Нефтяные аппараты и металлоконструкции

По ГОСТ [19] схема расположения металлоконструкции соответствует выполнению схемы расположения в СПДС для архитектурных и конструктивных решений (ГОСТ 21.501). Схема разрабатывается с учетом последовательности строительных работ и показывает элементы металлоконструкции и связи между ними. На схему наносят координатные оси и высотные отметки. Для несимметричных каркасов показывают условия правильного монтажа. Со схемой или отдельно размещают ведомость элементов. На чертежах узлов показывают их конструктивное исполнение для обеспечения работы металлоконструкции. На чертежи наносят размеры, усилия и опорные реакции, тип сварного шва, марки деталей, отметки верха и низа элементов. Чертежи элементов разрабатывают для изображения конструкции отдельных элементов металлоконструкции. Спецификация металлопроката выполняется к схемам расположения. Сварные швы могут быть показаны в чертежах «КМД». Как правило, назначают по толщине свариваемого металла.

Чертежи «КМД» разрабатывают на основании Инструкции по разработке «КМД».

«КМД» являются отдельным комплектом чертежей и разрабатываются на основании комплекта «КМ».

В комплект КМД включают

– общие данные,

– монтажные схемы,

– монтажные узлы,

– отправочные элементы,

– дополнительные чертежи.

Металлоконструкция разбиваются на отправочные элементы по условиям изготовления, транспортирования и монтажа.

Металлоконструкции нефтяных аппаратов и резервуаров

Конструирование аппаратов (статического оборудования) в виде резервуаров подробно приводится в работе Мельникова [1]. Поэтому выполним критическое прочтение глав из указанной работы.

Возникает проблема о возможности отнесения статического оборудования к резервуарам и об изготовлении его на монтаже.

Классическим типом резервуаров являются приведенные в [1] конструкции, в отношении которых отсутствуют какие-либо вопросы:

– со стационарной плоской крышей

– с понтоном (для закрытия зеркала поверхности нефтепродуктов от потерь за счет «дыхания»)

– с плавающей крышей

Вместе с тем, Мельников показал скруббер газоочистки со схемой раскроя листовой металлоконструкции корпуса [1]:

Металлоконструкцию скруббера корректно отнести к сосудам и аппаратам стальным сварным на давление до 21 МПа. Скруббер по конфигурации оболочки корпуса аналогичен, например, коксовой камере (имеющей опору-юбку в конической части).

Такие металлоконструкции могут собираться на монтажной площадке в полевых условиях, но при этом должны проектироваться по нормам на сосуды и аппараты.

Одним из отличий в сборке является то, что на заводах нефтяного машиностроения аппарат собирается на роликовых опорах, на монтаже аппарат собирается, как правило, в вертикальном положении. Пример сборки пылеуловителя в условиях монтажа показан Мельниковым [1,с.367].

Отдельно рассмотрим проблему горизонтальных сосудов и резервуаров.

По размерам горизонтальные резервуары надземного и подземного исполнения с вместимостью до 100 куб. м. не отличаются от аппаратов емкостного типа. Такие конструкции корректно относить к сосудам и аппаратам с распространением на них норм на сосуды под давлением.

Представленные два вида металлоконструкций вертикального и горизонтального аппарата должны изготавливаться на заводах нефтяного машиностроения.

В нормативной методике для аппаратов до 21МПа заложены формулы из теории тонких оболочек [3], [4]. Подробно проблема теории оболочек сосудов рассмотрена в монографии [5], проблема расчета методом конечных элементов в монографии [6]. Вопросы расчета коробчатых оболочек кратко рассмотрены в [7]. Проблемы металловедения стенки (в том числе сварка и контроль) приведены в работе [8]. Виды нагрузок, на которые рассчитывают аппараты емкостного и колонного типов приведены в работе [9].

В опорах-юбках тяжелых аппаратов колонного типа устанавливают диафрагмы. Расчет таких конструктивных элементов должен выполняться методом конечных элементов. Пример расчетной схемы диафрагмы показан Мельниковым.

Металлоконструкции технологических трубопроводов

Металлоконструкции трубопровода можно разделить на металлоконструкцию самого трубопровода и опорные металлоконструкции.

При трехмерном проектировании объектов трубопровод прокладывается между начальной и конечной точками, первоначально прокладывается трасса основного трубопровода, затем трассы ответвлений к аппаратам и др. Более подробно вопрос рассмотрен в работах [17], [18].

Для трасс трубопроводов на заводах нефтепереработки используются металлоконструкции, состоящие из опоры и фермы для жесткости в пролете, внутри которой размещаются трубы.

Ферма образована четырьмя стержнями с поперечными связями из уголка. Внутри фермы располагаются трубы.

Для трубопроводов применяется балочная прокладка, при которой несущей балкой является труба с максимальным размером.

На этажерках, в насосных станциях, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой располагаются на опорах без дополнительных металлоконструкций, но с установкой систем компенсации тепловых деформаций.