En els àmbits dels petroquímics i del transport d'oli i gas, les brides són components essencials de connexió en sistemes de canonades. La planor de la superfície d'estanquitat, la posició dels forats per als cargols i l'estabilitat del procés del material determinen directament la seguretat del funcionament de la canonada (per a esdeveniments importants com explosions i contaminació ambiental causades per fuites de brides en canonades d'oli i gas, la norma nacional exigeix que la planor de la superfície d'estanquitat de la brida sigui ≤ 0,03 mm/100 mm, i l'error d'indexació dels forats per als cargols ≤ ± 5′). Un fabricant líder nacional d'equips petroquímics va arribar a trobar-se amb un embús en el procés de mecanització de brides: per a brides DN400-DN1200 mm (els materials inclouen acer al carboni Q345R, acer inoxidable 316L i aliatge 12Cr1MoVG), el procés tradicional requereix tres operacions: «tornejat groc horitzontal → tornejat de precisió de la superfície d'estanquitat en vertical → perforació dels forats dels cargols amb màquina de braç oscil·lant», amb un cicle únic de fins a 45 minuts; a causa de múltiples fixacions, sovint es superava la coaxialitat entre el forat interior de la brida i la superfície d'estanquitat en 0,08 mm, i l'error de planor de la superfície d'estanquitat arribava a 0,06-0,09 mm, provocant una taxa de fuga del 8% en les proves de pressió de les canonades; al mateix temps, les brides d'acer inoxidable tendeixen al trempat del treball durant el tall a alta velocitat, amb una rugositat superficial superior a Ra1,6 μm, requerint processos addicionals de polit, i augmentant el cost laboral d'una sola brida en 18 yuans.
Lloc de processament
Per superar aquest dilema, l'empresa va introduir el torn vertical CNC Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A i va construir un sistema exclusiu de processament de brides amb "fixació única i finalització completa del procés". L'equipament adopta un llit principal integral de ferro colat d'alta gruixor (amb un gruix de paret de fins a 80 mm), que ha estat sotmès a un tractament doble de relaxació de tensions mitjançant envelatiment per vibració i envelatiment natural. Combinat amb el disseny robust de la taula creuada, la distribució de rigidesa s'optimitza mitjançant anàlisi per elements finits. La rigidesa al tall radial arriba a 32 kN/mm, podent suportar de manera estable la força de tall radial de 22 kN durant el tall de brides d'aliatge; equipat amb el sistema CNC Siemens 828D Advanced i control totalment en bucle tancat amb regle de reixa (resolució 0,1 μm), assoleix una precisió de posicionament de ± 0,002 mm i una precisió de repetició de posicionament de ± 0,001 mm, ajustant-se exactament al requisit de planitud de la superfície d'estanquitat de la brida de ± 0,02 mm. Per a diferents característiques dels materials, l'equipament disposa d'un sistema de refrigeració dual al pal: es fa servir refrigeració amb emulsió per al mecanitzat de l'acer al carboni (eficiència de refrigeració ≥ 95%), i es canvia a refrigeració amb boira d'oli per al mecanitzat de l'acer inoxidable (diàmetre de gotes de 5-10 μm), combinada amb eines de tall d'aliatge dur de gra ultrafi (es fan servir eines recobertes amb TiAlN amb un contingut de WC Co del 92% per al mecanitzat d'acer inoxidable), suprimint eficaçment l'enduriment per deformació i la formació d'adherències de ferritja, assegurant una rugositat superficial estable.
En termes de innovació tecnològica, l'equip ha assolit una doble irrupció de «integració de processos + adaptació de materials» en el procés de flanges: integrant un mandrí de potència de tres mordasses de Φ 32 mm (amb una força de suport de 120 kN, adequat per a requisits de suport de brides DN750-DN1000 mm), una torreta servo de 24 estacions (temps de canvi d'eina de 1,5 segons) i un disc indexador CNC (precisió d'indexació ± 3 ′), que pot completar en una sola operació el mecanitzat dels forats interiors de la brida (tolerància H8), cercles exteriors (tolerància IT7), superfícies d'estanquitat (superfície de motlle/convexa còncaua, planitud ≤ 0,03 mm) i 8-24 forats per a cargols (tolerància d'obertura H9, error d'indexació ≤ ± 4 ′). Per al mecanitzat de precisió de les superfícies d'estanquitat, adoptem de forma innovadora el «procés de mecanitzat de precisió per interpolació espiral». Mitjançant l'adquisició i compensació de dades superficials en 500 punts per circumferència, la planor de la superfície d'estanquitat es controla de manera estable a 0,02 mm/100 mm; com a resposta a les característiques d'alta resistència tèrmica de les brides d'aliatge (12Cr1MoVG), l'equip disposa d'una base de dades integrada de materials i processos, que ajusta automàticament els paràmetres de tall (velocitat del eix 800-1200 r/min, velocitat d'avanç 60-100 mm/min) per evitar la ruptura de les eines; per al canvi de brides de múltiples especificacions, l'equip permet l'ajustament amb un sol clic dels paràmetres de procés (incloent 30 plantilles predefinides per al mecanitzat de brides), reduint el temps de canvi de les 2 hores tradicionals a 18 minuts.
Fixació amb brida
Els resultats de la implementació compleixen plenament amb les normes estrictes de la indústria petroquímica: el cicle únic de processament s'ha comprimit de 45 minuts a 32 minuts, i la capacitat de producció diària ha augmentat de 150 jocs a 260 jocs; La coaxialitat entre el forat interior del brancal i la superfície d'estanquitat es controla de manera estable a ≤ 0,04 mm, la planitud de la superfície d'estanquitat és ≤ 0,03 mm, la rugositat superficial arriba a Ra0,8 μm, i l'error d'indexatge dels forats dels cargols és ≤ ±3,5′, complint plenament els requisits de les normes GB/T 9113.1-2022 "Brancals d'acer integrals per tubs" i ASME B16.5 "Brancals per tubs i accessoris per brancals"; La taxa de fuites en la prova de pressió de les canonades s'ha reduït de l'8% al 0,5%, i el cost de fabricació de brancals individuals s'ha reduït en 15 yuans després de suprimir el procés de polit; Per als brancals d'acer inoxidable 316L, la vida útil de les eines s'ha allargat un 40% gràcies al refredament per baf d'oli i l'optimització de paràmetres. El mòdul de diagnòstic intel·ligent instal·lat a l'equip pot monitoritzar en temps real la càrrega del pal (precisió ±0,5%) i la temperatura de tall (resolució 0,1 ℃). Combinat amb l'algorisme de predicció del desgast de les eines, la taxa d'utilització global de l'equip ha augmentat del 80% al 94%, i el temps d'inactivitat anual s'ha reduït en 380 hores.
El CK5263 ha resolt completament el doble problema del «segellat de seguretat i eficiència del procés» per a brides. «L'enginyer de fabricació de l'empresa va declarar: Ara les nostres brides no només han superat els tests rigorosos del Centre Nacional de Supervisió i Inspecció de la Qualitat de Tuberies Petrolieres, sinó que també compleixen els requisits més exigents per a brides d'alta pressió (PN40) en grans projectes com el Gasoducte Dues Rutes Est-Oest 3, cosa que ha creat una barrera tècnica per a la nostra competència en el camp de l'equipament petroquímic». Aquest cas confirma que els torns verticals CNC s'han convertit en l'equipament clau en el camp de la fabricació de brides per a equipaments petroquímics per superar l'embús de la «seguretat, precisió i eficiència» mitjançant la profunda integració de la «adaptació estructural rígida + personalització de materials i processos + control de bucle tancat de precisió».
EN
