ИЗГОТОВЛЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ЦЕЛЬНОФОРМУЕМЫХ ДНИЩ

Преимущества многослойных днищ перед однослойными аналогичны преимуществам всех многослойных конструкций. Стоимость днищ уменьшается в результате применения более простого оборудования. Надёж­ность и безопасность многослойных днищ для сосудов выше по двум причинам: они изготовляются из тонкого стального листа с более высокими и стабильными механическими свойствами; многослойное днище способст­вует локализации трещин и других дефектов в одном слое. Расширяются производственные возможности, так как при отсутствии необходимого сорта листа его можно заменить другим. Появляется возможность изготовлять слои днища из разных сталей и таким путем экономить дорогостоящие стали.

Многослойные днища можно изготовить двумя способами:

1. Последовательной штамповкой слоев на гидравлическом прессе;

2. Последовательной обкаткой слоев на обкатной машине.

При сравнении этих способов надо отметить, что для производства многослойных днищ штамповкой необходимо изготовить комплект сменной оснастки, в то время как при обкатке днище формуется на имеющейся оснастке.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ДНИЩ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ШТАМПОВКОЙ СЛОЕВ НА ГИДРАВЛИЧЕСКОМ ПРЕССЕ

Изготовление многослойных днищ методом штамповки производится в следующем порядке.

Сначала по обычной технологии штампуют внутренний слой. На заготовку второго слоя наносят

тонкий слой порошка хлористого аммония и покрывают защитным листом. После нагрева в печи до температуры 1 100-1 150°С заго­товку вынимают из печи, удаляют защитный лист, тщательно удаляют окалину с поверхности и подают заго­товку на матрицу пресса. Предварительно на пуансон надевается ранее отштампованный внутренний слой. Сразу после штамповки многослойное днище снимается с пуансона, слои прихватываются между собой швами длиной 70-80 мм в 6-8 местах электросваркой. Перед штамповкой каждого последующего днища наружная поверхность предыдущего, служащего при штамповке пуансоном, тщательно очищается от окалины. После окончательной штамповки всех слоев многослойное днище проходит термообработку: отпуск при 600°С с вы­держкой при этой температуре 2,5часа, охлаждение с печью до 400°С, дальнейшее охлаждение на воздухе.

На карусельном станке обрабатывают торец днища под сварку кольцевого стыка и протачивают разделку кромки для заварки слоев.

Изготовление многослойных днищ последовательной обкаткой слоев на обкатной машине

Обкатка многослойного днища производится следующим образом. Первый (внутренний) слой формуется аналогично формовке однослойного днища в три стадии: частичная штамповка центральной части слоя; обкат­ка борта с помощью давильного ролика одновременно с окончанием штамповки центральной части; оконча­тельная обкатка слоя давильным и бортовым роликами. Первый слой снимается с грибка, и после остывания производится подрезка торца слоя. Эта операция позволяет сократить расходы металла на последующих операциях. С целью более плотного прилегания последующих слоев окалина на наружной поверхности внутреннего слоя обжигается газовым резаком.

Обкатка второго слоя может производиться двумя способами. По первому способу отбортованный и отторцованный первый слой устанавливается на грибке. Нагретую в печи заготовку второго слоя накладывают на первый слой и обкатывают вокруг него (рис. 10а). Первый способ может быть применен только для изготовления днищ 1600 - 1800 мм, так как в противном случае прижатая плунжером листовая заготовка под действием тангенциальных сжимающих напряжений может потерять устойчивость, и тогда в периферийной зоне образу­ются гофры. При обкатке однослойного днища или внутреннего слоя образовавшиеся гофры уничтожаются совместным действием давильного и бортовального роликов. При обкатке второго и всех последующих слоев вокруг внутреннего слоя гофры не могут быть уничтожены, так как бортовальный ролик находится под первым слоем (рис. 10б), поэтому для заготовок больших диаметров днищ гофры уничтожаются во время предва­рительной обкатки (рис. 10).

При обкатке по второму способу нагретую в печи заготовку второго слоя подвергают предварительной обкат­ке (рис. 10).

После этого заготовку повторно нагревают в печи, накладывают на установленный на грибке первый слой. Во избежании выпадания внутреннего слоя при охлаждении выполняется подгибка кромок слоя внутрь. Остальные слои изготовляются аналогично.

Рис.10 а) б) в)

2.4.5 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ И ПОЛУШАРОВЫХ ЛЕПЕСТКОВЫХ ДНИЩ

Чертеж лепесткового эллиптического днища приведен на рис. Этот метод применяется для изготовления крупногабаритных днищ диаметром 3600 мм.

ЗАГОТОВКИ

Заготовки получают вырезкой отдельных элементов днища (лепестков и частей купола) из листового прока­та. Развертки лепестка и частей купола приведены на рис..

МАРШРУТ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Разметка элементов заготовок (лепестков и круга).

2. Резка газопламенная заготовок лепестков и круга (для углеродистых сталей) с припуском на дальнейшую обработку.

2а. Резка плазменная (для углеродистых и легированных сталей). Оборудование: пост газопламенной или плазменной резки.

3. Тепловая обработка. Обжиг лепестков и круга. Нагревание лепестков и круга. Оборудование: печь.

4. Штамповочная. Штамповка лепестков и круга. Оборудование: гидравлические прессы, листоштамповочные.

5. Обрезка лепестков и круга по шаблону. Оборудование: пост газопламенной или плазменной резки.

6. Сборка под сварку (рис.10). Сборка лепестков на приспособлении. Сборка прихватками (прерывистым швом). Оборудование: сварочный пост.

Рис.10.

7. Сварка. Электродуговая сварка лепестков.

8. Контроль качества шва - рентгенопросвечивание. Оборудование: рентгеновские установки.

9. Разметочная. Разметить линию подрезки днища, центры и профиль вырезаемых отверстий.

10. Вырезка отверстий. Газопламенная или плазменная вырезка отверстий. Оборудование: пост газопламен­ной или плазменной резки.

11.Обработка торцов. Подрезать торец в размер по высоте. Оборудование: токарно-карусельный станок или приспособление для газопламенной или плазменной обрезки торцов.

12. Контрольная. Проверить размеры и форму днища и клеймить его.

2.4.6 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛОСКИХ ДНИЩ

Плоские днища бывают:

- неотбортованные;

- отбортованные.

Маршрут изготовления плоских неотбортованных днищ

Для плоских неотбортованных днищ технологический процесс полностью совпадает с технологическим процессом изготовления заготовок соответствующей формы.

МАРШРУТ

1. Расконсервация.

2. Разметка заготовки.

3. Резка заготовки. Для толщин менее 30 мм на дисковых ножницах. Для толщин листа более 30 мм с помо­щью кислородной, кислородно-флюсовой и плазменно-дуговой резки.

4. Кромкострогальная операция.

5. Подготовка под сварку.

6. Сварка.

7. Токарная обработка наружных и торцевых поверхностей (как для диска).

Маршрут изготовления плоских отбортованных днищ

Плоские отбортованные днища изготавливают по следующему маршруту:

1. Расконсервация.

2. Разметка заготовки

3. Резка заготовки.

4. Отбортовка днища. Проводится на гидравлических прессах горячей штамповкой заготовок или путем об­катки на давильно-обкатных машинах.

5. Токарная обработка:

- обработка торцевой поверхности отбортовки.

2.5 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФЛАНЦЕВ

2.5.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

По конструкции фланцы подразделяются на:

а) приварные встык (воротниковые);

б) плоские приварные.

По типу уплотнительной поверхности фланцы подразделяются на:

- с гладкой поверхностью,

- с поверхностью типа паз,

- споверхностью выступ-впадина.

Фланцы приварные встык (воротниковые) имеют существенные преимущества по сравнению с плоскими приварными. Использование воротниковых фланцев позволяет значительно сократить объем сварочных работ, облегчить контроль сварных швов, уменьшить расход электродов и труб.

Материал. Выбирается в зависимости от условий работы аппарата, коррозионного воздействия среды, кон­структивного исполнения (без покрытия плакирующим слоем или с покрытием плакирующего слоя, аппараты с гуммированием, эмалированием и т. п.).

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ФЛАНЦАМ (ГОСТ 26-291-95)

1. Поверхности фланцев должны быть гладкими, без раковин, трещин, заусенцев и других дефектов. Шероховатость уплотнительной поверхности должна соответствовать требованиям ГОСТ на фланцы. Острые кромки на фланцах не допускаются.

2. Поверхность фланцев под гайки должна быть параллельной торцовой поверхности. Допускаемая непарал­лельность - 0,1мм в габаритах гайки.

3. Допускается изготовление плоских фланцев сварными из нескольких частей при условии выполнения сварных швов фланцев с полным проваром по всему сечению фланца.

4. Сварные швы должны быть подвергнуты контролю ОТК.

СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ. Схема технологического маршрута

В химическом аппаратостроении требуются фланцы различных диаметров - от 10 до 4000 мм. Изготовлять их каким-либо одним способом не представляется возможным.

Способ изготовления фланцев выбирается в зависимости от их размеров, марки стали, припусков на механи­ческую обработку и пр.

В индивидуальном производстве изготовление фланцев осуществляется следующими способами:

а) при D< 150мм - резкой из круглого проката с последующей механической обработкой;

б) при D=150-400мм - вырезкой из листового проката с последующей механической обработкой;

в) при D>400мм - гибкой полосового или сортового проката с последующей сваркой места стыка и механи­ческой обработкой; или резкой секторов с последующей их сваркой и механической обработкой заготовки.

При крупносерийном и массовом производстве перспективны следующие способы изготовления воротниковых фланцев:

а) штамповка на молотах или прессах с последующей механической обработкой (при Dу<250мм);

б) гибка профильного проката с последующей стыковой сваркой и механической обработкой (при Dу>250мм);

в) прокатка на кольцепрокатном стане с последующей механической обработкой (при Dу = 400-2400мм).

2.5.2 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФЛАНЦЕВ В ЕДИНИЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Маршрут изготовления фланцев из круга (диаметром до 150 мм)

1. Резка мерных заготовок. Оборудование: механические ножовки, отрезные станки и т. п. 2. Токарная. Оборудование: токарно-винторезный станок. Обработка ведётся за два установа.

Рис.1. а) б)

3. Разметочная. Разметка осей отверстий под болты.

4. Сверлильная. Оборудование: вертикально-сверлильный станок. При обработке фланцев партиями сверле­ние может вестись по кондуктору без предварительной разметки.

Маршрут изготовления плоских фланцев из листа (диаметр до 400мм)

1. Правка листа (по мере необходимости). Оборудование: листоправильные вальцы.

2. Разметка. Разметка наружной и внутренней окружностей. При этом обязательно учитывается припуск на обработку.

3. Резка. Обычно газопламенная резка, для нержавеющих хромоникелевых сплавов - кислородно-флюсовая резка, плазменная.

5. Разметочная. Разметка проводится при индивидуальном производстве, при изготовлении сериями (пар­тиями) целесообразно сверлить по шаблону или кондуктору без разметки.

6. Сверлильная. Оборудование: вертикально-сверлильный станок. Сверление сначала ведут свёрлами малого диаметра до 12мм, а потом проводят рассверливание. С целью повышения производительности фланцы свер­лят в пакете.

Маршрут изготовления плоских фланцев гибкой полосового (сортового) проката

Заготовками фланцев служит полосовой прокат.

1. Резка мерных заготовок.

2. Нагрев заготовки.

3. Гибка заготовки. Проводится на фланцегибочных машинах (рис.2) или трёхвалковых машинах (рис.3). Гибка в зависимости от отношения R/B может производится:

а) при R/B ≤ 25 - в горячем состоянии;

б) при R/В > 25 - в холодном состоянии. Гибка проводится до смыкания кромок (кромки предварительно готовят под сварку).

4. Сварка места стыка.

5. Правка.

6. Токарная (токарно-карусельная). Оборудование: токарные или токарно-карусельные станки в зависимости от размеров фланца. Обработка ведётся за 2 установа.

7. Разметка отверстий под болты. Оборудование: разметочная плита.

8. Сверлильная. Оборудование: радиально-сверлильный или вертикально-сверлильный станок. Отверстия сверлят в пакете заготовок, лучше в прямом и ответном фланце. Сверление также может вестись и без предва­рительной разметки по кондукторам (цельные и составные). Отверстия больших диаметров сверлят за несколь­ко проходов.

Рис.3.

Рис.2.

Маршрут изготовления плоских фланцев резкой секторов с последующей сваркой и механической обработкой

1. Разметочная.

2. Резка секторов. Угл. стали - газопламенная резка. Легир. стали

3. Подготовка кромок под сварку.

4. Сборка под сварку.

5. Сварочная.

6. Правка (на прессах).

7. Токарная.

8. Разметочная.

9. Сверлильная.

2.5.3 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФЛАНЦЕВ В КРУПНОСЕРИЙНОМ И МАССОВОМ ПРОИЗВОДСТВАХ

Изготовление фланцев штамповкой на молотах и прессах

При штамповке фланцев на молотах достигается высокая производительность и точность размеров заготов­ки, уменьшаются отходы металла, и снижается трудоёмкость обработки.

На отечественных заводах на молотах штампуют воротниковые фланцы с диаметром условного прохода от 10 до 250 мм.

Маршрут изготовления:

1. Резка проката на мерные заготовки.

2. Нагрев заготовки. Проводится в основном в пламенных печах камерного или полуметодического типа.

3. Штамповка (осадка в торец и собственно штамповка). Штампуют поковки фланцев на паровоздушных штамповочных молотах с весом падающих частей от 0,75 до 5,0 тс. Для штамповки фланцев используют от­крытые штампы. Мелкие фланцы штампуют без предварительной осадки. При штамповке крупных фланцев (Dу=200-250мм) осадку заготовок производят отдельно, как правило, на ковочном молоте, а затем передают их на штамповочный молот. Размеры штампа должны соответствовать размерам поковки фланца с учётом усадки его при остывании на 1,5 %. Для предотвращения застревания фланца в штампе боковые стенки ручьёв выпол­няют с уклоном 3-10 градусов.

4. Прошивка отверстия и обрезка заусенца. Прошивка отверстия и обрезка заусенца производятся на криво­шипных прессах в комбинированных штампах за один ход пресса.

5. Правка. При прошивке отверстия и обрезке заусенца фланцев с Dy до 100мм, как правило, предусматрива­ется одновременная правка их по плоскости. Правку фланцев большого диаметра (Dу > 100мм) производят на молоте в чистовом ручье штампа.

6. Токарная.

7. Сверление отверстий под болты. Весь цикл штамповки воротниковых фланцев на молотах и кривошипных горячештамповочных прессах - от резки сортового проката на мерные заготовки до обрезки заусенцев - может быть автоматизирован и механизирован. Степень механизации и автоматизации процесса зависит от объема производства фланцев, номенклатуры их, эффективности и рентабельности применяемой механизации.

Изготовление воротниковых фланцев гибкой профильного проката

Применяется при изготовлении крупногабаритных фланцев с диаметром условного прохода более 250 мм. Изготовление таких фланцев штамповкой на молотах или кривошипных горячештамповочных прессах неце­лесообразно, так как для этого требуется уникальное кузнечно-прессовое оборудование огромной мощности.

Маршрут изготовления:

1. Резка фасонного профиля на мерные заготовки.

2. Нагрев до 1100-1250 градусов (в зависимости от марки стали).

3. Гибка. Проводится на горизонтальном фланце-гибочном станке (рис. 2) или трёхвалковых гибочных валь­цах. По данным УкрНИИХИММАШа гибка заготовок на трёхвалковых гибочных вальцах приводит к появле­нию недопустимой овальности фланца. Это требует большой правки, а также увеличивает объём механической обработки.

4. Сварка места стыка. Проводится стыковая сварка, при которой концы заготовки под действием электри­ческого тока нагреваются до температуры оплавления и под большим усилием сжимаются.

5. Правка по диаметру и высоте. Правка по диаметру проводится в горячем состоянии на специальной сек­торной оправке. Правка по высоте проводится на гидравлическом прессе.

6. Токарная (токарно-карусельная).

7. Разметка.

8. Сверление отверстий.

Изготовление фланцев прокаткой на кольцепрокатных станах

Наиболее прогрессивный способ изготовления крупногабаритных фланцев (400-2400мм) - ковка с после­дующей прокаткой на кольцепрокатных станах.

Маршрут изготовления:

1. Резка мерных заготовок.

2.Нагрев заготовок. Проводится в методических нагревательных печах. Режим нагрева зависит от марки стали и поперечного сечения заготовок.

3. Осадка заготовки. Осадку нагретых цилиндрических заготовок производят на молотах или прессах. Мощ­ность молота или необходимое усилие пресса определяют в зависимости от размера осаживаемых заготовок, марки стали и вида применяемой смазки.

4. Прошивка отверстия. Диаметр прошиваемого отверстия зависит от размеров фланца и определяется глав­ным образом прочностью оправки, на которой под молотом или прессом производится раскатка прошитой заготовки. С увеличением диаметра прошиваемого отверстия повышаются отходы металла, поэтому при про­шивке следует стремиться получить минимальный размер отверстия.

5. Раскатка заготовки. Раскатка производится на прессах или молотах последовательными частыми обжатиями и по своему характеру напоминает операцию кузнечной протяжки.

6. Прокатка фланца. Фланцы прокатывают на кольцепрокатном стане в закрытых калибрах (рис. 1). Кольцепрокатный стан имеет два валка внешнего и внутреннего касания и два боковых упорных ролика. Валок внеш­него касания получает вращение от привода. Прокатка фланца на стане до окончательных размеров происхо­дит за несколько оборотов кольцевой заготовки.

7. Калибровка. После прокатки фланцы калибруют по диаметру на специальном прессе с помощью специ­альной секторной оправки. Правку по высоте проводят между плоскими плитами на гидравлическом прессе.

8. Термообработка. Режим термообработки зависит от марки стали.

9. Токарная.

10. Сверлильная.

Поиск по сайту: