5. Оболочковые конструкции (1041858), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для отбортовки кромок отверстий под сборку соединений по типу рис. 1, в используют гидравлический пресс, показанный на рис. 6. Обечайка 3 прижимается к матрице 5 скобой 2 с помощью штока б и гидроцилиндров 1. Пуансон 4 перемещается вниз с помощью штока 7 и двух гидроцилиндров 8, осуществляя операцию отбортовки. Для предупреждения надрывов на кромках отверстий в процессе отбортовки последние должны быть получены механической обработкой.
При большом числе штуцерных соединений сокращения времени на их сборку и сварку достигают путем применения сборочно-сварочных приспособлений. Так, в конструкции, показанной на рис. 8 (лист 151), основой является стяжка 3, на которую надеты неразрезные конусные оправки 4 и 7 и разрезные втулки 1 и 6, удерживаемые кольцевыми пружинами 5, расположенными в пазах. На конусной оправке 4 расположена медная подкладка 2. При затяжке гайки 8 на стяжке 3 из-за натяга конусных соединений само приспособление закрепляется в отверстии барабана и одновременно соосно с отверстием закрепляется привариваемый штуцер 9. В таком положении производят сварку корневого шва на медной подкладке 2, после чего приспособление извлекают и заваривают основной шов. Приспособление для автоматической сварки патрубков с торовыми воротниками показано на рис. 9. Сварочная головка вращается относительно оси хвостовика 1, который центрируется по отбортовке отверстия с помощью основания 5, центрирующей втулки 2 и фигурной медной подкладки 3. Необходимый прижим свариваемых кромок создается затяжкой болта 4.
Арматура, применяемая в энергетическом машиностроении, изготовляется часто в штампосварном исполнении, так как сложная форма отливок из аустенитной или перлитной стали не позволяет избежать образования дефектов. Стенки кованых или штампосварных деталей корпусов не имеют дефектов, характерных для литья, и это способствует повышению их надежности в эксплуатации. На таких конструкциях вместо традиционной многослойной автоматической сварки под флюсом (рис. 10) начинают широко применять электронно-лучевую сварку, которая значительно производительнее. На рис. 11, а, б, в, г показана последовательность изготовления корпуса арматуры в штампосварном исполнении. Толщина стенки 30... 60 мм. Для исключения дефектов в корне шва электронно-лучевую сварку ведут на кольцевой подкладке (рис. 12), удаляемой после сварки механической обработкой.
Теплообменная аппаратура (листы 152, 153)
состоит из комбинации труб, пластин и оболочек. Кожухо трубчатый теплообменник (см. лист 147, рис. 5) расчленяется на основные сборочные единицы: кожух с патрубками (лист 152, рис. 1) и трубный пучок с трубной решеткой (рис. 2). Приемы сборки и сварки кожуха аналогичны рассмотренным выше приемам изготовления сосудов давления со стенкой средней толщины. Сборку трубного пучка (рис. 2) начинают со сборки каркаса, состоящего из трубной решетки 1, стяжек 2 и перегородок ^, закрепляемых на стяжках гайками. В собранный каркас последовательно заводят U-образные трубки 4.
Сварка соединений труб с трубной решеткой является весьма ответственной операцией. Приемы конструирования и выполнения сварных соединений труба — трубная решетка имеют целью или вывести зону сварного соединения из жесткого контура трубной доски (рис. 3,д, в, д, е), или расположить сварные соединения ближе к середине толщины трубной решетки, где напряжения изгиба минимальны (рис. 3, г), или сопроводить сварку технологическими приемами, снимающими остаточные напряжения, например, развальцовкой соединения перед сваркой и после сварки (рис. 3, б) . На рис. 4, а ... в показана технология получения выступа в трубной решетке посредством ступенчатой засверловки (рис. 4, о) с последующей выштамповкой более узкой части отверстия над поверхностью зеркала трубной решетки (рис. 4, б). В массовом производстве иногда используют более простые виды соединений, когда торцы труб располагают в плоскости зеркала решетки или с небольшим отклонением от этой плоскости, чтобы применить угловые швы. В зависимости от толщины трубы в этих случаях могут быть рекомендованы варианты соединения, показанные на рис. 5.
В целях экономии коррозионно-стойких сталей в теплообменной аппаратуре нередко используют двуслойные трубы и трубные решетки. Футерование труб проводят методом совместного волочения, при котором две скомплектованные трубы протягивают через калибрующее отверстие фильера (рис. 6). Сварные соединения коррозионно-стойких труб с биметаллическими трубными решетками показаны на рис. 9. Если агрессивная среда находится со стороны наружной поверхности трубной решетки, сварку выполняют торцовым швом (рис. 9, а); при действии агрессивной среды в межтрубном пространстве соединения сваривают стыковым швом по отбортовке (рис. 9, б).
Сварка взрывом труб с трубными решетками (рис.7) дает возможность соединять разнородные материалы. Подготовка соединения под сварку показана на рис. 7, д. Детонация заряда, размещенного внутри трубы, вызывает ее соударение со стенками конусного отверстия и образование сварного соединения (рис. 7, б, в). Аналогичные соединения выполняют и электроконтактной сваркой. Трубу вначале раздают конусом в коническом отверстии трубной решетки (рис. 8, д) , затем в электроконтактной установке с помощью конусного электрода создают импульс тока и усилие осадки, обеспечивая процесс контактной сварки (рис. 8, б). Электроконтактную сварку, как и сварку взрывом, применяют при увеличенной толщине перемычек между отверстиями трубной решетки.
Для компенсации тепловых удлинений труб и уменьшения в них температурных напряжений применяют компенсаторы, состоящие из ряда гибких элементов (лист 153, рис. 10) . Изготовить такие компенсаторы можно обкаткой исходной обечайки 3 (рис. 12) между дисковыми роликами на карусельном станке. Давильный наружный ролик I выдавливает материал обечайки в пространство между двумя внутренними роликами 2. Другой способ изготовления отдельных элементов упругих компенсаторов основан на совмещении гидравлической формовки заготовки с ее деформированием осадкой жестким инструментом (рис. 11, а, б).
К тепло обменной аппаратуре относятся различные радиаторы. На рис. 13, а показана конструкция элементов прямо трубного радиатора. Приварку труб 1 к коллекторам 2 наряду с дуговой сваркой (рис. 13, б) осуществляют и контактной сваркой оплавлением (рис. 13, в), что позволяет автоматизировать процесс и снизить трудоемкость операции. Контактной сваркой можно выполнять соединения двух видов: стыковые (рис. 14, а) и тавровые (рис. 14, б). Второй вариант соединения является более технологичным, поскольку не требует точной центровки трубы относительно кромок отверстия в коллекторе. Принципиальная схема приварки показана на рис. 15 .Коллектор 4 трубчатого типа надевается на вкладыш 3 и вместе с ним зажимается в губках контактной машины 1. Вкладыш имеет цилиндрическое отверстие, внутри которого перемещается пуансон 2. Привариваемая труба 5 устанавливается в электродах б контактной машины, как при обычной стыковой сварке. После выполнения процесса сварки пуансон перемещается внутрь привариваемой трубы, отгибая и плотно прижимая кромки отверстия к внутренней ее поверхности. В результате этой операции закрывается грат, образующийся внутри трубы.
В конструкциях парогенераторов широко применяются сварные газоплотные трубчатые панели. Один из распространенных вариантов изготовления таких панелей — вварка полос-перемычек между гладкими трубами (рис. 16). Вначале двумя сварочными автоматами накладывают подварочные швы (рис. 17), затем таким же образом с обратной стороны выполняют сварку основных швов. Более перспективная технология связана с применением плавниковых труб (рис. 18), позволяющих вдвое сократить объем сварочных работ и повысить качество сварных соединений. Первый шов (рис. 18, д) выполняют на охлаждаемом водой медном ползуне 1 двумя параллельными сварочными головками 2. Второй шов после кантовки панели выполняют с обратной стороны (рис. 18, б).
Толстостенные сосуды (листы 154 ... 157)
.При изготовлении толстостенных сосудов (свыше 40 мм) широко используют электрошлаковую сварку, обеспечивающую проплавление всего сечения за один проход. При этом продольные швы толстостенных обечаек в большинстве случаев выполняют электро- шлаковой сваркой, тогда как кольцевые швы часто выполняют многослойной сваркой под флюсом. Разделка кромок при многослойной сварке показана на рис. 3, а, б (лист 154) и 4, а, б. На рис. 1 и 2 даны примеры сосудов с толщиной стенки 100 ... 150 мм. Отдельные обечайки изготовляют из листа путем горячей вальцовки или гибки на прессах. В зависимости от размеров сосудов листовую заготовку гнут в нагретом состоянии вдоль длинной или вдоль короткой стороны листа. Первый прием является предпочтительным, так как позволяет уменьшить число более трудоемких кольцевых швов.
Изготовление толстостенного сосуда (рис. 2) высокого давления рассмотрено на рис.5 (лист 155) и 6 (лист 156) , на которых показаны содержание и последовательность выполняемых операций. Обечайки собирают из двух половин, получаемых горячей штамповкой (рис. 5, операция 4) на прессе. После штамповки продольные кромки заготовок обрабатывают на строгальном станке (операция 5) . Сборку обечайки производят в горизонтальном положении. Зазор под сварку получают установкой между заготовками прокладок. Собранные обечайки закрепляются сборочными скобами, привариваемыми дуговой сваркой с внутренней стороны обечайки (операция 6). Затем обечайку устанавливают в вертикальное положение под электрошлаковую сварку продольных швов (операция 7 и лист 157, рис. 7). Стол этой установки имеет устройство (рис. 8) для выравнивания положения заготовок. Совмещение плоскостей разделок с плоскостью перемещения мундштуков сварочных автоматов осуществляется регулированием клиновых опор 1 и поворотом стола 2 на роликовых опорах 3.
Общий вид сварочной установки показан на рис. 9. Фермы 2, несущие направляющие рейки 6 сварочных аппаратов 5, кабины 3 лифтов и подъемные краны 4 смонтированы на самоходных тележках 1. Вертикальное перемещение лифта с оператором осуществляется лебедкой 7. Зона сварки уплотняется скользящими медными ползунами, которые могут быть составными с шарнирным закреплением для компенсации погрешностей при стыковке кромок.
Для обеспечения уплотнения кольцевого шва необходима точная сборка стыка. Это достигается проточкой внешней и внутренней поверхностей каждой из обечаек на ширине 70 ... 100 мм от торца (рис. 10). Если в качестве внутреннего формирующего устройства используют медные охлаждаемые подкладки, изогнутые по радиусу свариваемого изделия, то их закрепляют с использованием скоб 2 (рис. 11) временного крепления обечаек. Подкладки 1 заводят в отверстия скоб и закрепляют клиньями 3. Техника выполнения кольцевого шва электрошлаковой сваркой рассмотрена в главе 3 (см. листы 31,32). Компоновка сварочной установки при сварке двумя электродами показана на рис. 12.
Многослойные сосуды (листы 158, 159).
Конструкция и технология изготовления толстостенных сосудов, работающих под давлением, непрерывно совершенствуются. Получили распространение толстостенные сосуды (лист 158, рис. 1): а — цельнокованые,б — кованосварные, в — штампосварные, г, д, е — многослойные (различные варианты) ,ж — однослойные, усиленные навивкой профилированных лент. Кованосварные сосуды (рис. 2, а, б) изготовляют из монолитных цилиндрических обечаек, получаемых путем высверливания центральной части или путем "прошивания" центральной полости пуансоном. Штампосварные сосуды (рис. 3) отличаются тем, что полуобечайки, свариваемые продольным швом, изготовляют из листового проката, качество которого значительно выше качества поковок. Кроме того, сокращаются отходы металла в процессе изготовления.
Многослойные конструкции имеют ряд важных преимуществ перед сосудами с монолитной стенкой. Главные из них: большая надежность в эксплуатации и отсутствие ограничений по увеличению толщины стенки и диаметра. Конструкция толстостенного сосуда, сваренного из многослойных обечаек, показана на рис. 4. Технология изготовления таких обечаек с концентрическим расположением слоев показана на рис. 5. Внутренняя сварная обечайка с монолитной стенкой (рис. 5, а) изготовляется по обычной технологии. Продольный шов с наружной стороны выполняется заподлицо с поверхностью обечайки. Последующие слои собирают из двух полуобечаек (рис. 5, б, в). Для обеспечения плотного прилегания слоев прихватки ставят при обтяжке собираемого слоя бандажами 1 (рис. 5, в) и 2 с помощью гидроцилиндров 3. Поперечная усадка от сварки продольных швов после снятия бандажей способствует более плотному прижатию слоев (рис. 5, г).
Другой способ получения многослойных обечаек предусматривает изготовление отдельных обечаек и насадку их в нагретом состоянии одна на другую (рис. 6). Для
удобства сборки на торце обечайки устанавливают и закрепляют прихватками направляющие планки 1. Более перспективным считается выполнение подобной операции непосредственно в нагревательной печи шахтного типа. В этом случае процесс начинают с установки в печь наружной обечайки, а каждую очередную холодную? обечайку опускают внутрь уже собранных и нагретых предыдущих обечаек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
