În domeniile industriei chimice a cărbunelui și ale transportului prin conducte de înaltă presiune, precizia suprafeței de etanșare a plăcii de închidere a valvei cu poartă înaltă presiune din oțel crom-molibden (A105N, F91) cu diametrul Φ 200-500mm (care necesită planitate ≤ 0,015mm/100mm, rugozitate Ra ≤ 0,6 μm) și coaxialitatea între cameră și flanșă (≤ 0,025mm) determină direct performanța de etanșare la presiune — acest tip de valvă trebuie să reziste un timp îndelungat la o presiune înaltă de 42MPa și o temperatură de 350 ℃. Dacă precizia prelucrării nu respectă standardul, va duce la depășirea ratei de scurgere a mediului (cum ar fi gazul de sinteză din cărbune pentru olefină) de 0,001% specificată în standardul API 602, provocând coroziunea echipamentelor sau riscuri de siguranță. Atunci când un producător național de înaltă calitate procesează acest tip de valvă cu poartă, se confruntă cu o limitare tradițională a procesului: trebuie să parcurgă trei etape: "strunjire brută pe strung orizontal pentru camera valvei → rectificare precisă pe mașină verticală pentru suprafața de etanșare a porții → găurire pe mașină cu braț oscilant pentru găurile flanșei". Fixarea multiplă face ca coaxialitatea dintre cameră și flanșă să depășească 0,05-0,07mm, eroarea de planitate a suprafeței de etanșare a porții să fie de 0,03-0,05mm, iar rata de acceptare la testul de presiune a produsului este doar de 88%; Oțelul crom-molibden (F91) are un conținut ridicat de crom și o rezistență mare la temperaturi înalte. Rata de uzură a sculei în timpul așchierii este de 2,5 ori mai mare decât cea a oțelului carbon obișnuit. Durata de viață a sculelor din aliaj dur este doar de 25-30 bucăți/lamă, iar costul sculelor pe valvă depășește 320 de yuan; Ciclul de prelucrare pe bucată este de până la 50 de minute, ceea ce face dificilă satisfacerea cerințelor de „livrare rapidă în ciclu scurt” ale proiectelor din industria chimică a cărbunelui.
Pentru a depăși dificultățile, compania a introdus strungul CNC vertical Shenyang Machine Tool CK525 și a construit un sistem specializat de prelucrare pentru robinete cu „adaptare la materiale dificil de prelucrat + control precis al etanșării la presiune înaltă”. Echipamentul adoptă un corp principal integral din fontă înalt rezistentă (cu grosimea pereților turnați de 80 mm), care a fost supus unei duble relaxări a tensiunilor prin „îmbătrânire naturală timp de 12 luni + îmbătrânire prin vibrații timp de 72 de ore”. În combinație cu proiectarea pernelor tip cutie și a ghidajelor hidrostatice cu patru puncte de sprijin, distribuția rigidității este optimizată prin analiza cu element finit. Rigiditatea radială la așchiere atinge 38 kN/mm, putând suporta stabil forța radială de 22 kN generată în timpul prelucrării oțelului crom-molibden; echipat cu sistemul CNC Fanuc 31i-B5 și control complet în buclă închisă prin riglă gradată (rezoluție 0,01 μm), se obține o precizie de poziționare de ± 0,008 mm și o precizie de repetabilitate de ± 0,005 mm, corespunzând exact cerințelor de toleranță de nivel H6 ale suprafeței de etanșare a obturatorului. În contextul caracteristicilor de înaltă rezistență la temperatură și de îmbătrânire ușoară prin deformare plastică a oțelului crom-molibden, echipamentul este prevăzut cu un arbore principal cu răcire internă la presiune înaltă (presiune de răcire 1,8 MPa, debit 45 L/min) și scule de așchiere din borazit cubic CBN cu granulație ultrafină (duritate HV3200, rezistență la uzură la temperatură ridicată îmbunătățită cu 40%), combinate cu tehnologia „răcire asistată cu ceață de ulei la temperatură scăzută” (temperatura zonei de așchiere menținută sub 60 °C), eficient suprimând colapsul tăişului sculei și formarea așchiilor.
Scenarii de utilizare ale clientului
În ceea ce privește inovația tehnologică, echipamentul a realizat o descoperire majoră în ceea ce privește „prelucrarea precisă a supapelor cu acțiune sub presiune mare într-o singură prindere”: integrarea unui mandrin hidraulic cu patru bacuri de Φ 750mm (forță de strângere de până la 100kN, potrivit pentru corpuri de supape de Φ 200-500mm), o turletă servo cu 8 stații (timp de schimbare a sculei de 1,4 secunde) și un modul radial de găurire și filetare puternică, care poate realiza într-o singură operație alezarea precisă a camerei supapei (cilindricitate ≤ 0,006mm), strunjirea precisă a suprafeței de etanșare a obturatorului (prin procesul „viteză liniară constantă + avans fin”, viteză liniară de 80-120m/min, adâncime de așchiere de 0,03-0,05mm, planitate ≤ 0,012mm/100mm), strunjirea precisă a feței frontale a flanșei (planitate ≤ 0,018mm) și găurirea și filetarea a 8-16 găuri pentru șuruburi de flanșă (precizie pozițională ≤ 0,018mm). 0,08mm, conform standardului API 602 privind simetria găurilor pentru șuruburi de supapă). În răspunsul la cerința unei „efecte-miror de înaltă precizie” pe suprafața de etanșare a obturatorului, am adoptat în mod inovator „procesul de prelucrare precisă progresivă în mai multe treceri”: prima trecere elimină 70% din adaos, a doua trecere corectează erorile de formă și poziție cu o adâncime de așchiere de 0,08mm, iar ultima trecere realizează o tăiere tip oglindă cu o adâncime de așchiere de 0,02mm. Combinat cu sonda de măsurare în mașină Renishaw (precizie de măsurare ± 0,0005mm), aceasta compensează în timp real deformarea termică a piesei, asigurând o rugozitate stabilă a suprafeței de etanșare de Ra0,4 μm; Pentru înlocuirea supapelor obturator cu mai multe dimensiuni (de exemplu, clase de presiune PN25-PN42), echipamentul este prevăzut cu 35 de șabloane de parametri tehnologici, reducând timpul de schimbare de la 2 ore tradiționale la 18 minute.
Dispozitiv special cu trei laturi pentru prelucrare triplă
Rezultatele implementării respectă în totalitate standardele industriale pentru supapele de înaltă presiune: ciclul de procesare al bucății unice a fost redus de la 50 de minute la 26 de minute, iar capacitatea zilnică de producție a crescut de la 160 de unități la 280 de unități; stabilitatea coaxialității dintre cameră supapei și flanșă este ≤ 0,02 mm, iar planitatea suprafeței de etanșare a obturatorului este ≤ 0,012 mm/100 mm, îndeplinind complet cerințele standardului API 602 „Compact Steel Gate Valve” și ale standardului GB/T 12234 „Steel Gate Valve with Stud Connected Valve Cover for Petroleum and Natural Gas Industry”; rata de acceptare a testului de presiune a produsului a crescut de la 88% la 99,2%, iar rata de scurgere a fost controlată sub 0,0008%, corespunzând standardului tehnic Shell Coal Chemical privind „etanșeitate zero”; durata de viață a sculelor din oțel crom-molibden (F91) a fost prelungită cu 80% (până la 45-54 bucăți/lamă), iar costul sculelor de tăiere pe supapă a fost redus la 180 yuan; modulul inteligent de operare și întreținere montat pe echipament poate colecta în timp real forța de așchiere (precizie ± 0,5%) și vibrația arborelui principal (frecvență de eșantionare 1 kHz). În combinație cu un model de predicție a uzurii sculei, rata de utilizare complexă a echipamentului a crescut de la 76% la 94%, iar timpul anual de nefuncționare a fost redus cu 400 de ore.
CK525 a rezolvat complet punctul dureros din industrie al „prelucrării dificile+precizie ridicată” pentru robinetele cu sertar din oțel crom-molibden de înaltă presiune. „Directorul tehnic al companiei a declarat: „Robinetelor noastre cu sertar au fost aplicate cu succes în proiecte mari de chimie a cărbunelui, cum ar fi Baofeng din Ningxia și Tianye din Xinjiang. Nu numai că au trecut certificarea globală de furnizor Shell, dar îndeplinesc și cerința strictă de „funcționare continuă timp de 8000 de ore fără întreținere”, ceea ce a creat o barieră tehnologică pentru noi pe piața segmentului de supape de înaltă presiune.” Acest caz confirmă că strungurile verticale CNC au devenit echipamentul principal pentru depășirea barierelelor de calitate și eficiență în domeniul fabricării supapelor de înaltă presiune prin integrarea profundă a „prelucrării personalizate a materialelor dificil de prelucrat, controlului în buclă închisă al preciziei de etanșare la înaltă presiune și integrării eficiente a proceselor”.
EN
