monter konstrukcji budowlanych 712[04] z1 10 u

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Grzegorz Pośpiech

Montaż zbiorników kulistych
712[04].Z1.10

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:

mgr inż. Halina Darecka

mgr inż. Anna Kusina

Opracowanie redakcyjne:

mgr inż. Barbara Olech

Konsultacja:

mgr inż. Krzysztof Wojewoda

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 712[04].Z1.10 „Montaż
zbiorników kulistych” zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu monter
konstrukcji budowlanych.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1.

Charakterystyka zbiorników kulistych

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Elementy konstrukcyjne zbiorników kulistych i zasady ich konstruowania

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3.

Przykłady rozwiązań stalowych zbiorników kulistych i metody ich montażu

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o zasadach konstruowania zbiorników

kulistych i sposobach ich montażu.

Poradnik ten zawiera:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś

mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej.
3. Materiał nauczania (rozdział 4) umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania

ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Do poszerzenia wiedzy wykorzystaj wskazaną literaturę
oraz inne źródła informacji. Materiał obejmuje również:

−

pytania sprawdzające wiedzę niezbędną do wykonania ćwiczeń,

−

ćwiczenia zawierające polecenie, sposób wykonania oraz wyposażenie stanowiska pracy,

−

sprawdzian postępów, sprawdzający poziom wiedzy po wykonaniu ćwiczeń.

Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie, co

oznacza, że opanowałeś materiał albo nie. Zaliczenie ćwiczeń jest dowodem osiągnięcia
umiejętności określonych w tej jednostce modułowej. Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem
tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne
sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.
4. Zestaw pytań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej

jednostki. Po przerobieniu materiału spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki
modułowej.

Jednostka modułowa: „Montaż zbiorników kulistych”, której treści teraz poznasz jest częścią

modułu „Technologia montażu konstrukcji metalowych”.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp oraz

instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych prac. Przepisy te
poznasz podczas trwania nauki.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

712[04].Z1/2.03

Wykonywanie rusztowań do robót budowlanych

712[04].Z1

Technologia montażu konstrukcji metalowych

712[04].Z1/2.01

Dobieranie narzędzi, sprzętu i maszyn do robót

montażowych

712[04].Z1/2.02

Wykonywanie podstawowych pomiarów w

robotach budowlanych

712[04].Z1.04

Łączenie elementów konstrukcji w stykach

montażowych

712[04].Z1.06

Montaż zbiorników cylindrycznych

712[04].Z1.07

Montaż kominów stalowych

712[04].Z1.08

Montaż budynków wielokondygnacyjnych

712[04].Z1.09

Montaż wież i masztów

712[04].Z1.10

Montaż zbiorników kulistych

712[04].Z1.05

Montaż hal

712[04].Z1.11

Wykonywanie konserwacji i napraw uszkodzonych

elementów konstrukcji metalowych

712[04].Z1.12

Rozliczanie robót montażowych

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej „Montaż zbiorników kulistych”

powinieneś umieć:

−

stosować terminologię budowlaną,

−

odczytywać i interpretować rysunki budowlane,

−

posługiwać się dokumentacją budowlaną,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii i przepisami bhp,

−

transportować materiały budowlane,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

dobierać narzędzia i sprzęt do robót montażowych,

−

wykonywać podstawowe pomiary w robotach budowlanych,

−

wykonywać rusztowania do robót budowlanych,

−

łączyć elementy konstrukcji w stykach montażowych.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozróżnić konstrukcję zbiorników kulistych,

−

dobrać narzędzia i sprzęt do montażu zbiorników,

−

dobrać materiały do budowy zbiorników,

−

dobrać metody montażu zbiorników kulistych,

−

ustawić i wstępnie zamocować blachy pierścienia równikowego przy metodzie od pierścienia

równikowego,

−

ustawić i wstępnie łączyć blachy zbiornika przy metodzie od pasa dolnego,

−

wykonać styk montażowy czasz zbiornika w metodzie połówkowej,

−

zmontować urządzenia pomocnicze zbiorników kulistych,

−

zastosować zasady bhp przy montażu zbiorników kulistych,

−

wykorzystać dokumentację techniczną.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Charakterystyka zbiorników kulistych

4.1.1. Materiał nauczania

Zbiorniki kuliste mogą być jednopowłokowe lub dwupowłokowe. Służą one do

magazynowania pod wysokim ciśnieniem gazów opałowych i substancji łatwo parujących.
Zbiorniki kuliste są więc zbiornikami magazynowymi w sieci gazowniczej albo urządzeniami
wchodzącymi w skład linii produkcyjnych w przemyśle chemicznym. W zależności od
spełnianej funkcji zbiorniki kuliste różnią się od siebie pojemnością i ciśnieniem
eksploatacyjnym.

Pojemność zbiorników wacha się zwykle w granicach od 100 do 32000 m

Zbudowane zostały również zbiorniki o większej pojemności.

Przy magazynowaniu gazów

opałowych ciśnienie eksploatacyjne w zbiornikach wynosi zwykle od 0.33 do 1.0 MPa. i mają
one z reguły dużą średnicę.

W przypadku magazynowania gazów łatwoparujących zbiorniki

mają mniejsze średnice, projektowane są jednak na znacznie większe ciśnienie eksploatacyjne,
dochodzące do 4,0 MPa.

Oprócz zbiorników jednopowłokowych wykonywane są także zbiorniki kuliste

dwupowłokowe. Przeznaczone są one do magazynowania gazów skroplonych pod normalnym
ciśnieniem, lecz w obniżonej temperaturze, dochodzącej do 0 Kelwina (przy magazynowaniu
skroplonego helu lub wodoru)

Zbiorniki dwupowłokowe składają się z dwóch współśrodkowo

umieszczonych powłok kulistych, różniących się średnicą ok. 2,00 m.

Powłoka wewnętrzna

tworzy pojemność magazynową, natomiast powłoka zewnętrzna zapewnia osłonę dla izolacji
i zezwala na wytworzenie wymaganego, nieznacznego nadciśnienia w przestrzeni izolacyjnej.

Rys. 1. Zbiornik jednopowłokowy Rys. 2. Zbiornik dwupowłokowy podczas montażu [4, s.226]

podczas montażu [4, s.221]

Montaż zbiorników kulistych jest bardzo trudny, wpływa na to zarówno sam kształt powłoki,

jak również, dopuszczane przy odbiorze, tylko minimalne odchyłki od idealnie kulistego
kształtu.

Ograniczenie do minimum deformacji montażowych, a także wysokie wymagania

wykonania spoin w najwyższej klasie jakości jest konieczne dla bezpiecznej eksploatacji

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zbiornika przy wysokim ciśnieniu wewnętrznym i równoczesnym braku zabezpieczenia przed
wpływami atmosferycznymi, głównie przed niską temperaturą.

Przy dużych wymiarach zbiorników wykonywanie ich w wytwórniach w całości jest utrudnione
lub też niemożliwe. W takich przypadkach zbiorniki scalane są bezpośrednio na fundamentach
na placu budowy.

Lokalizację zbiornika należy zaplanować starannie względem innych budowli ze względu na

zagrożenie pożarowe.

Na konstrukcję płaszcza zbiorników kulistych stosuje się stale niskostopowe o podwyższonej

wytrzymałości oraz stal węglową uspokojoną o szczególnych odmianach. Elementy podpór
wykonuje się najczęściej z rur ze stali R 35 i R 45. Zaleca się aby części przyspawane do
płaszcza były wykonywane z tej samej stali co płaszcz.

W przypadku spawania ręcznego scalanie powłoki zbiornika kulistego może rozpoczynać się

od pierścienia równikowego lub od czaszy dolnej. Pierwszym sposobem montuje się najczęściej
zbiorniki o średnicach mniejszych, drugim sposobem zaś zbiorniki większe.

Należy pamiętać, aby przy stosowaniu na płaszcz zbiornika stali o wysokiej wytrzymałości, nie
dospawywać do płaszcza uchwytów rusztowań itp., gdyż może to wywołać punktowe osłabienie
materiału płaszcza zbiornika. Również zwory montażowe należy mocować jedynie
w bezpośrednim sąsiedztwie krawędzi blach.

Aby ograniczyć wykonywanie spoin w niedogodnych pozycjach naściennych i sufitowych,

często stosuje się wstępne scalanie blach na specjalnych stołach montażowych przechylnych,
zainstalowanych na placu budowy w bezpośrednim sąsiedztwie fundamentu zbiornika.

W celu wyeliminowania ręcznego spawania montażowego, opracowano metodę

wykonawstwa zbiorników kulistych na specjalnych manipulatorach, ustawianych na
fundamencie zbiornika.

Manipulator ten, mający odpowiedni zestaw rolek tocznych, umożliwia

obrót scalonej na nim powłoki zbiornika o 360 stopni.

Spawanie można wykonać stacjonarnie

umieszczonym automatem spawalniczym, łukiem krytym pod topnikiem.

Wadą tej metody jest

to, że punktowe podparcie na rolkach manipulatora powłoki zbiornika, może powodować
lokalne odkształcenia. Dlatego metoda ta może być stosowana jedynie przy montażu zbiorników
o mniejszych objętościach.

Najczęściej przy wykonywaniu zbiorników kulistych stosuje się ręczne spawanie

montażowe. Wymusza to konieczność dysponowania przez przedsiębiorstwa wykonawcze kadrą
spawaczy o wysokich kwalifikacjach zwłaszcza, że stal o większej wytrzymałości spawa się
trudniej niż stal niskowęglową. Zapewnienie odpowiednich warunków podczas spawania
wymaga stosowania osłon montażowych, a nawet umieszczanie na czas spawania całego
zbiornika pod powłoką pneumatyczną.

Dążenie do ograniczenia ilości spoin wykonywanych w niedogodnych pozycjach

doprowadziło do powstania nowej metody montażu zbiorników kulistych, tzw. „metody
połówkowej”. W metodzie tej powłokę zbiornika scala się i spawa na poziomie terenu na
specjalnych stanowiskach montażowych, osłoniętych przed wpływami atmosferycznymi.
Montaż połówek powłoki zbiornika na fundamencie odbywa się przy zastosowaniu sprzętu
dźwigowego o odpowiednich parametrach.

Do montażu można wykorzystać suwnice bramowe

lub żurawie. Metodą tą często montuje się zbiorniki na wysokich fundamentach oraz przy
montażu kilku czy kilkunastu zbiorników na placu budowy.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Do czego służą zbiorniki kuliste?
2. Jakie są dwa główne typy zbiorników kulistych?
3. Jak są zbudowane zbiorniki jednopowłokowe?
4. Jak są zbudowane zbiorniki dwupowłokowe?
5. Jakich stali używa się do budowy zbiorników kulistych?
6. Jaka może być kolejność spawania pierścieni zbiornika?
7. Jakie ciśnienie panuje w zbiornikach magazynujących gazy?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zaproponuj rozwiązanie konstrukcyjno-materiałowe zbiornika do magazynowania

skroplonego wodoru. Uzasadnij swoją propozycję.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z materiałem nauczania,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) wypisać na arkuszu typ i konstrukcję zbiornika oraz uzasadnienie przyjętego rozwiązania,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– blok techniczny formatu A4,
– przybory kreślarskie,
– literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykaż różnice pomiędzy konstrukcją zbiornika jednopowłokowego i dwupowłokowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z klasyfikacją i budową zbiorników,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) wypisać na arkuszu różnice w konstrukcji zbiorników,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– blok techniczny formatu A4,
– przybory kreślarskie,
– literatura z rozdziału 6.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Tak

Nie

Czy potrafisz:
1) określić przeznaczenie zbiorników kulistych?

2) określić rodzaje stali stosowane do budowy zbiorników kulistych?

3) rozróżnić konstrukcje zbiorników kulistych?

4) wykazać różnice między zbiornikiem jedno i dwupowłokowym?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Elementy konstrukcyjne zbiorników kulistych i zasady ich

konstruowania

4.2.1. Materiał nauczania

Płaszcz zbiornika kulistego składa się z tzw. wytłoczek tj. z blach wytłoczonych w kształcie

wycinka kuli. Krzywizna i wymiary wytłoczek dostosowane są najczęściej do matryc
używanych w kraju.

Najlepszym sposobem podziału powłoki zbiornika jest podział południkowo-

równoleżnikowy. Powstaje wówczas jednak duża ilość odpadów. Lepszy pod tym względem jest
podział na kwadraty sferyczne. Jednak jest on trudniejszy w realizacji (rys.3).

Rys. 3. Podział powłoki zbiornika [1, s. 311]

Przy łączeniu arkuszy blach płaszcza zbiornika należy stosować wyłącznie spoiny

czołowe, starannie wykonane, najlepiej technologią półautomatyczną lub automatyczną. Styki
pionowe w układzie południkowym powinny być przesunięte o co najmniej 300 mm. Przy
grubościach spoin ponad 25 mm konieczne jest wyżarzanie odpuszczające. Wyżarzanie
wskazane jest także dla blach, do których ma być przyspawna większa liczba elementów,
natomiast jako zasadę przyjmuje się wyżarzanie górnej i dolnej czaszy.

Czasze wykonuje się z blach o większej grubości niż pozostałe części płaszcza, gdyż w tych

strefach wykonuje się otwory na elementy osprzętu technologicznego.

Dla zbiorników o pojemności 1000 m

konstrukcja wsporcza musi umożliwiać regulację

zbiornika w płaszczyźnie pionowej i poziomej.

Rysunki 4, 5, 6 przedstawiają sposoby podparcia zbiorników cylindrycznych.

Rys. 4. Schemat podparcia zbiornika o małej objętości [1, s.312]

Rys. 5. Schematy podparcia zbiorników o dowolnych objętościach [1, s.312]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Schematy podparcia zbiorników magazynujących produkty o szczególnym zagrożeniu pożarowym.
[1, s. 312]

Słupy wsporcze projektuje się najczęściej o przekroju rurowym. W zbiornikach o mniejszej

średnicy łączy się słupy bezpośrednio z płaszczem za pomocą spoin czołowych.

Rys. 7. Łączenie słupa z płaszczem spoinami czołowymi [1, s. 313]

W większych zbiornikach połączenie kształtuje się w postaci blaszanego oparcia, do którego

mocuje się słup za pomocą śrub.

Rys. 8. Łączenie słupa ze zbiornikiem za pomocą śrub [1, s. 313]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Elementy konstrukcji wsporczych należy spawać do płaszcza zbiorników w odległości nie

mniejszej niż 200 mm od styków spawanych blach płaszcza. Spoina powinna też być ułożona na
całym obwodzie elementu podpory przylegającym do płaszcza.

Przy łączeniu zbiorników w grupy należy pamiętać o zachowaniu odpowiedniej odległości

zapewniającej bezpieczną ich eksploatację.

Rys. 9. Zbiorniki cylindryczne połączone w grupy [1, s. 270]

Dodatkowe wyposażenie zbiorników kulistych stanowi osprzęt do którego należą przede

wszystkim: króćce, do których mocowane są zawory lub przyrządy pomiarowe; drabiny, schody
i podesty. Króćce umieszczane są w otworach w czaszy powłoki. Schody mogą opierać się na
niezależnej konstrukcji lub spoczywać bezpośrednio na płaszczu. To ostatnie rozwiązanie
pozwała na obracanie schodów (zarówno zewnętrznych, jak i wewnętrznych) wokół osi
pionowej zbiornika (tzw. schody obrotowe). Schody obrotowe umożliwiają kontrolę spoin
i odnawianie powłoki antykorozyjnej. W przypadku łączenia zbiorników w baterie stosuje się
jedne schody do obsługi kilku zbiorników przez połączenia ich jednym wspólnym pomostem.

Zbiorniki kuliste powinny być ponadto wyposażone w następujący osprzęt technologiczny:

•

wskaźniki ciśnienia,

•

wskaźnik temperatury,

•

wskaźnik pojemności,

•

zawory bezpieczeństwa,

•

zawieradło probiercze i odpowietrzające,

•

włazy.

Rys. 10. Schody zbiornika [1, s. 321]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Z czego składa się płaszcz stalowego zbiornika kulistego?
2. Jakie są sposoby podziału powłoki zbiornika kulistego?
3. Jakie spoiny stosuje się przy spawaniu wytłoczek?
4. Które blachy płaszcza zbiornika powinny mieć większą grubość?
5. Jaki przekrój mają najczęściej słupy wsporcze zbiorników?
6. Jakie są sposoby łączenia słupów wsporczych z płaszczem zbiorników?
7. Jaką odległość należy zachować między stykami spawanymi blach płaszcza, a stykami

konstrukcji wsporczych, przyspawanymi do płaszcza?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj na elementach modelu montaż połączenia słupa konstrukcji wsporczej z płaszczem

zbiornika za pomocą śrub, zgodnie z dokumentacją techniczną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z dokumentacją,
3) pobrać odpowiedni sprzęt do wykonania montażu,
4) stosować przepisy bhp,
5) dokonać połączenia podstawy trzonu komina z fundamentem,

–

naprowadzić element płaszcza zbiornika za słup konstrukcji wsporczej,

–

wstępnie wyregulować konstrukcję,

–

połączyć śrubami obydwie konstrukcje,

–

sprawdzić połączenie oraz dokonać ewentualnej regulacji,

6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– dokumentacja techniczna do wykonania montażu,
– zestaw śrub,
– zestaw kluczy,
– podstawowy sprzęt mierniczy,
– drążki montażowe,
– młotki,
– instrukcje bhp,
– literatura z rozdziału 6,
– model konstrukcji stalowego zbiornika kulistego.

Ćwiczenie 2

Zaproponuj sposób podziału powłoki płaszcza oraz sposób podparcia dla stalowego

zbiornika kulistego magazynującego gaz opałowy. Uzasadnij swoją propozycję.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z materiałem nauczania,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
3) narysować na arkuszu podział powłoki i sposób podparcia zbiornika oraz uzasadnić przyjęte

rozwiązanie,

4) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5) dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– arkusze papieru,
– przybory kreślarskie,
– literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Wykonaj na elementach modelowych montaż włazu zbiornika za pomocą śrub, zgodnie

z dokumentacją techniczną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

–

naprowadzić pokrywę do połączenia,

–

wstępnie wyregulować połączenie,

–

połączyć śrubami obydwie konstrukcje,

–

sprawdzić połączenie oraz dokonać ewentualnej regulacji,

6) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
7) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– dokumentacja techniczna do wykonania montażu,
– zestaw śrub,
– zestaw kluczy,
– podstawowy sprzęt mierniczy,
– młotki,
– instrukcje bhp,
– literatura z rozdziału 6,
– model konstrukcji stalowego zbiornika kulistego.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:
1) dokonać montażu połączenia konstrukcji wsporczej z płaszczem zbiornika? ¨

2) rozróżnić sposoby podziału płaszcza zbiornika kulistego?

3) określić sposoby podparcia zbiorników?

4) dokonać montażu włazu zbiornika?

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Przykłady rozwiązań stalowych zbiorników kulistych i metody

ich montażu

4.3.1.Materiał nauczania

Montaż zbiorników kulistych jest bardzo trudny z uwagi na kulisty kształt powłoki, jak

również bardzo małe dopuszczalne odchyłki od tego kształtu oraz na wysokie wymagania
dotyczące wykonania spoin (wysokie ciśnienie w zbiorniku i niekorzystne wpływy
atmosferyczne).
Ze względu na duże wymiary montaż zbiorników kulistych przeprowadza się z reguły na
miejscu budowy, łącząc poszczególne blachy (wytłoczki) za pomocą spawania

Rozróżnia się dwie metody montażu zbiorników kulistych:
–

metoda tradycyjna – polegająca na montażu poszczególnych arkuszy w miejscu
wbudowania i łączeniu ich za pomocą spawania ręcznego,

–

metoda połówkowa – polegająca na wykonaniu górnej połówki na poziomie terenu,
a następnie połączeniu jej z połówką dolną wzdłuż równika.

W tradycyjnej metodzie montażu można wyróżnić dwa sposoby montażu:
–

montaż blach od czaszy dolnej,

–

montaż blach od pierścienia równikowego.

Drugi sposób zaleca się stosować dla zbiorników o mniejszych średnicach (do 10 m).

Montaż od pierścienia równikowego

Blachy, z których składa się powłokę zbiornika, powinny być dostarczone na budowę

z krawędziami dociętymi w wytwórni na wymagany wymiar. Wyjątek stanowią blachy, które
łączą się z górną i dolną czaszą zbiornika; wzdłuż tego styku powinien być pozostawiony
naddatek blachy wielkości l50 - 200 mm. Naddatek ten zostanie obcięty po dopasowaniu czasz.
Jeżeli jednak obcinanie wszystkich krawędzi blach wykonywane jest na budowie, wówczas
stosuje się palniki acetylenowo-tlenowe, zamocowane na prowadniku z napędem
mechanicznym.

Zbiorniki przewidziane do montażu tą metodą mają powłokę złożoną najczęściej z trzech

pierścieni blach oraz dwóch czasz.

Rys. 11. Podział powłoki zbiornika kulistego na pierścienie i czasze [4, s.216]

Słupy stanowiące podpory muszą być połączone z co drugą blachą pierścienia

równikowego. Blachy te mają w wytwórni przyspawane końcówki słupów.

1-czasze
2-pas górny
3-pas środkowy
4-pas dolny

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Scalanie powłoki zbiornika przebiega następująco: w pozycji poziomej łączy się słup z jego

końcówką przyspawaną do blachy zbiornika.

Następnie wzdłuż krawędzi blachy spawa się

w rozstawie co 1000 mm krótkie odcinki płaskowników z nawierconymi otworami które posłużą
do scalania blach przy zastosowaniu zwór montażowych.

Do blach przymocowuje się także

uchwyty do zamocowania wsporników rusztowań oraz zawiesza się na nich pomosty
rusztowaniowe.

Tak przygotowany słup i blachę ustawia się przy pomocy żurawia na

fundamencie.

Następnie blachę należy zabezpieczyć trzema odciągami linowymi, które

umożliwiają także korektę jej położenia. Pomiędzy ustawione dwie takie blachy wprowadza się
łączącą je kolejną blachę pierścienia równikowego.

Rys. 12. Schemat początkowego etapu montażu zbiornika [1, s.557]

Styki wykonuje się zworami montażowymi (rys. 13, 14).

Rys. 13. Zwora montażowa [4, s.189]

1-ceownik
2-łączone blachy pierścieni
3-uchwyty przyspawane do blach pierścieni
4-kliny

1-montowana blacha
2-odciąg
3-słupy główne

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 14. Widok zwory montażowej [4, s.189]

Monterzy pracują z rusztowań przymocowanych do blach połączonych ze słupami.

Następnym etapem prac jest scalanie dolnego pierścienia blach.

B1achy wprowadza się do

wnętrza zbiornika od góry i łączy je z pierścieniem równikowym zworami montażowymi, przy
czym dolną krawędź blach podpiera się stemplami.

Przy scalaniu górnego pierścienia blach bardzo pomocny jest maszt montażowy ustawiony

w osi zbiornika. Zmontowana na jego wierzchołku „korona” stanowi oparcie dla blach podczas
scalania.

Montaż czasz, górnej i dolnej, wykonuje się po zakończeniu spawania powłoki

zbiornika i po obcięciu na dokładny wymiar krawędzi górnego i dolnego pierścienia blach.

Rys. 15. Zbiorniki kuliste w różnych fazach montażu [4, s.217]

Przed przystąpieniem do spawania powłoki zbiornika, należy zlicować styki wszystkich

blach (dopuszczalne jest najczęściej przesunięcie łączonych krawędzi nie więcej niż o 10%
grubości blachy). Podczas regulacji krawędzi blach wykonuje się jednocześnie spoiny sczepne
o grubości ok. 40% grubości blachy, rozmieszczone w odstępach od 100 do 200 mm. Po
wykonaniu spoin sczepnych można usunąć zwory montażowe. Przed wykonaniem spoiny
graniowej następuje sukcesywne żłobienie spoin sczepnych oraz szlifowanie krawędzi styku
w celu oczyszczenia z farby antykorozyjnej i ewentualnych zanieczyszczeń. Przed spawaniem
należy podgrzewać styki blach do ok. 373° K. Podczas wykonywania kolejnych warstw spoiny,
należy prowadzić bieżącą kontrolę odkształceń blach zbiornika przy zastosowaniu specjalnego
szablonu, zmieniając kolejność wykonywania spoin – od zewnątrz i od wewnątrz zbiornika,
przez co można korygować odkształcenia powłoki w styku. Po zakończeniu spawania
przeprowadza się radiologiczną kontrolę spoin, która obejmuje 100% długości styków. Zbiorniki
wykonywane ze stali niskowęglowych, z blach o grubości ponad 25 mm, powinny być
poddawane wyżarzaniu odprężającemu. Powłokę zbiornika okrywa się z zewnątrz izolacją

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

termiczną, a do króćca w czaszy dolnej zbiornika podłącza się przewód spalin od generatora,
w którym spalany jest najczęściej olej opałowy.

Montaż blach od czaszy dolnej

Przy montażu zbiornika od pierścienia dolnego można stosować prefabrykowane elementy

segmentów składających się z dwóch blach, co pozwala na zmniejszenie liczby spoin
wykonywanych w niedogodnej pozycji naściennej. W celu dopasowania krawędzi łączonych
blach używa się uchwytów montażowych (rys.16). Uchwyty stosuje się wówczas, gdy
dosunięcia krawędzi blach nie można wykonać urządzeniami szczękowymi. Należy pamiętać
aby uchwyty mocowane były do blach wyłącznie w sąsiedztwie krawędzi, a więc w strefie, która
zostanie wyżarzona podczas spawania.

Rys. 16. Pomocnicze uchwyty montażowe [1, s.557]

Prace montażowe poprzedza się ustawieniem w osi zbiornika masztu montażowego oraz

podpór montażowych, na których scala się i zespawuje blachy pierwszego pierścienia.

Przy montażu drugiego pierścienia, aby nie przeciążać podpór montażowych oraz blach

dolnego pierścienia, każdy segment montażowy, złożony z dwóch blach, podwiesza się do
masztu za pomocą ściągu linowego. Blachy drugiego pasa opiera się na pierwszym
w następującej kolejności: dwie blachy obok siebie i dwie po stronie przeciwległej. W ostatnie
blasze należy obciąć w celu dopasowania ewentualny naddatek. Pozostałe pasy montujemy
analogicznie.

Rys. 17. Schemat montażu dolnej czaszy zbiornika kulistego [1, s.558]

Spawanie styków pierścieni wymaga wykonania rusztowań zarówno od wewnątrz, jak i od

zewnątrz zbiornika. Rury, z których wykonuje się rusztowanie opiera się na blachach zbiornika
za pośrednictwem tulei rurowych (rys.18).

1-maszt pomocniczy
2-podpory montażowe
3-rusztowanie rurowe

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 18. Tuleje do oparcia wewnętrznego rusztowania na blachach zbiornika [4, s. 221]

Wadą przedstawionej metody jest to, że montaż rozpoczyna się od dolnej czaszy, co

wymaga bardzo dużej dokładności, gdyż błędy sumują się i osiągają najwyższą wartość w pasie
równikowym. Zaletami tej metody są mniejsza pracochłonność i mały udział pracy sprzętu.

Metoda połówkowa montażu zbiorników kulistych (rys.19) polega na scaleniu półkul

osobno na stanowisku usytuowanym na poziomie terenu, a następnie na ich połączeniu w
miejscu montażu za pomocą żurawia, dźwigu bramowego lub dźwigu samochodowego. Zaletą
tej metody jest to, że dużą ilość spoin wykonuje się jako podolne. Stosowanie tej metody jest
jednak ograniczone wymiarami konstrukcji [1, s. 558].

Rys. 19. Montaż zbiornika kulistego metodą połówkową [1, s.558]

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakimi metodami montuje się kuliste zbiorniki stalowe?
2. Na czym polega metoda tradycyjna przy montażu kulistego zbiornika stalowego?
3. W jaki sposób przebiega scalanie powłoki zbiornika kulistego metodą „od pierścienia

równikowego”?

4. W jaki sposób przebiega scalanie powłoki zbiornika kulistego metodą „od dolnej czaszy”?
5. W jaki sposób przebiega scalanie powłoki zbiornika kulistego metodą połówkową?
6. W jaki sposób wykonuje się styki montażowe blach zbiornika?
7. Jaką rolę pełni maszt montażowy przy montażu zbiornika kulistego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj montaż na elementach modelowych stalowego zbiornika kulistego metodą

połówkową oraz wstępne połączenie czasz uchwytami montażowymi, zgodnie z dokumentacją
techniczną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z dokumentacją techniczną,
3) pobrać narzędzia i sprzęt do wykonania montażu,
4) przetransportować czasze zbiornika na miejsce wbudowania,
5) wykonać wstępne połączenia poszczególnych elementów zbiornika uchwytami

montażowymi,

6) stosować przepisy bhp,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– modele czasz zbiornika stalowego,
– dokumentacja techniczna do wykonania montażu,
– zestaw śrub,
– zestaw kluczy,
– uchwyty montażowe,
– wciągarka ze zbloczem do transportu pionowego modeli elementów zbiornika,
– podstawowy sprzęt mierniczy,
– drążki montażowe,
– młotki,
– instrukcje bhp,
– literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj na elementach modelowych metodą „od pierścienia równikowego” montaż blach

pierścienia równikowego stalowego zbiornika kulistego oraz ich połączenie uchwytami
montażowymi, zgodnie z dokumentacją techniczną.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

–

połączyć w pozycji poziomej słup z blachą zbiornika,

–

ustawić słupy na fundamencie,

–

wprowadzić wytłoczkę łączącą,

5) wykonać wstępne połączenia poszczególnych elementów zbiornika uchwytami

montażowymi,

6) stosować przepisy bhp,
7) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– modele wytłoczek stalowego zbiornika kulistego,
– modele słupów wraz z wyposażeniem do montażu (uchwyty, wsporniki),
– dokumentacja techniczna do wykonania montażu,
– zestaw śrub,
– zestaw kluczy,
– uchwyty montażowe do łączenia blach,
– wciągarka ze zbloczem do transportu pionowego modeli elementów zbiornika,
– podstawowy sprzęt mierniczy,
– drążki montażowe,
– młotki,
– instrukcje bhp,
– literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 3

Wykonaj na elementach modelowych metodą „od pasa dolnego” montaż blach dolnego

pierścienia stalowego zbiornika kulistego oraz ich połączenie uchwytami montażowymi, zgodnie
z dokumentacją techniczną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,
2) zapoznać się z dokumentacją,
3) pobrać odpowiednie narzędzia i sprzęt do wykonania montażu,
4) przetransportować elementy zbiornika na miejsce wbudowania,
5) ustawić maszt pomocniczy,
6) wciągnąć i podwiesić blachy do masztu,
7) ustawić rusztowanie i podpory montażowe pod blachy zbiornika,
8) wykonać

wstępne

połączenia

poszczególnych

elementów

zbiornika

uchwytami

montażowymi,

9) stosować przepisy bhp,
10) zaprezentować wykonane ćwiczenie,
11) dokonać oceny wykonanego ćwiczenia.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

– modele wytłoczek stalowego zbiornika kulistego,
– model masztu pomocniczego z osprzętem,
– podpory montażowe,
– elementy rusztowania rurowego,
– dokumentacja techniczna do wykonania montażu,
– zestaw śrub,
– zestaw kluczy,
– uchwyty montażowe do łączenia blach,
– wciągarka ze zbloczem do transportu pionowego modeli elementów zbiornika,
– podstawowy sprzęt mierniczy,
– drążki montażowe,
– młotki,
– instrukcje bhp,
– literatura z rozdziału 6.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Tak Nie

Czy potrafisz:
1) wskazać różnice między metodami montażu zbiorników kulistych?

¨ ¨

2) wykonać montaż zbiornika kulistego metodą połówkową?

¨ ¨

3) wykonać montaż zbiornika kulistego metodą od czaszy dolnej?

¨ ¨

4) wykonać montaż zbiornika kulistego metodą od pierścienia równikowego? ¨ ¨

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań o różnym stopniu trudności. Są to zadania: otwarte, z luką

i wielokrotnego wyboru, prawda – fałsz.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej

rubryce znak X lub wpisując prawidłową odpowiedź. W przypadku pomyłki należy błędną
odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności: I część – poziom podstawowy,

II część - poziom ponadpodstawowy.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

9. Na rozwiązanie testu masz 90 min.

Powodzenia !

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Część I

1. Wytłoczki w konstrukcji zbiornika kulistego to:

a) blachy wytłoczone w kształcie wycinka kuli,

b) podpory pod blachy zbiornika podczas montażu,

c) urządzenie wyciągowe do transportu elementów zbiornika,

d) element rusztowań używanych przy montażu zbiornika.

2. Najczęstszym sposobem podziału powłoki zbiornika jest podział…………………………

3. Połączenia spawane blach zbiornika wykonuje się stosując spoiny:

a) czołowe,

b) pachwinowe,

c) otworowe,

d) grzbietowe.

4. Napisz, na czym polega montaż zbiorników kulistych metodą tradycyjną.

5. Podczas regulacji krawędzi blach wykonuje się jednocześnie spoiny sczepne o grubości 40

% grubości blachy.

a) tak

b) nie

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. Styki pionowe w układzie południkowym powinny być przesunięte o co najmniej:

a) 100 mm,

b) 200 mm,

c) 300 mm,

d) 400 mm.

7. Wymień metody montażu stalowych zbiorników kulistych.

8. Poniższy schemat przedstawia:

a) montaż zbiornika od pierścienia równikowego,

b) montaż zbiornika od czaszy dolnej,

c) montaż zbiornika metodą połówkową,

d) ustawienie masztu pomocniczego.

9. Narysuj południkowo równoleżnikowy podział powłoki zbiornika kulistego.

10. Przed spawaniem płaszcza zbiornika należy podgrzać styki blach.

a) tak

b) nie

11. Zaletą połówkowej metody montażu zbiorników jest to, że dużo spoin wykonuje się jako

……………………….

12. Do regulacji krawędzi blach przed spawaniem stosuje się ……………………………..

Część II

13. Elementy konstrukcji wsporczej należy spawać do płaszcza zbiornika w odległości od

styków spawanych blach płaszcza nie mniejszej niż:

a) 100 mm,

b) 200 mm,

c) 300 mm,

d) 400 mm.

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14. Na konstrukcję płaszcza i elementów podpór zbiorników kulistych stosuje się stale:

……………………………………………………………………………………………….

15. Zbiorniki dwupowłokowe składają się z dwóch współśrodkowo umieszczonych powłok

kulistych, różniących się średnicą około:

a) 1,0 m,

b) 2,0 m,

c) 3,0 m,

d) 4,0 m.

16. Narysuj spawane połączenie słupa wsporczego z płaszczem zbiornika .

17. Poniższy rysunek przedstawia sposób podparcia zbiornika magazynującego produkt

o szczególnym zagrożeniu pożarowym.

a) tak

b) nie

18. Na czasze używa się blach o większej grubości niż na pozostałe części zbiornika, gdyż

w tych strefach wykonuje się …………………………………………………………..

19. Ciśnienie eksploatacyjne w zbiornikach magazynujących skroplone gazy wynosi do:

a) 4,0 MPa,

b) 3,0 MPa,

c) 2,0 MPa,

d) 1,0 MPa.

20. Wyżarzanie odprężające jest konieczne przy grubościach spoin łączących blachy zbiornika

ponad 25 mm.

a) tak

b) nie

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ……………………………………………………..

Montaż zbiorników kulistych

Zakreśl poprawną odpowiedź lub wpisz odpowiedzi.

Numer

pytania

Odpowiedzi

Punktacja

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Razem

„

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6. LITERATURA

1. Łubiński M., Żółtowski W.: Konstrukcje metalowe cz. II. Arkady, Warszawa 2004
2. Włodarczyk W.: Konstrukcje stalowe cz. 1. Podstawy projektowania. WSiP, Warszawa

1997

3. Ziółko J.: Konstrukcje stalowe cz.2. Wytwarzanie i montaż. WSiP, Warszawa 1995
4. Ziółko J., Orlik G.: Montaż konstrukcji stalowych. Arkady, Warszawa 1980
5. Ziółko J.: Zbiorniki metalowe na ciecze i gazy. Arkady, Warszawa 1986