A petrokémiai iparban, valamint az olaj- és földgásszállításban a flansek a csővezeték-rendszerek központi csatlakozó elemei. A tömítőfelület síksága, a csavarközök helyzete, valamint az anyagmegmunkálás stabilitása közvetlenül meghatározza a csővezetékek üzemeltetésének biztonságát (például robbanások vagy környezetszennyezés nagy eseményekként jelentkezhetnek, ha olaj- és gázvezetékek flanszeinél szivárgás lép fel; a nemzeti szabvány előírja, hogy a flansztömítő felület síksága ≤ 0,03 mm/100 mm legyen, a csavarközök indexelési hibája pedig ≤ ±5′). Egy vezető hazai petrokémiai berendezéseket gyártó cég egyszer akadályba ütközött a flanszmegmunkálás során: DN400–DN1200 mm-es flanszok (anyaguk Q345R széntartalmú acél, 316L rozsdamentes acél, 12Cr1MoVG ötvözet) esetén a hagyományos megmunkáláshoz három folyamat szükséges volt: „vízszintes esztergán durva esztergálás → függőleges esztergán pontos esztergálás a tömítőfelületen → karos fúrógépen a csavarközök fúrása”, egyetlen megmunkálási ciklus akár 45 percig is eltarthatott; többszöri befogás miatt a flansz belső furata és a tömítőfelület közötti koncentricitás gyakran meghaladta a 0,08 mm-t, a tömítőfelület síksági hibája pedig 0,06–0,09 mm-re rúgott, ami 8%-os nyomáspróba-szivárgási arányhoz vezetett; ugyanakkor a rozsdamentes acél flanszok nagy sebességű megmunkálás során hajlamosak voltak hidegalakításra, a felületi érdesség meghaladta az Ra1,6 μm értéket, így további polírozási műveletekre volt szükség, amelyek egyetlen flansz munkaerő-költségét 18 jüanra növelték.
Feldolgozó hely
Ennek a dilemma-nek az elhárítása érdekében a cég bemutatta a Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A CNC függőleges esztergáját, és létrehozott egy „egyszeri befogással teljes folyamat lebonyolítását” lehetővé tevő flangelemekhez kizárólagosan használt megmunkáló rendszert. A berendezés egésztestes, vastagfalú öntöttvas alaptestet (akár 80 mm falvastagság) alkalmaz, amelyen rezgésaltatási és természetes öregítési kétszeres feszültségmentesítő kezelést végeztek. Kombinálva a kereszttámasz nehézterhelésű tervezésével, a merevségeloszlás végeselemes analízissel lett optimalizálva. A sugárirányú vágómerevség eléri a 32 kN/mm értéket, így stabilan elviseli a 22 kN-os sugárirányú vágóerőt az ötvözött acélból készült flangelemek megmunkálása során; a Siemens 828D Advanced CNC rendszerrel és rácsos mérőléccel ellátott teljesen zárt szabályozási körrel (0,1 μm felbontás) ±0,002 mm pozicionálási pontosságot és ±0,001 mm ismételt pozicionálási pontosságot ér el, ami pontosan megfelel a flangelemek tömítőfelületének ±0,02 mm síksági követelményének. Különböző anyagjellemzők esetén a berendezés kétcsatornás orsóhűtéssel van felszerelve: szénes emulzió-hűtést alkalmaznak széntartalmú acél megmunkálásához (hűtési hatékonyság ≥95%), míg rozsdamentes acél megmunkálásakor olajköd-hűtésre váltanak (cseppátmérő 5–10 μm), kombinálva ultraprém szemcséjű keményfém forgácsoló szerszámokkal (rozsdamentes acél megmunkálásához TiAlN bevonatos, 92%-os WC-Co tartalmú szerszámokat használnak), hatékonyan gátolva az alaki keményedést és a forgácslerakódást, biztosítva ezzel az állandó felületi érdességet.
A technológiai innováció szempontjából a berendezés a flangelemek megmunkálásában elérte a „folyamatintegráció + anyagadaptáció” kétszeres áttörését: integrált Φ 32 mm-es háromágú erőfogópatront (120 kN fogóerő, DN750–DN1000 mm-es flangelemek fogásához alkalmas), 24 állomásos szervó toronyszerszámtartót (szerszámcserélési idő 1,5 másodperc) és CNC indexelő tárcsát (indexelési pontosság ± 3 ′), amely egyszeri műveletben képes a flangelem belső furatainak (H8 tűrés), külső köreinek (IT7 tűrés), tömítőfelületeinek (nyelv-árok felület / domború-konkáv felület, síkság ≤ 0,03 mm) és 8–24 db csavarkifúrásnak (furattűrés H9, indexelési hiba ≤ ± 4 ′) megmunkálására. A tömítőfelületek precíziós megmunkálása érdekében úttörő módon alkalmazzuk a „spirális interpolációs precíziós megmunkálási eljárást”. Körönként 500 ponton végzett felületi adatgyűjtéssel és kompenzációval a tömítőfelület síksága stabilan 0,02 mm/100 mm-en belül tartható; Az ötvözött acél flangelemek (12Cr1MoVG) magas hőmérsékleten is fennálló szilárdsági jellemzőire reagálva a berendezés beépített anyag- és folyamatsajátosság-adatbázissal rendelkezik, amely automatikusan illeszti a megmunkálási paramétereket (orsófordulat 800–1200 ford./perc, előtolás 60–100 mm/perc), így megelőzve a szerszám eltörését; Többféle méretű flangelem cseréje esetén a berendezés támogatja az egygombos folyamatparaméter-beállítást (30 db beépített flangelem-megmunkálási sablonnal), csökkentve a cserélési időt a hagyományos 2 óráról 18 percre.
Flange rögzítés
Az implementációs eredmények teljes mértékben megfelelnek a petrokémiai ipar szigorú előírásainak: az egyszeri feldolgozási ciklus 45 percről 32 percre csökkent, a napi gyártási kapacitás pedig 150 egységről 260 egységre nőtt; A flange belső furatának és tömítésfelületének koaxialitása stabilan ≤ 0,04 mm-re van szabályozva, a tömítésfelület síksága ≤ 0,03 mm, a felületi érdesség eléri az Ra0,8 μm-t, a csavarközök indexálási hibája pedig ≤ ±3,5′, teljes mértékben kielégítve a GB/T 9113.1-2022 „Integrált acélcsőidomok” és az ASME B16.5 „Csőidomok és flanszek” szabványok követelményeit; A csővezeték nyomásvizsgálatánál a szivárgási ráta 8%-ról 0,5%-ra csökkent, egyetlen flange gyártási költsége pedig 15 jüanral csökkent a polírozási folyamat megszüntetésével; A 316L-es rozsdamentes acél flangszoknál az olajköd-hűtés és paraméteroptimalizálás hatására az él tartóssága 40%-kal nőtt. A berendezésen található intelligens diagnosztikai modul valós időben figyeli a tengelyterhelést (pontosság ±0,5%) és a vágási hőmérsékletet (felbontás 0,1 ℃). A szerszámkopjás-előrejelző algoritmussal kombinálva a berendezés komplex kihasználtsága 80%-ról 94%-ra nőtt, az éves leállási idő pedig 380 órával csökkent.
A CK5263 teljesen megoldotta a „tömítésbiztonság és feldolgozási hatékonyság” kettős problémáját a flangelemek esetében. „A cég gyártási igazgatója kijelentette: „Most már flangelemeink nemcsak az Országos Kőolajcső Minőségfelügyeleti és Ellenőrzési Központ szigorú vizsgálatain mentek át, hanem kielégítik a Nyugat-Kelet Gázvezeték-3 és más nagyprojektek magas nyomású flangelemeire (PN40) vonatkozó végső követelményeket is, amelyek technológiai akadályt építettek ki versenytársaink számára a petrokémiai berendezések terén.” Ez az eset megerősíti, hogy a CNC függőleges marógépek a „merev szerkezet adaptációja + anyag- és folyamattestreszabás + precíziós zárt hurkos vezérlés” mély integrációján keresztül a petrokémiai berendezések flangelem-gyártási területén az „biztonság, pontosság és hatékonyság” korlátjának áttörésének kulcsfontosságú eszközeivé váltak.
EN
