În domeniile petrochimic și transportul de petrol și gaze, flanșele sunt componente esențiale de conectare ale sistemelor de conducte. Planitatea suprafeței de etanșare, poziția găurilor pentru șuruburi și stabilitatea prelucrării materialelor determină în mod direct siguranța funcționării conductelor (în cazul unor evenimente majore precum explozii și poluare mediului datorate scurgerilor prin flanșe din conducte de petrol și gaze, standardul național impune ca planitatea suprafeței de etanșare a flanșei să fie ≤ 0,03 mm/100 mm, iar eroarea de indexare a găurilor pentru șuruburi să fie ≤ ±5′). Un important producător domestic de echipamente petrochimice s-a confruntat anterior cu o limitare în procesarea flanșelor: pentru flanșe DN400–DN1200 mm (materiale care includ oțel carbon Q345R, oțel inoxidabil 316L, aliaj 12Cr1MoVG), prelucrarea tradițională necesită trei procese: „strunjire brută pe strung orizontal → strunjire de finisare a suprafeței de etanșare pe strung vertical → găurirea găurilor pentru șuruburi pe mașină de găurit cu braț oscilant”, având un ciclu individual de prelucrare de până la 45 de minute; din cauza fixărilor multiple, coaxialitatea dintre orificiul interior al flanșei și suprafața de etanșare depășește adesea 0,08 mm, iar eroarea de planitate a suprafeței de etanșare ajunge la 0,06–0,09 mm, ceea ce duce la o rată de scurgere de 8% în timpul testului de presiune al conductei; în același timp, flanșele din oțel inoxidabil tind să se întărească în timpul așchierii la viteză mare, iar rugozitatea suprafeței depășește Ra1,6 μm, necesitând procese suplimentare de lustruire și majorând costul forței de muncă pentru o singură flanșă cu 18 yuan.
Situl de procesare
Pentru a depăși această dilemă, compania a introdus strungul CNC vertical Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A și a construit un sistem exclusiv de prelucrare a flanșelor cu «fixare unică și finalizare completă a procesului». Echipamentul adoptă un corp de bază integral din fontă cu pereți groși (cu o grosime de până la 80 mm), care a trecut printr-un tratament dublu de îndepărtare a tensiunilor prin învechire vibratională și învechire naturală. În combinație cu proiectarea robustă a mesei transversale, distribuția rigidității este optimizată prin analiza cu element finit. Rigiditatea la forfecare radială atinge 32 kN/mm, putând rezista în mod stabil forței radiale de forfecare de 22 kN în timpul prelucrării flanșelor din aliaj; echipat cu sistemul avansat CNC Siemens 828D și control în buclă complet închisă cu riglă de rețea (rezoluție 0,1 μm), se obține o precizie de poziționare de ± 0,002 mm și o precizie de repetabilitate de ± 0,001 mm, corespunzând exact cerinței de planitate a suprafeței de etanșare a flanșei de ± 0,02 mm. În funcție de caracteristicile diferitelor materiale, echipamentul este prevăzut cu un sistem de răcire dual al arborelui principal: se utilizează răcire cu emulsie pentru prelucrarea oțelului carbon (eficiență de răcire ≥ 95%), iar pentru prelucrarea oțelului inoxidabil se comută la răcire cu ceață de ulei (diametru picătură 5-10 μm), combinată cu scule tăietoare din aliaj dur cu granulație ultrafină (scule acoperite cu TiAlN cu conținut WC-Co de 92% utilizate pentru prelucrarea oțelului inoxidabil), suprimând eficient întărirea prin deformare și depunerile de așchii, asigurând o rugozitate stabilă a suprafeței.
În ceea ce privește inovația tehnologică, echipamentul a realizat o dublă performanță în „integrare proces + adaptare material” în prelucrarea flanșelor: integrarea unui mandrin cu trei bacuri de acționare Φ 32mm (cu o forță de strângere de 120kN, potrivit pentru cerințele de fixare a flanșelor DN750-DN1000mm), o torretă servo cu 24 de stații (timp de schimbare a sculei de 1,5 secunde) și un disc indexabil CNC (precizie de indexare ± 3′), care poate finaliza într-o singură operație prelucrarea găurilor interioare ale flanșei (toleranță H8), cercurilor exterioare (toleranță IT7), suprafețelor de etanșare (suprafață tip cep-groapă/suprafață convex-concavă, planitate ≤ 0,03mm) și a celor 8-24 găuri pentru bolțuri (toleranță diametru gaură H9, eroare de indexare ≤ ±4′). Pentru prelucrarea de precizie a suprafețelor de etanșare, am adoptat în mod inovator „procesul de prelucrare de precizie prin interpolare spirală”. Prin achiziția și compensarea datelor de suprafață la 500 de puncte pe cerc, planitatea suprafeței de etanșare este controlată stabil la 0,02mm/100mm; În răspuns la caracteristicile de rezistență la temperaturi ridicate ale flanșelor din aliaj (12Cr1MoVG), echipamentul este prevăzut cu o bază de date internă de materiale și procese, care asociază automat parametrii de așchiere (viteză arbore principal 800-1200rot/min, avans 60-100mm/min) pentru a evita ruperea sculelor; Pentru înlocuirea flanșelor cu mai multe dimensiuni, echipamentul permite ajustarea parametrilor de proces printr-o singură apăsare de buton (fiind integrate 30 de șabloane pentru prelucrarea flanșelor), reducând timpul de schimbare de la cele tradiționale 2 ore la 18 minute.
Fixare cu flanșă
Rezultatele implementării respectă pe deplin standardele stricte ale industriei petrochimice: ciclul unic de prelucrare a fost redus de la 45 de minute la 32 de minute, iar capacitatea zilnică de producție a crescut de la 150 de seturi la 260 de seturi; Coaxialitatea dintre orificiul interior al flanșei și suprafața de etanșare este controlată stabil la ≤ 0,04 mm, planitatea suprafeței de etanșare este ≤ 0,03 mm, rugozitatea suprafeței atinge Ra0,8 μm, iar eroarea de poziționare a găurilor pentru șuruburi este ≤ ±3,5′, îndeplinind complet cerințele standardelor GB/T 9113.1-2022 "Flanșe din oțel turnat integrale pentru conducte" și ASME B16.5 "Flanșe pentru conducte și armături cu flanșe"; Rata de scurgere la testarea sub presiune a conductelor a scăzut de la 8% la 0,5%, iar costul de fabricație al unei singure flanșe s-a redus cu 15 yuan după eliminarea procesului de lustruire; Pentru flanșele din oțel inoxidabil 316L, durata de viață a sculelor a crescut cu 40% datorită răcirii cu ceață de ulei și optimizării parametrilor. Modulul inteligent de diagnostic montat pe echipament poate monitoriza în timp real sarcina arborelui principal (precizie ±0,5%) și temperatura de așchiere (rezoluție 0,1 ℃). În combinație cu algoritmul de predicție a uzurii sculei, rata de utilizare generală a echipamentului a crescut de la 80% la 94%, iar timpul anual de nefuncționare a fost redus cu 380 de ore.
CK5263 a rezolvat complet problema duală a „siguranței etanșării și eficienței prelucrării” pentru flanșe. Directorul de producție al companiei a declarat: „Acum, flanșele noastre nu numai că au trecut testările riguroase ale Centrului Național de Supraveghere și Inspectare a Calității Țevilor Petroliere, dar îndeplinesc și cerințele maxime pentru flanșe de înaltă presiune (PN40) din proiecte majore precum conducta de gaze Vest-Est 3, ceea ce a creat o barieră tehnologică pentru concurenții noștri în domeniul echipamentelor petrochimice.” Acest caz confirmă faptul că strungurile verticale cu comandă numerică (CNC) au devenit echipamentele cheie în domeniul fabricării flanșelor pentru echipamente petrochimice, permițând depășirea blocajului legat de „siguranță, precizie și eficiență” prin integrarea profundă a „adaptoarelor structurale rigide + personalizarea materialelor și proceselor + controlul în buclă închisă de precizie”.
EN
