Сосуды работающие под давлением новые заводы

Когда говорят про сосуды работающие под давлением для новых заводов, многие сразу думают о ГОСТ 34233.1-2017, но на деле там столько нюансов, что голова кругом. Вот недавно на новом нефтехимическом комплексе под Пермью видел, как проектировщики заложили параметры без учёта реальных циклов нагрузки – потом пришлось переделывать сварные швы на пароперегревателях.

Ошибки проектирования на старте

Частая проблема – заказчики экономят на расчётах толщины стенок. Помню случай с воздушным резервуаром на 40 бар: поставили с запасом всего 1.5 мм, через полгода появились микротрещины в зоне термического влияния. Пришлось демонтировать и ставить новый, а простой линии обошёлся дороже, чем сэкономленные на металле деньги.

Особенно критично для вакуумных резервуаров – там не только давление, но и знакопеременные нагрузки. Мы как-то тестировали конструкцию с рёбрами жёсткости по нестандартной схеме, так компьютерная модель показала снижение усталостной прочности на 18%. Пришлось усиливать зону перехода от цилиндрической части к днищу.

Кстати, у ООО Сюаньчэн Синья в каталоге есть интересные решения по композитным армирующим элементам для противопожарных резервуаров. Но я пока с осторожностью отношусь к таким новшествам – без полноценных испытаний под циклическими нагрузками лучше не рисковать.

Сварка и контроль – где кроются риски

На новых производствах часто недооценивают требования к сварке кольцевых швов. Видел как на Томском заводе использовали автоматическую сварку под флюсом для паровых коллекторов, но не учли перепад толщин в зоне стыка – пошли продольные трещины. Хорошо хоть вовремя выявили при ультразвуковом контроле.

Сейчас многие пытаются применять лазерное сканирование вместо механических измерений. Технология перспективная, но для адсорбционных колонн с внутренними тарелками пока даёт погрешность до 3 мм. Мы в таких случаях комбинируем методы – старый добрый шаблон плюс цифровая съёмка.

Коллеги с завода ООО Сюаньчэн Синья как-то делились опытом по контролю сварных соединений резервуаров для сточных вод. У них там многоуровневая система приёмки, включающая цветную дефектоскопию. Но честно говоря, для агрессивных сред я бы добавил ещё и выборочное металлографическое исследование.

Монтажные тонкости

При монтаже нефтегазовых сепараторов постоянно сталкиваюсь с проблемой компенсации температурных расширений. Особенно когда трубопроводы подключают до завершения обвязки фундамента. На одном из заводов в Татарстане из-за этого произошёл перекос опорных башмаков на 12 мм – еле устранили без замены оборудования.

Часто забывают про виброизоляцию для насосных групп. Стандартные резиновые прокладки не всегда работают при низких температурах. Для северных регионов лучше использовать композитные материалы, как в тех же противопожарных резервуарах от xcxyylrq.ru – у них есть специсполнение для -60°C.

Кстати про фундаменты: для высотных адсорбционных колонн обязательно делать геодезический контроль каждые 3 метра набора высоты. Мы как-то пренебрегли этим правилом – потом пришлось выравнивать оттяжками с динамометрами, потратили лишних две недели.

Материалы и коррозия

С нержавеющей сталью 12Х18Н10Т сейчас просто беда – половина поставок идёт с отклонениями по хрому. Для паровых коллекторов это критично, особенно в зоне пароводяной смеси. Приходится делать входной контроль на каждом метре проката.

Для резервуаров сточных вод всё чаще применяют биметаллические листы. Но сварка таких конструкций – отдельная история. На своём опыте знаю, что нужно минимум три прохода с разными режимами, иначе появляется межкристаллитная коррозия в зоне сплавления.

Видел у китайских коллег из ООО Сюаньчэн Синья интересные решения по наплавке внутренних поверхностей медных сплавов. Но для наших сред с сероводородом такой вариант не подходит – медь слишком быстро деградирует.

Испытания и сертификация

Многие новые заводы пытаются сэкономить на гидравлических испытаниях, ограничиваясь 1.25 от рабочего давления. Но для сосудов работающих под давлением с циклической нагрузкой этого недостаточно. Мы всегда настаиваем на испытаниях 1.43 с выдержкой не менее 10 минут.

Особенно сложно с вакуумными резервуарами – там нужно комбинировать нагрузки. Сначала внутреннее давление, потом внешнее, плюс тепловые циклы. Без такого комплексного подхода нельзя выявить потенциальные проблемы с усталостной прочностью.

Сейчас Ростехнадзор ужесточил требования к паспортам сосудов работающих под давлением. Особенно в части расчёта на малоцикловую усталость. Приходится пересматривать все старые методики и добавлять компьютерное моделирование.

Перспективные разработки

Из интересного – начинают внедрять системы мониторинга в реальном времени с акустической эмиссией. Для больших резервуаров это даёт возможность прогнозировать развитие дефектов. Но пока технология дорогая и требует специально обученного персонала.

В области нестандартного химического оборудования постепенно переходят на 3D-печать отдельных элементов. Правда, для сосудов работающих под давлением это пока только вспомогательные детали – фланцы, патрубки. Основные части всё же требуют традиционного изготовления.

Коллеги с xcxyylrq.ru недавно показывали экспериментальный образец сепаратора с улучшенной геометрией отбойников. За счёт изменения углов наклона удалось повысить КПД на 7%. Но серийное производство пока не запущено – доводят ресурсные испытания.

Выводы и рекомендации

Если обобщать опыт последних лет – главная ошибка это спешка. Новые заводы хотят быстрее запуститься, экономят на испытаниях и расчётах. А потом тратят втрое больше на исправление косяков.

Для сосудов работающих под давлением обязательно нужно учитывать реальные технологические режимы, а не только паспортные данные. Особенно пиковые нагрузки и температурные скачки.

Сейчас мы всегда рекомендуем заказчикам включать в проект стадию пробной эксплуатации с инструментальным контролем. Даже если это удорожает проект на 10-15%, в перспективе это сэкономит и деньги, и нервы.