V oblastech petrochemie a dopravy ropy a zemního plynu jsou příruby klíčovými spojovacími prvky potrubních systémů. Rovinnost těsnicí plochy, poloha šroubovacích otvorů a stabilita materiálového zpracování přímo určují bezpečnost provozu potrubí (u hlavních událostí, jako jsou výbuchy a znečištění životního prostředí způsobené únikem přírub v potrubích ropy a zemního plynu, vyžaduje národní norma rovinnost těsnicí plochy příruby ≤ 0,03 mm/100 mm a chybu dělení šroubovacích otvorů ≤ ± 5′). Jeden z předních domácích výrobců petrochemického zařízení se jednou setkal s úzkým hrdlem při zpracování přírub: u přírub DN400–DN1200 mm (materiály zahrnují uhlíkovou ocel Q345R, nerezovou ocel 316L, slitinu 12Cr1MoVG) tradiční zpracování vyžaduje tři operace: „hrubování na soustruhu → dokončování těsnicí plochy na svislém soustruhu → vrtání šroubovacích otvorů na vrtačce s ramenem“, přičemž jednotlivý cyklus zpracování trvá až 45 minut; kvůli opakovanému upínání často koaxialita mezi vnitřním otvorem příruby a těsnicí plochou překračuje 0,08 mm a chyba rovinnosti těsnicí plochy dosahuje 0,06–0,09 mm, což vede k úniku při tlakové zkoušce potrubí ve výši 8 %; zároveň jsou příruby z nerezové oceli náchylné k tvrdnutí materiálu při rychlém řezání, povrchová drsnost překračuje Ra1,6 μm, což vyžaduje dodatečné leštění a zvyšuje pracovní náklady na jednu přírubu o 18 jüanů.
Zpracování stránky
Aby překonala tuto dilemata, společnost uvedla na trh vertikální soustruh s CNC systémem Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A a vybudovala výhradní systém pro zpracování přírub s principem „jednorázového upnutí a kompletního dokončení procesu“. Zařízení využívá litinový lože celistvé konstrukce s tlustými stěnami (tloušťka až 80 mm), které bylo dvojitě odbroušeno metodami vibrací a přirozeného stárnutí. V kombinaci s pevným konstrukčním provedením posuvného vozíku je tuhost optimalizována pomocí analýzy metodou konečných prvků. Radiální tuhost řezu dosahuje 32 kN/mm, což umožňuje stabilní odolávání radiálnímu řeznému zatížení 22 kN během řezání přírub z tvrdé slitiny. Zařízení je vybaveno pokročilým CNC systémem Siemens 828D a plně uzavřenou smyčkou řízení pomocí měřicích mřížek (rozlišení 0,1 μm), čímž dosahuje přesnosti polohování ± 0,002 mm a opakované přesnosti polohování ± 0,001 mm, což přesně odpovídá požadavku na rovinnost těsnicí plochy příruby ± 0,02 mm. V závislosti na různých vlastnostech materiálu je zařízení vybaveno dvoukanálovým systémem chlazení vřetena: při zpracování uhlíkové oceli se používá emulzní chlazení (účinnost chlazení ≥ 95 %), při zpracování nerezové oceli se přepne na mlhové chlazení oleje (průměr kapek 5–10 μm). Tento systém je kombinován s řeznými nástroji z ultrajemnozrnné tvrdé slitiny (pro zpracování nerezové oceli se používají nástroje s povlakem TiAlN a obsahem WC Co 92 %), čímž efektivně potlačuje zpevnění materiálu při práci a usazování třísek a zajišťuje stabilní drsnost povrchu.
Z hlediska technologických inovací dosáhlo zařízení dvojího průlomu v oblasti „integrace procesů + přizpůsobení materiálu“ při zpracování přírub: integrací tříčelisťového silového upínáku o průměru Φ 32 mm (se svírací silou 120 kN, vhodného pro požadavky na upnutí přírub DN750–DN1000 mm), 24polohového servonástrojového revolveru (čas výměny nástroje 1,5 sekundy) a CNC dělicího kotouče (přesnost dělení ± 3′), které dokáže jednou operací zpracovat vnitřní díry příruby (tolerance H8), vnější kruhy (tolerance IT7), těsnicí plochy (drážka s hřebenem / vyvýšená a dutá plocha, rovinnost ≤ 0,03 mm) a 8–24 šroubovacích otvorů (tolerance průměru otvoru H9, chyba dělení ≤ ±4′). Pro přesné zpracování těsnicích ploch jsme inovativně zavedli „postup přesného zpracování se spirálovou interpolací“. Prostřednictvím sběru dat a kompenzace na 500 bodech na každém kruhu je rovinnost těsnicí plochy stabilně udržována na hodnotě 0,02 mm/100 mm. Vzhledem ke vysoké pevnosti slitinových přírub (12Cr1MoVG) za zvýšené teploty je zařízení vybaveno vestavěnou databází materiálů a procesů, která automaticky nastavuje řezné parametry (otáčky vřetena 800–1200 ot./min, posuv 60–100 mm/min) za účelem předejití zlomení nástroje. Pro výměnu přírub různých typů podporuje zařízení jednou kliknutím úpravu procesních parametrů (předinstalováno 30 šablon pro zpracování přírub), čímž se doba výměny snižuje z tradičních 2 hodin na 18 minut.
Přírubové uchycení
Výsledky implementace plně splňují přísné standardy petrochemického průmyslu: jednotlivý výrobní cyklus byl zkrácen z 45 minut na 32 minut a denní výrobní kapacita byla zvýšena z 150 ks na 260 ks; souosost mezi vnitřním otvorem příruby a těsnicí plochou je stabilně udržována na ≤ 0,04 mm, rovinnost těsnicí plochy je ≤ 0,03 mm, drsnost povrchu dosahuje Ra0,8 μm a chyba dělení otvorů pro šrouby je ≤ ±3,5′, což plně vyhovuje požadavkům norem GB/T 9113.1-2022 „Celoploché ocelové příruby“ a ASME B16.5 „Potrubní příruby a přírubové armatury“; únikovost při tlakové zkoušce potrubí byla snížena z 8 % na 0,5 % a výrobní náklady jedné příruby byly sníženy o 15 jüanů po zrušení leštění; u přírub z nerezové oceli 316L se životnost nástroje prodloužila o 40 % díky chlazení olejovou mlhou a optimalizaci parametrů. Inteligentní diagnostický modul namontovaný na zařízení umožňuje sledovat zatížení vřetena (přesnost ±0,5 %) a řeznou teplotu (rozlišení 0,1 °C) v reálném čase. V kombinaci s algoritmem predikce opotřebení nástroje se celková využitelnost zařízení zvýšila z 80 % na 94 % a roční odstávky byly sníženy o 380 hodin.
CK5263 úplně vyřešil dvojitý problém „těsnosti, bezpečnosti a výrobní efektivity“ u přírub. „Ředitel výroby společnosti uvedl: „Nyní naše příruby nejenže vydržely přísné testování Národního střediska pro dohled a kontrolu kvality ropovodů, ale také splňují nejpřísnější požadavky na vysokotlaké příruby (PN40) ve velkých projektech, jako je plynovod Západ–Východ 3, čímž jsme v oblasti petrochemických zařízení vytvořili technologickou bariéru pro naše konkurenty.“ Tento případ potvrzuje, že svislé soustruhy s CNC se staly klíčovým zařízením při výrobě přírub pro petrochemická zařízení, která prolomila úzké hrdlo „bezpečnosti, přesnosti a efektivity“ prostřednictvím hluboké integrace „tuhé konstrukce a přizpůsobení + vlastní materiál a proces + přesná uzavřená regulace“.
EN
