EA022133B1 - Способ изготовления антикоррозионной защиты стальных ёмкостей и стальная ёмкость с защитой от коррозии - Google Patents

Abstract

Изобретение касается способа изготовления антикоррозионной защиты стальных ёмкостей, используемых для сбора и обработки воды, в частности обработки сточных вод, а также конструкции такой стальной ёмкости; способ заключается в том, что каждый лист металла оснащается с внешней и внутренней стороны и с боков термопластичными компонентами, которые затем соединяются так, что образуют внутреннее пространство, в котором размещены листы металла, отделённое от внешней среды, затем сформированные таким образом панели соединяются сваркой в форму ёмкости; стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды, у которой внешние стенки соединены с дном ёмкости, при этом внешние стенки (4) ёмкости образованы тремя слоями, где внешние слои (1) созданы из термопластичного материала, внутренний слой (2) создан из листов металла, причём внутренний слой (2) отделен от внешней среды термопластовыми компонентами, соединёнными в компактный комплекс, при этом стенки (4) и дно (5) ёмкости соединены сваркой.

Description

Изобретение касается способа изготовления антикоррозионной защиты стальных емкостей, используемых для сбора и обработки воды, в частности обработки сточных вод, а также конструкции такой стальной емкости.

Современное состояние техники

Подбор материалов, используемых для ёмкостей для сбора и обработки воды, главным образом в области очистки сточных вод, а также в области обработки питьевой и производственной воды, осуществляется в зависимости от расчетного объёма ёмкостей. Самые большие ёмкости обыкновенно изготавливаются из железобетона, средние и небольшие по объему ёмкости могут изготавливатся из стали и пластика. Ёмкости должны соответствовать расчетным требованиям, выдерживая заданную статическую нагрузку содержащейся в них жидкости. Также важны такие характеристики ёмкостей, как их водонепроницаемость и их стойкость против влияния химических средств.

Стальные ёмкости обыкновенно выполняются цилиндрической формы и рассчитаны на объем, не превышающий 1000 м³. Недостатком таких решений является недостаточная защищенность стальных ёмкостей от коррозии, прежде всего у емкостей, размещенных в грунте, что является обычным способом их установки. Другим недостатком являются трудности при транспортировке заранее собранных ёмкостей на место установки. При сборке ёмкостей из отдельных компонентов на месте установки проявляется другой недостаток, а именно большая трудоёмкость соединений. При соединении отдельных металлических листов с помощью резбовых соединений, необходимо учитывать и оставлять места для таких соединений, что осложняется наличием в ёмкости слоя уплотнителя. При использовании соединения сваркой недостатком является возможное повреждение антикоррозионного слоя и неоходимости его последующего восстановления. Данный недостаток касается как антикоррозионного покрытия, так и антикоррозионного слоя, выполненного из пластика.

Ближайшими аналогами, имеющими все указанные выше свойства и недостатки, являются следующие технические решения:

КИ 47877 И1; автор Бушев Д.С.

КИ 47877 υΐ; автор Дремов О.В.

С2 18113; автор Ян Топол

С2 19020; автор Ян Топол

Сущность изобретения

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение выше указанных недостатков. Сущность изобретения состоит в том, что каждый лист металла, образующий ёмкость, оснащается с каждой из своих сторон термопластичными компонентами, сваренными друг с другом с образованием отделённого от внешней среды внутреннего пространства, в котором и находятся листы металла. Образованные таким образом панели свариваются затем друг с другом с образованием ёмкостей требуемого размера.

Внешние стены такой ёмкости состоят не менее чем из трех зон, где внешние зоны выполнены из термопластичного материала а внутренняя зона выполнена из металла. Внутренние зоны не контактируют с внешней средой. Внешние поверхности из термопластичных материалов соединяются друг с другом сваркой в ёмкость требуемых размеров. Размер стороны дна превышает размер соответствующей ей стороны ёмкости. Дно ёмкости, таким образом, выполнено с запасом.

Листы металла для придания большей прочности, главным образом, если создаётся основание ровной стенки без изгиба, могут быть выполнены профилированными, при этом возможно использование нескольких профилированных листов небольшой толщины, сложенных друг с другом.

Дно и потолочная панель ёмкости рассчитываются согласно предполагаемой статической нагрузке и выполнены из термопластичного материала и/или имеют одинаковую конструкцию со стенкой ёмкости.

Преимущество емкостей, выполненых по настоящему изобретению, состоит прежде всего в том, что существует возможность изготовить ёмкость, характеристики которой будут точно соответствовать конкретно определенным требованиям, в частности требованиям по статической нагрузке, аналогично тому, как производятся большие железобетонные ёмкости. Становится невозможной ситуация, при которой конструкция будет иметь недостаточную или, наоборот, излишне большую возможность противостоять статическим нагрузкам, чем и обеспечивается её безопасная эксплуатация при оптимизации производственных издержек. Также в полной мере используются хорошие свойства как термопластичных материалов - свариваемость, водонепроницаемость, высокая стойкость против химикатов и устойчивость к коррозии, так и очень хорошие характеристики жесткости стальных материалов.

Комбинацией листов металла, в том числе профилированных, и термопластичных материалов достигается ряд преимуществ. Основным преимуществом является полная устойчивость к коррозии. Другим преимуществом является небольшой вес ёмкости при высоких показателях конструкции при воздействии на неё изгибающих моментов. Еще одним преимуществом является водонепроницаемость конструкции. Так как металл, в частности сталь, имеет отличные показатели жесткости, то конструкция однозначно выдерживает статические нагрузки, возникающие в средних и малых очистных сооружениях. Использо- 1 022133 вание в конструкции профилированных листов металла только повышает стойкость к статическим нагрузкам. Опасность коррозии, которая угрожает стальным ёмкостям в известных решениях, полностью исключена за счет использования термопластичных материалов. Термопластичные материалы также обеспечивают полностью водонепроницаемое и надёжное соединение отдельных частей ёмкости. Ёмкости, произведённые данным способом, также имеют очень хорошую термическую изоляцию, препятствующую замерзанию жидкости внутри. Также данное решение является технологически эффективным за счет простоты и небольшого времени, требуемого для сварки термопластичных материалов.

Предлагаемое изобретение позволяет в отличие от известных ранее цилиндрических стальных ёмкостей изготавливать стальные ёмкости практически любых конфигураций, предназначенных для самых разнообразных целей использования. С учётом низкого удельного веса предлагаемой ёмкости возможности по вариантам её использования и установки значительно расширяются. Такая ёмкость подходит для установки как над уровнем грунта, так и для установки непосредственно в грунт и даже ниже уровня грунтовых вод без риска её повреждения и/или коррозии. Учитывая простоту данного решения, можно монтировать и устанавливать ёмкости больших объемов прямо на месте назначения, что снижает расходы на транспортировку.

Представленное изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 представлен горизонтальный разрез цилиндрической ёмкости, изготовленной из гладких не профилированных листов металла; на фиг. 2 - горизонтальный разрез цилиндрической ёмкости, выполненной из профилированных листов металла; на фиг. 3 - вертикальный разрез А-А' цилиндрической емкости, выполненной из профилированного листа металла; на фиг. 4 - одно из возможных выполнений ёмкости в виде параллелепипеда в горизонтальном разрезе; на фиг. 5 - вертикальный разрез 1-1' закрытой ёмкости; на фиг. 6 - вертикальный разрез 2-2' ёмкости без панели перекрытия; на фиг. 7 - одно из возможных выполнений соединения термопластовых стен с железобетонным дном ёмкости; на фиг. 8 - одно из возможных соединений стен, дна или панели перекрытия ёмкости в большую площадь.

Примеры исполнения изобретения

На фиг. 1, 2 и 3 изображён один из типичных вариантов цилиндрической ёмкости для использования в установках очистки сточных вод. Стенки 4 ёмкости образует внешний слой 1 из тонкостенной термопластовой доски и расположенный внутри него внутренний слой 2, выполненный из плоского или профилированного листа металла, например стали. Ленты из термопластика закрывают боковые поверхности листа металла. Стенка 4 ёмкости соединена сваркой с дном 5 и вся ёмкость расположена либо на обычном твердом основании 7 - на песке, бетоне и/или другом подходящем материале. Прямоугольные ёмкости, изображенные на фиг. 4-6, имеют ту же самую структуру стен, что и стены цилиндрических ёмкостей. Стенки 4 соединяются сварным соединением (сварной шов 3) с дном 5 и с потолком 6 ёмкости. Форма ёмкости может быть цилиндрической, квадратной в сечении, любой другой формы в зависимости от конкретных требований и вида использования. Дно 5 и потолочная панель 6 имеют обычно ту же конструкцию, что и стенки 4 ёмкости. Размер стороны дна 5 превышает размер соответствующей ей стороны ёмкости 8, что позволяет укрепить ёмкость в земле засыпкой или бетонированием. В случае формирования дна 5 из бетонной или железобетонной плиты 9 стенки 4 размещаются в пазы 10, созданные в такой плите 9. В случае ёмкости больших размеров, у которой стенки 4, дно 5 или панель потолка 6 созданы из нескольких компонентов, эти компоненты выполнены сварными и сварные швы 3 укреплены ребром жесткости 11.

При статическом расчете стен 4, потолочных панелей 6 и дна 5 ёмкости статические свойства термопластов ничтожны, потому что параметры жесткости ёмкости определены, прежде всего, вставленной стальной конструкцией, т.е. внутренним слоем 2.

Стенки ёмкостей требуемых размеров и требуемая статическая несущая способность создаются из тонкостенных плит из термопластичных материалов так, что в пустое пространство, созданное двумя термопластовыми слоями 1, вставляется внутренний слой 2 из стальных листов, а боковые стенки обкладываются лентами из термопластичного материала 12. Сваркой внешних слоев 1 с лентами из термопласта 12 обеспечивается выделение внутреннего слоя 2 от внешней среды. Стенки 4 у дна 5 и у потолочной панели 6 свариваются в углах обыкновенным способом напайкой сварочного прутка горячим воздухом. Такая же процедура осуществляется у цилиндрической стенки 4. Если емкость не устанавливается в землю, то дно 5 и потолочная панель 6 могут быть выполнены из листа термопластичного материала без укрепляющей внутренней стенки.

Для требуемой статической загруженности ёмкости сначала проводится рассчет гидростатического давления на стену 4 ёмкости, рассчитывается давление конкретного типа грунта на стену 4 ёмкости, выберается подходящий лист металла, учитывается подъёмная сила грунтовых вод на дно 5 пустой ёмкости, также учитывается напряжение превышения 8 на дно 5 против поднятия ёмкости подъёмной силой грунтовых вод, из этих расчетов выбирается подходящий лист металла для дна 5 ёмкости. Дальше осуществляется расчёт загрузки потолочной панели 6 ёмкости на основе веса обсыпки землёй, другими дополнительными загрузками, выбирается подходящий профиль листа металла для потолочной панели 6, делается расчёт загрузки сварных соединений в соединении стен 4 с дном 5 и потолочной панелью 6 и подбирается подходящая конструкция сварного соединения 3. При выполнении вышеуказанного процес- 2 022133 са обеспечиваются требуемые параметры и свойства ёмкостей по изобретению.

Claims (10)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ изготовления стальных ёмкостей с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды, изготовленных из одного или большего количества слоев профилированных листов стали, отличающийся тем, что каждый лист стали оснащают с внешней и внутренней стороны и с торцов термопластичными компонентами и эти термопластичные компоненты приваривают друг к другу так, чтобы внутреннее пространство, в котором размещен стальной профилированный лист, было изолировано от внешней среды, затем сформированные таким образом комбинированные из стали и пластика панели с поверхностью из термопластика соединяют друг с другом в форму ёмкости и сваривают по технологии сварки термопластика.
2. 2. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды, изготовленная способом по п.1, отличающаяся тем, что внешние стенки (4) ёмкости соединены с дном ёмкости и между собой, причём эти внешние стенки (4) ёмкости образованы из сваренных друг с другом комбинированных из стали и пластика панелей, причем каждый лист образован тремя слоями, где два внешних слоя (1) выполнены из термопластичного материала и между ними свободно вложен внутренний слой (2), выполненный из профилированного стального листа, причём внутренний слой (2) отделен от внешней среды внешними стенками (1), сваренными с боковыми термопластичными лентами (12).
3. 3. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по п.2, отличающаяся тем, что дно (5) имеет конструкцию, одинаковую с конструкцией внешних стенок (4) ёмкости, и соединено с внешними стенками (4) по технологии сварки пластика.
4. 4. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по п.2, отличающаяся тем, что дно (5) ёмкости выполнено из термопластика и соединено с внешними стенками по технологии сварки пластика.
5. 5. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по п.2, отличающаяся тем, что дно (5) ёмкости сформировано плитой из бетона или железобетона (9) с пазами (10) для укрепления и водонепроницаемого размещения внешних стенок (4).
6. 6. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по п.2, отличающаяся тем, что ёмкость закрыта потолочной панелью (6).
7. 7. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по п.6, отличающаяся тем, что потолочная панель (6) имеет конструкцию, одинаковую с конструкцией внешних стенок (4) ёмкости, и соединена с внешними стенками (4) технологией для сварки пластика.
8. 8. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по п.6, отличающаяся тем, что потолочная панель (6) выполнена из термопластичного материала и соединена с внешними стенками (4) по технологии сварки пластика.
9. 9. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по пп.2-4, отличающаяся тем, что дно (5) ёмкости выполнено с выступом (8), превышающим горизонтальный размер ёмкости, определенный внешними стенками (4) ёмкости.
10. 10. Стальная ёмкость с антикоррозионной защитой для сбора и обработки воды по пп.2-9, отличающаяся тем, что внутренний слой (2) выполнен из одного или большего количества слоев стального профилированного материала.