V oblastiach petrochemikálií a dopravy ropy a zemného plynu sú príruby kľúčovými spojovacími komponentmi potrubných systémov. Rovinnosť tesniacej plochy, poloha otvorov pre skrutky a stabilita spracovania materiálu priamo určujú bezpečnosť prevádzky potrubia (pri veľkých udalostiach, ako sú výbuchy a znečistenie životného prostredia spôsobené netesnosťami prívodov ropy a zemného plynu, vyžaduje sa podľa štandardu rovinnosť tesniacej plochy príruby ≤ 0,03 mm/100 mm a chyba rozteče otvorov pre skrutky ≤ ± 5′). Jeden z popredných domácich výrobcov petrochemického zariadenia raz narazil na obmedzenie pri spracovaní prívodov: pri prírubách DN400–DN1200 mm (materiály zahŕňajú uhlíkovú oceľ Q345R, nehrdzavejúcu oceľ 316L, zliatinu 12Cr1MoVG) tradičná metóda vyžadovala tri operácie: „hrubovanie na horizontálnom sústruhu → dokončovanie tesniacej plochy na vertikálnom sústruhu → vŕtanie otvorov pre skrutky na stojanej vrtačke“, pričom jednotlivý cyklus spracovania trval až 45 minút; kvôli viacnásobnému upínaniu často koaxialita medzi vnútorným otvorom príruby a tesniacou plochou presiahla 0,08 mm a chyba rovinnosti tesniacej plochy dosiahla 0,06–0,09 mm, čo malo za následok únik pri tlakovej skúške potrubia v 8 %; zároveň je pri vysokorýchlostnom rezaní nehrdzavejúcej ocele tendencia k tvrdnutiu materiálu počas spracovania, pričom drsnosť povrchu presahuje Ra1,6 μm, čo si vyžaduje dodatočný proces leštenia a zvyšuje pracovné náklady na jednu prírubu o 18 yuanov.
Spracovateľské miesto
Na prekonanie tohto dilemy spoločnosť predstavila zvislý sústruh so CNC systémom Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A a vytvorila exkluzívny systém na spracovanie prírub s princípom „jednorazového upnutia a kompletného dokončenia procesu“. Zariadenie využíva celoduté liatinové lože (s hrúbkou steny až 80 mm), ktoré bolo podrobené dvojitému odstraňovaniu napätia – mechanickému odoberaniu napätia vibráciami a prirodzenému starnutiu. V kombinácii s ťažkostenným konštrukčným usporiadaním priečneho stola sa tuhosť optimalizuje pomocou analýzy metódou konečných prvkov. Radiálna tuhosť rezu dosahuje 32 kN/mm, čo umožňuje stabilné odolávanie radiálnej rezné sile 22 kN počas rezania zliatinových prírub. Zariadenie je vybavené pokročilým CNC systémom Siemens 828D a úplne uzavretou slučkou riadenia cez mierkový merací systém (rozlíšenie 0,1 μm), čo zabezpečuje presnosť polohovania ± 0,002 mm a opakovanú presnosť polohovania ± 0,001 mm, čím presne spĺňa požiadavku rovinnosti tesniacej plochy príruby ± 0,02 mm. V závislosti od rôznych vlastností materiálu je zariadenie vybavené dvojkanálovým chladiacim systémom vretena: pri spracovaní uhlíkovej ocele sa používa emulzné chladenie (účinnosť chladenia ≥ 95 %), pri spracovaní nehrdzavejúcej ocele sa prepína na mlhové chladenie oleja (priemer kvapiek 5–10 μm). V kombinácii s nástrojmi z ultrajemnozrnných tvrdých karbidov (nástroje s povlakom TiAlN a obsahom WC-Co 92 % sa používajú pri spracovaní nehrdzavejúcej ocele) sa efektívne potláča ztvrdzovanie materiálu a tvorba triesok, čím sa zabezpečuje stabilná drsnosť povrchu.
Z hľadiska technologických inovácií dosiahlo zariadenie dvojitý prelom v „integrovanej spracovateľskej technológii + prispôsobení materiálu“ pri spracovaní prírub: integráciou troch dielčich silových zápracovacích zariadení s priemerom Φ 32 mm (so zápracovacou silou 120 kN, vhodné na upnutie prírub DN750-DN1000 mm), 24-cestného servoturietu (čas výmeny nástroja 1,5 sekundy) a CNC rozdeľovacieho zariadenia (presnosť rozdelenia ± 3′), čo umožňuje jednorázovo vykonať spracovanie vnútorných otvorov príruby (tolerancia H8), vonkajších kruhov (tolerancia IT7), tesniacich plôch (pásové alebo výbežkové povrchy / vypuklé a vyduté povrchy, rovinnosť ≤ 0,03 mm) a 8 až 24 montážnych otvorov pre skrutky (priemer otvoru tolerancia H9, chyba rozdelenia ≤ ±4′). Pri presnom obrábaní tesniacich plôch sme inovatívne zaviedli „postup presného obrábania so špirálovou interpoláciou“. Prostredníctvom snímania a kompenzácie údajov povrchu po 500 bodoch na kružnici sa rovinnosť tesniacej plochy stabilne udržiava na hodnote 0,02 mm/100 mm. Vzhľadom na vysokoteplotnú pevnosť zliatinových prírub (12Cr1MoVG) je zariadenie vybavené vstavanou databázou materiálov a procesov, ktorá automaticky nastavuje rezné parametre (otáčky vretena 800–1200 ot./min, posuv 60–100 mm/min), čím sa predchádza lomeniu nástrojov. Pre výmenu prírub rôznych špecifikácií podporuje zariadenie jednoklikové nastavenie procesných parametrov (so 30 vopred definovanými šablónami spracovania prírub), čím sa skráti doba výmeny z tradičných 2 hodín na 18 minút.
Upínanie príruby
Výsledky implementácie plne vyhovujú prísnym štandardom petrochemickej priemyselnosti: jednotlivý spracovateľský cyklus bol skrátený z 45 minút na 32 minút a denná výrobná kapacita bola zvýšená z 150 súprav na 260 súprav; koaxialita medzi vnútorným otvorom príruby a tesniacou plochou je stabilne riadená na ≤ 0,04 mm, rovinatosť tesniacej plochy je ≤ 0,03 mm, drsnosť povrchu dosahuje Ra0,8 μm a chyba rozdelenia otvorov pre skrutky je ≤ ±3,5′, čo plne spĺňa požiadavky noriem GB/T 9113.1-2022 „Celé oceľové rúrkové príruby“ a ASME B16.5 „Rúrkové príruby a prírubové tvarovky“; únikovosť pri tlakových skúškach potrubia klesla z 8 % na 0,5 % a výrobné náklady na jednu prírubu sa znížili o 15 yuanov po zrušení procesu leštenia; pri prírubách z nehrdzavejúcej ocele 316L sa životnosť nástroja predĺžila o 40 % vďaka chladeniu olejovou mlhou a optimalizácii parametrov. Inteligentný diagnostický modul namontovaný na zariadení dokáže v reálnom čase monitorovať zaťaženie vretena (presnosť ±0,5 %) a reznú teplotu (rozlíšenie 0,1 °C). V kombinácii s algoritmom predpovede opotrebenia nástroja sa celková využiteľnosť zariadenia zvýšila z 80 % na 94 % a ročná prestávka sa skrátila o 380 hodín.
CK5263 úplne vyriešil dvojitý problém „tesnenia, bezpečnosti a výrobnej efektívnosti“ pre príruby. Ako uviedol výrobný riaditeľ spoločnosti: „Naše príruby teraz nielenže vydržali prísnu skúšku Národného strediska na dohľad a kontrolu kvality ropovodov, ale tiež spĺňajú najvyššie požiadavky na vysokotlakové príruby (PN40) vo veľkých projektoch, ako je plynovod Západ–Východ 3, čo vytvorilo technologickú bariéru pre našu konkurenciu na poli petrochemických zariadení.“ Tento prípad potvrdzuje, že CNC zvislé sústruhy sa stali kľúčovým zariadením pri výrobe prírub pre petrochemické zariadenia, ktoré prekonávajú úzke miesto „bezpečnosti, presnosti a efektívnosti“ prostredníctvom hlbokého integrovania „tuhej konštrukcie a prispôsobenia materiálu a procesu + precízneho uzatvoreného ovládania“.
EN
