatorul tehnico-economic de coroziune, acesta reprezint costul unitii de volum de material corodat ntr-un interval de timp. In acest caz se impune ca materialul sa prezinte o bun rezistenta la coroziune;

-indicatorul eficacitii economice a utilizrii unor materiale bimetalice, aceasta impune elaborarea unor tehnologii de obinere i de mbinare a bimetalului conducnd n acest fel la o cretere a costului instalaiei.

Notaiile folosite n acest capitol sunt:

- limita de curgere convenional, care reprezint efortul unitar er corespunztor seciunii iniiale ale epruvetei pentru care lungirea specific remanent plastic e atinge valoarea prescris de 0,2%; [N/mm2]

- rezistena la rupere care reprezint raportul dintre sarcina maxim Fmax suportat de ctre epruvet i aria Ao a seciunii transversale iniiale a epruvetei;[N/mm2]

KCU - reziliena materialului care se definete ca fiind raportul dintre lucrul mecanic necesar ruperii dintr-o singur lovitur a unei epruvete de ncovoiere, i aria seciunii transversale iniiale a epruvetei n dreptul crestturii. Forma geometric a crestturii este U";[J/cm2]

KV - energia de rupere este energia consumat la ruperea epruvetei cu cresttura n form de V; [J]

HB - duritate Brineil care este raportul dintre sarcina de ncercare F i aria amprentei sferice lsat de bila penetratoare de diametru D pe piesa de ncercat;

Deoarece rezervorul ce urmeaz a fi proiectat este destinat depozitrii propanului lichefiat la temperaturi sczute, se vor alege oelurile de tip R.

Materialele se vor alege n funcie de mediul tehnologic i temperatura de calcul. In acest sens se aleg oeluri slab aliate de uz general destinate pentru temperaturi ambiante i sczute.

Materialele alese sunt:

- pentru tablele virolelor i fundurilor: P355 NL-1 SR EN 10028-3;

- pentru tuurile racordurilor se utilizeaz evi laminate: P265 NL SR EN 10216-4;

- pentru organe de asamblare i flane se utilizeaz oeluri forjate: P355 N SR EN 10222-4;

- pentru nervuri, gusee suporturi tip a se utilizeazi: S275 J2G3 SR EN 10025+A 1/1994

Caracteristicile mecanice pentru S275 J2G3 sunt prezentate n tabelul 1, iar compoziia chimic este prezentat n tabelul 2.

Tabelul 1.

Marca

oeluluiGrosimea

t[mm]Caracteristici mecanice

[MPa]

[MPa],%

[J]ndoire

50802005,65

S275J2G32,02,5275430

580-15-(-C)

27--

>2,53,016

3,016410

56020

>1640265

>406325519

>638024518

>80100235

Tabelul 2.

Marca

oeluluiGrosimea

t[mm]Compoziia chimic %

CMnSiPSAl

S235J2G32,0...100max 0,18max 1,5-0,0350,035-

Caracteristicile mecanice pentru P355NL1 din SR EN 10028-3/96 sunt prezentate n tabelul 3, iar compoziia chimic n tabelul 4.

Tabelul 3.

Marca

oeluluiGrosimea


[MPa]

[Mpa],%

[J]ndoire

50802005,65

P355NL116355490-630---22---

>1635

>3550345

>5070325

>70100315470-610

>100150295450-610

Tabelul 4.

Marca

oeluluiCompoziia chimic %

C

maxMnSi

maxPSAl

minCr

maxMo

maxNi

maxCu

maxNb

maxTi

maxV

maxN

max

P355NL10,180,90

1,700,500,0300,0200,0200,30,080,50,30,050,030,10,020

Caracteristicile mecanice pentru P355N sunt prezentate n tabelul 5, iar compoziia chimic n tabelul 6.

Tabelul 5.

Marca

oeluluiGrosimea


[MPa]

[MPa],%

[J]

P355 N16355490-63022-

>1635

>3550345

>5070325

>70100315470-610

>100150295450-610

Tabelul 6.

Marca


C

maxMnSi

maxPSAl

minCr

maxMo

maxNi

maxCu

maxNb

maxTi

maxV

maxN

max

P355N0,180,90

1,700,500,0300,0200,0200,30,080,50,30,050,030,10,020

Caracteristicile mecanice pentru P265 NL din SR EN 10028-3/96 sunt prezentate n tabelul 7, iar compoziia chimic n tabelul 8.

Tabelul 7

Marca

oeluluiGrosimea


[MPa]

[MPa],%

[J]

P265 NL16min

255440-54021-

>1635

>3550

>5070

>70100

>100150

Tabelul 8

Marca


C

maxMnSi

maxPSAl

minCr

maxMo

maxNi

maxCu

maxNb

maxTi

maxV

maxN

max

P265 NL0,23min

0,450.15-

0.350,0350,0350,0200,30,080,50,30,050,030,10,020

3.2. Calculul rezistenelor admisibile

Conform prescripiilor I.S.C.I.R. C42003, rezistena admisibil a materialului la temperatura de 20C:

; []

unde:

este rezistena la rupere;

limita tehnic de curgere la 20C;

coeficientul de siguran fa de rezistena la rupere, ;

coeficientul de siguran fa de limita tehnic de curgere, .

Pentru S275 J2G3, rezistena admisibil este:

;

;

;

Pentru P355NL1, rezistena admisibil este:

;

;

;

Pentru P355N, rezistena admisibil este:

;

;

;

Pentru P265 NL, rezistena admisibil este:

;

;

;

3.3. Calculul cifrei de calitate a mbinrilor sudate

Raportul dintre rezistena admisibil a materialului (de adaos) al custurii sudate i rezistena admisibil a materialului de baz se numete coeficient de rezisten al sudurii (coeficient de calitate al custurii sudate sau cifr de calitate), se noteaz cu simbolul general i, evident, are urmtoarea expresie de calcul:

Coeficientul depinde de o serie de factori, dintre care se menioneaz - ca fiind mai importani - urmtorii: tipul constructiv al mbinrii sudate, sudabilitatea materialelor de baz, tratamentul termic al custurii sudate, modul i mijloacele de control defectoscopic nedistructiv folosite, caracteristicile fizico - mecanice ale materialului sudurii etc.Formula general pentru calculul coeficientului de rezisten al sudurii este urmtoarea:

este coeficientul teoretic de rezisten al mbinrilor sudate i depinde de geometria rostului mbinrii sudate i de procedeul de sudare folosit;

este factorul de corecie dependent de sudabilitate materialului de baz;

este factorul de corecie dependent de modul de efectuare al tratamentului termic de detensionare dup sudare;

este factorul de corecie dependent de examinarea defectoscopic nedistructiv;

este factorul de corecie dependent de modul de efectuare al ncercrilor mecanice constructive i a examinrii aspectului sudurii.

Pentru S275 J2G3:

Grupa de oeluri din punct de vedere al sudabilitii este Ia (simbol B)

EMBED Equation.3 ;

Deoarece nu se face detensionare prin tratament

EMBED Equation.3 . Se adopt

Examinarea defectoscopic nedistrituctiv este parial

EMBED Equation.3 ;

ncercrile mecanice sunt reduse, dar se face examinarea aspectului

EMBED Equation.3 ; Se adopt ;

Tipul sudurii: sudur cu arc electric cap la cap n V, cu sudur de completare la rdcin, respectiv sudur n V pe suport (plac de adaos, eclis, inel) ; se adopt .

.

Pentru P355NL1:


EMBED Equation.3 ;

Deoarece se face detensionare prin tratament se adopt ;

Examinarea defectoscopic nedistrituctiv este complet

EMBED Equation.3 ;

ncercrile mecanice se examineaza complet, se adopt ;

Tipul sudurii: sudur automat sub strat de flux pe ambele fee sau pe o singur fa cu completare la rdcin se adopt .

.

Pentru P355 N:

Grupa de oeluri din punct de vedere al sudabilitii este Ib (simbol L)

EMBED Equation.3 ;

Deoarece se face detensionare prin tratament, se adopt

Examinarea defectoscopic nedistrituctiv este total

EMBED Equation.3 ;

ncercrile mecanice sunt complete i se execut n totalitate, se adopt ;

Tipul sudurii: sudur autumat sub strat de flux pe ambele fee sau pe o dingur fa, cu sudur de completare la rdcin, se adopt .

.

Pentru P265 NL:


EMBED Equation.3 ;

Deoarece se face detensionare prin tratament, se adopt

Examinarea defectoscopic nedistrituctiv este total

EMBED Equation.3 ;

ncercrile mecanice sunt complete i se execut n totalitate, se adopt ;

Tipul sudurii: sudur autumat sub strat de flux pe ambele fee sau pe o dingur fa, cu sudur de completare la rdcin, se adopt .

.

3.4. Calculul rezistenelor admisibile ale sudurilor

;

Pentru S275 J2G3: ;

Pentru P355 NL1: ;

Pentru P355 N: ;

Pentru P265 NL: ;

4. Stabilirea gradului de umplere i al randamentului de umplere al rezervorului

Depozitarea propanului se face la temperaturile:

tmin = -300 C;

tmax = +200 C;\

Notaile folosite sunt:

densitatea butanului; [kg/m3]

gradul de umplere; = 0,51 [kgf/l]

greutatea specifica a butanului la temperatura de 200 C; [N/m3]

greutatea specifica a apei la temperatura de 200 C; [N/m3]

Vp volumul produsului la 200 C; [m3]

volumul rezervorului la temperatura de 200 C; [/m3]

Vv volumul de vapori; [m3]

randamentul de umplere;

Volumul rezervorului este V=160 m3;

m3;

( Deci volumul vaporilor este:

Vv=V Vp = 160 143.15 = 16,85 m3 ;

( Randamentul de umplere:

5. Calculul de dimensionare i verificare pentru principalele elemente supuse aciunii presiunii interioare

5.1. Stabilrea dimensiunilor de gabarit

Dimensiunile constructive i de gabarit ale recipientului, sunt prezentate n figura ce urmeaz:

V = Vcil + Velip

m3;

m;

H = 0,25 Di = 0,25 3,2 = 0,8 m

5.2. Dimensionarea fundului elipsoidal

Grosimea de proiectare a fundului elipsoidal se calculeaza cu relatia:

Sf Snec = Sr + C1 + Cr1 + Cr2 = 6,28+3+1,5+1,2 = 11,98 mm;n care:

Cr2 reprezint adaosul de grosime ce ine seama de subierea tablei n procesul de ambutisare;

Cr1 reprezint adaosul de grosime ce ine comt de abaterea negativ de la grosimea tablelor:

;

SSTAS = Sr + C1 + Cr1 = 6,28 + 3 + 1,6 = 10,88 (SSTAS = 12 mm;

Cr2 = 0,1 SSTAS =0,1 12 =1,2 mm;

Sr grosimea de rezistem a fundului elipsoidal:

mm;

unde: V coeficientul de form al fundului elipsoidal i se calculeaz cu formula:

;

unde: ke coeficient de elipticitate, care se calculeaz cu relaia:

;

unde: H nlimea prii bombate a fundului elipsoidal,

H = 0,25 Di = 0,25 3,2 = 0,8 m;

Sf=11,98SSTAS=12 mm

Diametrul desfurat al fundului se calculeaz cu relaia:

m;

n care:

h nlimea prii cilindrice a fundului elipsoidal;

n coeficient care se calculeaz cu relaia:

Obs. Atunci cnd fundul se ncadreaz n limea standardizat de tabl, fundul se realizeaz dintr-o singur bucat ( = 1); dac Ddf > ltimea standardizat de tabl, fundul se realizeaz din 2 sau mai multe buci ( = 2)5.3. Dimensionarea mantalei.

Grosimea de proiectare a mantalei cilimdrului se calculeaz cu relaia:

Sf Snec = Sr + C1 + Cr1 = 6,28 + 3 + 1,6 = 10,88 mm;

unde: Sr grosimea de rezistem a mantalei;

C1 = 3 mm adaos de grozime pentru coroziune;

Cr1 reprezint adaosul de grosime ce ine comt de abaterea negativ de la grosimea tablelor; Cr1 = 1,6 mm;

mm;

n care: pc presiunea de calcul;

Di diametrul interior al mantalei;

coeficient de siguran a mbinrii sudate;

- tensiunea admisibil a materialului din care este confecionat mantaua la t0;

Din STAS se alege o tabl cu grosimea: S = SSTAS Snec avnd:

S = 12 mm;

L = 5...12 mm; l = 2000 mm.

5.4. Verificarea de rezisten care se impune mantalei i fundului elipsoidal

Pentru verificarea n condiii de regim:

;

unde: presiunea admisibil;

pc presiunea de calcul; pc = 0,8 MPa

coeficientul de mbinare sudat; = 1;

S* grosimea de perete a mantalei sau a fundului, n condiii de corodare:

S* = Sm C1 = 12 3 = 9 mm.

- diametrul mediu n condiii de corodare:

Pentru verificarea mantalei n condiii de regim:

S* = Sm C1 = 12 3 = 9 mm

mm;

MPa;

Pentru verificarea fundului elipsoidal n condiii de regim:

S* = Sm C1 = 12 3 = 9 mm

mm;

MPa;

Pentru verificarea n regim IPH:

Stabilirea presiunii de ncercare hidraulic: orice recipient care se exploateaz sub presiune, dup execuia lui n uzin se impune o ncercare de presiune hidraulic (I.P.H.) realizat la temperatura de 200 C

Presiunea de prob hidraulic se determin cu relaia

MPa

N/mm2;

N/mm2;

Verificarea mantalei n condii de IPH.

N/mm2

N/mm2Verificarea fundului elipsoidal n condii de IPH.

N/mm2

N/mm25.5. Dimensionarea tuburilor racordurilor i verificarea relaiilor de rezisten pentru condii de regim i I.P.H.

5.5.1. Dimensionarea racordului de umplere: Dn1=150 mm

mm;

Conform STAS 404/1-87 se adopt de=159 mm;

Conform STAS 404/1-87 se adopt SR1 STAS=6 mm

mm;

Verificarea racordului n condiii de regim.

;

N/mm2;

mm;

mm;

MPa.

Verificarea racordului n condiii de I.P.H.

N/mm2;

N/mm2.

5.5.2. Dimensionarea racordului de golire: Dn2=200 mm

mm;


Conform STAS 404/1-87 se adopt SR1 STAS=6 mm;

mm;


;

N/mm2;

mm;

mm;

MPa.


N/mm2;

N/mm2.5.5.3. Dimensionarea racordului gurii de vizitare: Dn3=600 mm

mm;


Conform STAS 404/1-87 se adopt SR1 STAS=14 mm;

mm;


;

N/mm2;

mm;

mm;

MPa.


N/mm2;

N/mm2.6. Particularitile fabricaiei rezervoarelor i structura proceselor tehnologice

Particularitile fabricaiei acestor aparate tehnologice sunt generate de

forma i dimensiunile componentelor, caracterul produciei, tipul semifabricatelor,

ponderea unor operaii tehnologice, tipul utilajelor de producie, rolul acestora etc.

Cteva particulariti sun prezentate n continuare.

1. Componentele rezervoarelor sunt n mod uzual recipiente sub presiune cu gabarite mari i forme preponderent cilindrice.

2. Fabricarea se realizeaz n condiiile unei producii individuale sau chiar de unicat; pe baze statistice s-a stabilit c numai 510% din produsele uni ntreprinderi se fabric n mod continuu, 50% nu se repet niciodat, iar celelalte se repet la intervale de 24 ani sau ntmpltor pentru nlturarea efectelor unor accidente tehnice.

3. Semifabricatele laminate (table, evi, profile) au ponderea cea mai nsemnat (aproape 85%) n realizarea elementelor rezervoarelor. Celelalte tipuri de semifabricate (turnate, forjate, matriate, prelucrate mecanic) se folosesc n procent de 46% fiecare.

4. In procesul de fabricaie se folosesc att utilaje staionare grele (prese ,valuri, strunguri carusel, raboteze) ct i unele utilaje mobile tipice (surse de curent pentru sudare, maini de polizat, maini de gurit etc.)

5. Instalaiile i utilajele de ridicat (poduri rulante, macarale) ndeplinesc

i funcii de fabricaie pentru susinerea i ghidarea semifabricatelor la unele

operaii (ndreptare, vluire, sudare).

6. Operaia principal a ntregii fabricaii este sudarea (manual cu electrozi nvelii, sub strat de flux, n atmosfer protectoare etc.), procedeu caracterizat prin productivitate sczut, chiar n cazul variantelor automatizate sau robotizate, ceea ce influeneaz productivitatea ntregii fabricaii.

Pentru creterea productivitii se iau msuri cum ar fi:

-asigurarea interschimbabilitii, standardizarea i tipizarea elementelor componente (flane, talere pentru coloane) i a unor subansamble;-tipizarea proceselor tehnologice dup asemnarea constructiv i tehnologic, diferenierea acestora realizndu-se dup dimensiunile elementului fabricat;-luarea n consideraie a deformaiilor la sudare i realizarea montajului nainte de sudare n poziii ale elementelor astfel nct dup sudare s capete poziia corect, reducndu-se ponderea operaiilor de ndreptare;-mecanizarea, automatizarea sau chiar robotizarea unor operai tehnologice;

-fabricarea elementelor i subansamblelor tipizate (garnituri, flane, evi cu aripioare) n sectoare specializate, ceea ce permite organizarea unei producii de serie.

Aspectele prezentate mai nainte conduc la urmtoarea structur general a proceselor tehnologice de fabricarea rezervoarelor:

-prelucrri pregtitoare (curirea semifabricatelor, ndreptare, trasare debitare, pregtirea marginilor);

-prelucrri prin deformare (curbarea tablelor, profilelor i evilor, ambutisare, presare etc.);-montajul n vederea sudrii; -asamblarea prin sudare;-tratamente termice post-sudare; -asamblarea final;-controlul final de calitate.

In cadrul acestor procese exist i operaii de prelucrare mecanic prin

achiere, fie ca operaii pregtitoare cum ar fi prelucrarea marginilor n vederea

sudrii, fie n cadrul unor procese tehnologice de obinere a unor piese ce intr n

componena utilajului.

6.1 Interschimbabilitatea n construcia rezervoarelor

Problema interschimbabilitii n cazul aparaturii petrochimice i de rafinrii are dou nivele de abordare:

-interschimbabilitatea interioar care se refer la respectarea prescripiilor dimensionale intermediare ce se realizeaz n cursul procesului tehnologic;

-interschimbabilitatea exterioar care se refer la dimensiunile finale de legtur, importante pentru montajul i exploatarea utilajului.

Complexitatea problemei i insuficiena datelor statistice nu a permis elaborarea unui sistem de tolerane i ajustaje reglementat prin standarde internaionale aa cum este sistemul ISO pentru piesele obinute prin prelucrare mecanic. Exist totui cteva principii generale pe baza crora se stabilete dac dimensiunea de baz a unui element este diametrul interior sau diametrul exterior .

Se alege diametrul interior ca dimensiune de baz n cazul elementelor de tip coloan sau schimbtoare de cldur care conin la interior alte componente; n aceast situaie indiferent de grosimea peretelui dimensiunile componentelor care e monteaz n interior nu se schimb.

Se alege diametrul exterior ca dimensiune de baz n cazul conductelor i al recipientelor cu D< 500 mm care pot fi realizate i din eav; indiferent de grosimea peretelui dimensiunile alezajelor flanelor sau al altor elemente care se monteaz la exterior este acelai pentru o dimensiune de baz, indiferent de

grosimea peretelui.

Stabilirea dimensiunii de baza D a diametrul interior; b diametrul exterior

Din punct de vedere al preciziei, la stabilirea toleranelor i a poziiei cmpurilor de toleran se ine seama de faptul c n construcia rezervoarelor se folosesc att elemente din semifabricate deformate plastic sau turnate ct i piese prelucrate mecanic. Dei n mod frecvent toleranele ating valori de ordinul milimetrilor, specificitatea proceselor de asamblare prin sudare i dimensiunile mari genereaz dificulti n respectarea limitelor impuse.

In cazul mbinrilor cap la cap (mbinarea cea mai frecvent) tolerana T este dependent de grosimea s a componentelor, iar abaterile sunt simetrice; uzual se prescrie:

Ai = 0,1s; As = 0,1s, deci T = 0,2 s

In practic se verific denivelarea cu ajutorul unui ablon, aa cum sugereaz schia din figura 7.2 a; respectarea toleranei conform relaiei implic: 0,1s. La grosimi mari, este posibil ca valorile 0,1s ale denivelrii s conduc la valori care afecteaz seciunea mbinrii sudate; Din considerente de asigurare a rezistenei mecanice, valorile maxime se limiteaz la max = 3mm la sudurile longitudinale i max = 5 mm la sudurile circulare.

Abaterile mbinrilor cap la cap:

a verificarea cu ajutorul ablonului; b reducerea seciunii utile a mbinrii datorit denivelrii

In cazul recipientelor de diametru mare se prescriu abateri i la forma circular a virolelor. Abaterea trebuie s nu depeasc 0,01D la virolele rigide (raportul s/D > 0,01), iar la virolele nerigide (raportul s/D < 0,01) abaterea de la forma circular se limiteaz la 0,015D.Dac o virol se realizeaz din mai multe table, sau corpul recipientului (mantaua)necesit mai multe virole, pentru respectarea prescripiilor dimensionale se introduc elemente de compensare ale cror dimensiuni se stabilesc prin msurarea dimensiunilor efective obinute la asamblare.

Asamblarea prin sudare impune ca la mbinrile diferitelor elemente tip arbore cu elemente tip alezaj din construcia rezervoarelor s se utilizeze numai ajustajele cu joc. Din punct de vedere al procedeului prin care au fost obinute piesele ce formeaz ajustajul pot fi urmtoarele situaii:

-ambele piese realizate prin sudare;

-piesa tip alezaj sudat, piesa tip arbore laminat (eav);

-piesa tip alezaj sudat, piesa tip arbore prelucrat prin achiere (placa tubular montat n corpul schimbtorului de cldur);

-piesa tip alezaj prelucrat prin achiere, piesa tip arbore laminat (evile fixate n placa tubular).

Deoarece abaterile sunt simetrice n majoritatea cazurilor, rezult c piesele care formeaz un ajustaj n aceste condiii nu pot avea aceeai dimensiune nominal. Cunoscnd dimensiunea unei componente i jocul minim se poate calcula valoarea dimensiunii nominale a celeilalte componente pe baza schiei i relaiilor prezentate.

Toleranele asamblrilor cu joc i dimensiunile nominale ale componentelor

6.2 Semifabricate i adaosuri de prelucrare

In construcia rezervoarelor se folosesc cu precdere table, evi i profile laminate.

Alegerea tipului i dimensiunilor semifabricatelor se face dup criterii tehnico-economice n funcie de forma i dimensiunile aparatului, condiiile tehnice de execuie, sortimentele disponibile i costul acestora. Se urmrete pe de o parte reducerea sortimentelor de laminate, iar pe de alt parte reducerea cantitii de deeuri rezultate.

Gama sortimental a tablelor cuprinde table cu grosime s < 150 mm, lime l = 18004000 mm i lungime L = 412 m. La table este important tolerana la grosimea s, deoarece abaterile la lungime sau lime nu influeneaz precizia reperelor ce se obin prin debitare din semifabricatul laminat. Dac debitarea se face prin procedee termice iar marginile se supun ulterior prelucrrii mecanice se prevd adaosuri de prelucrare ce in seama de imperfeciunile tieturii i de stratul de metal afectat termic. Adaosul total simetric 2An se calculeaz cu relaia:

2An = T + 2(Rz + m + p),

unde T este tolerana total la dimensiunea respectiv a semifabricatului, Rz rugozitatea suprafeei dup tiere, m stratul de metal afectat termic, p abaterea de la planeitate a tieturii.

evile utilizate n construcia rezervoarelor sunt n mod uzual evi laminate, dar se folosesc i evi sudate pe generatoare. Toleranele se prescriu la diametrul exterior al evii, iar la grosimea peretelui, se prescriu abateri sub form de procent din grosimea nominal.

6.3 Operaii pregtitoare6.3.1 Deconservarea i curarea semifabricatelor

In timpul fabricrii, transportului i depozitrii semifabricatele se acoper cu oxizi, rugin uleiuri, impuriti mecanice. Unor produse mai sensibile la aciunea factorilor externi li se aplic dup fabricare operaii de conservare care constau n mod obinuit din acoperirea cu diverse substane de protecie.

Deoarece aceste substane nemetalice care pot ajunge n custura mbinrilor sudate influeneaz n negativ calitatea acestora, este necesar nlturarea lor nainte de introducerea materialelor n procesul tehnologic.

Operaiile de deconservare i curare trebuie s asigure nlturarea impuritilor cel puin pe poriunile din jurul rosturilor pentru sudare pe limi de peste 2050 mm. Principalele metode de deconservare sunt:

-ndeprtarea mecanic a unsorii sau foliilor cu ajutorul unor rzuitoare; -suflare cu abur;-splare cu ap cald;-tergerea cu produse textile i solveni;-suflare cu aer comprimat.

Curarea se realizeaz:

- mecanic cu ajutorul discurilor abrazive, perii metalice sablare cu alice;

-termic prin nclzire cu flacr oxiacetilenic la t > 150o C astfel crugina se deshidrateaz, materialele organice ard, iar oxizii i impuritile mecanice se desprind i se ndeprteaz uor la rcire datorit contraciei diferit de a metalului;

-chimic prin pulverizare sau cufundare n soluii de acizi sau baze care produc decaparea suprafeelor ce trebuie apoi splate abundent cu ap pentru neutralizare; condiiile de lucru sunt mai grele, iar procedeele sunt poluante pentru mediu.

6.3.2 ndreptarea semifabricatelor

Datorit rigiditii sczute n timpul manipulrii i transportului tablele i profilele utilizate ca semifabricate pentru rezervoare se deformeaz necontrolat, ceea ce impune introducerea operaiilor de ndreptare. Utilizarea semifabricatelor deformate genereaz abateri de form care pot afecta stabilitatea mecanic n exploatare a produselor respective.

Cantitatea de semifabricate ce trebuie supus ndreptrii crete cu reducerea grosimii s dup cum urmeaz:

Grosimea s a tablei

s > 12 mm

6 < s < 12 mm 2 < s < 6 mm s < 2 mm

Cantitatea de semifabricate ndreptat

10% 50% 90% 100%

ndreptarea se realizeaz prin ncovoierea semifabricatului n sens contrar abaterii de la forma iniial, astfel nct local s se depeasc limita de curgere a materialului, iar dup ncetarea aciunii solicitrii exterioare, materialul s revin elastic la forma plan. Valoare momentului ncovoietor ce trebuie aplicat depinde de curbura iniial K0 = 1/R0 i de caracteristicile mecanice ale materialului. ndreptarea pe prese. Se realizeaz prin deformarea n sens invers abaterii pe prese la care este posibil modificarea distanei dintre reazemele pe care se aeaz semifabricatul. Metoda se aplic n special la profile deoarece productivitatea i precizia sunt sczute i exist riscul ca n zonele de contact ale semifabricatului cu elementele presei s apar striviri ale stratului superficial.

ndreptarea profilelor pe prese

ndreptarea pe maini cu role. Se realizeaz prin deformarea elasto-plastic a materialului la trecerea sa printre dou rnduri de role dispuse nzig-zag. Micorarea puternic a curburii are loc la trecerea printreprimele trei role unde se ealizeaz pregtirea ndreptrii printr-un ciclucomplet de curbare revenire cu deformaii uniforme. In continuare rolele suntastfel dispuse nct amplitudinea deformrii descrete pentru ca la ieire tabla s fie plan.

ndreptarea tablelor pe maini cu role

Mainile de ndreptat cu role au 517 role cu diametrul D = (0,90,95)t,unde t este pasul de dispunere a rolelor. Viteza de ndreptare este v = 0,11,5 m/s, n funcie de grosimea s a tablelor ce se ndreapt.

Calitatea bun a ndreptrii se datoreaz n special forelor de ntindere ce apar la trecerea tablei printre role.

Pentru ndreptarea profilelor se folosesc maini cu trei role inferioare care sunt antrenate i patru role superioare dintre care dou sunt de ghidare. Profilul rolelor trebuie s corespund profilului semifabricatului ndreptat

6.3.3 Trasarea semifabricatelor

Trasarea are drept scop materializarea conturului piesei finite saudesfuratei acesteia pe semifabricat. In funcie de forma i dimensiunile pieselorse ntocmete o schi de amplasare numit plan de decupare. Pentru obinereaunor planuri de decupare care conduc la un consum minim de material n prezentse utilizeaz programe de calculator specializate.

In funcie de volumul producie metodele de trasare sunt:

-trasarea pe baza planelor de decupare elaborate de serviciul tehnologic al unitii productive; metoda se aplic n cazul desfuratelor complicate sau al produciei de serie;

-trasarea pe baza desenului de execuie al piesei; n acest caz ntlnit nproducia individual este necesar s se determine n atelierul de trasaj forma i dimensiunile desfuratelor i s se decid asupra amplasrii acestora pe semifabricatul tabl.

Forma i dimensiunile desfuratelor se determin pe baza egalitii dintre aria elementului de aparatur (virol sau fund) i aria semifabricatului, utiliznd principii i relaii geometrice. In calculul desfuratelor se consider dimensiunile elementelor de aparatur corespunztoare suprafeelor (sau fibrelor) medii, care trec prin centrul de greutate al seciunii. Dimensiunile de trasaj Lt se stabilesc adugnd, dac este cazul, la dimensiunile Lp corespunztoare ale desfuratelor adaosurile de prelucrare a marginilor 2An (vezi relaia (7.2)) :

Lt = Lp + 2 An

Trasajul se efectueaz fie folosind mijloace de msurare universale, fie utiliznd piese model sau abloane din tabl cu grosimea de 1,01,3 mm. Operaia ncepe cu plasarea semnelor pentru bazele constructive (axe de simetrie, centrele alezajelor) dup care se traseaz conturul desfuratei sau piesei respective. Tehnica trasajului este cea clasic: acoperirea cu vopsea alb, trasarea conturului, punctarea i trasarea reperelor de control care rmn dup decupare. Precizia trasajului este de 0,10,5 mm i depinde de calificarea operatorului i de dimensiunile pieselor.

Este o operaie neproductiv care este eliminat din procesele tehnologice moderne prin utilizarea mainilor de debitare automate cu comand numeric.

6.4Tierea (decuparea) semifabricatelor

Tierea semifabricatelor se poate realiza prin: forfecare produs de deformarea plastic la rece n seciunea de tiere, prin achiere i prin metode termice.

6.4.1Tierea prin forfecare a tablelor Se realizeaz prin deformarea materialului n seciunea de tiere i forfecarea acestuia. Se folosesc foarfece cu cuite drepte, care pot fi de tip nchis (ghilotina) sau de tip deschis i foarfece cu cuite disc.

Foarfecele de tip ghilotin permit tierea tablelor cu grosimi s = 160 mm; cuitele pot avea lungimi de pn la 3000 mm, iar distana de la marginea tablei la tietur h = 100700 mm.

Cuitul superior este nclinat cu unghiul = 2o6o (fig. 7.6 b) n funcie de grosimea tablei, iar jocul ntre cuite este j = 0,11mm. Cuitele pot avea dou muchii de tiere (fig. 7.6 c) sau patru muchii de tiere ,caz n care traversa superioar se nclin.

Tierea la foarfecele ghilotin:

a schema foarfecii; b poziia cuitelor; c cuit cu dou muchii de tiere; d cuit cu patru muchii; e nclinarea traversei superioareDebitarea la ghilotin asigur o calitate bun a suprafeei, iar dacmarginile urmeaz s se prelucreze mecanic, adaosul necesar este An = 0,25s. Foarfecele de tip deschis sunt mai simple (, au cuitele mai scurte

(pn la 750 mm), gabarit i putere de 24 ori mai mici dect ghilotinele.

Se folosesc la tierea tablelor fr limitarea limii i lungimii acestora, dup o linie dreapt sau frnt convex.

Foarfece de tip deschis

Foarfecele cu cuite disc pot avea dou cuite cu axe orizontale, un cuit cu axa orizontal i unul cu axa nclinat , dou cuite cu axe nclinate i pot tia table cu grosimi pn la 25 mm. Foarfecele cu axe nclinate pot realiza tieturi curbe cu raza de pn la 2000 mm fixnd semifabricatul ntr-un dispozitiv special Tierea curb la foarfece disc:

a cu axe orizontale; b unul cu axa orizontal unul cu axa nclinat; c ambele cu axe nclinate;d tierea circular

6.4.2Tierea profilelor i a evilor

Tierea profilelor se realizeaz pe foarfece ghilotin speciale ale cror cuite sunt profilate corespunztor seciunii semifabricatului ce se debiteaz. Aceste utilaje sunt prevzute cu dispozitive ce permit reglarea lungimii debitate astfel c se exclude operaia de trasare.

Tierea evilor prin deformare plastic la rece se realizeaz uzual cu ajutorul unor dispozitive dotate cu cuite disc; acestea pot avea un singur cuit, eava ntr-un cadru care le asigur solidarizarea i posibilitatea de rotire n jurul axei evii

.

Tierea evilor:

a dispozitiv cu un cuit; b dispozitiv cu trei cuite

Tierea evilor i profilelor se poate realiza i cu ajutorul discurilorabrazive sau cu ajutorul ferstraielor circulare, care trebuie s aib diametrul corelat cu dimensiunea seciunii profilului sau evii.

6.4.3Tierea prin metode termice a tablelor

Cele mai rspndite metode de tiere termic sunt: tierea (debitarea) cu gaze, debitarea oxielectric (oxiarc), debitarea cu arc-aer i debitarea cu plasm

Tierea cu gaze. Se realizeaz prin nclzirea local a materialului pn la o temperatur ridicat i oxidarea lui ntr-un curent de oxigen . Drept gaze combustibile se folosesc: acetilen, metan, propan amestec de propan-butan.

Cea mai rspndit este tierea oxiacetilenic care permite tierea semifabricatelor cu grosimi s = 1,51000 mm, n diferite medii, n condiiile unei productiviti ridicate, utiliznd aparatur i dispozitive relativ ieftine, universale i uor de transportat.

La semifabricatele din oeluri nalt aliate cu elemente greu oxidabile (Cr,Ni) tierea oxiacetilenic este greu de realizat deoarece conductibilitatea lor termic este mai redus, se formeaz pelicule a greu fuzibile, iar oxizii sunt adereni i nu pot fi ndeprtai din zona tieturii. Problema se rezolv n unele cazuri prin utilizarea unor fluxuri oxidante cu rol de fondani, care prin ardereintensific oxidarea, arderea i tierea materialului.

Datorit nclzirii puternice locale, structura materialului este afectat pe o adncime m a crei mrime depinde de tipul oelului, de grosimea s a materialului i de viteza de oxidare; n cazul oelurilor carbon sudabile (utilizate n construcia UPR) mrimea m a stratului de metal defect se poate determina cu relaia:

m = 0,625 + 0,03s

Calitatea suprafeei tieturii se reglementeaz prin standarde, fiind prevzute clase de calitate difereniate prin planeitatea p a tieturii, adncimea rizurilor Rz, derena bavurii i rotunjirea muchiei.

Adaosul de prelucrare mecanic necesar ndeprtrii efectelor tierii oxiacetilenice sau oxigaz se determin cu relaii de forma An = A + Bs, unde A i B sunt constante dependente de material i de metoda de tiere; de exemplu, pentru tierea manual An n mm este:

- n cazul oelurilor carbon: An = 4 + 0,03 s ;

- n cazul oelurilor aliate : An = 6 + 0,06 s

Pentru creterea productivitii i preciziei debitrii se folosesc maini automate de debitat la care conducerea capului de tiere pe contur se realizeaz cu ajutorul unor sisteme de comand numeric, ce nlocuiesc sistemele de copiere mecanice, magnetice sau optice.

Tierea oxielectric. In acest caz nclzirea i topirea materialului se produce sub aciunea arcului electric, care avnd temperatura mai mare dect flacra oxiacetilenic topete mai uor materialul; jetul de oxigen trimis n zona arcului produce oxidarea i ndeprtarea materialului.

Se aplic mai puin deoarece calitatea tieturii este mai slab, zona influenat termic este mai mare iar debitarea pe contur este mai incomod dect la tierea oxiacetilenic. Este folosit n special la tierea sub ap unde d rezultate mai bune dect tierea oxiacetilenic.

Tierea cu jet de plasm. Este un procedeu de mare productivitate ce asigur o calitate superioar muchiei tieturii. Materialul topit este ndeprtat datorit energiei cinetice a jetului de plasm, efectul termic al procesului de tiere asupra materialului fiind sczut.

Se aplic n special la tierea oelurilor nalt aliate i a aliajelor neferoase. La tierea oelurilor anticorosive i a aliajelor de aluminiu gazul plasmagen este un amestec de azot i hidrogen, iar la tierea celorlalte aliaje neferoase este un amestec de argon i hidrogen. Tierea se poate realiza manual sau automatizat.

6.5 Prelucrarea marginilor n vederea sudrii

Prelucrarea marginilor se aplic n scopul obinerii formei i preciziei

semifabricatelor, n special pentru obinerea formei i precizie rosturilormbinrilor sudate.

Procedeele folosite la pregtirea marginilor n vederea sudrii sunt:

prelucrarea cu surse termice i prelucrarea prin achiere.

Prelucrarea cu surse termice se realizeaz prin tehnologiile aplicate la

tiere, uneori chiar simultan cu procesul de debitare In cazul rosturilor X, Y, K, V numrul de treceri la prelucrare este egal cunumrul de plane necesare formrii suprafeelor rostului. De obicei, operaia serealizeaz ntr-o singur trecere, utiliznd un numr de arztoare egal cu numrul de plane necesar formrii suprafeei rostului, arztoarele legate n bloc

deplasndu-se simultan.

Scheme de prelucrare a marginilor

Prelucrarea marginilor prin achiere se realizeaz pe maini de rabotat sau

strunguri carusel (n cazul contururilor circulare) dac este necesar s se

ndeprteze stratul de metal afectat termic la tiere.

Mainile de rabotat marginile tablelor au ambele curse active i folosesc

pentru fixarea tablelor dispozitive pneumatice.

6.6 Operaii de ndoire a tablelor, profilelor i evilor

Prin ndoire se asigur forma tablelor, profilelor i evilor laminate utilizate n construcia rezervoarelor. Pentru stabilirea tehnologiei de ndoire este necesar s se determine gradul de deformare maxim :

= 0,5s100 = 50s[%]

ndoirea se realizeaz la rece pentru grosimi s = 1100 mm; dac nu sedepete gradul critic de deformare cr (gradul de deformare care conduce la formarea grunilor cu dimensiuni mari dup recoacere) nu este necesar aplicarea tratamentelor de recoacere de recristalizare dup deformare; pentru grade de deformare mai mari dup ndoire se aplic tratamente termice de recoacere.

6.7 Indoirea (curbarea) tablelor

ndoirea tablelor pentru elemente de UPR se realizeaz n special pe maini de curbat cu cilindri rotativi (maini de vluit). Procesul de curbare const din deformarea n domeniul elasto-plastic a tablei simultan cu deplasarea sa printre cilindrii aflai n micare de rotaie; ndoirea se realizeaz prin apsarea cilindrului (cilindrilor) de presare, iar deplasarea tablei printre cilindri datorit forelor de frecare care se produc ntre suprafaa tablei i suprafaa cilindrilor acionai (fig. 7.12).

Schema deformrii prin ndoire Schema curbrii pe maini de vluit

Mainile de vluit pot avea 2, 3 sau 4 cilindri avnd posibiliti de reglare a poziie reciproce . Fiecare main este caracterizat de grosimea i limea maxim a tablei i de raza minim de curbare; n general, diametrul minim al tablei vluite este Dmin = 1,3 dsup (dsup diametrul cilindrului superior).

Mainile trebuie dotate cu:

-sisteme de alimentare i orientare a tablelor;

-dispozitive de msurare, indicare i control al dimensiunilor i poziiei

valurilor i tablei;

-elemente de susinere a tablei n vederea evitrii pierderii stabilitii

acesteia n timpul curbrii.

Schemele mainilor de ndoit cu 2, 3 sau 4 valuri i posibilitile lor de reglare

Pe mainile de vluit se pot realiza urmtoarele operaii:

-vluirea elementelor cilindrice i conice ;

-ndoirea capetelor n vederea eliminrii poriunilor drepte ale capetelorvirolelor -calibrarea n vederea eliminrii abaterilor de form ale virolelor cilindrice sau conice.

Tehnologia vluirii depinde de tipul mainii. Operaia ncepe cu ndoirea capetelor folosindu-se plci suport sau pene. In cazul tablelor de grosimi mari capetele se ndoaie n cadrul unor operaii separate pe

prese.

Virola cu capete drepte ndoirea capetelor

ndoirea conic se realizeaz prin poziionarea valului superior sau a unuia din cele laterale nclinat fa de valul inferior cu unghiul Poziia corect a tablei se realizeaz prin corectarea avansului manual la tablele subiri sau cu dispozitive speciale la table groase.

ndoirea virolelor conice

Curbarea tablelor pe maini de vluit se face i la cald, caz n care se folosesc valuri din oeluri refractare. Temperaturile optime pentru ndoirea la cald se stabilesc la fel ca la operaiile de forjare.

Trebuie aplicate operaii de protejare a suprafeelor mpotriva oxidrii. Acestea constau din acoperirea cu paste pe baz de cret i clo

proiectarea unui rezervor orizontal nou

Documents