
Когда говорят про сосуды под давлением для компрессорных заводов, многие сразу думают о толстостенных баках — но это лишь верхушка айсберга. На деле тут целая система расчётов на вибрацию, усталостную прочность и термоциклирование, которую мы годами отрабатывали на практике.
Возьмём для примера воздушные ресиверы — казалось бы, простейшие ёмкости. Но если не учесть пульсации от поршневого компрессора, через полгода по сварным швам пойдут ?усталостные паутинки?. Мы в ООО Сюаньчэн Синья по производству сосудов высокого давления специально для таких случаев разработали ребра жёсткости с переменным шагом — не по ГОСТу, но эффективность доказали испытаниями.
Особенно сложно с адсорбционными колоннами — там помимо давления добавляется фактор химической агрессии. Однажды пришлось переделывать узлы крепления цеолитных засыпок после того как на одном из нефтехимических заводов вибрация вызвала истирание внутренних элементов. Теперь всегда считаем резонансные частоты при проектировании.
Вакуумные резервуары — отдельная история. Здесь главное не прочность на разрыв, а устойчивость к смятию. Как-то пришлось демонтировать ёмкость после того как дежурный технолог оставил задвижку закрытой при работающем вакуум-насосе — стенки сложились как бумажный стаканчик. С тех пор всегда ставим дополнительные предохранительные мембраны.
Для паровых коллекторов идём на хитрости — используем легированные стали с добавкой молибдена, хотя это дороже. Зато выдерживают постоянные термоудары когда пар из котла идёт с перепадом в 50 градусов. Наш технолог по сварке вообще отдельную методичку составил по режимам провара для таких случаев.
С нефтегазовыми сепараторами ситуация особая — там где-то сероводород есть, где-то меркаптаны. Применяем сталь 09Г2С с последующей нормализацией, хотя многие заказчики пытаются сэкономить и берут обычную углеродистку. Потом удивляются почему через год появляются трещины в зоне термического влияния.
Запомнился случай с противопожарными резервуарами для компрессорной станции — по проекту требовалась нержавейка. Но при анализе воды оказалось высокое содержание хлоридов — перешли на биметаллические листы. Дорого, зато уже семь лет без поломок.
Чаще всего проблемы возникают не с самими сосудами, а с обвязкой. Как-то на запуске компрессорного цеха вибрация от трубопроводов передавалась на сепаратор — пришлось ставить гибкие вставки и изменять схему крепления. Теперь всегда требуем от заказчиков предоставлять расчёт вибронагруженности всей системы.
С канализационными резервуарами для промстоков вообще отдельная история — многие забывают что агрессивная среда плюс давление создают синергетический эффект. Пришлось разработать специальное покрытие на основе эпоксидных смол с кварцевым наполнителем — подробности есть на https://www.xcxyylrq.ru в разделе про нестандартное химическое оборудование.
Самая грубая ошибка — когда монтажники экономят на опорных элементах. Видел как цилиндрический сосуд на буровую поставили на обычные подкладки вместо штатных опор — через месяц появился крен при рабочем давлении 16 атмосфер. Хорошо вовремя заметили.
У нас каждый сосуд работающий под давлением компрессора проходит не только ультразвуковой контроль, но и рентгеноскопию сварных швов. Особенно тщательно проверяем зоны перехода от толстостенных элементов к тонким — там всегда концентрация напряжений.
Для воздушных резервуаров дополнительно делаем гидроиспытания на 1.5 рабочего давления — не все производители это делают, ссылаясь на дороговизну. Но мы считаем это необходимым минимумом, особенно для сосудов работающих в условиях переменных нагрузок.
Вакуумные ёмкости проверяем на герметичность гелиевым течеискателем — дорогое оборудование, но без него нельзя гарантировать качество. Как-то отказались от крупного заказа потому что заказчик требовал упростить процедуру контроля — потом этот же сосуд вернули к нам на переделку после аварии.
Когда делаем адсорбционные колонны для газоразделения, всегда добавляем технологические люки для замены адсорбента — кажется мелочь, но на эксплуатации экономится до 40% времени. Многие проектировщики об этом забывают.
Для кислотных сред иногда применяем футеровку свинцом — старинная технология, но до сих пор незаменима в некоторых процессах. Правда при этом приходится полностью пересчитывать крепёжные элементы — свинец же тяжёлый.
Сейчас разрабатываем серию сосудов с улучшенной теплоизоляцией для северных месторождений — проблема конденсата в воздушных ресиверах стоит очень остро. Испытываем новые материалы из каменной ваты с силиконовыми пропитками.
Современные сосуды работающие под давлением компрессора всё чаще требуют встроенной системы мониторинга — датчики деформации, акустической эмиссии, толщинометры. Мы постепенно внедряем такие решения хотя это удорожает продукцию на 15-20%.
Интересное направление — комбинированные сосуды-реакторы для нефтехимии. Там где нужно совместить сепарацию и химический процесс в одном аппарате. Уже есть несколько успешных проектов на https://www.xcxyylrq.ru — особенно для процессов гидроочистки.
Сложнее всего прогнозировать усталостную долговечность — существующие методики расчёта часто дают завышенные значения. Приходится вести статистику по реальным срокам службы и корректировать нормативы. Может лет через пять накопим достаточную базу для точных прогнозов.