книги / Производство сварных конструкций (Изготовление в заводских условиях)

1.Для продольных элементов решетки используется широ­ кополосный рулонированный прокат. Эго обеспечивает непре­ рывность процесса производства и сокращает до минимума от­ ходы металла. Использование рулонированного проката являет­ ся перспективным технологическим приемом и находит широ­ кое применение в других технологических процессах, например, при производстве труб.

2.Отходы металла, получаемые при обрезке ленты по ши­ рине, наматывают на кассеты, получая тем самым компактные и удобные для транспортировки бухты.

3.Применение промежуточных накопителей полосы 4 и 4’ позволяет устранить жесткие ограничения на ширину листового проката, используемого при изготовлении настила заданной ши­ рины, что является несомненным достоинством технологии.

Рассмотрим работу исполнительных механизмов автоматиче­ ской линии.

Разматыватель - предназначен для хранения листового руло­ нированного проката или предварительно изготовленных и свернутых в бухты полос. Работает он следующим образом. Ру­ лон с помощью подъемного крана устанавливают на транспорт­ ную тележку и надевают на ось разматывателя, имеющего раз­ жимные центрирующие кулачки. При работе автоматической линии перемещение листового проката осуществляется диско­ выми ножницами. Ось разматывателя и прижимной ролик ока­ зывают некоторое сопротивление разматыванию рулона, созда­ вая натяг ленты, необходимый для ее правки.

Агрегат для резки полос (рис. 6.10) - состоит из двух роликов 3 и 5, осуществляющих перемещение ленты 4, и дисковых нож­ ниц, которые представляют собой два ряда расположенных в шахматном порядке дисков (ножниц) 1 и 6, толщиной 25 мм. Между лисками имеются резиновые шайбы 2 и 7, которые ком­ пенсируют искривлению полос в процессе резки.

Устройство для поворота плоскости полосы в вертикальное

положение представляет собой две гребенки с шагом зубьев 25 мм. Схему работы устройства иллюстрирует рис. 6.11.

Схема питателя, предназначенного для поштучной подачи поперечных стержней в машину для контактной сварки, показан на рис. 6.12. Кассету 10 с подготовленными заранее стержнями

191

Рис. 6.11. Устройство для поворота плоскости полосы.

Рис. 6.12. Схема поштучной выдачи поперечных стержней: а - вид прямо; б - поперечное сечение

Схема сварочной машины показана на рис. 6.13. Положение продольных элементов настила 5 фиксируется пазами 4 в осно­ вании машины. Загрузочное устройство 2, совершая колеба­ тельное движение, укладывает стержни поочередно в правый и левый кондукторы 3, закрепленные на основании машины в про-

193

При этом концы поперечных стержней попадают на тефлоновые направляющие 2 между треками 5. Дальнейшее движение ре­ шетки осуществляется за счет перемещения цепи. После того, как решетка выйдет за пределы рольганга 7 и полностью войдет в штабелёр, включается привод отклонения направляющих 1 (показано стрелками), и решетка под собственным весом падает на рольганг 8. После накопления штабеля заданной высоты, фо­ тореле подает сигнал на включение привода рольганга 8, и соб­ ранные в штабель решетки перемещаются на место промежу­ точного складирования.

А-А

Рис. 6.15. Схема штабелера.

Автоматическая линия включает ещё несколько агрегатов, предназначенных для выполнения отделочных операций, кото­ рые не имеют прямого отношения к рассматриваемой теме.

195

7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

7.1. Особенности проектирования технологии изготовления

Сосуды, работающие под давлением, предназначены для хра­ нения, переработки или перевозки жидких и газообразных про­ дуктов. Обычно они имеют цилиндрическую, коническую, сфе­ рическую или тороидальную форму. Это барабаны котлов, теп­ лообменники, газовые баллоны, аппараты нефтяной и химиче­ ской промышленности. Характерной особенностью эксплуата­ ции этих конструкций являются воздействие внутреннего давле­ ния (свыше 0,07МПа), высоких температур, коррозионно­ активных сред. Их разрушение может сопровождаться больши­ ми материальными потерями или человеческими жертвами, что является основанием для того, чтобы отнести эти конструкции к категории опасных технических устройств, изготовление, мон­ таж и ремонт которых выполняют при неукоснительном соблю­ дении требований нормативных документов и Правил, утвер­ жденных государственными органами технического надзора, в частности, органами Ростехнадзора России.

Основными нормативными документами, регламентирую­ щими требования к проектированию и изготовлению сосудов, являются ПБ 03-584-03 - Правила проектирования, изготовле­ ния и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных; ОСТ 26- 291-94 - Сосуды и аппараты стальные сварные. В зависимости от величины расчетного давления, температуры стенки и харак­ тера рабочей среды Правилами ПБ 03-584-03 сосуды разделены на шесть групп (табл. 7.1). Требования к технологии изготовле­ ния и нормы качества сварных соединений различных сосудов, относящихся к различным группам могут существенно отли­ чаться.

1 9 6

Существует ряд других отечественных отраслевых1, нацио-

1 ПБ I0-! 15-96. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, рабо­ таю щ их под давлением.

РД 153-34.1-003-01 (РТМ -Ic). Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования.

РД 2730.940.102-92. Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и го­ рячей воды. Сварные соединения. Общие требования.

197

нальных и международных нормативных документов, регламен­ тирующих технологию изготовления сварных сосудов, рабо­ тающих под давлением. Организации аналогичные Ростехнадзо­ ру РФ, осуществляющие государственный надзор за изготовле­ нием, монтажом, ремонтом и эксплуатацией сосудов имеются во всех промышленно развитых странах.

Следует заметить, что требования к качеству и, как следст­ вие, к технологии изготовления определяется экономическими соображениями и допустимой степенью риска достижения же­ лаемого результата. Поэтому цель, которую ставит перед собой инженер при разработке технологии изготовления сварной кон­ струкции, созвучна с выражением: «Лучшее - это всего лишь достаточно хорошее», т.е. соответствующее требованиям норма­ тивных документов.

Благодаря более высокой технологичности наибольшее рас­ пространение получили сосуды цилиндрической формы с полу­ сферическими, сферическими, полуэллиптическими и, реже, плоскими днищами. В некоторых случаях, когда определяющим фактором являются вес конструкции, предпочтение отдают со­ судам сферической формы.

При сварке обечаек и приварке днищ к обечайкам следует применять только стыковые швы с полным проплавлением.

На корпусе сосуда имеются штуцеры, патрубки, люки, лазы, опорные стойки и другие элементы крепления. Внутри корпуса могут располагаться детали и механизмы для осуществления технологического процесса.

При приварке штуцеров, люков, труб, трубных решеток, пло­ ских днищ и фланцев допускается применять угловые и тавро­ вые швы. Их также следует выполнять с полным проплавлени­ ем, но в некоторых случаях, например, при малом диаметре труб, допускаются соединения с конструктивным непроваром.

Допускается применять нахлесточные швы для приварки ук­ репляющих колец и опорных элементов.

Днища и обечайки изготавливают из листового проката, пу­ тем гибки или штамповки в холодном или горячем состоянии в зависимости от толщины металла. С целью сокращения трудо-

ОСТ 26.260.3-2001 Сварка в химическом машиностроении. Основные положе­ ния.

198

емкости сварочных работ рекомендуется выбирать листовой прокат максимально возможной ширины. Например, отношение ширины заготовки к диаметру днища находится в пределах 1,25...1,45. Если при изготовлении полуэллиптического днища для обечайки из металла толщиной 12 мм, диаметром 1800 мм взять в качестве исходной заготовки лист шириной 1250 мм, то потребуется две заготовки, которые будет необходимо соеди­ нить между собой сварным швом по диаметру. При выборе лис­ та шириной более 2300 мм днище можно выполнить без свар­ ных швов. Максимальная ширина листового проката, преду­ смотренная сортаментом для толстолистовой стали, 3600 мм, что позволяет изготовить без сварки днище диаметром не более 2600 мм. Поэтому необходимость укрупнения заготовок с по­ мощью сварки при производстве сосудов возникает достаточно часто. Расположение сварного шва на заготовке может сущест­ венно повлиять на качество выполнения операции штамповки, поэтому ПБ 03-584-03 и ОСТ 26-291-94 накладывают ограниче­ ния на допустимое расположение сварного шва на заготовке днища (рис.7.1).

Рис. 7.1. Допустимое располоэ/сение сварных швов на заготовке днища (I и // не более 1/5 внутреннего диаметра днища).

В зависимости от назначения и условий эксплуатации сосуды изготавливают из сталей (малоуглеродистых, низколегирован-

199

ных, легированных), сплавов на основе железа и никеля, сплавов алюминия, титановых сплавов, медных сплавов и других конст­ рукционных материалов, но наиболее широкое применение на­ ходят стали.

При выборе материалов для изготовления сосудов (сбороч­ ных единиц, деталей) следует учитывать: расчетное давление, температуру стенки (минимальную и максимальную), химиче­ ский состав и характер среды, технологические свойства и кор­ розионную стойкость материалов.

Для сосудов, устанавливаемых на открытой площадке или в не отапливаемом помещении, при выборе материалов также сле­ дует учитывать:

•абсолютную минимальную температуру наружного воз­ духа данного района, если температура стенки сосуда, находя­ щегося под давлением, может стать отрицательной от воздейст­ вия окружающего воздуха;

•среднюю температуру воздуха наиболее холодной пяти­ дневки данного района, если температура стенки сосуда, нахо­ дящегося под давлением, положительная.

Для сосудов и аппаратов нефтяного и химического машино­ строения рекомендуются двухслойные стали с основным слоем из углеродистой или низколегированной стали, плакирующим из легированной стали со специальными свойствами. Например,

вследующих сочетаниях: сталь 20К+сталь 08X13; сталь 12ХМ+сталь 08X13; СтЗ+1Х18Н9Т; сталь 20К+сталь 1Х18Н12М2Т. Двухслойные стали изготавливаются толщиной

от 5мм до 50мм с облицовочным слоем 0,5 - 5мм.

Поскольку сосуды, работающие под давлением, относятся к оборудованию опасных технических устройств, их производство должно соответствовать Руководящим документам Органов го­ сударственного надзора, в частности, удовлетворять требовани­ ям РД 03-613-031; РД 03-614-032; РД ОЗ-615-ОЗ3, предписываю-

1РД 03-613-03, Порядок применения сварочных материалов при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных про­ изводственных объектов

2РД 03-615-03, Порядок применения сварочного оборудования при изготовле­ нии, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных

производственных объектов 3 РД 03-614-03, Порядок применения сварочных технологий при изготовлении,

200