40

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит: 40 страниц, 19 рисунков, 4 источника, 1 лист чертежей формата А3.

Объект исследования – технология изготовления цилиндрического аппарата.

Цель работы: закрепить теоретические знания и приобрести навыки решения инженерных задач по разработке технологии изготовления цилиндрического теплообменного аппарата, работающего под давлением.

В курсовой работе приведено описание типовых технологических процессов изготовления элементов аппарата, порядок их выполнения и оснастка для них. Для элементов корпуса приведены развертки.

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ АППАРАТ, ПРАВКА, РАЗВЕРТКА, РАЗМЕТКА, РЕЗКА, ВАЛЬЦЕВАНИЕ, СВАРКА, КАЛИБРОВАНИЕ, СБОРКА.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..............5

1 Анализ исходных данных………………………….………………………….......6

2 Изготовление элементов аппарата………………………………………………..8

2.1Расконсервация механическая, химическая………………………...………..8

2.2 Правка …………………………………………………………………………9

2.3 Определение размеров и формы разверток…………………………...……11

2.3.1 Развертки цилиндрических элементов……………………………...11

2.3.2 Развертки ребер жесткости………………………………………..…13

2.3.3 Развертки конической части…………………………………………13

2.4 Разметка заготовок……………………………………………………..……18

2.5 Подготовка кромок под сварку……………………………………………..20

2.6 Вальцевание………………………….………………………………………21

2.7 Сборка продольного стыка обечаек……………………………………...…25

2.8 Устранение дефектов сварки………………………………………………..26

2.9 Токарно-карусельная операция………………………………………..……27

2.10 Разметка отверстий и скосов……………………………………………..28

2.11 Слесарная…………………………………………………………………31

3 Изготовление днищ…………………………………………………………..…..32

4 Изготовление фланцев……………………………………………………….…..35

5 Сборка элементов аппарата…………………………………………………...…36

Выводы…………………………………………………………………………...…38

Перечень ссылок…………………………………………………………………....39

Приложение А - Перечень замечаний нормоконтроллера

Приложение Б – Развертки аппарата

ВВЕДЕНИЕ

Курс "Технологические основы химического машиностроения" является завершающей частью комплекса инженерно-технологических дисциплин и базируется на ранее изученных предметах – "Инженерная графика", "Материаловедение", "Основы проектирования и конструирования", "Детали машин".

Технология машиностроения – наука о производстве машин – изучает технологические процессы, применяемые на машиностроительных предприятиях при изготовлении машин требуемого качества, в установленном программой количестве и при наименьшей себестоимости.

Технология машиностроения рассматривает методы разработки и построения рациональных технологических процессов, выбор способа получения заготовки, технологического оборудования, инструмента и приспособлений, назначение режимов резания и установление технически обоснованных норм времени.

В химической промышленности широкое распространение получили цилиндрические аппараты.

Их используют в качестве теплообменных агрегатов, емкостей для хранения и аппаратов, в которых протекают различные химические реакции.

По причине высоких температур и давлений в этих аппаратах, они являются потенциальными источниками опасности. Опасность заключается в том, что при возможной аварии их содержимое попадает в окружающую среду.

Основной задачей данной курсовой работы является изучение технологического процесса изготовления цилиндрического аппарата, сконструированного ранее, а также типовых технологических процессов и их оснастки.

1 Анализ исходных данных

Необходимо изготовить цилиндрический аппарат объемом 10,1 м³из стали Х17Н13М2Т. В зависимости от параметров (расчетного движения и температуры стенки) и характера рабочей среды сосуды подразделяются на группы. При рабочем давлении 1,6 МПа и температуре рабочей среды 300˚С данный аппарат относится к первой группе. Толщина стенки, эллиптической крышки и конического днища 30 мм. Место соединения цилиндрической и конической части аппарата утолщения не имеет. Толщина стенки рубашки обогрева 14 мм.

Патрубки диаметром 400 мм, для подачи в аппарат рабочей среды, изготавливают из листа толщиной 14 мм, патрубки для подачи пара в рубашку обогрева изготавливают из обрезков труб.

Аппарат изготавливают по принципу единичного производства. Листы металла, для изготовления элементов аппарата, выбирают исходя из габаритов аппарата и элементов. Угол конического днища при основании 45˚.

Для изготовления данного аппарата потребуются следующие развертки:

Для цилиндрической части корпуса –198 ЦК;

Для цилиндрической части рубашки – 198 ЦР;

Для конической части корпуса –198 КК;

Для конической части рубашки – 198 КР;

Для патрубков:

- D_у= 600мм - 198 П 600;

- D_у= 400мм - 198 П 400;

Для эллиптической крышки – 198 ЭК;

Для ребер жесткости – 198 РЖ.

Позиция по эскизу	Наименование элемента	Шифр элемента	Заготовка	Количество
1	Цилиндрический корпус	198 ЦК	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
2	Конический корпус	198 КК	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
3	Эллиптическая крышка	198 ЭК	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
4	Патрубок Dy 200	198 П 200	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
5	Патрубок Dy400	198 П 400	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
6	Патрубок Dy600	198 П 600	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
7	Цилиндрическая часть рубашки	198 ЦР	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
8	Коническя часть рубашки	198 КР	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	1
9	Ребра жесткости	198 РЖ	Сталь Х17Н13М2Т Лист S= 20 мм	6
10	Патрубок Dy200	198 П 200	Труба Dy200	2
11	Фланец Dy600	198 Ф 600	Штамповка	1
12	Фланец Dy400	198 Ф 400	Штамповка	1
13	Фланец Dy200	198 Ф 200	Штамповка	1

2 Изготовление элементов аппарата

Материалом для изготовления элементов аппарата служат листы толщиной 20 мм из стали Х17Н13М2Т и обрезки труб диаметром 400, 600 толщиной стенки 20 мм.

2.1 Расконсервация механическая, химическая

Так как стальные листы поставляются в смазке и могут иметь некоторые дефекты, первой технологической операцией является расконсервация. Она состоит из таких операций:

1. Механическое удаление густых, консервационных смазок (пушечного сала, солидола, вазелина и др.), бумаги и пленок металлическими, деревянными, пластмассовыми и резиновыми скребками.

2. Промывание горячей водой (70-90⁰С) в струйных камерах для снятия оставшихся после первой операции консервационных смазок.

3. Просушка обдувкой сжатым воздухом для удаления запахов растворителей и влаги.

4. Протирка насухо ветошью или салфетками.

5. Струйная очистка стальной дробью, металлическим песком, рубленной проволокой, абразивными порошками для удаления глубокой коррозии, царапин, трещин, окалины, шлака, местных расслоений на большой плоскости с шероховатостью Rz20.

6. Гидропескоструйная очистка для удаления глубокой коррозии, царапин, трещин, окалины, шлака, местных расслоений на большой плоскости с шероховатостью Rz0.4 и последующей сушкой.

Для выполнения этих работ листовой прокат транспортируют на плиточный стенд или на специально оборудованные настилы, покрытые деревом или пластиком для предохранения от повреждения поверхности. Для транспортирования используют стандартные листовые захваты и скобы. Места коррозии и дефекты обнаруживают просмотром поверхностей через лупу и отмечают эти места мелом для последующего удаления. Если слой консервационной смазки не позволяет выявить дефекты, то с листов ее удаляют металлическими, пластмассовыми, деревянными или резиновыми скребками или ветошью.

Данный этап работ должен обеспечить:

1. Наличие и сохранение маркировки завода-поставщика материала и соответствие ее сертификату.

2. Отсутствие вкатанных окалин, шлака, волосовин, рисок, углублений, царапин, трещин, местных расслоений, разнотолщинности, превышающих минусовые предельные отклонения.

3. Удаление консервационной смазки, затрудняющей обработку листа вследствие понижения трения и ухудшения условий труда. Удаление мест значительной коррозии.

4. Проверку неровности листов и принятие решения о необходимости правки.

5. Удаление остатков растворителей.

2.2 Правка

Листовой прокат имеет отклонения от геометрической формы вследствие отступления от оптимальной технологии производства и неудовлетворительных результатов правки на листопрокатных заводах, а также из-за нарушения нормальных условий хранения проката на складах, погрузочно-разгрузочных и транспортных операций на заводах.

Правка в аппаратостроении осуществляется для уменьшения или устранения кривизны, серповидности, коробоватости (волнистости листа в продольном и поперечном направлениях). Она контролируется стрелой прогиба на 1 м длины.

По соответствующим стандартам на листовой прокат (ГОСТ 19904-74 и ГОСТ 5520-69) для тонколистовой стали обыкновенного качества допускается кривизна или коробоватость в пределах 15 мм на 1 м длины.

Правку листов в аппаратостроении преимущественно выполняют на листоправильных роликовых машинах. Эти машины по сравнению с правильными прессами имеют большую производительность при почти полном исключении ручного труда. Правка на роликовых машинах представляет собой процесс многократного знакопеременного пластического изгиба в обрабатываемом металле при напряжениях, превосходящих предел текучести. Лист выправляется остаточной деформацией, образуемой многократным знакопеременным изгибом листа при его прохождении между роликами в прямом и обратном направлениях.

Для полного выпрямления листы пропускают через вальцы от 3 до 5 раз. В машинах типа А (конструкции СКМЗ) с параллельными рядами правильных роликов верхний ряд роликов регулируется вертикальным перемещением подвижной траверсы, к которой прикреплены подшипники правильных и опорных роликов. Эти машины просты по конструкции, но имеют существенный недостаток – равномерно искривляют лист при выходе.

Для правки листов из стали ст10 толщиной 12 мм и шириной до 2100 мм можно применять листоправильную машину типа А с девятью роликами диаметром 260 мм расположенных с шагом 300 мм.

При правке на данной машине траверса с верхними роликами опускается вниз параллельно или наклонно к нижним роликам.

Расстояние между верхними и нижними валками при правке листа определяется по формуле:

;

где: S – толщина стенки, мм. S=20 мм;

Е – модуль упругости, МПа. Е=1,90∙10⁵ МПа;

σ_Т– предел текучести, МПа. σ_Т=120 МПа;

t – расстояние между валками, мм. t ≈ 500 мм.

,

Необходимо установить зазор между роликами – 19 мм.

2.3 Определение размеров и формы разверток

2.3.1 Развертки цилиндрических элементов

Аппарат изготавливается из листов стали. Из этих листов формируются цилиндры. Необходимую длину листов определяют по формуле:

;

где: S_ф– толщина листов, мм;

D_вн– внутренний диаметр, мм. D_вн = 2000 мм;

а – допустимое отклонение поперечного сечения, мм. а=0,01D_вн =20 мм;

b₁– величина зазора под сварку, мм. b₁=1…3 мм;

b₂– припуск на обработку, мм. B₂=0…3 мм;

с – усадка сварного шва, мм. С=0,03S=0,6 мм.

Аппарат состоит из корпуса, рубашки обогрева и цилиндрических патрубков для подачи и извлечения материала, а так же цилиндрической части смотрового люка.

Длина цилиндрической части корпуса аппарата 198 ЦК:

Рисунок 2.1 Положение заготовки цилиндрической обечайки корпуса аппарата на листе металла

Длина цилиндрической части рубашки обогрева 198ЦРD_вн = 2200 мм:

Рисунок 2.2 Положение заготовки цилиндрической обечайки рубашки обогрева аппарата на листе металла

Длина обечайки цилиндрических патрубков для подачи и извлечения материала D_вн = 600 мм:

Длина обечайки патрубков D_вн = 400 мм :

2.3.2 Развертки ребер жесткости

Ребра жесткости 198 РЖвыполняются в виде колец. В целях экономии материала кольца выполняют из четырех частей и последующей их сварке.

Элементы колец жесткости расположим на листе с размерами 2400х4500мм. На этом же листе расположим и цилиндрические части патрубков подачи материала, смотрового люка и развертки конического днища.

2.3.3 Развертки конической части

Кроме цилиндриче­ских обечаек в аппаратостроении часто встречаются конические обечайки198 ККи днища по ГОСТ 12619—67, 12620—67, 12621—67,12622—67, 12623—67, 12624—67. Типовые представители таких де­талей без отбортовки показаны на рис. 2.3.

Рисунок 2.3 К расчету конического днища

Размеры плоской заготовки конической обечайки198 ККрассчитывают по следующим формулам:

длина образующей:

м;

где b₀ – высота конической части, м. b₀ = 0,85 м;

R₁ – радиус аппарата, м. Для аппарата диаметром 2,0 м R₁ = 1,0 м;

R₂ – радиус патрубка, м. Для патрубка диаметром 0.6 м R₂ = 0.3 м.

;

радиусы развертки:

м;

м;

Подставляя значения получим:

;

;

Коническая часть в месте крепления к корпусу имеет отбортовку. Принимаем величину отбортовки 0,1 м. Следовательно:

;

угол развертки:

рад;

рад;

В градусах угол развертки:

град;

Для того чтобы изготовить конусную часть, разобьем ее на 2 части. Тогда угол развертки:

град;

длина хорды (длина листа):

м;

;

Рисунок 2.4 Параметры развертки конического днища

высота внешней стрелки:

м;

;

высота развертки:

м;

.

Рисунок 2.5 Разметка плоской заготовки конической обечайки корпуса аппарата

Размеры плоской заготовки конической обечайки рубашки обогрева:

b₀ – высота конической части, м. b₀ = 0,85 м;

R₁ – радиус аппарата, м. Для аппарата диаметром 2,2 м R₁ = 1,1 м;

R₂ – радиус отверстия, м. R₂ = 0.4 м.

;

радиусы развертки:

,

;

Коническая часть 198 ККс двух сторон имеет отбортовку. Принимаем величину отбортовки 0,1 м. Следовательно:

;

;

угол развертки:

рад.

В градусах угол развертки:

град;

Для того чтобы изготовить конусную часть, разобьем ее на 2 части. Тогда угол развертки:

град;

длина хорды (длина листа):

;

высота внешней стрелки:

;

высота развертки:

.

Рисунок 2.6 Разметка плоской заготовки конической обечайки рубашки обогрева

Конические обечайки имеют непараллельные образующие, по­этому круговая гибка конуса между цилиндрическими валками при­водит к отклонению линий изгиба с направлением образующих. Для согласования их и получения правильной формы конуса нужно гибку конических обечаек выполнять на вальцах с коническими вал­ками, вершина которых совпадала бы с вершиной угла конуса заго­товки. Однако такие условия требуют значительного усложнения конструкции и удорожания ее.

При изготовлении конических деталей аппаратов пользоваться листогибочными машинами с цилиндрическими валками. Для этого осуществить наклон верх­него (среднего) валка у симметричной трехвалковой машины.

2.4 Разметка заготовок

Операцию перенесения необходимых для изготовления детали размеров с рабочего чертежа или образца на металл с учетом припусков для последующей обработки называют разметкой. Раз­метку различают поверхностную и пространственную.

Поверхностную разметку выполнять методом геометрических построений; по шаблону; оптическим методом; с помощью приспособлений,

Пространственную разметку в аппаратостроении выполняют по пространственным шаблонам; с помощью специальных приспособлений и устройств: комбинированным способом.

В химическом аппаратостроении в следствии индивидуального и мелкосерийного ха­рактера производства, наиболее распростра­нена разметка методом геометрических построении с помощью универсальных приспо­соблений, для пространственной разметки и шаблонов. Различают два метода разметки: камеральный - перенос размеров на материал по предварительно разработанным в бюро эскизам: плазовый - разметка в натуральную величину непосредственно на металле, распо­ложенном на специально подготовленной плоскости — плазе; этот метод применить для сложных и крупногабаритных деталей аппаратов.

При разметке обычными измерительными и разметочными инструментами, устанавливаемыми «на глаз», степень точности разметки находится в пределах 0,2-0,5 мм. При использовании инструмента с большей степенью точности (штан­генциркулей, штангенрепсмусов, индикаторов, угломеров с нониусом, синусных линеек, точных кернеров) точность разметки составляет от 0,1-0,3 мм. И только разметка на специальных разметочно – сверлильно - расточных станках может иметь точность до =0,01 мм.

При разметке нанести и прокернить следующие линии, необходимые для вырезки контроля точности деталей: контрольные контуры детали, контуры выреза и отгиба, припусков, фасок и скосов, центров закругления прямоугольных вырезов и отверстий

В производстве разметку или наметку на листе произвести не одной детали, а нескольких. В этих случаях от расположения размеченных заготовок зависит эффек­тивность использования листа, т. е. расход материала на заго­товки.

Расположение заготовок деталей на бумаге или материале на­зывают раскроем. Различают три способа раскроя листов; индиви­дуальный, смешанный и групповой. Рациональный раскрои позво­ляет не только уменьшать расход материала, но и ускорять изготов­ление заготовок. При большой номенклатуре выпускаемых изделий и разнообразии форм и размеров их заготовок для обеспечения ра­ционального раскроя требуется много времени и расчетов.

В настоящее время задача рационального раскроя решается использованием метода линейного программирования и ЭВМ.

Сущность резки заключается в отделении части материала от вход­ного проката, поковки или отливки с целью получения заготовок, для удаления лишнего припуска в деталях или подготовка кромок под сварку. Разделительную резку металлов выполняют двумя способами: механическим (холодным) и тепловым (термическим, огневым).

Механическая резка может быть двух видов: без снятия стружки (гильотинные, дисковые, комбинированные пресс - ножницы), и со снятием стружки (отрезание резцом, фрезерование, резка дисковой пилой). По производительности процесса и затратам на технологические материалы предпочтительной является резка без снятия стружки.

Из всех способов тепловой резки, резка металлов с использованием электрической дуги имеет ряд преимуществ перед газокислородной к кислородно-флюсовой резкой. Например, она позволяют резать металлы и сплавы, не разрезаемые кислородом, более безопасны и производительны, позволяют использовать стандартное электросварочное оборудование.

Сам процесс является разновидностью кислородной резки низкоуглеродистых, низколегированных и термоупрочненных сталей, обеспечивающей низкую шероховатость поверхности реза и повышенные механические свойства металла в месте резания при которых исключается последующая обработка кромок.

2.5 Подготовка кромок под сварку

Заготовки под сварку следует собирать на выверенных стеллажах, обеспечивающих точное взаимное положение элементов и их фиксацию. При сборке стыкуемые элементы выравнивают по упорам или при помощи линейки и угольника, а необходимый зазор в стыке получают при помощи кронштейна 1, толщина стенки которого соответствует величине зазора между заготовками 2 (рис. 2.7 а)

а) б)

Рисунок 2.7 Подготовка кромок: а) схема сборки стыкового соединения; б) схема выравнивания стыкуемых листов

Стыкуемые листы в горизонтальной плоскости выравнивают при помощи клиньев (рис. 2.7 б). Закрепляют стыкуемые детали механическими, магнитными или пневматическими прижимами, обеспечивающими плоскостность стыкуемых кромок.

Одновременно со сборкой стыкового соединения устанавливают технологические планки для начала и окончания сварного шва. После сварки эти планки срезают механическим способом или газовым пламенем.

При сварке заготовок для фиксации и закрепления используются различные струбцины, стяжки, скобы, клинья, домкраты, а также унифицированные детали и элементы универсально-сборочных приспособлений (УССП): плиты сборочные, фиксаторы, упоры, прижимы и др.

Заготовки свариваются электродуговой автоматической сваркой под слоем флюса. Перед этим выполняют зачистку и обезжиривание мест сварки и проволоки.

При сварке стыкового шва используют роликовые опоры. Шов отжигается и обрабатывается ручным абразивным инструментом.

2.6 Вальцевание

Операцию вальцевания или круговую гибку выполняют главным образом в холодном состоянии, реже в горячем. Гибку в холодном состоянии проводят до пределов, не вызывающих явления наклепа и роста зерна в результате рекристаллизации. Гибка является пластической деформацией металла путем непрерывного перемещения заготовки — это обработка между деформирующими валким давлением при напряжении более предела текучести.

Вальцевание выполняем на трехвалковой листогибочной машине с симметричным расположением валков. Она является наиболее простой по конструкции, однако не обеспечивает подгибку кромок. Передняя и задняя кромки листа остаются прямыми на длине, равной половине расстояния между нижними валками. Схема гибки обечаек приведена на рис. 2.8.

Рисунок 2.8 Схема гибки обечайки на трехвалковой листогибочной машине с симметричным расположением валков и вертикальной регулировкой верхнего валка

Приводными валками являются нижние, а верхний валок перемещается по высоте и обеспечивает прогиб листа. Величина радиуса изгиба зависит от относительного положения верхнего и боковых валков, которое контролируется по указателю, установленному на машине.

Конические днища корпуса и рубашки обогрева также вальцуются на трехвалковой листогибочной машине с симметричным расположением валков (рис. 2.7). Для этого осуществляется наклон верхнего (среднего) валка.

Рисунок 2.9 Схема гибки обечайки на трехвалковой машине

Подгибки кромок после вальцевания осуществляется на той же машине с использование подкладного листа (рис. 2.8), на котором и прокатывается-подгибается кромка. Однако применение такого способа может привести к преждевременному износу механизма регулировки положения верхнего валка и даже к аварии.

Рисунок 2.10 Подгибка кромок в трехвалковой машине

Отбортовка конических днищ и рубашки обогрева выполняется на специальных отбортовочных машинах (рис. 2.9) с нагревом поверхности отбортовки. Нагрев места отбортовки исключает образование трещин, гофров и наклепа, а также уменьшает мощность для отбортовки. В качестве инструмента используют сменные профильные ролики. Перед началом отбортовки сварные швы на поверхности зачищают до уровня основного металла.

Рисунок 2.11 Машина для отбортовки

Конструкция включает следующие основные узлы: станину 1, гидропривод 2 подъема, раму подъема 3, упорный ролик 4, пару поддерживающих роликов 5, установленных симметрично на раме подъема, редуктор 7, привод 8 подъема бортовочного ролика 11, привод 9 опорного ролика 10.

Эллиптическая крышка формуется методом штамповки на прессах (рис. 2.10). Заготовка с помощью транспортера подается в нагревательную печь для равномерного нагрева до требуемой температуры. Нагретая заготовка специальными захватами извлекается из печи и подается на транспортер, с помощью которого транспортируется к штампу, находящемуся под прессом. Затем заготовку устанавливают на протяжное кольцо и штампуют за одну операцию.

Рисунок 2.12 Унифицированный штамп для штамповки днищ: 1 – подставка; 2 – кольцо-матрица; 3 – прижим; 4 – пуансон; 5 - пуансонодержатель; 6– заготовка днища

В процессе штамповки нагретая заготовка быстро охлаждается и, сокращая свои размеры, напрессовывается на пуансон, предназначенный для горячей штамповки, выполняется из двух частей: грибка и формирующего кольца. Заготовка снимается при ходе пуансона вверх.

Технические требования на гибку обечаек: не перпендикулярность торца обечайки к ее образующей допускается в пределах 1 мм на 1 м диаметра, но не более 3 мм при диаметре свыше 3 м; допуска­емая овальность корпусов (обечаек) колонных аппаратов не должна превышать 0,5% номинального внутреннего диаметра, но не более 20 мм, если не требуются более жесткие допуски; овальность для сосу­дов и аппаратов работающих под вакуумом или под наружным давле­нием, не должна выходить за пределы 0.5 от номинального диаметра и превышать 20 мм для сосудов и аппаратов диаметром свыше 4000 мм; овальность аппаратов нетранспортабельных по диаметру должна быть оговорена в рабочих чертежах.

Операции круговой гибки листового проката выполнять на валковых листогибочных машинах, требующих весьма простую оснастку. При гибке на прессах в штампах нужны дорого­стоящие штампы и сам процесс выполняется значительно дольше.

2.7 Сборка продольного стыка обечаек

Эта операция предусматривает работу по сборке продольного стыка обечаек под сварку и должна обеспечить: удобное положение обечайки под сварку, необходимый зазор под сварку в месте стыка, качественную подготовку стыкуемых кромок (форму, термообработку, очистку и обезжиривание), нормированные смещения кромок по длине и по торцам, а также положение торцов и образующей, качественное выполнение прихваток продольного стыка.

Рисунок 2.13 Установка для сборки продольных стыков обечаек (1-111 – встречные движения гидроцилиндров и штоков; 1а-111а – соответствующие движения кромок)

При сборке продольного стыка обечайки устанавливают на роликоопорах – приводных, холостых или рычажных. При этом продольный стык должен находиться в верхнем положении. Сначала устанавливают на торцах обечайки крюки винтовых или гидравлических стяжек для выравнивания торцов, закрепляют с двух сторон стяжные струбцины. Затем выравнивают зазор – под сварку, размечают места прихватки, после чего их очищают от коррозии, масел, грязи и обезжиривают. Прихватывают стык электродуговой сваркой с последующей ее зачисткой.

При сборке продольных стыков необходимо соединить кромки стыка, совместив их в одной касательной плоскости, и выровнять торцевые кромки. Используемая для этих целей установка (рис. 2.13) имеет роликоопору 1, портальную раму 2, две гидравлические струбцины 4 для совмещения и соединения продольных кромок, выдерживая зазор под сварку и смещение кромок, а также стяжку 5 для выравнивания торцевых кромок. Струбцины 4 с помощью пружинных подвесок 6 закреплены на тележках 7, передвигающихся по раме 2. На этих же тележках закреплены и панеои управления 3. В современных струбцинах винты заменены гидроцилиндрами – двумя зажимными 8, одним выравнивающим 9 и одним стягивающим 10.

Соединение продольного стыка обечаек производим электродуговой автоматической сваркой под слоем флюса.

2.8 Устранение дефектов сварки

В сварных соединениях не допускаются следующие наружные дефекты: трещины всех видов и направлений; свищи и пористость наружной поверхности шва; подрезы, наплывы, прожоги и незаплавленные кратеры; смещение и совместный увод кромок свариваемых элементов выше норм; несоответствие форм и размеров швов требованиям стандартов, технических условий или чертежей на изделие.

Не допускается в сварных соединениях внутренние дефекты: трещины вех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе и микротрещины; непровары, расположенные в сечении соединения (между отдельными валками и слоями шва и междду основным металлом и металлом шва); свищи; поры в виде сплошной сетки; единичные шлаковые и газовые включения по группе А (ГОСТ 7512-75) глубиной свыше 10% от толщины стенки; цепочки пор шлаковых включений по группе Б (ГОСТ 7512-75), имеющих суммарную длину дефектов более тлщины стенки на участке шва, равном десятикратной толщине стенки, а также имеющие отдельные дефекты с размерами, превышающими указанные выше; скопление газовых пор и шлаковых включений по группе В (ГОСТ7512-75) в отдельных участках шва свыше 5 шт. на 1 см²площади шва; максимальный линейный размер отдельного дефекта по наибольшей протяженности не должен превосходить 1,5 мм, а сумма их линейных размеров не должна быть более 3 мм.

Дефекты сварки удаляются механически с помощью шлифовальных и эльборовых кругов, фрез, зубил, металлических щеток.

2.9 Токарно-карусельная операция

Эту операцию (рис. 2.14) выполняют для подрезки торцов в размер по длине обечайки и перпендикулярно образующей ее, а также для снятия фасок под сварку. В химическом аппаратостроении используют токарно-карусельные станки. Для данного аппарата необходимо использовать двустоечные.

Рисунок 2.14 Схема подрезки торцов обечайки.

Для обрезки торца эллиптического днища используется специальное приспособление (рис. 2.15).

Рисунок 2.15 Схема приспособления для обрезки торца днища

На этом приспособлении ручным приводом 1 устанавливают три раздвижные шаровые опоры 2. Затем устанавливают днище 3 до соприкосновения выпуклой наружной поверхности со всеми тремя шаровыми опорами. Приводом 6 днище вращается с необходимой скоростью. На вращающемся днище мелом или шангенрейсмусом размечают линию подрезки торца, после чего с помощью устройства 5 устанавливают резак 4 в нужное положение и производят пламенную подрезку торца.

2.10 Разметка, выполнение отверстий и скосов

Разметку прямых скосов и центров отверстий удобно и производительно выполнять, используя специальное приспособление (рис. 2.16), а радиусные скосы и периметр отверстий под вырезку рационально размечать с помощью универсального приспособления для разметки отверстий (рис. 2.17).

Рисунок 2.16 Приспособление для разметки торцов, скосов, изгибов и отверстий обечаек: 1 – опорные рычаги; 2 – резьбовая муфта; 3 – разжимные рычаги; 4 - шарнир; 5 – стойка; 6 – сухарь; 7 – винт; 8 и 9 – опоры; 10 – стрелка; 11 – циферблат

Рисунок 2.17 Приспособление для разметки отверстий и скосов обечаек: 1 – призма; 2 – обечайка; 3 – конус; 4 – разметочный конус; 5 – планка; 6 – втулка; 7 – труба

Закрепив обечайку в приспособлении, устанавливают штангенрейсмус (ГОСТ 164—73) на нижний стол и размечают размеры и центры отверстий по высоте с точностью от 0,02 до 0,1 мм. Вертикаль­ность установки детали проверить угольниками — плоскими или бортовыми с пятой. Центры отверстий, расположенных под различ­ными углами, размечают по длине наружной дуги, соответствующей данному углу, откладывая ее с помощью измерительных рулеток (ГОСТ 7502—69) на наружной поверхности обечайки. Скосы рамечают штангенрейсмусом после на­клона обечайки в этом приспособ­лении на требуемый угол а. Наклон обечайки под уг­лом обеспечивается поворотом стойки вокруг оси при прямо­линейном перемещении сухаря вдоль оси винта. Перемещение сухаря вызывается поворотом ру­коятки и винта закрепленного в опорах. Угол поворота определяется положением стрел­ки относительно циферблата. Радиусные скосы и периметр отвер­стий под вырезку рационально раз­мечать с помощью универсального приспособления для разметки от­верстий.

На цилиндрической части рубашки обогрева разметить отверстие под патрубок подачи пара диаметром 150 мм.

Для разметки на призму установить обечайку таким образом, чтобы центр отверстия со­впадал с острием конуса постоян­но расположенного по вертикальной оси изделия и призмы. Затем уста­новить на радиус размечаемого отверстия разметочный конус и закрепить его на планке. Положение конуса может меняться перемещением его по пазу планки. После настройки конус повора­чиваясь вокруг осп конуса вместе с планкой и втулкой, размечает контур отверстия, прижимаясь постоянно к наружной поверхности обе­чайки. Расположение конуса по высоте регулируется перемеще­нием трубы с помощью винта, вращают который маховиком. Этот же циркуль можно использовать и для пламенной или плазменной вы­резки отверстий, если закрепить резак к плавающему стержню.

Если отверстия или скосы имеют фасонный профиль (овальный, эллипсный, криволинейный и др.), то контуры их наносятся на обе­чайке подметкой.

Выполнение отверстий и скосов осуществляется ручной или автоматической плазменной или газоплазменной резкой.

2.11 Слесарная операция

Эта операция предусматривает зачистку поверхностей после вырезки отверстий, скосов, пазов, фасок кислородным, кислородно-флюсовым, плазменным или другим способом термической резки до полного удаления следов резки, дефектов и подготовки поверхностей под сварку. Для зачистки используют ручные электрические шлифовальные машины (ГОСТ 11096-73). При зачистке рекомендуется применять металлические щетки из проволоки того металла, который зачищается, а также абразивные круги. Размер неровностей после зачистки не должен превышать 0,5 мм, а следы зачистки должны располагаться вдоль кромки шва.