Днище: описание видов, производство и применение

Днище — это металлоизделие, которое по классификации относится к фитингам. Днище представляет собой элемент, который может иметь различные формы (плоское, полусферическое, выпуклое) в зависимости от функциональных и технологических требований.

Днища используют для герметичного закрытия промышленных резервуаров или сосудов, предотвращая утечку газа, жидкости или любого другого вещества, находящегося внутри. Фитинги обеспечивают прочность и стабильность оборудования, равномерно распределяя давление внутри емкости, особенно если она находится под давлением. В некоторых системах днища используются для улучшения теплообмена (например, в теплообменниках), а полусферические и конические помогают снизить напряжения в углах соединений емкостей, увеличивая долговечность конструкции.

Стальные и нержавеющие днища изготавливаются в таких моделях, как:

• сферическое – это днища с высокими показателями прочности, конструкция которых представляет полную сферу для закрытия сосудов и емкостей. Днище сферической формы может выдерживать высокие давления, при этом обеспечивая равномерное распределение напряжений, минимизируя локальные концентрации напряжений. Диаметр: 1500 – 8000 мм (х/ш) и 300 – 6500 мм (г/ш), толщина: 5-50 мм (х/ш) и 5-320 мм (г/ш);
• полусферическое – это днища в форме половины сферы. Днище полностью симметрично, и радиус кривизны равен половине диаметра сосуда, к которому оно прикреплено. Полусферическое днище является самым прочным типом данных фитингов, так как равномерно распределяет внутреннее давление по всей поверхности. Оно может выдерживать самые высокие давления по сравнению с аналогами. Диаметр: 300-6000 мм (г/ш), толщина: 5-320 мм (г/ш);
• эллиптическое – это днище в форме эллипса, где отношение длинной оси к короткой составляет 2:1. Это днище с более мягким переходом от стенок сосуда к днищу по сравнению с полусферическим. Способно выдерживать высокое давление, но несколько меньшие, чем полусферический аналог. Достаточно хорошо распределяет напряжение, но имеет немного большее напряжение в переходных зонах. Диаметр: 1500 – 7000 мм (х/ш) и 89-6000 мм (г/ш), толщина: 5-50 мм (х/ш) и 3-320 мм (г/ш);
• торосферическое или корончатое – это днище, конструкция которого состоит из центральной сферической части, окружённой цилиндрическим ободом (тором) для плавного перехода от стенок сосуда к днищу. Радиус сферической части обычно больше диаметра сосуда. Изделия торосферической формы рассчитаны на умеренные давления. В зоне перехода от цилиндрической части сосуда к днищу могут возникать напряжения, требующие дополнительного усиления. Диаметр: 1400 – 7500 мм (х/ш) и 300-6000 мм (г/ш), толщина: 5-50 мм (х/ш) и 5-320 мм (г/ш);
• плоское - это днище с полностью плоской поверхностью, которая прикреплена перпендикулярно к стенкам сосуда. Конструкция данных фитингов не рассчитана на высокие давления, потому что наименее эффективна в распределении напряжений и имеет самые высокие концентрации напряжений в угловых соединениях. Диаметр: 300-5000 мм (г/ш), толщина: 6-80 мм (г/ш);
• конусное или коническое - это днище в форме усеченного конуса, при этом угол наклона конуса может варьироваться в зависимости от требований конструкции. Данный тип фитингов способен выдерживать умеренные давления. Стоит учитывать, что при больших углах наклона возникают более высокие напряжения в переходных зонах. Диаметр: 1400-7000 мм (х/ш) и 300-5000 мм (г/ш), толщина: 4-50 мм (х/ш) и 5-320 мм (г/ш);
• сегментное или лепестковое - это днище, конструкция которого состоит из нескольких сваренных сегментов (лепестков) в форме части сферической поверхности. Сегментные днища – это крупногабаритные фитинги, производство которых штамповкой невозможно или слишком дорого из-за очень больших размеров. Из-за сварных швов данные изделия могут выдерживать только умеренные давления. Диаметр: без ограничений, толщина: 4-360 мм (г/ш).

*г/ш - горячая штамповка, х/ш - холодная.

Резюме:

• полусферическое: подходит для самых высоких давлений благодаря своей равномерной конструкции;
• эллиптическое: используется преимущественно в средне- и высоконапорных сосудах;
• торосферическое: подходит для средних давлений с хорошим распределением напряжений;
• плоское: применяется при низком давлении и в неответственных конструкциях;
• коническое: используется для слива жидкостей в бункерах и емкостях с необходимостью опорожнения;
• сегментное: эффективно для больших резервуаров, работающих при низких давлениях.

Материалы и способы изготовления днищ

Стандарты, регламентирующие материалы и способы изготовления нержавеющих и стальных фитингов:

• ASTM A240, ASTM A516, ASTM A403;
• DIN 28011, DIN 28013, DIN EN 10253-4;
• EN 10028-7, EN 10253-2;
• GB/T 24598, GB/T 25198;
• ГОСТ 6533-78, ГОСТ 5521-93, ГОСТ 17379-2001.

Нержавеющие стали:

• AISI 304 (X5CrNi18-10 / 1.4301): высокая коррозионная стойкость и хорошая свариваемость;
• AISI 316 (X5CrNiMo17-12-2 / 1.4401): содержание молибдена обеспечивает высокую стойкость к точечной и щелевой коррозии;
• AISI 321 (X6CrNiTi18-10 / 1.4541): добавление титана улучшает стойкость к межкристаллитной коррозии при высоких температурах;
• X1CrNiMoN25-22-2 / 1.4466: устойчивость к высоким температурам и сильно агрессивным химикатам;

Углеродистые и легированные стали:

• P265GH, P235GH, P265GH, P295GH, P355GH, 16Mo3, 13GrMo4-5, 10CrMo9-10, P275NH,  P275NL1, P355NH, P275NL1:  стали для работы при высоких температурах и высоком давлении;
• S355J2+N / 1.0577: конструкционная низколегированная сталь для общего применения;
• A516 Grade 70: углеродистая сталь с улучшенной свариваемостью;
• SA387 Gr 11, SA87 Gr 22: низколегированная сталь с хорошей свариваемостью и стойкостью к низким температурам;
• SA516 Gr 65, SA516 Gr 70 / 70N: углеродистые стали для работы при умеренных и низких температурах.

Основные способы изготовления днищ:

• горячая штамповка: используется для изготовления больших и средних по размеру днищ. Заключается в нагреве металлической заготовки и придании ей нужной формы с помощью пресса или штампа;
• холодная штамповка: применяется для изготовления днищ из тонколистовой стали. Метод заключается в формировании днища без нагрева заготовки с помощью прессов. Используется для небольших или тонкостенных изделий;
• сварка: метод сварки используется для изготовления сегментных (лепестковых) днищ. Из металлических листов формируются сегменты, которые затем свариваются для создания готового изделия. Этот способ применяют для крупных резервуаров и емкостей, где сложно сделать монолитное днище;
• гидравлическое формование: заключается в использовании высокого давления воды или жидкости для придания заготовке нужной формы. Это метод используют для производства изделий сложных форм с минимальным количеством сварных швов.

Применение днищ ASTM, DIN, EN, GB и ГОСТ

Днища — важные элементы конструкций сосудов и резервуаров, обеспечивающие герметичность и прочность при высоких и низких давлениях.

Основные сферы применения фитингов:

• нефтехимическая промышленность: резервуары и сосуды для хранения нефти, нефтепродуктов и химических веществ. Особенно востребованы полусферические, эллиптические и торосферические днища для сосудов высокого давления;
• энергетика: котлы, теплообменники, парогенераторы и других системах, где важна термостойкость и прочность при высоких давлениях. В этой отрасли популярны полусферические и эллиптические фитинги;
• химическая промышленность: резервуары, реакторы и колонн, которые работают с агрессивными химическими веществами. Оптимальны нержавеющие эллиптические и торосферические изделия;
• пищевая и фармацевтическая промышленность: нержавеющие эллиптические и плоские днища используются в производстве оборудования для обработки пищевых продуктов и фармацевтических препаратов, где важна высокая гигиеничность и устойчивость к коррозии;
• судостроение и морская промышленность: цистерны для хранения топлива, воды и химикатов. Особенно востребованы нержавеющие конические и сферические днища;
• транспортировка и хранение сжиженных газов: криогенные емкости и резервуары хранения и транспортировки сжиженных газов, где важна прочность при низких температурах и высокая герметичность. Наиболее используемые - полусферические и сегментные изделия.

Где купить днище промышленное ASTM, DIN, EN, GB, ГОСТ?

Заказать и купить днище из нержавеющей и черной стали можно в Европейской металлургической компании. Мы поставляем все виды данных фитингов напрямую от производителя заказчикам на территорию Таможенного союза.