Гильзованные аппараты

Изготовление многослойных обечаек методом гильзования производится путём насадки отднльных обечаек в нагретом состоянии одна на другую. Эта операция требует изготовление обечаек с высокой точностью.

Данный способ не ограничивает размеры (включая толщину стенки корпусов аппаратов).

Толщина отдельных обечаек составляет обычно 30-80 мм. После изготовления обечайки усилие продольного сварного шва внутри и снаружи зачищается заподлицо с основным металлом. Овальность обечайки после правки не должна превышать 0,1% диаметра. Внутренняя и наружная поверхности обечаек проходят дробеструйную обработку, торцы размечаются под установку проушин, предназначенных для захвата обечайки тросом при транспортировании и сборкой с другой обечайкой. Проушины устанавливаются на всех, кроме внутренней, обечайках. На торец обечайки устанавливаются направляющие планки, облегчающие дальнейшую сборку.

Сборка корпуса под сварку и сварка кольцевых швов производится на механизированных роликоопорах.

После полной сборки производится термообработка. Аппарат загружается в печь, предварительно нагретую до 300⁰С. нагрев производится со скоростью не более 100-150 град/час до 580-600⁰С. при этой температуре аппарат выдерживают в печи из расчёта времени 4 мин на 1 мм толщины аппарата. Охлаждение производится со скоростью 100 град/ч до температуры 200-250⁰С вместе с печью. После термообработки кольцевые швы по всей длине контролируют методом рентгеноскопии.

Более совершенным методом сборки является осуществление процесса гильзования непосредственно в нагревательном устройстве. В этом случае уменьшаются потери тепла, связанные с транспортировкой обечаек.

Процесс гильзирования осуществляется следующим образом. В зависимости от диаметра обечайки открывается частично или полностью крышка печи и холодная наружная обечайка на пол печи. После нагрева и расширения внутрь её опускается следующая обечайка. Таким образом, процесс продолжается до получения необходимой толщины многослойной обечайки.

2.7 СБОРКА КОЖУХОТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

2.7.1 Общие сведения

Согласно ГОСТ 9929-67 теплообменные аппараты подразделяются на четыре типа:

а) ТН-с жестким кожухом и неподвижными трубными решетками;

б) ТК-с линзовым компенсатором на кожухе и жестко закрепленными решетками;

в) ТП-с жестким кожухом и плавающей головкой;

г) ТУ-с жестким кожухом и с U-образными трубами. Для аппаратов типа ТН и ТК предусматривается приме­нение труб диаметром 20, 25,3 8 и 57, а для типов ТП и ТУ-20 и 25 мм.

Стадии сборочного процесса

Стадии сборочного процесса и технологическую схему сборки рассмотрим на примере теплообменника жест­кой конструкции (рис. 1)

Стадии сборочного процесса:

- сборка трубного пучка;

- испытание трубного пучка;

- сборка распред.камеры;

- сборка крышки;

- общая сборка теплообменника;

- испытание теплообменника.

Стадии сборочного процесса разбиваются на отдельные операции.

а) ТН б) ТК в) ТУ

Рис.1. г) ТП

2.7.2 Сборка трубного пучка

В кожухотрубчатых теплообменных аппаратах трубный пучок является самостоятельной сборочной единицей, сборка которой производится на отдельном рабочем месте.

Подготовительные операции. До сборки трубы с решеткой поверхность отверстий решетки и концы труб тщательно очищают от ржавчины, пыли, грязи, удаляются следы смазки. Очистка концов труб может произво­диться шлифовальными кругами или дисковыми проволочными щетками. Чтобы исключить возможность об­разования продольных царапин на трубах, вставляемых при сборке в отверстия, стенки и, в особенности, кром­ки отверстий в решетках и перегородках должны быть свободны от заусенцев. Царапины на поверхности труб и следы от инструмента на поверхности отверстий в трубных решетках являются основными причинами появ­ления течи в трубных соединениях.

Для придания пластичности перед развальцовкой концы труб обжигают на специальных линиях, либо вруч­ную горелками.

В зависимости от диаметра аппарата и его длины сборка трубных пучков теплообменников с неподвижными трубными решетками производится в различных вариантах:

1. Сборка трубного пучка с двумя трубными решетками (без стяжек и перегородок). Трубная решетка стыку­ется с корпусом и прихватывается сваркой в нескольких местах. Устанавливаются 10 контрольных трубок, на концы которых надевается вторая трубная решетка и прихватывается сваркой в 3-4 местах к корпусу. Трубы заводят в отверстия трубной решетки, пропуская их через внутреннюю полость корпуса аппарата. Со стороны второй трубной решетки концы труб улавливаются и заводятся в отверстия решетки. После закладки труб, начиная с верхнего ряда, трубы продвигаются за решетку со стороны их закладки. Отверстия в трубной решет­ке продувают сжатым воздухом, после чего трубы устанавливают на место.

2. Сборка трубного пучка вне корпуса аппарата (с перегородками диаметром до 1400мм). На трубной решетке намечаются места установки, и прихватываются сваркой прутки, на которые надеваются промежуточные пере­городки параллельно трубной решетке с требуемым расстоянием между ними.

Через перегородки пропускают до 10 контрольных трубок. Прутки прихватывают и приваривают к перегородкам. После приварки производит­ся правка каркаса. Трубы со стороны перегородок пропускаются через их отверстия и закладываются в отверс­тия трубной решетки. Трубный пучок подводится к корпусу аппарата, выставленному на сборочном стенде, и вводится в него. На концы контрольных трубок надевается вторая трубная решетка, которая стыкуется с корпу­сом и прихватывается к нему сваркой в 3-4 местах. В отверстия второй решетки заводятся концы остальных труб.

3. Сборка трубного пучка в корпусе аппарата (с диаметра 1600 мм и выше). Первая трубная решетка стыку­ется с корпусом аппарата и прихватывается к нему сваркой. В корпусе аппарата намечаются места установки промежуточных перегородок. Последние устанавливают в корпусе аппарата последовательно одну за другой, пропуская одновременно через их отверстия и отверстия трубной решетки до 10 контрольных труб и выдержи­вая расстояния между перегородками по чертежу. Перегородки прихватываются сваркой внутри корпуса. Уста­навливается и прихватывается вторая трубная решетка, через отверстия которой пропускают контрольные тру­бы. Трубы заводят в отверстия трубной решетки и пропускают через отверстия приваренных внутри корпуса перегородок. После закладки труб, начиная с верхнего ряда, трубы продвигают за трубную решетку со сторо­ны закладки. Отверстия в трубной решетке продувают сжатым воздухом и устанавливают трубы на место.

4. Сборка трубного пучка с подвижной трубной решеткой (с плавающей головкой). На сборочный стеллаж устанавливается неподвижная решетка. Далее устанавливаются стяжки, на которые надеваются перегородки, разделенные распорными трубками. Для центровки отверстий в перегородках и решетках в них заводятся 20 труб, равномерно расположенных по диаметру перегородок и решетки. Положение перегородок выверяется и закрепляется на стяжках гайками. В отверстия решеток и перегородок заводятся остальные трубы, чтобы их концы выходили за плоскость решетки на толщину решетки. После набивки всех труб в неподвижную трубную решетку к пучку подводится подвижная решетка, в отверстия которой по периметру, в целях центровки, после­довательно заводятся 20 труб. Решетка закрепляется распорками и прихватывается к ним. В отверстия подвиж­ной решетки последовательно заводятся остальные трубы. Вылет концов труб за плоскость решетки должен быть в пределах 3-5 мм. После сборки каркаса с трубами последние крепятся в трубной решетке развальцов­кой, обваркой и т. д. Концы труб, выступающие за плоскость решетки свыше допустимого, подрезаются.

5. Сборка U-образного трубного пучка. На сборочный стенд устанавливается трубная решетка 1 (рис.). Устанавливаются и привариваются к решетке стяжки 2. В соответствии с чертежом вставляются поочередно дистанционные трубки и перегородки 3. Перегородки закрепляются путем затягивания гаек на стяжках. В собранный каркас последовательно, начиная с труб с наименьшим радиусом изгиба, заводят U-образные трубки 4 так, чтобы концы выходили за пределы решетки на 40-50 мм. Концы выравниваются, чтобы они выступали за решетку не более чем на 5 мм. Производится крепление труб в решетках.

2.7.3 Крепление труб в трубных решетках

Крепление труб в трубных решетках теплообменных аппаратов - наиболее ответственная и трудоемкая опе­рация в процессе производства этих аппаратов. Существуют несколько методов крепления труб в трубных решетках:

- крепление труб с помощью роликовых вальцовок;

- обварка труб;

- комбинированный метод (обварка + развальцовка; развальцовка + обварка);

- развальцовка с помощью высоковольтных электрических разрядов;

- развальцовка труб с помощью взрыва;

- метод развальцовки ударом жесткого инструмента и др.

Крепление труб с помощью роликовых вальцовок

Процесс развальцовки труб заключается в том, что при подаче инструмента внутрь трубы ролики вальцовки раздвигаются по диаметру и, обкатываясь по внутренней поверхности трубы, деформирует металл. При этом труба увеличивается в диаметре и приходит в соприкосновение с поверхностью стенки отверстия, в которое она вставлена, в результате чего получаем прочно-плотное соединение трубы с трубной решеткой.

Основное требование к процессу развальцовки - это обеспечение оптимальной степени развальцовки.

Существует два метода контроля степени развальцовки:

- первый основан на измерении изменений размеров вальцуемых труб (внутреннего диаметра, либо толщины стенки);

- второй основан на измерении и регулировании усилия прилагаемого к вальцовке. В практике нашел большее применение второй метод. Для развальцовки труб применяются разнообразные конструкции развальцовочного инструмента. Простейшая развальцовка (рис. 2) представляет собой корпус-обойму 1, в которую встав­ляют конические ролики 3. Внутрь обоймы вводят конус-расширитель 4. Для ограничения хода конуса-расши­рителя на обойму надевают упорные шайбы. Чаще всего развальцовка труб проводится на развальцовочных стендах (машинах), которые снабжены приборами для регулировки крутящего момента. Развальцовочный стенд ВЭП 66-В, разработанный УкрНИИХИММАШем предназначен для крепления труб в трубных решётках полуавтоматическим методом с применением электронного прибора, контролирующего оптималь­ную степень уплотнения трубных соединений.

Развальцовка производится самоподающей вальцовкой, которая вводится оператором в неразвальцованный конец трубы до заклинивания роликов между веретеном и внутренней поверхностью трубы. Оператор включа­ет вращение привода на рабочий ход. Далее цикл процесса развальцовки трубы автоматизирован (рис. 3). По достижении степени уплотнения (величины крутящего момента) вращение на рабочий ход выключается, и включается реверсивное вращение. После 3-4-х оборотов реверсивное вращение выключается, и через 1-2с включа­ется автоматически вращение на рабочий ход. Оператор выводит вальцовку из развальцованного конца трубы и включает новый цикл.

Рис.3.

Контроль качества вальцовочного соединения определяется по крутящему моменту на веретене вальцовки, показания которого фиксируются прибором контроля степени уплотнения.

Техническая характеристика стенда для развальцовки труб

Диаметр вальцуемых труб, мм............................................................................................свыше 25

Диаметр тенлообменного аппарата, мм:

при развальцовке без поворота в роликоопорах..................................... 400-1000

приразвальцовке с поворотом в роликоопорах.....................................1000-1600

Частота вращения веретена вальцовки, об/мин................. 127; 203; 338; 406; 186; 380; 500; 600

Рекомендуемый угол поворота поворотной штанги привода вальцовки, град..........................25

Размеры, мм............................................................................................................. 3040x1800x1075

Вес, кгс.........................................................................................................................................607,3

Развальцовку производят также на сверлильном станке (рис. 4). Станок, установленный на рельсовом пути, перемещается при помощи штурвала, шестерни и зубчатой рейки. Привод подъема и опускания хобота станка состоит из электродвигателя и редуктора. В шпиндель станка вставлен шарнир Гука с веретеном вальцовки. Прибор ВЭП, контролирующий степень уплотнения труб по величине крутящего момента, связан электричес­кой схемой с электродвигателем 2.

УкрНИИХИММАШем разработан станок-полуавтомат ГВЭП-325 для групповой развальцовки труб 25 мм в трубных решетках 1000мм.

Техническая характеристика полуавтомата ГВЭП-325

Частота вращения веретена, об/мин............................................................................................ 280

Угол наклона, град:

роликов.............................................................................................................................. 3

корпуса веретена............................................................................................................... 4

Время, с., ввода, вывода и перемещения каретки на последующий шаг................................. 4-5

Установленная мощность электродвигателей, кВт.................................................................. 2, 8

Размеры, мм................................................................................................................ 912x2850x2750

Вес, кгс........................................................................................................................................ 2415

При эксплуатации установки средняя величина машинного времени, затрачиваемого на один ввод инстру­мента, развальцовку трубы, вывод и перемещение инструмента на один шаг, составляет 19с, а на холостой ход без обхода последующего ряда - 21 с.

При развальцовке аппаратов с толстостенными трубноуплотняемыми трубами диаметром 38x4 и 57x3,5мм в целях исключения течи используется эпоксидный клей. Процесс уплотнения в этом случае заключается в сле­дующем. Один конец трубы (на длину развальцовки) смазывают эпоксидным клеем. Трубу вставляют в отверс­тие первой решетки несмазанным концом. Во второй решетке обмазывают клеем отверстия. Для равномерного распределения слоя клея трубу поворачивают вокруг своей оси 2-3 раза при помощи специального инструмен­та, после чего закрепляют с одной стороны трубу скобами и производят развальцовку. Время между обмазкой клеем и окончанием развальцовки не должно превышать 3ч, так как в течение этого времени происходит полимеризация клея. По окончании развальцовки наплывы клея с поверхности решеток удаляют.

Гидравлические испытания необходимо проводить не раньше чем через 18ч после окончания развальцовки.

При сборке трубного пучка может происходить прогиб трубных решеток.

Прогиб происходит в основном от двух причин: остаточных напряжений, вызванных приваркой трубных решеток к корпусу (в теплообменниках типов ТН и ТК), и остаточных напряжений, вызванных развальцовкой. На рис.5 представлены наиболее распространенные в практике схемы последовательности развальцовки труб.

Рис.5

Для аппаратов до Д ≤ 800 мм сначала в центре развальцовывают с двух сторон по семь труб (поз.1), затем трубы вальцуют, начиная с нижнего ряда (поз. 2).

Для аппаратов с Д = 1000 - 1200 мм сначала развальцовывают по семь труб с двух сторон в пяти местах (поз.1), затем вальцуют трубы, начиная с нижнего ряда (поз. 2).

Для аппаратов с Д > 1 200 мм развальцовывают семь труб с двух концов в пяти местах (поз. 1), завальцовывают пять парных рядов труб с двух концов с поворотом аппарата (поз. 2), поворачивают аппарат на 120 градусов и развальцовывают пять парных рядов труб с двух концов (поз. З), устанавливают аппарат так, чтобы ряды труб находились в горизонтальной плоскости, вальцуют трубы от нижнего конца к центру (поз. 4).

Обварка труб

Обварка трубок в трубных решетках производится в следующих случаях:

- когда циркулирующие в теплообменниках газы и жидкости ядовиты или радиоактивны, при соединении с воздухом могут образовывать взрывчатые смеси, а также, если их смешение недопустимо;

- если трубная решетка имеет малую толщину и требуется увеличить механическую прочность соединения;

- когда есть опасность возникновения коррозии на поверхности трубы в месте соприкосновения ее с отверс­тием в решетке;

- при тяжелых условиях эксплуатации в результате высоких температур и давлений или резких их колебаний.

Наиболее часто применяются следующие методы обварки:

- обварка вручную обмазанными электродами;

- автоматическая обварка в атмосфере защитного газа вольфрамовым электродом без присадочного материа­ла;

- автоматическая обварка плавящимися электродами в атмосфере защитного газа. За последнее время полу­чили устройства для автоматической обварки в атмосфере защитного газа, состоящего из смеси аргона и угле­кислоты.

Выбор метода зависит от эксплуатационных параметров работы аппарата (давления, температуры), расстоя­ния между трубами, материала труб и решетки, толщины решетки и требований экономичности.

Обварка вручную обмазанными электродами

Обварка вручную обмазанными электродами может применяться для углеродистых сталей (с содержанием углерода не более 0.3 %)и низколегированных сталей.

При обварке труб из низколегированных сталей наличие легирующих элементов увеличивает твердость и возможность появления трещин. Для предотвращения этого необходимы предварительный подогрев до 100-200°С, а после сварки - термообработка при 700°С для снятия напряжений.

Нержавеющие стали аустенитного класса также можно обваривать обмазанными электродами, но специаль­ными для сварки высоколегированных сталей.

Ферритовые нержавеющие стали для предотвращения образования в зоне сварного шва хрупких мартенситных структур обваривают обмазанными электродами, в составе которых преобладают аустенитные стали с высоким содержанием никеля. Рекомендуется также работать с предварительным подогревом, а обварку про­изводить при минимальном подводе тепла, т. е. несколькими последовательными проходами с минимальным количеством расплавляемого металла. Если электроды того же состава, что и основной металл, то необходимы высокий предварительный подогрев и последующая термическая обработка для снятия напряжений.

Автоматическая сварка в среде защитного газа неплавящимися (вольфрамовыми) электродами без присадоч­ного материала применяется для тонкостенных труб при расстоянии между ними меньше 5 мм.

Обварку вольфрамовыми электродами без присадочного материала применяют также, когда есть возмож­ность возникновения коррозии.

Автоматическая обварка плавящимися электродами в среде защитного газа

Обварка плавящимися электродами в защитной среде углекислого газа применяется для сварки труб с труб­ными решетками из углеродистой и низколегированной стали. Сварку производят проволокой - 08Г2С диаметром 1мм. Режим сварки: сварочный ток 120-130 А; напряжение дуги 28-30В; ток обратной полярности. Сварка производится сварочным пистолетом с использованием сварочной проволоки.

Этот способ обварки наиболее прогрессивен, характеризуется высокой производительностью процесса, высо­ким качеством сварного соединения, возможностью автоматизации процесса приварки труб к трубным решет­кам.

С целью предотвращения деформации трубных решеток обварку труб производить в определенной последовательности (рис. 7).

Рис.7.

Для высоколегированных сталей (12Х18Н10Т) сварку необходимо производить в среде аргона вольфрамо­вым электродом диаметром 2 и 3 мм иногда с присадочной проволокой.

Режимы сварки: сварочный ток 130 А; напряжение дуги 35 В.

Для предотвращения появления деформаций в трубной решетке обварку труб необходимо производить по участкам. Трубы из никеля и медно-никелевых сплавов рекомендуется обваривать вручную в атмосфере за­щитного газа вольфрамовыми электродами с присадочным материалом.

Приварка алюминиевых труб к алюминиевым трубным решеткам производится аргонодуговой сваркой не­плавящимся электродом с присадочной проволокой. Сварку производят с обязательным подогревом трубной решетки, температура подогрева 100-250°С в зависимости от марки алюминия или сплава.

За последнее время получила распространение автоматическая обварка труб в атмосфере защитного газа, состоящего из смеси аргона и углекислого газа.

Комбинированный метод крепления труб в трубных решетках

Комбинированный метод:

а) сварка + вальцовка

Последующую развальцовку для сталей низкоуглеродистых и низколегированных (типа Ст.З, 16ГС, 09Г2С) можно производить только в исключительных случаях, когда возможна (при соответствующих средах) так называемая «щелевая» коррозия. В большинстве случаев применение второй операции развальцовки с эконо­мической и эксплуатационной точек зрения нецелесообразно. В случае необходимости проведения разваль­цовки ее надо выполнять, отступая от корня шва на 8-10 мм.

б) развальцовка + сварка

Необходимо отметить, что сочетание предварительной развальцовки и сварки не может повысить работо­способность соединения.

При проведении операции развальцовки до сварки напряженное состояние свариваемых кромок может вы­звать образование «горячих» трещин в корне шва, что при затрудненном контроле сварного соединения этого тина способно привести к аварийному выходу из строя во время эксплуатации. Кроме этого, при проведениипредварительной развальцовки наблюдается повышенное порообразование (свищи) при замыкании шва, по-видимому, из-за ограничения выделения окиси углерода при охлаждении сварочной ванны в сторону разваль­цовки.

Применяется для крепления труб в аппаратах, работающих при высоких давлениях (300-700 кг/см) и темпе­ратурах до 350°С.

Крепление труб с помощью высоковольтных электрических разрядов

Заключается в использовании для деформирования трубы энергии импульсного разряда. Импульсный раз­ряд под напряжением 30000-50000В взрывает проволочку малого диаметра, помещенную в патрон разового действия (рис. 8), который вставлен внутрь закрепляемой среды.

Рис.8.

Патрончик разового действия представляет собой полиэтиленовый корпус, в который запрессовывается ини­циирующая проволока из алюминия.

Рабочая часть корпуса заливается жидким заполнителем, который при отсеивании образует густую желеоб­разную массу.

Этот способ применяют в основном для крепления труб малых диаметров (до 14 мм), а также для крепления, труб из высокопрочных материалов, например, из титановых сплавов.

Наиболее эффективно применение метода при большой глубине развальцовки.

Недостатки метода: низка стабильность процесса крепления, сравнительно высокая стоимость установки и патрончиков, а также необходимость строительства специального помещения, обеспечивающего защиту от высокого напряжения и звукоизоляцию.

Метод крепления труб энергией взрывчатых веществ

Основан на использовании энергии высокого давления (порядка 10000 кг/кв. см), возникающего при взрыве внутри трубы заряда взрывчатого вещества (рис.9) и вызывающего деформацию трубы и трубной доски.

Рис.9.

Метод применяется в основном для крепления труб малого диаметра (менее 14 мм) и наиболее эффективен для крепления труб на значительную глубину (80-200 мм).

Преимущества перед электрогидравлическим способом: простое и дешевое оборудование, отсутствие высо­кого электрического напряжения.

Основной недостаток - трудности, связанные с хранением и применением взрывчатых веществ в заводских условиях.

Магнитно-импульсный метод крепления труб

Как и электрогидравлический, основан на использовании энергии импульсного электрического разряда.

Деформация трубы происходит за счет импульса магнитного поля, образующегося при прохождении разря­да через специальный индуктор 1, помещенный внутрь закрепляемой трубы 2 (рис.10). При этом в материале трубы находятся вихревые токи, увеличивающие диаметр трубы и закрепляющие ее в трубной решетке.

Рис.10.

Недостаток метода - высокая стоимость индукторов, которые выходят из строя после каждого импульса, что сдерживает промышленное использование этого метода.

2.8 СБОРКА КОЛОННЫХ АППАРАТОВ

2.8.1 Общие сведения

К колоннам относятся вертикальные цилиндрические аппараты, изготовляемые из углеродистых, легирован­ных и двухслойных сталей, а также из спецсплавов, предназначенные для массообменных процессов при пере­работке различных химических, нефтяных и других продуктов. Большую часть этой аппаратуры составляют ректификационные, стабилизационные и отпарные колонны, абсорберы и десорберы, снабженные внутри та­релками и другими вспомогательными устройствами в виде отбойников различных конструкций, маточников для ввода сырья, орошения и штуцеров для отбора фракций. Тарелки ректификационных колонн располагают­ся горизонтально на определенном расстоянии одна от другой и служат для создания контакта между парами нагретых продуктов, идущими снизу вверх, и жидкостью, стекающей сверху вниз.

Изготовление деталей и сборка тарелок

Типы тарелок, применяемых в колонных аппаратах, могут быть разделены на 4 основные группы:

а) колпачковыетарелки (с круглыми, желобчатыми и другими формами колпачков, с S-образными элемента­ми и др.);

б) клапанные (балластные) тарелки с клапанами различных форм и сечений;

в) тарелки «провального» типа (решетчатые с прямоугольными щелями, ситчатые с круглой перфорацией полотна);

г) струйно-направленныетарелки различных конструкций (например, ситчатая с отбойными элементами).

2.8.2 Изготовление колпачковых тарелок

Типовая конструкция колпачковой тарелки с круглыми колпачками типа ТСК-1 приведена на рис.1.

Основание тарелок (полотна секций) изготавливают методом штамповки. Для изготовления полотен секций облегченных колпачковых тарелок типа ТСК-Р, ТСК-РЦ и ТСК-РБ толщиной 2,5 мм из нержавеющей стали Х18ШОТ для аппаратов Д 1200-3000 мм используется универсальная технологическая оснастка, которая мо­жет быть переналажена на изготовление секций любого типоразмера.

Рис.1.

Изготовление колпачков

Стальные колпачки изготавливаютметодом вытяжки заготовок на штампах. Пробивка щелей осуществляется на специальном штампе (может вестись в пяти колпачках одновременно).

Капсульные колпачки, изготовляемые из углеродистых сталей, в ряде случаев с целью придания им антикор­розионных свойств, покрывают полихлорвинилом, полиэтиленом или полипропиленом. Пластмассовое покрытие наносится на колпачок, который нагревается выше температуры плавления пластмассы на 20-25°С, и опускается в емкость с порошкообразным пластиком,находящимся в псевдосжиженномвиде. Расплавляясь на поверхностинагретого колпачка, пластмасса покрывает его антикоррозионным слоем.

Капсульные колпачки из пластмасс (капрона, полиэтилена, полипропилена) изготавливают методом литья под давлением и с использованием специальных пресс-форм и литьевого цилиндра для гидравлического прес­са усилием 100 тс.

Крепление паровых патрубков к основанию тарелки осуществляется тремя способами:

а) развальцовкой, б) закаткой, в) приваркой.

Крепление закаткой и приваркой применяется при изготовлении облегченных колпачковых тарелок ТСК-Р, ТСК-РУ и ТСК-РБ, изготовляемых из нержавеющей стали.

Развальцовка. Процесс развальцовки патрубков из труб размерами 57x4,76x3, 89x4,5мм с приваренными к ним шпильками,имеющими резьбу для крепления колпачков, осуществляют на радиально-сверлильном станке (рис.2).

Полотно тарелки 2 со вставленными в отверстие патрубками 3 устанавливается на столе станка, верете­но вальцовки1 соединяется со шпинделем станка специальным патроном, вальцовка вводится в отверстие патрубка до упора втулки в плоскость полотна. При вращении шпильки веретено вальцовки вращает находящиеся с ним в контакте ролики. Вследствие установки роликов под углом к оси веретена происходит осевое самозатягивание веретена, в результате чего его коническая поверхность подает ролики в радиальном направлении. Обкатываясь по поверхности ниппеля, ролики развальцовывают участок, входящий в отверстие полот­на, таким образом, заполняется зазор между стенками патрубка и полотнами, достигается плотное соединение. Особенностью конструкции вальцовки является фигурный профиль поверхности роликов, что позволяет вмес­те с развальцовкой производить отбортовку выступающей части патрубка. Это обеспечивает надежную плот­ность соединенияпри толщине диска 10 мм.

Крепление паровых патрубков в облегченных колпачковых тарелках осуществляется закаткой или привар­кой.

Закатка. Закатка производится с использованием радиально-сверлильного станка. Технологическая схема закатки патрубков размером 70x2,5мм показана на рис.3. Приспособление к радиально-сверлильному станку состоит из быстросменного патрона, вальцовки для патрубков, подставки с отверстием для выхода веретена вальцовки и контролирующей аппаратуры (прибора контроля степени раскатки и шкафа управления процес­сом вальцевания).

Рис.3. а) б) в) г) д) е)

Приварка патрубков. Для приварки патрубков используется специальная сварочная головка В-1 и сборочно-сварочноеприспособление (рис.4)с набором медных подкладок.

Рис.4.

Сборочно-сварочное приспособление и сварочная головка, взаимно центруясь, осуществляют центровку парового патрубка с выштампованным бур­том в полотне тарелки, а также необходимый прижим свариваемых кромок, что гарантирует точную сборку стыка под сварку без зазора. Механизм вращения головки при плавном бесступенчатом регулировании обеспечивает линейные скорости сварки 30-120м/ч для привариваемых патрубков всех диаметров. Подающий механизм позволяет получить скорость подачи электродной проволоки 160-650 м/ч при бесступенчатом плавном регулировании. Электрическая схема управления сварочной головкой обеспечивает: зажигание дуги через 0-5с после начала вращения головки, что гарантирует требуемое проплавление стыка в начале сварки, возможность обратной сварки в обратном направлении без возврата сварочной головки в начальное положение; автоматическое выключение дуги.

Оптимальной является длина вылета электрода 14-18 мм, обеспечивающая стабильное горение дуги и хорошее качество сварных швов со сквозным противлением и обратным формированием валика по всей длине.

Тарелки с капсульными колпачками должны отвечать следующим требованиям. Местные выпучивания.и кривизна листов не должны превышать 4 мм по всему сечению тарелки. Полотна тарелок можно изготавливать из частей, при этом сварные швы должны быть защищены заподлицо с основным металлом с обеих сторон. Отклонения по шагу между соседними отверстиями под паровые патрубки не долж­ны превышать +2 мм, отклонение между крайними отверстиями под паровые патрубки тарелки (в пределах одного полотна) не должно превышать +4 мм. Верхние торцы паровых патрубков тарелок в сборе должны быть в одной горизонтальной плоскости, отклонение допускается в пределах +3 мм.

Отклонение уровня верхних торцов сливных труб относительно поверхности тарелок допускается в преде­лах +3 мм. Базой, от которой ведется замер, служит горизонтальная плоскость, проведенная через верхние торцы сливных труб. Перекос колпачков относительно плоскости тарелки, замеряемый от верха прорезей, не должен превышать +1 мм.

Для тарелок, изготовляемых из легированных сталей, должны соблюдаться следующие требования: непараллельность плоскостей А и Б не должна быть более 0,5 мм на диаметр отверстия при = 2,5 мм и не более 0,3 мм при = 1,6 мм; неплоскостность полотна тарелки после штамповки и приварки паровых патрубков +3 мм на 1м диаметра; на поверхности среза и кромок не допускаются трещины.

Проверка на прочность и герметичность вальцовки парового патрубка с диском или секцией тарелки произ­водится выборочно (10 % от общего числа секций) наливом воды с высотой уровня, равной высоте парового патрубка. Допускается просачивание не более 5 капель воды в минуту из-под каждого патрубка. Тарелка в сборе считается герметичной, если уровень жидкости (воды), налитой на тарелку, в течение 20 мин. понижает­ся на величину не более 25 мм.

2.8.3 Изготовление клапанных тарелок

Технологический процесс изготовления клапанных тарелок состоит из процессов изготовления:

а) клапанов; б) полотен тарелок; в) сборки клапанов с полотнами тарелок.

Изготовление клапанов. Клапаны изготавливаются из холодно- и горячекатанных листов повышенной отделки (с возможными отклонениями по толщине +0,15 мм). Вырубка заготовок клапанов (рис. 5) производит­ся в двухрядном вырубном штампе с периодическим продвижением полосы 1 таким образом, что в ранее выруб­ленных отверстиях устанавливаются упоры 2 для пробивки следующих отверстий (рис. 5). В отдельных штампах производится надрезка ножек и ограничителя клапана, гибка ножек на 90 и калибровка ограничителей.

Рис.5.

Изготовление полотен. Полотна изготавливаются из листового проката, как правило, из материала марок 08X13, 08Х18ШОТ или СтЗкп, толщиной соответственно 2 и 4 мм для указанных групп материалов.

После правки листа вырезка заготовок производится на гильотинных ножницах. Вырубка отверстий произ­водится в штампе с поочередным отключением и включением соответствующих рядов пуансонов. На полотне размечаются по шаблону места расположения пазов, после чего производится их вырубка в штампе (рис.).

Окончательной операцией является правка полотна тарелки на листоправильной машине: неплоскостность не должна быть более 2 мм на всей длине.

Сборка клапанов с полотнами тарелок. Сборка клапанов с полотнами тарелок выполняется на специаль­ном стенде (рис.6), состоящем из кантователя и пневматического устройства, которое обеспечивает одновременную гибку сборочной ножки и подгибку боковых ножек к центру клапана. Перед выполнением операции стенд настраивается на определенный типоразмер полотен путем передвижения опорных планок на ширину полотна и поворота головки пневмоустройства в соответствующее положение.

Рис.6.

Сборку клапанов можно выполнять в двух положениях: при расположении пазов отверстий полотна (фикси­рующих положение ножек клапана) с левой стороны от оператора или, когда они направлены вверх. Последнее относится к полотнам двухпоточных тарелок диаметром 1400, 1600, 1800мм. Сборка производится в следующем порядке. Полотно 8 устанавливается на опорные планки 3 стола стенда маркировкой вверх, закрепляется винтовыми зажимами 2.Клапаны устанавливаются в отверстиях полотен, закрываются и закрепляются крышки поворотного стола. Стол поворачивается на 105° по часовой стрелке, и производят гибку сборочной ножки на угол 75° с одновременной подгибкой боковых ножек на угол 3. Затем стол поворачивается в исходное положение, открываются и закрепляются крышки на кронштейнах. Подвижность клапанов в отверстиях по­лотна проверяется путем поворота стола на 180° и возвращением его в исходное положение. Проверка качества сборки клапанов производится при помощи шаблонов. Проверяется расстояние от полотна тарелки до центра радиуса изгиба фиксирующей ножки клапана, угол изгиба фиксирующей ножки, наклон боковых ножек клапана к центру (рис. 9).

Рис.9.

2.8.4 Изготовление тарелок «провального типа»

Полотна «провальных» тарелок изготавливаются по следующему технологическому процессу.

После правки на листоправильной машине сточностью 1,5 мм на 1 м длины подается на просечно-вытяжной пресс (рис.10), на котором производится просечка отверстий. После просечки смещение оси ячейки по длине листа не должно быть более 5 мм на длине 2000мм, и неплоскостность по ширине листа не более 7 мм на длине 1000мм.

Рис.10.

Секции тарелок бывают двух типов: с прямоугольными и криволинейными профилями. Просечно-вытяжной лист обрезается в размер с четырех сторон таким образом, чтобы линия реза совпадала с линией просечки листа. В специальном приспособлении к дисковым ножницам заготовка обрезается по радиусу, после чего на нее накладывается шаблон, и в штампе на прессе пробивается необходимое количество отверстий.

2.8.5 Общая сборка колонной аппаратуры

Технологический процесс сборки и сварки колонной аппаратуры состоит из следующих технологических операций:

1. Сборка и сварка секций корпуса;

2. Сборка корпуса колонны;

3. Разметка корпуса;

4. Вырезка отверстий;

5. Установка наружной арматуры (штуцеров, люков и муфт к корпусу колонны);

6. Установка опорных элементов тарелок, деталей и сборочных единиц тарелок и других элементов внутрен­ней начинки;

7. Установка съёмных элементов;

8. Сборка корпуса с днищами и опорой;

9. Испытание, отделка и подготовка колонны к отгрузке и монтажу, в случае до изготовления колонны на монтажной площадке. Для примера рассмотрим технологический процесс изготовления колонн 3600 мм с толщиной стенки корпуса 20 мм, высота колонны 66 м, вес 120 т, тарелки клапанные. Материал корпуса - низколегированная сталь 16ГС. Общая длина колонны 66 м разбита на три секции по 22 м.

Сборка и сварка секций корпуса колонны

При разбивке корпуса колонны на секции учитываются следующие факторы: секции по длине должны быть транспортабельны по железным дорогам; вес секции колонны без установленных съемных деталей не должен превышать грузоподъемные возможности завода-изготовителя и предприятия-заказчика.

Обечайки, поступающие на сборку, должны быть изготовлены в соответствии с техническими требованиями и иметь механически обработанные и разделанные под сварку, согласно чертежу, кромки.

Сборка секций выполняется последовательным наращиванием обечаек согласно карте раскроя корпуса на стенде сборки кольцевых стыков.

Перед выполнением операций сборки секций корпуса проводят контрольную проверку точности установки роликоопор стенда сборки кольцевых стыков обечаек.

При сборке секций должны быть обеспечены следующие требования: отклонение по длине не должно превы­шать +25 мм, так как для всего аппарата допускаемое отклонение составляет +75 мм; непрямолинейность не должна выходить за пределы 10 мм; расположение продольных швов обечаек должно исключать возможность попадания люков и штуцеров диаметром более 150 мм на продольные швы обечаек; для обеспечения этого требования при сборке секций корпуса необходимо строго соблюдать расположение продольных швов, указан­ное в карте раскроя корпуса; смещение кромок в кольцевых стыках секций корпуса не должно быть более 5 мм. После контроля секция подается на стенд для сварки кольцевых швов. Качество сварных соединений контролируется рентгеновскими лучами или ультразвуком. После исправления дефектов секции поступают на стенд общей сборки корпуса.

Сборка корпуса колонны

Сборка корпуса производится из секций, согласно раскрою на специальном стенде, состоящем из индивиду­альных роликоопор, одна из которых - приводная - располагается в центральной части колонны. Расстояние между смежными роликоопорами, пользуясь картой раскроя, подбирают таким образом, чтобы в дальнейшем в зону контакта корпуса с опорой не попали штуцера, муфты, люки и наружные элементы корпуса колонны.

После установки секций на стенд с целью устранения овальности производится калибровка корпуса разъем­ным и неразъемными калибровочными кольцами.

Неразъемные кольца устанавливаются на расстоянии 200 мм от крайних секций и сохраняются там до мо­мента установки днищ. Калибровка средних частей корпуса производится разъемными кольцами. Овальность в местах калибровки корпуса не должна превышать 20 мм. С целью фиксации достигнутой после калибровки формы применяются бандажные кольца, которые устанавливаются по концам секций, вдоль секции на рас­стоянии 3-4 мм одно от другого. После сборки и приварки деталей тарелок бандажные кольца снимаются, за исключением расположенных вблизи монтажных стыков - эти кольца удаляются только после сборки и сварки секций корпуса на монтаже.

После подготовительных операций производится сборка монтажных стыков секций. Кроме секций вырав­ниваются с помощью струбцин или клиньев, а сборка осуществляется на технологических планках, которые устанавливаются через 400-500 мм. Собранный корпус колонны должен отвечать следующим требованиям: смещение кромок в кольцевых стыках секций - не более 3 мм; овальность корпуса не более 20 мм (для колонны диаметром 2000 мм не более 0,5 %); непрямолинейность корпуса не более 30 мм.

Разметка корпуса

Разметка является основной технологической операцией, существенно влияющей на точность установки внутренних устройств аппарата, его люков, штуцеров, муфт и других деталей и сборочных единиц.

Существует несколько способов разметки корпусов:

1. С помощью линейных мерительных инструментов и отвеса.

Поиск по сайту: