5. Оболочковые конструкции (1041858), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Методом рулонирования обечайки (см. рис. 1, е) из­готовляют из стальной ленты толщиной 3 ... 6 мм. Приме­няемые приемы намотки многослойных обечаек показаны на рис. 7, а... в. Перед началом намотки к внутренней обечайке 7 (рис. 8, а) проплавными точками 3 приварива­ют внутреннюю клиновую вставку 2. К вставке стыковым швом приваривают кромку рулонной полосы (рис. 8,6). Далее производят намотку заданного числа слоев (рис.8, в) , отрезку рулонной полосы и закрепление ее конца на по­верхности обечайки прихватками. Здесь же прихватывают внешнюю клиновую вставку 1 (рис. 8, г) и заваривают замыкающий продольный шов 2. На собранную таким об­разом обечайку накладывают две половинки наружной облицовочной обечайки, которые сваривают двумя про­дольными швами друг с другом и с рулонированной частью обечайки (рис. 8, д).

Для соединения многослойных обечаек друг с другом кольцевым швом торцы их обрабатывают по форме раз­делки кромок, как показано на рис. 9 (лист 159). После этого на специальной установке (рис. 12) на торцы наплав­ляют слой металла толщиной 15 ... 20 мм и вторично производят механическую обработку. Пример подготовлен­ного к сварке стыка многослойных обечаек показан на рис. 10, а стыка такой обечайки с монолитным фланцем или днищем — на рис. 11.

Сборка под сварку кольцевых стыков многослойных обечаек отличается повышенной трудоемкостью, что свя­зано с большой массой и малой жесткостью обечаек, приво­дящей к появлению эллипсности поперечного сечения под действием собственной массы. Поэтому многослойные обечайки собирают с применением мощных гидравличес­ких домкратов — распорок и технологических планок 1 (рис. 13, а) большой жесткости, привариваемых угловы­ми швами больших сечений. Иногда вместо обычных сбо­рочных планок применяют технологические клинья 1 (рис. 13, б), которые при сборке приваривают к наруж­ной стороне наплавленных торцов обечаек угловым швом. При выполнении первого прохода шва автоматической сваркой на роликовом стенде клинья удаляют кислород­ной резкой при подходе их к зоне сварки.

Изложенная технология производства многослойных сосудов из отдельных обечаек является основной, однако имеются и другие варианты. Технология, показанная на рис. 14, предусматривает изготовление сосуда последо­вательным наращиванием слоев и исключает сплошные кольцевые швы, проходящие через все сечение.

При изготовлении многослойных сосудов особую специфику имеет приварка патрубков и других деталей со сплошной стенкой. Иногда предлагается каждый слой со­суда приваривать к сплошной детали в отдельности (рис. 15,а). Другая технология предусматривает выпол­нение предварительной наплавки металла на стенки сосуда и штуцера, Х-образную подготовку кромок и последую­щую вварку штуцера в тело сосуда (рис. 15,6).

Корпусное оборудование АЭС (листы 160, 161).

Оболочки реактора и парогенератора энергоблока (лист 160, рис. 1) атомной электростанции (АЭС) изготовляют­ся с помощью сварки и являются примером особо ответ­ственных конструкций, работающих в условиях высоких температур и давлений в течение длительного времени. Постоянно увеличиваются их масса и размеры (рис. 2). Корпус атомного реактора представляет собой толстостен­ную цилиндрическую обечайку со сферическими днища­ми и большим числом патрубков (рис. 3). Расчленение корпуса на отдельные заготовки производят, исходя из возможностей технологического оборудования (рис. 4). Поскольку в цилиндрической оболочке при наличии внут­реннего давления продольный шов нагружен растягиваю­щими напряжениями, вдвое превышающими напряжения в кольцевых швах, в СССР принята технология изготовле­ния бесшовных обечаек, получаемых методом свободной ковки на прессе. Внутренняя поверхность обечаек для по­вышения коррозионной стойкости подвергается авто­матической дуговой наплавке аустенитным ленточным электродом (рис.5).

Отдельные обечайки, имеющие толщину 300 мм и бо­лее, соединяют многослойной автоматической сваркой под флюсом. Разделка кромок и сечение кольцевых свар­ных швов показаны на рис. 6.

Конструкция и технология изготовления парогенерато­ра аналогичны, однако стенка имеет меньшую толщину и разделка кромок кольцевых стыков предусматривает одностороннюю многослойную сварку с подваркой корня шва изнутри (лист 161, рис. 7).

Вварка патрубков диаметром 250 ... 500 мм может производиться по двум схемам (рис. 8, а, б). Схема на рис. 8, а, принятая в зарубежной практике реакторостроения, предусматривает применение вварных патрубков сложной формы с ручной дуговой сваркой криволинейно­го стыка. В СССР используют механизированную много­слойную приварку приставных патрубков (рис. 8,6). При этом исходное отверстие обечайки (рис. 9, а) отбортовывают на прессе фигурным пуансоном (рис. 9, б) и далее производят механическую обработку кромок, как пока­зано на рис. 9, в. Для исключения ручной подварки корня шва и предотвращения прожогов при первом проходе диа­метр патрубка и отверстие в обечайке делаются меньше расчетного. После приварки патрубка отверстие раста­чивается до расчетного значения. Существенно снизить трудоемкость позволяет применение способа электрошла­ковой выплавки патрубков (рис. 10). В просверленное отверстие заводят металлическую пробку 2, на которой начинают электро-шлаковый процесс. Форму и размеры пат­рубку придают медным охлаждаемым кристаллизатором 1. После выплавки в патрубке сверлят и растачивают отвер­стие.

За рубежом корпуса мощных реакторов изготовляют из поковок, соединяемых не только кольцевыми, но и продольными швами. Толстые заготовки металла для кор­пусов получают прокаткой или ковкой с последующей формовкой на прессе. Так, у корпуса реактора, показанно­го на рис. 11 (ФРГ), элементы нижнего сферического поя­са и нижнего днища сделаны из проката, фланцы, обечайка патрубковой зоны и другие обечайки -из поковок. Про­дольные швы выполняют в основном электрошлаковой сваркой с последующей закалкой и отпуском. Однако в связи с тем, что соединения при многослойной автоматической сварке под флюсом имеют более высокую проч­ность и пластичность, а также в связи с возросшей произ­водительностью дуговой сварки ее применили для сварки продольных швов при толщине металла заготовок до 400 мм. Характерная форма разделки кромок и схема на­ложения слоев показаны на рис. 12, д. Такая технология требует частой кантовки изделия, чтобы чередовать запол­нение разделки с внутренней и наружной стороны.

Этих недостатков не имеет способ сварки под флюсом вертикальных швов в нижнем положении, называемый спо­собом "сабверт". Разделка кромок приведена на рис. 12,б. Кромки свариваемого стыка располагают вертикально, как и при злектрошпаковой сварке. Отдельные слои нак­ладывают в разделке перпендикулярно к оси обечайки вдоль толщины ее стенки, начиная от нижнего края стыка. Первые два валика выполняют на подкладке. Сверку ве­дут по узкому зазору. В каждом слое накладывают два ва­лика толщиной по 4 мм в направлении от оператора. Коль­цевые швы выполняют автоматической сваркой под флю­сом. Разделка кромок предусматривает или применение стальных подкладок (рис. 13, а, б), или подварку корня шва (рис. 13, в).

При сварке сферической крышки с фланцем корпуса реактора (рис. 14) толщина свариваемого металла состав­ляет 670 мм. Шов выполняют дуговой сваркой под флю­сом в узкий зазор сварочным аппаратом, обеспечивающим раскладку в каждом слое по три валика. После сварки ко­рень шва удаляют механической обработкой.

ТРУБЫ

Трубы с двумя продольными швами ( 1020 ... 1420 мм) (листы 162, 163).

Развитие трубопроводного транспорта требует увеличения производства труб больших диаметров из низколегированных сталей. Для магистраль­ных трубопроводов трубы выполняют сваркой под флю­сом, шов располагают или по образующей, или по спира­ли. Из-за ограниченной ширины листов прямошовные тру­бы диаметром до 820 мм сваривают одним продольным швом, диаметром более 820 мм — двумя швами. Челябин­ский трубопрокатный завод выпускает прямошовные тру­бы длиной 12 м и диаметром до 1220 мм. Заготовительные операции выполняются в поточной линии с применением комплексной механизации.

С железнодорожной платформы листоукладчиком с траверсой и магнитными захватами листы по одному пода­ют на роликовый конвейер линии (лист 162, рис. 1, опера­ция 1). После правки (операция 2) лист следует в кромко-строгальный станок (операция 3). Строжка кромок и сня­тие фасок под сварку производятся при рабочем движе­нии листа, задаваемом валками. Большое число последо­вательно расположенных пар неподвижных резцов 1 сни­мают общий припуск, равный 25 мм.

Формовка листа в трубную заготовку происходит за три операции. Операция 4 подгибки кромок выполняется в процессе движения листа через кромкогибочный стан. На выходе из стана подгибки кромок лист захватывается упо­ром цепного конвейера и подается под пресс (операция5), выталкивая при этом ранее сформованную заготовку. Лист 1 изгибается пуансоном 2 с помощью роликов.?. Фор­мовка производится до упора листа в постель 4. Третья формовочная операция — окончательная формовка полови­ны трубы (операция 6).

Два отформованных корыта подаются на две паралдельные нитки входных роликовых конвейеров сборочно­го устройства (операция 7). Кромки заготовок выравни­вающим приспособлением устанавливаются в одной гори­зонтальной плоскости и в таком положении заготовки ро­ликовым конвейером подаются в раскрытое сборочное устройство для выполнения операции 8. Штоки 1 пневмо­цилиндров, поворачивая рычаги 2, устанавливают заготов­ки в исходное для подачи в сварочный стан положение, образуя цилиндрическую трубу с вертикальным разъемом, задаваемым деталями 3 и 4.

Собранная труба в сварочный стан подается (опера­ция 9) упором 1 цепного заталкивателя 2 со скоростью, несколько превышающей скорость сварки. При этом на­правляющий нож 1 (операция 10) стана для сварки пер­вого наружного шва попадает в зазор между верхними кромками заготовок, направляя стык под сварочную го­ловку. Движение трубы обеспечивается приводными го­ризонтальными валками стана, причем щель между кром­ками по мере продвижения заготовки уменьшается благо­даря боковому давлению вертикальных приводных валков и в зоне сварки зазор отсутствует. Вытекание сварочной ванны предотвращают установленной на раме 2 оправки замкнутой лентой 3 из шарнирно скрепленных пластин с медными накладками. Движение трубы увлекает ленту, и под сварочной ванной всегда находится охлажденная пластина.

Сварку под флюсом ведут двумя дугами, горящими в одной сварочной ванне, что при толщине стенки 12 мм обеспечивает хорошее формирование шва при скорости сварки 170 ... 190 м/ч. Сваренная первым наружным швом заготовка поворачивается разъемом вверх и роликовым конвейером подается к такому же стану для сварки второ­го наружного шва. К установке для сварки внутреннего шва (операция 11) труба поступает после разворота швом вниз. В таком положении со скоростью сварки труба над­вигается на сварочную головку, закрепленную на длинной штанге. Таким же образом выполняется и второй внутрен­ний шов.

После контроля и исправления дефектов трубы под­вергают правке для обеспечения требуемой формы попе­речного сечения и допуска на диаметр. Этой операции пред-" шествуют торцовка и снятие фасок по концам труб (опе­рация 12) и снятие усиления на концах внутренних швов (операция 13). Правка (операция 14 и 15) выполняется в гидравлическом прессе-расширителе. Трубу 1 заключают в толстостенную матрицу 2, вводят конусные заглушки, уплотняющие и калибрующие ее концы. Внутренним дав­лением раздают диаметр на 1 ... 1,2 %, чем достигается правка трубы по всей длине и калибровка по диаметру. Затем давление снижают до испытательного и дают вы­держку около 30 с.

Технологические операции изготовления труб на Харцызском трубном заводе приведены на рис. 2 (лист 163) . Технология изготовления двенадцатиметровых прямошовных труб диаметром 1020 ... 1420 мм на Харцызском трубном заводе отличается последовательностью выполне­ния швов, приемами формовки и калибровки труб, а так­же организацией контроля качества. Листы после выбо­рочного ультразвукового контроля (рис. 2, операция 1) и правки (операция 2) центрируются и проходят через ста­нок для обработки кромок, снятия фасок и нанесения риски (операция 3), используемой при автоматическом на­правлении электрода по стыку.

Формовка полуцилиндрических заготовок (опера­ция 4) происходит в роликах семиклетьевого стана, откуда они попарно поступают на сборку (операция 5) и при­хватку технологическими швами, выполняемыми или ТВЧ, или в среде углекислого газа в одном из двух агрега­тов, установленных параллельно друг другу. При выпол­нении технологических швов ТВЧ (операция 6) стыки рас­полагают в горизонтальной плоскости и сваривают одно­временно с последующим удалением внутреннего грата (операция 7). При выполнении технологических швов в СО₂ (операция 8) стыки располагают в вертикальной плоскости и сваривают последовательно с кантовкой на 180° шестью однодуговыми аппаратами, установленными через каждые два метра, при движении трубы со ско­ростью сварки на длине, несколько превышающей рассто­яние между сварочными головками.

Характеристики

Список файлов книги