2.6.3 Изготовление витых аппаратов
Методом навивки профилированной ленты
изготовляются аппараты с диаметром
120-2500 мм и толщиной стенки до 400 мм на
величины избыточного давления от 300 до
6000 кгс/см2 (синтез аммиака 325 или
500 кгс/см2); полимеризация этилена
1600, 2500, 3200 кгс/см2; автоклавы
3200-6000 кгс/см2.
Для навивки используются:
ленты с тремя пазами размером 50*5 и 79*8 мм, ленты с размером 50*5 мм применяются при навивке корпусов малого внутреннего диаметра около 120 мм. Ленты размером 79*8 мм применяются для аппаратов с диаметром до 1200 мм (рис.4а).
ленты с пятью пазами размером 132*8 мм применяются при навивке аппаратов диаметром 1200 мм и выше. Применение широкой ленты сокращает время, требуемое на навивку, и значительно повышает экономичность производства сосудов высокого давления. Ещё одним преимуществом широких лент является возможность делать в корпусе отверстия диаметром до 80 мм, что во многих случаях бывает необходимо (рис.4б)
Изготовление аппарата складывается из двух этапов;
- изготовление центральной трубы;
навивка ленты на центральную трубу до необходимого диаметра.
Центральная обечайка для аппаратов малого диаметра изготавливается из толстостенной трубы, для аппаратов значительного диаметра методом вальцевания. После изготовления центральной обечайки на её поверхности вытачивается трёхжелобчатый или пятижелобчатый профиль, соответствующий профилю ленты.
Навивка ленты производится на машине, напоминающей токарный станок, снабженный дополнительными приспособлениями для навивки: валками, электрическим нагревателем и воздушным соплом. Центральная обечайка закрепляется в планшете стакана, а бухта намотанной ленты установлена на тележке, которая выполняет функции, подобные суппорту токарного станка. Лента вкладывается в профиль корпуса и фиксируется сваркой. При прохождении через участок сопротивления лента нагревается до 9000С и при одновременном вращении центральной трубы и соответственном перемещении тележки с бухтой параллельно оси сосуда профиль ленты запрессовывается в профиль центральной трубы при помощи прижимного ролика, который одновременно является вторым полюсом нагревательного участка. Процесс запрессовки ускоряется тем, что приблизительно через четверть оборота после навивки лента охлаждается водой или воздухом. Величина температуры навивки определяется материалом ленты и процессом запрессовки.
В конце процесса навитая лента снова фиксируется приваркой на центральную трубу. На первый слой навитой ленты навивается следующий со смещением на 1/3 ширины, причём наружная сторона запрессованной ленты в этом случае играет роль профиля центральной трубы. После окончательной навивки аппарата на определённых расстояниях от концов ленты укрепляются пробочными швами.
В процессе намотки каждая профилированная лента сначала нагревается, а затем, охлаждаясь, осаживается на предыдущий слой. Таким образом, каждый слой увеличивает сжатие нижележащих слоёв и внутренней обечайки.
Другой способ изготовления многослойного аппарата методом навивки ленты показан на рис.5. установка состоит из нескольких сборочных единиц. Вращающийся барабан 1 держит при вращении сердечник 2, на который спирально навивается полосовой материал 3. На сердечнике 2 установлены концевые секции будущего аппарата 4 и 5, одна из которых имеет хвостик 6, посредством которого удаляется сердечник 2 после того, как изготовлен аппарат. Сердечник может быть разборного типа.
Полосовой материал 3 вращением сердечника 2, который получает вращение от барабана 1, сматывается с рулона 7 через натяжное устройство 8. Это устройство натягивает полосу 3 дифференцировано: большее натяжение получает край полосы, образующий внешнюю поверхность аппарата (навивка осуществляется внахлёстку). Вместе с полосой 3 между перекрывающимися поверхностями полосы 3 движется лента 9 легкоплавкого твёрдого припоя. Лента 9 может быть во всю их ширину этих поверхностей, но обычно бывает достаточно покрывать припоем часть нахлёстки. Индукционный нагреватель 10 плавит припой 9 и последний соединяет навитые слои полосы 3 в единую конструкцию.
При необходимости припой может содержать неплавящиеся частицы нужных размеров (карборунд, никель), которые во время плавки обеспечивают необходимый зазор между перекрытиями полосы 3. Кроме того, эти частицы, увеличивая трение между слоями, способствуют более прочной сварке их.
Синхронно с вращением сердечника 2 происходит поперечное перемещение рулона 7 и устройства 8 для обеспечения спиральной навивки полосы 3 на сердечник 2. Для перемещения рулона 7 и устройства 8 они устанавливаются на тележку станка, которая перемещается координировано с барабаном 1. Толщина полосы 3 равна 0,05-0,3 мм при ширине 25-600 мм. Толщина полосы ленты 9 припоя обычно равна примерно 0,025 мм.