способ изготовления многослойных аппаратов методом рулонирования

Изготовление корпусных деталей химических машин и аппаратов

Одним из наиболее экономичных является способ изготовления многослойных аппаратов методом рулонирования. Обечайка, изготовленная этим способом, состоит из внутренней обечайки толщиной 10... 16 мм, на которую наматывается стальная лента толщиной 3...6 мм до получения необходимой толщины стенки, и наружной обечайки, изготовленной из двух половин толщиной 5...6 мм.

Для рулонирования преимущественно применяется сталь 10Г2СД ((7в = 50 кгс/мм2, ат — 35 кгс/мм2) толщиной 6 мм и шириной 1500 мм, а также стали 12Х18Н10Т, 12МХ, 12ХГМ. Руло-нированием изготовляются корпуса аппаратов диаметром 400... ...3400 мм с толщиной стенки до 250 мм.

На рис. 55 показан типовой технологический процесс изготовления обечайки методом рулонирования. Вначале на центральную обечайку 1 приваривают при помощи сварочных заклепок 3 клиновую вставку 2( рис. 55, а) и наносят рабочую 6 и контрольную 7 риски (рис. 55, б). Затем готовится к сварке начальная кромка рулонированной стали 5. Рулон устанавливается на разметочной плите, его конец прижимается грузом 4 и производится разметка под газовую резку, после которой конец рулона стыкуется через клиновую вставку 2 с центральной обечайкой 1 и приваривается к ней (рис. 55, б, г). Продольный шов зачищается шлифовальным устройством так, чтобы он не выступал над поверхностью. При помощиспециальнойлистогибочноймашины стальная лента наматывается на центральную обечайку. Существуют различные способы наматывания (рис. 56, а, б, в). На четырехвалковой листогибочной машине три валка плотно обжимают наматываемый рулон снаружи, а четвертый — изнутри (рис. 56, а). При намотке на трехвалковой машине два валка2 находятся внутри, ведущий валок 1 передает вращение на наматываемый барабан (рис. 56, б). В результате изгиба стенки внутренней обечайки валком 1 между валками 1 и 2 радиус кривизны в этом месте увеличивается. После прохода через систему валков внутренняя обечайка принимает исходный радиус кривизны, витки ленты натягиваются, в результате чего получается плотная намотка стальной ленты.

Рис. 55. Технологический процесс изготовления рулонированной обечайки.

При намотке по схеме, показанной на рис. 56, в, ведущий валок давит на поверхность наматываемой стальной ленты с наружной стороны, изгибая обечайку внутрь. Обечайка принимает эллипсоидную форму, вследствие чего после прохода через систему валков и приобретения начальной формы лента также плотно натягивается.

Для получения необходимой плотности прилегания слоев регулируют расстояние между валками и давление на поверхность обечайки. Овальность обечаек после намотки и правки не должна превышать 0,5% диаметра, а отклонение образующих от прямолинейности не должно превышать 0,5 мм.

Во избежание сползания полосы во время намотки необходимо перемещать тележку с рулоном вдоль машины в сторону, противоположную сходу полосы. Правильно намотанную ленту прихватывают сваркой.

Для более плотного прилегания слоев навитый рулон вставляют в наружную обечайку и конец его приваривают к внутренней поверхности обечайки. Затем обечайку с рулоном приводят во вращательное движение, при котором в результате действия центробежных сил витки ленты раскручиваются и плотно прилегают друг к другу. После этого внутренний конец витка приваривают к его собственной поверхности. Далее внутрь витка вставляют слегка вогнутую внутреннюю обечайку, которая под воздействием, внутреннего напряжения вновь приобретает форму цилиндра.

Для обеспечения плавности намотки (рис. 55, д) в конце рулона приваривается клиновая вставка 2 и заваривается замыкающий продольный шов 8 (рис. 55, ё). После зачистки замыкающего шва рулонированная обечайка 9 обтягивается наружной обечайкой 10, состоящей из двух половин, которые свариваются продольными швами (рис. 55, ж).

Торцы рулонированной обечайки после предварительной обработки на токарно-карусельном станке наплавляются при помощи сварочного манипулятора и окончательно обрабатывают.

Погрешность деформирования систематическая и возникает в результате смещения нейтрального слоя вследствие создания объемного напряженно-деформированного состояния при пластическом изгибе. В силу стабильности изменения эту погрешность, можно учитывать при настройке оборудования и в конечном итоге исключить.

Погрешность, обусловленная линейной усадкой при сварке,, зависит от способа сварки, свариваемого материала, режимов сварки и других факторов. Она значительно уменьшается в случае использования автоматической сварки при соединении продольных кромок встык без зазора с их предварительной точной обработкой.

Способом опоясывания фактически измеряется периметр детали, форма в поперечном сечении которой характеризуется текущим размером. Выявить отклонения от правильной геометрической формы этим способом нельзя, что является его существенным недостатком.

Отклонения формы контролируют шаблонами и накладными приборами «наездниками», которые позволяют фиксировать местные изменения кривизны контура вследствие отклонений формы. Прибор состоит из корпуса, в центре которого во втулке укрепляется индикатор или любой другой измерительный прибор. На равных расстояниях от оси индикатора (рис. 57) закрепляются два ползуна с роликами радиуса г, при измерении непосредственно опирающимися на изделие с радиусом R. Ролики соприкасаются с изделиём по всей своей длине, в результате чего обеспечивается устойчивое положение прибора на изделии. При установке на размер под прибор подкладывают два одинаковых блока концевых мер, а наконечник индикатора опирают на поверхность плиты. Контроль отклонения формы заключается в измерении высоты Н сегмента при выбранной длине 2L хорды.

В различных машинах широко распространены крупногабаритные детали типа днищ. Днища разнообразных форм и размеров применяют при изготовлении продукции в нефтяном, химическом и транспортном машиностроении, судостроении, используют в конструкциях сталеразливочных ковшей и конверторов, котлов и баллонов. Повышение рабочих давлений и температур, а также разнообразие форм и размеров аппаратов и сосудов обусловили разнообразие формы днищ. Широко применяются эллиптические, плоские отбортованные, сферические, полушаровые и конические днища. Некоторые формы днищ показаны на рис. 59. Наиболее распространенными являются эллиптические днища (рис. 59, а), геометрические размеры которых (ГОСТ 6533—68) представлены в табл. 2. Днища выполняются диаметром от 299 до 4200 мм, толщиной стенки от 4 до 60 мм и имеют цилиндрический участок (борт) высотой 25...60 мм. Их изготовляют из листовой стали различных марок (15, 15К, 20, 20К, 25, Ст2, СтЗ, сталь 30, мСт2 и мСтЗ), из нержавеющей стали (например, Х18Н10Т), титана и его сплавов, меди, алюминия и его сплавов. Днища, подвергающиеся действию агрессивных сред, изготовляют из кислотоупорных и углеродистых сталей, плакируемых с одной стороны кислотоупорной сталью.