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
1
SPIS TREŚCI
1. Wprowadzenie 3
2. Wymagania wstępne 5
3. Cele kształcenia 6
4. Materiał nauczania 7
4.1. Charakterystyka zbiorników kulistych 7
4.1.1. Materiał nauczania 7
4.1.2. Pytania sprawdzające 9
4.1.3. Ćwiczenia 9
4.1.4. Sprawdzian postępów 10
4.2. Elementy konstrukcyjne zbiorników kulistych i zasady ich konstruowania 11
4.2.1. Materiał nauczania 11
4.2.2. Pytania sprawdzające 14
4.2.3. Ćwiczenia 14
4.2.4. Sprawdzian postępów 16
4.3. Przykłady rozwiązań stalowych zbiorników kulistych i metody ich montażu 17
4.3.1. Materiał nauczania 17
4.3.2. Pytania sprawdzające 22
4.3.3. Ćwiczenia 22
4.3.4. Sprawdzian postępów 24
5. Sprawdzian osiągnięć 25
6. Literatura 30
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
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 z
ródła 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
3
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].Z1/2.03
Wykonywanie rusztowań do robót budowlanych
712[04].Z1.04
A
ączenie elementów konstrukcji w stykach
montażowych
712[04].Z1.05
Montaż hal
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].Z1.11
Wykonywanie konserwacji i napraw uszkodzonych
elementów konstrukcji metalowych
712[04].Z1.12
Schemat układu jednostek modułowych
Rozliczanie robót montażowych
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
2. WYMAGANIA WST
PNE
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 z
ródeł 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
5
3. CELE KSZTAA
CENIA
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
6
4. MATERIAA
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 m3.
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
7
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
dz
wigowego 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
8
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
9
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
10
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 m3 konstrukcja wsporcza musi umożliwiać regulację
zbiornika w płaszczyz
nie 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
11
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. A
ączenie 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. A
ączenie słupa ze zbiornikiem za pomocą śrub [1, s. 313]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
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:
" wskaz
niki ciśnienia,
" wskaz
nik temperatury,
" wskaz
nik pojemności,
" zawory bezpieczeństwa,
" zawieradło probiercze i odpowietrzające,
" włazy.
Rys. 10. Schody zbiornika [1, s. 321]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
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
14
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:
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 pokrywy włazowej z czaszą zbiornika,
 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
15
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
16
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.
1
2
1-czasze
3
2-pas górny
3-pas środkowy
4-pas dolny
4
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.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
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.
1-montowana blacha
2-odciąg
3-słupy główne
Rys. 12. Schemat początkowego etapu montażu zbiornika [1, s.557]
Styki wykonuje się zworami montażowymi (rys. 13, 14).
1-ceownik
2-łączone blachy pierścieni
3-uchwyty przyspawane do blach pierścieni
4-kliny
Rys. 13. Zwora montażowa [4, s.189]
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
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 krawędz
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
19
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.
1-maszt pomocniczy
2-podpory montażowe
3-rusztowanie rurowe
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).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
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, dz
wigu bramowego lub dz
wigu 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
21
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
22
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,
 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
23
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
24
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
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 odpowiedz
. W przypadku pomyłki należy błędną
odpowiedz
zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedz
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 póz
niej i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.
9. Na rozwiązanie testu masz 90 min.
Powodzenia !
ZESTAW ZADAC
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
25
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
26
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
27
KARTA ODPOWIEDZI
Imię i nazwisko & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Montaż zbiorników kulistych
Zakreśl poprawną odpowiedz
lub wpisz odpowiedzi.
Numer
Odpowiedzi Punktacja
pytania
1 a b c d
2
3 a b c d
4
5 a b
6 a b c d
7
8 a b c d
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
9
10 a b
11
12
13 a b c d
14
15 a b c d
16
17 a b
18
19 a b c d
20 a b
Razem
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
6. LITERATURA
1. A
ubiński 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
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30