Единообразие форм обечаек

Изготовление корпусных деталей химических машин и аппаратов

Единообразие форм обечаек позволяет широко применять при их изготовлении поточный метод. На переналаживаемых поточных линиях обечайки транспортируются от одного рабочего места к другому при помощи специальных устройств. На рис. 50 показана схема поточной линии для изготовления обечаек диаметром 400... ...2200 мм [7] и толщиной стенки до 25 мм. Листы после правки в заготовительном отделении подаются пакетом и укладываются в начале поточной линии. Далее лист кран-балкой укладывается на стенд 1, откуда специальными толкателями подается в этажерочный накопитель 2, которые рассчитан на 10—15 листов. Толкателем 5 лист подается до упора на стенд 4 газовой резки продольных кромок, а затем механизированной лебедкой 5 передается на стенд газовой резки поперечных кромок.

Рис. 50. Схема поточной линии для изготовления обечаек.

После подгиба кромок на прессе 7 лист рольгангом 8 подается к листогибочной машине 24. Гибка производится при установке листа до упора 23. Обечайка тельфером снимается с листогибочной машины и укладывается на наклонный стеллаж. Дальнейшая транспортировка производится качением по склизам с углом уклона 1—2°.

Для выполнения различных технологических операций в поточных линиях широко используются роликовые стенды. Перед подачей обечайки левый ряд роликов стенда отводится в крайнее положение — ниже уровня склиза, а правый ряд ставится в рабочее положение. Обечайка, перекатываясь по склизу, останавливается у правых роликов. Затем подводятся левые ролики и стенд устанавливается в рабочее положение для выполнения необходимых работ. При дальнейшей транспортировке обечайки левые ролики опускаются, а правые выполняют роль толкателя. При приеме следующей обечайки процесс повторяется.

На рабочем месте 21 производится сборка продольного стыка гидравлическими струбцинами. Затем после приварки заходной и выходной планок 20 производится сварка внутреннего шва на флюсовой подушке 18. При сварке обечаек малых диаметров применяют консольные установки 19. После зачистки на рабочем месте 17 корня шва на стенде 15 сваривается наружный продольный шов, который зачищается на стенде 14.

Обечайка электротельфером подается на правку в листогибочной машине. Сварные швы контролируются на стенде 12, а их дефекты устраняются на стенде 10. В конце линии может быть установлен стенд 9 для сварки внутреннего плакирующего шва при изготовлении обечаек из биметалла.

Механическая обработка торцов обечайки осуществляется на специальном кромкообточном станке. В обработку каждого торца
входят подрезка и фасонная разделка кромки под сварку. Обечайку 3 (рис. 51) устанавливают неподвижно на два раздвижных люнета 2, которые могут перемещаться с опорами 1 вдоль направляющих 8 станка. После выверки и центровки планшайбы 7 обечайку зажимают цепями 4. Кромки обрабатывают двумя резцами 5, закрепленными в суппортах 6.

Окончательная обработка внутренней поверхности обечайки производится при помощи пневматических шлифовальных машинок с войлочными кругами, обклеенными абразивной лентой. В целях увеличения производительности обработки и улучшения условий труда применяются механизированные установки.

В установке (рис. 52), смонтированной на станине 6, обечайка устанавливается на приводные 8 и неприводные 9, 10 роликоопоры. Она приводится во вращение приводом 7. Шлифовальная головка 1 получает вращение от электродвигателя через приводной вал 2. Она может перемещаться в продольном и поперечном направлениях при помощи ходового винта 5 с маховиком 4 и поперечного суппорта 3. Торцевой ролик 11 предохраняет обечайку от осевого перемещения во время обработки.

На этой установке компенсируются некоторые погрешности формы обечаек (например, овальность). На ней можно производить доводку внутренних поверхностей обечаек диаметром 800...2600 мм и длиной 1000...2600мм.Частота вращения обечайки на роликах от 1 до 6 об/мин, шлифовального круга — от 1000 до 2880 об/мин.

Корпуса аппаратов высокого давления имеют большие габаритные размеры (диаметр 3000 мм и выше), изготовляются цельноковаными, ковано-сварными, штампо-сварнымн, витыми и многослойными.

На рис. 53 представлены некоторые способы изготовления толстостенных корпусов аппаратов высокого давления. При изготовлении кованых корпусов (рис, 53, а) из крупных слитков применяется уникальное оборудование. Этот способ характеризуется большим объемом механической обработки, низким коэффициентом использования материала, ограниченными возможностями увеличения размеров и расширения объема выпуска корпусов.

При изготовлении ковано-сварных корпусов (рис. 53, б) снижается объем трудоемких ковочных работ, увеличивается производительность металлорежущего оборудования, отпадает необходимость в строительстве новых цехов.

Изготовление штампосварных корпусов (рис. 53, в) характеризуется еще более высокой экономичностью производства, поскольку малопроизводительная ковка заменена штамповкой. Кроме того, при этом способе повышается точность изготовления заготовок обечаек и днищ и соответственно уменьшается объем механической обработки.

Для корпусов аппаратов высокого давления успешно применяется способ изготовления из отдельных концентричных слоев (рис. 53, г) или из рулонированных заготовок (рис. 53, д). При использовании этих способов нет необходимости в применении слитков металла, оборудования для их ковки, штамповки и механической обработки. Технология изготовления корпусов этими способами проста, поэтому не требуются рабочие высокой квалификации.

Многослойные аппараты обладают большой надежностью в эксплуатации, поскольку для их изготовления можно использовать тонколистовую сталь с более высокими качественными характеристиками, чем у толстолистовой стали. При использовании этих способов на 20% снижается расход материала и на 20% снижается общая стоимость аппаратов.

Аппараты из рулонированных заготовок изготовляются диаметром 120...2500 мм с толщиной стенки до 400 мм из углеродистой и легированной стали, а также с футеровкой из свинца, меди, серебра, тантала и титана.

Технологический процесс изготовления витой обечайки аппарата состоит из двух этапов: изготовления центральной обечайки и навивки на нее профилированной или гладкой ленты. Ленту навивают до достижения необходимой толщины стенки.

Навивка ленты на центральную обечайку с предварительно выточенным на ее поверхности трехжелобчатым профилем осуществляется на специальном станке, по кинематике напоминающем токарный станок. Центральная обечайка закрепляется в планшайбе станка, а бухта с лентой — в специальной тележке, которая может перемещаться вдоль оси обечайки. Конец ленты вкладывается в выточенный профиль и приваривается. Лента навивается при вращении шпинделя станка и продольном перемещении тележки.

Запрессовка профиля осуществляется прижимным роликом при нагреве ленты до 900° С и последующем охлаждении ее водой или воздухом. Зоны нагрева и охлаждения смещены относительно друг друга примерно на четверть оборота. Затем навитая лента фиксируется путем приварки к центральной обечайке. Процесс навивки повторяется при смещении нового слоя примерно на одну треть ширины, причем наружная сторона запрессованной ленты играет роль профиля центральной обечайки.

При изготовлении многослойных аппаратов со стенками из концентричных слоев на внутреннюю обечайку из высоколегированной стали толщиной 8...15 мм накладываются листы из низколегированной толщиной 5...7 мм, которые заворачиваются продольными швами. При укладке листов в корпус после сварки продольных швов по окружности обечайки возникают сжимающие напряжения, которые создают напряжения сжатия во внутренней обечайке и обусловливают плотное прилегание слоев друг к другу.

Торцы обечаек после наложения всех слоев обрабатывают резанием, после чего на торцы наплавляют слой металла толщиной 15...200 мм, который подрезают начисто.

На рис. 54 показана технологическая последовательность изготовления многослойных обечаек путем ступенчатого соединения слоев металла. В этом случае торцы обечаек изготовляются методом механической обработки в виде колец. При этом на обратной стороне кольца создается уклон, обеспечивающий ступенчатое наложение концентричных слоев стенки обечайки.

Многослойные обечайки изготовляют также горячей насадкой обечаек друг на друга. Сначала изготовляют сварные обечайки с толщиной стенки до 50 мм с последующей механической обработкой внешней поверхности каждой обечайки под горячую посадку. Затем после контроля сварных швов производят насадку обечаек друг на друга в нагретом до 300...350° С состоянии.

Насадкой с последующей гидрораздачей изготовляют обечайки, состоящие из 6... 10 слоев. В первую обечайку свободно вставляют вторую и раздают ее под действием гидравлического давления. Затем вставляют третью обечайку, снова раздают ее и т. д. Гидравлическое давление во внутренней обечайке должно создавать напряжение, превышающее предел текучести, а в наружной — равное пределу упругости.