Tema:

"BUNCAR CU PERETI ROTUNZI"

Cap. 1  Argument

O categorie aparte de constructii metalice o constituie constructiile din tabla, acestea incluzand rezervoarele si buncarele. Acestea sunt constructii din tabla ce se reazema pe stalpi de sustinere sau platforme.

Buncarele sunt constructii care adapostesc materiale granulare si pulverulente si sunt constructii cu inaltime mica.

Din categoria constructiilor metalice cu destinatii speciale fac parte :

     Constructiile din tabla

     Constructiile inalte

Constructiile de tabla cele mai obisnuite sunt urmatoarele:

     rezervoarele pentru benzina, petrol si pentru alte lichide necorosive;

     recipientele de forma cilindrica, cu manta simpla sau du­bla, cu funduri plate, conice sau bombate, utilizate in procesele tehnologice din industria chimica si industriile similare;

     gazometrele;

     conductele de gaz;

     conductele fortate;

     buncarele si cosurile de fum.

Conditiile de solicitare si exploatare a constructiilor metalice din tabla sunt foarte diferite - de la temperaturile foarte joase din recipiente criogenice, la temperature foarte ridicate in constructia cuptoarelor si cosurilor de fum; pot fi solicitate de presiuni sau subpresiuni interioare; deasemenea pot lucra in medii cu diferite agresivitati.

La alcatuirea constructiilor din tabla de diferite tipuri se utilizeaza oteluri corespunzatoare conditiilor specifice de exploatare .

Imbinarile constructiilor metalice se realizeaza in majoritatea cazurilor prin sudare. Imbinarile sudate trebuie sa indeplineasca atat conditii de rezistenta cat si conditii de etanseitate.

In functie de solicitarea si importanta elementelor, tablele si cordoanele de sudura sunt supuse unor controale de calitate.

La majoritatea constructiilor din tabla peretii lucreaza la solicitari de intindere care au un caracter predominant. Din acest motiv, peretii rezulta de obicei cu grosimi reduse, iar aparitia unor eforturi de compresiune ar conduce la deformarea peretilor acestor constructii. Pentru a evita aceste fenomene apare necesitatea prevederii unor masuri de rigidizare corespunzatoare.

In consecinta, desi aparent simpla, proiectarea si executare constructiilor din tabla necesita o atentie deosebita, atat in conceptia constructiva, cat si la alegerea otelului si in tehnologia de executie.

Acest proiect incearca sa prezinte cateva dintre caracteristicile constructive ale acestui tip de constructie de tabla, respectiv buncarele cu pereti rotunzi, metodele prin care se realizeaza componentele acesteia precum si masurile specifice care se iau la realizarea acestui tip de constructie.

Cap. 2  Buncare metalice

Constructii metalice - clasificare

Cea mai generala clasificare imparte constructiile in doua mari categorii:

     cladiri

    

lucrari ingineresti

Lucrarile ingineresti sunt foarte diverse, cele mai importante fiind :

a. constructii speciale industriale: rezervoare, castele de apa, buncare, silozuri etc.;

b. constructii speciale pentru transporturi: drumuri, cai ferate, tuneluri si statii pentru metrouri etc.;

c. constructii speciale pentru transporturi pe apa: canale navigabile, ecluze, porturi etc.;

d. constructii speciale pentru continuitatea transporturilor, numite si lucrari de arta: poduri, tuneluri, viaducte, ziduri de sprijin etc.;

e. constructii hidrotehnice: baraje si lucrari aferente acestora;

f. constructii pentru imbunatatiri funciare si regularizarea cursurilor de apa: irigatii, desecari, taluzuri, protectia malurilor etc.

Constructiile din tabla

Constructiile din tabla fac parte din categoria constructiilor speciale si sunt destinate, de regula,

pentru pastrarea, transportul, incarcarea, descarcarea sau prelucrarea lichidelor, gazelor sau a materialelor pulverulente sau granulate.

Din aceasta categorie de constructii metalice din tabla fac parte:

     Rezervoare pentru pastrarea lichidelor sau a gazelor.

     Buncarele si silozurile pentru materialele pulverulente.

     Conductele de diametrul mare pentru transportarea gazelor,lichidelor sau a materialelor solide.

     Cuptoarele rotative din industria cimentului.

Elementele din tabla necesita o serie de operatii specifice legate de forma curba pe care trbuie sa o capete pentru alcatuirea diferitelor constructii :

     presari la cald sau la rece

     roluiri

     matritari

La alcatuirea constructiilor din tabla de diferite tipuri se utilizeaza oteluri corespunzatoare conditiilor specifice de exploatare.

Avantajele otelului

     este un material omogen si are proprietati mecanice foarte bune

     are rezistenta buna la intindere si compresiune ca si la incovoiere, solicitari intalnite la elementele construcitiilor metalice

Dezavantajele otelului

     este un material relativ scump

     este un material supus coroziunii ceea ce presupune cheltuieli suplimentare pentru intretinere

Buncarele

Buncarele sunt constructii care adapostesc materiale granulare si pulverulente. Sunt constructii cu inaltime mica.

Partile componente ale buncarelor sunt: celula, planseul peste celula, stalpii de sustinere.

In plan orizontal buncarele pot avea forma patratica, dreptunghiulara sau circulara.

Buncarele pot avea o celula sau mai multe celule (baterie).

Buncarele sunt la partea superioare acoperite sau descoperite in functie de materialul depozitat. Ele se utilizeaza in industria chimica, ind cimentului, mat de c-tii, si mai putin in ind alimentara.

Esafodajul de sustinere a buncarelor se realizeaza din metal si beton, in mai multe situatii cand inaltimea este apreciabila se realizeaza o scara de acces la gura de alimentare a buncarului.

Ele se dimensioneaza la incarcarea permanenta precum si la actiunea seismica. Atunci cand buncarul stocheaza material purverulent cu actiune distructiva in prezenta umiditatii exista pericolul de coroziune a esafodajului datorita depunerilor de pulbere pe structura care in prezenta umiditatii din aer devine chimica agresiva.

In general buncarele sunt amplasate in spatii deschise asigurand controlul si interventia pe durata exploatari

Buncarele metalice se pot realiza cu pereti plani sau cu pereti rotunzi. In unele situatii se pot realiza buncare cu pereti flexibili.

Buncarele rotunde (figura 1) sunt realizate dintr-un corp drept in forma de cilindru si un trunchi de con care constituie gura de golire. Peretii nu necesita rigidizari.

Fig. 1 Buncar rotund

Asemanarile si deosebirile constructive ale buncarelor rotunde si ale celor plane sunt date in tabelul urmator:

Buncare
cu pereti plani	cu pereti curbi
asemanari si deosebiri
Au forma simpla si se executa usor	Au in sectiune forma circulara
Peretii verticali sunt prevazuti cu rigidizari verticale executate din otel lat sau cornier. Distanta dintre rigidizari este de 1,5-2 m	Preiau sarcinile mai bine decat cele cu pereti plani si nu sunt prevazute cu rigidizari, ceea ce implica o economie de material
La partea de sus si de jos a peretelui vertical se prevad intariri orizontale. La partea superioara, intaririle pot fi din platbanda sau profil U. La partea inferioara, intariturile pornesc din punctul in care incepe palnia si sunt realizate din cornier, profil U sau 2L in functie de marimea buncarului	La partea de sus si de jos a peretelui vertical se prevad intariri orizontale. La partea superioara, intaririle pot fi din platbanda sau profil U. La partea inferioara, intariturile pornesc din punctul in care incepe palnia si sunt realizate din cornier, profil U sau 2L in functie de marimea buncarului
Palnia se rigidizeaza cu cornier sudat continuu sau intrerupt. Prinderea palniei de partea superioara se face direct sau cu o prelungire scurta	Palnia se rigidizeaza cu cornier sudat continuu sau intrerupt. Prinderea palniei de partea superioara se face direct sau cu o prelungire scurta
Tablele peretilor verticali pot fi indoite pentru a forma elementele de prindere ale palniei	Pot fi folosite pentru capacitati mari, diametrul lor variind intre 3 si 10 metri
Imbinarea tablelor peretilor la colturi se face fie direct, cu ajutorul unui cornier, folosind sudura de adancime, fie folosind o eclisa plasata in interior	Tabla peretelui vertical poate fi indoita pentru a forma elementele de prindere a palniei
Gura palniei se intareste cu cornier de care se prind apoi dispozitivele de inchidere	Gura palniei se intareste cu cornier de care se prind apoi dispozitivele de inchidere
Executia buncarelor se poate face independent unul fata de celalalt sau cu pereti comuni. Peretele comun poate fi realizat ca perete dublu si, in acest caz, rigidizarile verticale si orizontale se aseaza in interior. Tablele se prind de pereti prin sudura in gauri	Gruparea buncarelor cu pereti curbi nu se justifica datorita pierderii de suprafata
Rezemarea se face prin scoaterea in afara a peretilor laterali intariti, care se vor sprijini pe talpi metalice sau pe stalpi din beton	Rezemarea buncarelor rotunde pe constructii de sustinere, prevazute cu patru sau cu mai multe ramuri, se face la nivelul racordarii partii cilindrice cu pilnia
Gruparea buncarelor se face pe un sir sau pe mai multe siruri	Buncarele au guri de descarcare pe axa
Buncarele pot avea guri de descarcare fie pe axa, fie pe lateral sau chiar pe doua laturi

Buncarele cu pereti rotunzi au in sectiune orizontala forma circulara; partea superioara este de forma cilindrica, iar palnia este de forma conica. Sunt avantajoase din punct de vedere al preluarii incarcarilor, nu necesita rigidi­zari la pereti si la palnie si se pot folosi pentru capacitati mari, diametrul lor variind intre 3 si 10 m (fig. 1). Buncarele rotunde se utilizeaza, de obicei, izolate; gruparea mai multor buncare rotunde nu este rationala. Rezemarea buncarelor rotunde pe constructii de sustinere, prevazute cu patru sau cu mai multe ramuri, se face la nivelul racordarii partii cilindrice cu palnia. In acest loc buncarul are o rigiditate orizontala si reazeme amenajate pentru prinderea pe capul stalpilor.

Umplerea buncarului se realizeaza pe la partea superioara, cu macarale cu cupa, benzi transportoare, vagonete, iar golirea se face pe la partea inferioara a palniei.

Materialele circula prin buncar continuu, capacitatea lor de inmagazinare fiind de scurta durata.

Palnia are peretii inclinati (con cu varful in jos) sub un unghi care sa asigure golirea sub actiunea greutatii proprii a materialelor. Palnia este prevazuta la partea inferioara cu o gura de descarcare si un inchizator.

Pentru asigurarea unei bune functionari a buncarelor, se impun anumite masuri. Astfel:

a.      Palnia se uzeaza mai repede decat peretii verticali din cauza frecarii materialelor drept pentru care ea va fi prinsa de peretii cu suruburi, pentru a fi mai usor inlocuita.

b.     Daca palnia are o prindere nedemontabila de peretii verticali, atunci ea va fi protejata impotriva uzarii si deformarii locale datorate socurilor prin placarea peretilor cu otel de duritate ridicata, piatra etc.

c.      Cand prin buncar trec materiale fierbinti (cazul buncarelor de la furnale), se iau masuri speciale de racire.

d.     In cazul buncarelor amplasate in exterior se iau masuri de protectie impotriva inghetarii materialelor depozitate.

e.      Pentru realizarea sistemelor de incarcare cu benzi sau vagonete, se amenajeaza platforme care se rezeama pe buncare la partea superioara a peretilor verticali.

Constructia buncaruui cu pereti rotunzi este supusa la presiunea generata de materialul de interior si la incarcarile date de utilajele de transport , incarcare si descarcare , sustinute de constructia buncarelor.

Datorita formei lor, peretii si palnia sunt supuse numai la eforturi axiale. Acest fapt elimina rigidizarile interioare (ca in cazul buncarelor cu peretii plani) ceea ce conduce la o economisire de material.

Pentru buncarele amplasate in exterior se tine cont si de incarcarile date de vant si zapada.

Cap. 3  Executia buncarelor metalice

Etapele tehnologiei de executie

Constructia corpului si a palniei

Corpul cilindric si palnia tranconica se obtin in majoritatea cazurilor prin asamblare prin sudare, din virole. Fiecare virola rezulta din tabla, prin curbarea pe valt si sudarea in lungul generatoarei. Virolele se asambleaza cap la cap cu ajutorul unor cordoane de sudura inelare.

Se impune ca intre doua cordoane de sudura longitudinala la doua virole alaturate, sa existe un decalaj, masurat pe cicumferinta , mai mare decat de trei ori grosimea tablei , insa minimum 100 mm. In felul acesta se evita o rigidizare pronuntata a zonei cuprinsa intre cele doua cordoane de sudura. Cordoanele in cruce sunt interzise deoarece in zona intersectarii cordoanelor are loc o ingramadire de material de adaos, apar tensiuni si se accelereaza deformatiile.

a.      Doua cusaturi longitudinale ale unei virole trebuie sa fie la o distanta mai mare de 800 mm ; pentru o singura asemenea distanta (masurata intre axele cordoanelor de sudura) se admite sa fie mai mare decat 200 mm . Aceste conditii sunt determinate de efectul de rigidizare introdus de cordonul de sudura. O distanta prea mica intre cordoanele de sudura rigidizeaza zona respectiva  si modifica raza de curbura (o face mai mare, ceea ce duce la o solicitare dezavantajoasa a zonei respective).

b.     Cordoanele de sudura ale corpului nu trebuie slabite prin gauri decat in mod exceptional, cand se vor lua masuri de intarire. Imbinarile sudate trebuie sa nu fie acoperite de elemente atasate buncarului, deoarece trebuie sa existe posibilitatea examinarii imbinarilor prin control nedistructiv si remedierii defectelor care pot aparea in timpul exploatarii.

c.      In cazul elementelor de fixare care traverseaza imbinarile sudate ale buncarului , se practica decupari in elementele respective din dreptul rezemului lateral, se face din doua bucati , sau se intrerupe cordonul de sudura

d.     Daca acoperirea cordonului de sudura cu elemente prinse de corp este de neevitat, atunci portiunea de cordon de sudura care urmeaza a fi acoperita , plus cate 50 mm de-o parte si de alta vor fi supuse in prealabil unei verificari radiografice totale (100%)

e.      Uneori virolele alaturate (succesive), care urmeaza a fi sudate intre ele, sunt de grosimi diferite. La sudarea cap la cap a unor asemenea virole , cea cu grosimea peretelui mai mare trebuie sa fie tesita uniform pana la grosimea mai mica

Trebuie retinut ca, la sudarea elementelor buncarului sub presiune, se folosesc imbinari cap la cap. Imbinarile sudate cap la cap trebuie astfel amplasate, incat sa nu fie solicitate la incovoiere.

Prinderea palniei de peretii verticali

Legatura dintre palnia si partea cilindrica superioara o poate realiza si un inel de rigidizare care este considerat o grinda circulara. Aceasta este zona in care se realizeaza rezumarea pe stalpi.

Dupa asamblare, pe santier , buncarul este ridicat si prins de stalpi cu suruburi.

Fig. 2 Grinzi laterale

Rezemarea buncarelor cu pereti verticali

Pentru rezemare, la partea inferioara a partii cilindrice, se prevede un element circular rigid la incovoiere si la rasucire, rigidizat printr-un profil sau printr-un element compus prin sudare.

Stalpii de sustinere a buncarului sunt alcatuiti din profile laminate dublu T, incastrati in fundatii. In planul de rigiditate minima, sunt legati cu contravantuiri verticale.

N.T.S.M. la executia buncarelor

La executia elementelor de constructii metalice in ateliere/intreprideri se vor respecta normele de protectie a muncii prevazute in normativele si instructiunile specifice pentru asemenea lucrari cuprinse in "Normele republicane de protectie a muncii". De asemenea, se vor respecta masurile de protectie a muncii prevazute de catre proiectant, prin indicatii speciale, cuprinse in proiectele de executie sau in caietele de sarcini.

     Intrucat montarea constructiilor metalice se face prin manevrarea la inaltime a unor subansambluri cu greutati si gabarite mari, se aplica normele de securitate a muncii specifice.

     De asemenea, utilajele de montaj (macarale, cricuri,dispozitive de montare si fixare provizorie etc;) trebuie sa fie verificate de catre echipa de intretinere daca sunt in buna stare de functionare;

     Se vor verifica instalatiile de forta, aer si lumina, de unde se fac racordarile pentru alimentarea pe timpul montajului.

     Schelele de lucru trebuie sa fie rezistente si asigurate la stabilitate. Ele trebuie sa fie prevazute cu balustrade.

     Montorii care lucreaza la inaltime trebuie sa aiba o incaltaminte care nu aluneca si centuri de siguranta cu care sa se lege de elemente definitiv fixate.

     Pentru lucrul in timpul iernii trebuie luate masuri suplimentare, cum sunt: curatirea schelelor si scarilor de gheata, presararea de nisip, rumegus etc, pe locurile de trecere alunecoase.

     Locurile de incalzire cu foc nu se vor amplasa langa materiale usor inflamabile.

Bibliografie:

[1] Valeriu Jinescu s.a. - Utilajul si tehnologia meseriei, constructii demasini,

manual pentru clasa a XII-a, licee industriale cu profil de mecanica si anul III, scoli profesionale, EDP, Bucuresti, 1996

[2] Dumitru Teodorescu - Utilajul si tehnologia constructiilor metalice,

manual pentru licee industriale cu profil de mecanica, clasa a XII-a si scoli profesionale, EDP, Bucuresti, 1978

[3] V. Popescu - Constructii metalice industriale, EDP, Bucuresti, 1974

[4]

[6] https://www.tornum.se/attachments/71/928.pdf

Anexe: Buncare cu pereti rotunzi